CN112089548A

CN112089548A - 一种用于妇产科早产儿护理系统

Info

Publication number: CN112089548A
Application number: CN202011021870.9A
Authority: CN
Inventors: 张艳亭; 郭烘宇; 刘雯; 寇应琳; 侯晨辉; 聂文静; 马海丽
Original assignee: Zhengzhou Railway Vocational and Technical College
Current assignee: Zhengzhou Railway Vocational and Technical College
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: CN112089548B

Abstract

本发明涉及一种用于妇产科早产儿护理系统，包括依次设于床体底部的旋转机构、倾斜机构、升降机构和底座，所述旋转机构包括支撑床体的上支撑板和下支撑板及设于上支撑板和下支撑板之间的转盘，所述倾斜机构包括连接于固定板与下支撑板之间的承托部和调节组件，所述升降机构包括底板、导轨和设于导轨顶端的托板，所述导轨通过滑块连接有承托组件，所述床体连接至由控制器控制的恒温水箱，所述床体通过水泵连接至恒温水箱，所述恒温水箱通过温度传感器和加热器连接至控制器；本发明的提供的护理系统，能为婴儿创造一个恒温的适应环境，具有整体升降、床体倾斜、旋转、称重功能，为婴儿的护理提供平稳的体位变换。

Description

一种用于妇产科早产儿护理系统

技术领域

本发明属于护理设备技术领域，具体涉及一种用于妇产科早产儿护理系统。

背景技术

早产儿是指胎龄在37足周以前出生的活产婴儿，也被称为未成熟儿，其出生体重大部分在2500g以下，头围在33cm以下，其器官功能和适应能力较足月儿为差者，应给予早产儿特殊护理，全世界每年就有约1500万名早产儿出生，占据了新生儿总人数的约十分之一之多。其中大约有100万名早产儿在出生后不久就死亡了。与此同时，更多的早产儿将伴随着一生的病痛而生存在世界上，这给早产儿的家庭和社会带来了巨大的负担。多国政府和研究机构的研究结果表明，当前有多种有效的护理方式能够对早产儿进行防治，如果得以广泛推广，能够避免四分之三的早产儿死亡。

相对于正常婴儿来说，早产儿各个系统和器官发育更加不成熟，易受到环境温度的影响，当所处环境温度太低时，则会出现体内温度不升，而当所处环境温度过高时，则又容易出现发热的状况,早产儿的胃部容量相对较小，括约肌也比较松弛，喂食后易发生胃食管反流，出现溢奶和窒息的现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供一种用于妇产科早产儿护理系统，能为婴儿创造一个恒温的适应环境，具有整体升降、床体倾斜、旋转、称重功能，为婴儿的护理提供平稳的体位变换。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于妇产科早产儿护理系统，包括育婴床的床体，包括依次设于床体底部的旋转机构、倾斜机构、升降机构和底座，所述旋转机构包括支撑床体的上支撑板和连接有驱动电机的下支撑板，所述上支撑板和下支撑板之间连接有与所述驱动电机输出端连接的转盘，所述倾斜机构包括固定板和连接于固定板与下支撑板之间的、对应床体两端设置的承托部和调节组件，所述升降机构包括抵接固定板底部的底板、通过弹簧连接底座的竖直导轨和设于导轨顶端的、抵接底板的托板，所述导轨高度方向的两侧对称设滑块，所述导轨通过滑块连接有承托组件；

所述床体连接至由控制器控制的恒温水箱，所述床体上设有两个进水口和两个出水口，所述两个进水口分别通过水泵一和水泵二连接至恒温水箱的输出端，所述两个出水口连接至恒温水箱的输入端，所述恒温水箱通过温度传感器和加热器连接至控制器，所述水泵一和水泵二均连接至控制器。

优选的，所述床体和上支撑板之间设有用于称重的压力传感器。

优选的，所述旋转机构还包括设于上支撑板和下支撑板两端对应处的阻尼圈，所述上支撑板通过螺钉连接转盘的侧板，所述下支撑板的上端和转盘的侧板的下端通过推力轴承连接，所述转盘贯穿下支撑板的转轴处通过推力轴承连接下支撑板的底部和驱动电机。

优选的，所述调节组件包括通过支座连接固定板的第一电机，所述第一电机输出端通过同步带连接设于导向筒内的滚珠丝杆，所述第一电机通过支板连接导向筒，所述滚珠丝杠的顶端通过导程块螺栓连接固定板的底端。

优选的，所述承托组件包括连接底座的支架、铰接于支架之间的第一连杆、铰链接第一连杆的第二连杆和第三连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端通过关节球轴承连接有与底板螺栓固定连接的安装板，所述第三连杆远离第一连杆的一端通过关节球轴连接有与滑块相适配的夹具。

优选的，所述承托部为不含有第三连杆的承托组件，所述承托部包括连接固定板的支架部、铰接于支架部之间的第一连杆部、铰链接第一连杆部的第二连杆部，所述第二连杆部远离第一连杆部的一端通过关节球轴承连接有与下支撑板螺栓固定连接的安装部。

优选的，所述导轨内部设有伸缩组件，所述伸缩组件包括连接导轨的限位筒和贯穿限位筒的螺杆，所述螺杆的外部螺纹连接有设于限位筒的贯穿处的蜗轮，所述蜗轮通过相适配的蜗杆连接有第二电机，所述螺杆的自由端贯穿导轨的上端面通过关节球轴承连接托板。

优选的，所述恒温水箱通过水泵三连接有冷水箱，所述水泵三连接至控制器。

优选的，所述导轨的内部上下两端均设有与控制器连接的行程开关。

优选的，所述床体上还设有恒温罩，所述恒温罩的侧壁上设有操作孔。

优选的，所述控制器采用PID控制，所述控制器包括有温度模块，所述温度模块包括ARM微处理器、与串口RS232连接的存储单元，与USB口连接的复位电路，读写单元和时钟单元，所述温度传感器通过变送器连接读写单元，所述时钟单元通过驱动电路连接至水泵的执行电机。

优选的，所述温度模块的算法模型G(s)满足：

G(s)=ke^-τ/（Ts+1），k为床体内温度的变化量，T为床体温度变化的时间参数，τ为床体内恒定温度的保持时间参数。

优选的，所述驱动水泵的执行电机的输出轴功率P与泵的转速v之间满足：P=πWvt/η，W为扭矩（N/m），t为泵工作时间（s），η为泵的效率。

优选的，所述下支撑板的倾斜角度θ满足：

θ=-arccos[(L₁ ²+L₂ ²-L₃ ²)/2L₁L₂；

L₁为螺杆的伸长量（m），L₂为第二连杆的竖直高度（m），L₃为第一连杆的竖直高度（m）。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的一种用于妇产科早产儿护理系统，通过旋转机构可调节婴儿床体的方位，便于对婴儿的干预治疗和医护人员的照顾。

2、本发明提供的一种用于妇产科早产儿护理系统，控制器控制加热器工作，达到温度设定要求后，控制器通过控制水泵将恒温水箱的水引入到床体内，流出的水再回到恒温水箱形成水循环，直到水温达到设定值。

3、本发明提供的一种用于妇产科早产儿护理系统，通过导轨内的伸缩组件带动托板的上下运动，伸缩组件内的蜗轮蜗杆配合可实现自锁功能，保证螺杆在竖直方向移动的稳定性，通过滑块与夹具的配合带动第三连杆的运动，进而带动第一连杆和第二连杆的配合，为导轨侧壁提供同步支撑，并在导轨底部安装弹簧，对床体进行缓冲。

4、本发明提供的一种用于妇产科早产儿护理系统，倾斜机构中，第一电机的旋转运动经过同步带传给滚珠丝杠的导程块，再由导程块推动下支撑板的上下调节，下支撑板的另一端通过承托部与固定板连接，配合下支撑板的抬起与放平，避免下支撑板大幅度运动。

5、本发明提供的一种用于妇产科早产儿护理系统，控制器采集水床温度转换成数字信号，再经过智能控制算法处理给出控制信号，最后将此控制信号输送给可控硅调压器去控制加热器，从而使床体温度维持在一定的允许范围内。

附图说明

图1是本发明一种用于妇产科早产儿护理系统结构示意图。

图2是本发明旋转机构示意图。

图3是本发明倾斜机构示意图。

图4是本发明升降机构示意图。

图5是本发明伸缩组件示意图。

图6是本发明实施例2示意图。

图7是本发明床体和恒温水箱连接示意图

图中：1、底座；2、升降机构；3、底板；4、固定板；5、倾斜机构；6、下支撑板；7、旋转机构；8、上支撑板；9、压力传感器；10、床体；11、驱动电机；20、托板；21、支架；22、第一连杆；23、第二连杆；24、安装板；25、第三连杆；26、夹具；27、弹簧；28、导轨；29、滑块；51、支座；52、第一电机；53、导向筒；54、滚珠丝杠；55、导程块；56、支架部；57、第一连杆部；58、第二连杆部；59、安装部；71、转盘；72、阻尼圈；73、推力轴承；74、螺钉；101、进水口；102、水泵一；103、水泵二；104、出水口；105、控制器；106、水泵三；107、冷水箱；108、恒温水箱；109、温度传感器；110、加热器；281、螺杆；282、限位筒；283、第二电机；284、蜗杆；285、蜗轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合图1，一种用于妇产科早产儿护理系统，包括育婴床的床体10，包括依次设于床体10底部的旋转机构7、倾斜机构5、升降机构2和底座1，底座1采用Q235冷轧方管焊接形成，在四个角上安装四个脚轮来进行移动。

所述床体10和上支撑板8之间设有用于称重的压力传感器9，压力传感器9采用电阻应变片式压力传感器，在床体10的四个角放置四个压力传感器，实现称重功能。

结合图2，所述旋转机构7包括支撑床体10的上支撑板8和连接有驱动电机11的下支撑板6，所述上支撑板8和下支撑板6之间连接有与所述驱动电机11输出端连接的转盘71，所述旋转机构7还包括设于上支撑板8和下支撑板6两端对应处的阻尼圈72，所述上支撑板8通过螺钉74连接转盘71的侧板，所述下支撑板6的上端和转盘71的侧板的下端通过推力轴承73连接，所述转盘71贯穿下支撑板6的转轴处通过推力轴承73连接下支撑板6的底部和驱动电机11，转盘71通过推力轴承73压在下支撑板6上，转盘71底部的转轴部分穿过下支撑板6中央的圆孔伸到板下方与驱动电机11连接，在下支撑板6下方的转轴上，安装另一个推力轴承73，并通过卡簧防止推力轴承73脱出，为了能够使婴儿床在旋转到一定的角度之后能够保持其位置，在上支撑板8和下支撑板6之间、绕转盘71的侧板的侧壁固定阻尼圈72，阻尼圈72与转盘71的侧板相接触，通过相互滑动产生摩擦阻尼力，当驱动转盘的力达到足够大时才能克服摩擦阻尼力使其转动，避免床体产生轻易晃动，使婴儿受到惊吓。

结合图3，所述倾斜机构5包括固定板4和连接于固定板4与下支撑板6之间的、对应床体10两端设置的承托部和调节组件，所述调节组件包括通过支座51连接固定板4的第一电机52，所述第一电机52输出端通过同步带连接设于导向筒53内的滚珠丝杆54，所述第一电机52过支板连接导向筒53，所述滚珠丝杠54的顶端通过导程块55螺栓连接固定板4的底端，所述承托部包括连接固定板4的支架部56、铰接于支架部56之间的第一连杆部57、铰链接第一连杆部57的第二连杆部58，所述第二连杆部58远离第一连杆部57的一端通过关节球轴承连接有与下支撑板6螺栓固定连接的安装部59，第一电机52的旋转运动经过同步带传给滚珠丝杠54的导程块55，再由导程块55推动下支撑板6的上下调节，下支撑板6的另一端通过承托部与固定板4连接，配合下支撑板6的抬起与放平，避免下支撑板6大幅度运动，实现对床体的抬升或放低，使早产儿进行体位变换，促进胃排空。

结合图4和图5，所述升降机构2包括抵接固定板4底部的底板3、通过弹簧27连接底座1的竖直导轨28和设于导轨28顶端的、抵接底板3的托板20，导轨28采用硬度58HRC的碳素钢，所述导轨28高度方向的两侧对称设滑块29，所述导轨28通过滑块29连接有承托组件，所述承托组件包括连接底座1的支架21、铰接于支架21之间的第一连杆22、铰链接第一连杆22的第二连杆23和第三连杆25，所述第二连杆23远离第一连杆22的一端通过关节球轴承连接有与底板3螺栓固定连接的安装板24，所述第三连杆25远离第一连杆22的一端通过关节球轴连接有与滑块29相适配的夹具26，所述导轨28内部设有伸缩组件，所述伸缩组件包括连接导轨28内部的限位筒282和贯穿限位筒282的螺杆281，所述螺杆281的外部螺纹连接有设于限位筒282的贯穿处的蜗轮285，所述蜗轮285通过相适配的蜗杆284连接有第二电机283，所述螺杆281的自由端贯穿导轨28的上端面通过关节球轴承连接托板20，蜗杆284旋转并驱动蜗轮285，进而带动升降螺杆281做上下移动，在螺杆281的升降作用下，调整托板20的位置，通过导轨28内的伸缩组件带动托板20的上下运动，伸缩组件内的蜗轮285蜗杆284配合可实现自锁功能，保证螺杆281在竖直方向移动的稳定性，通过滑块29与夹具26的配合带动第三连杆25的运动，进而带动第一连杆22和第二连杆23的配合，为导轨28侧壁提供同步支撑，并在导轨28底部安装弹簧27，对床体进行缓冲。

驱动电机、第一电机和第二电机均采用型号86HS45的步进电机。

实施例2

在实施例1的基础上，结合图6，在固定板与下支撑板6之间，调节组件设于两者之间的中央处，承托部对称设于调节组件的四个方位上，采用电动驱动的方式，实现床体前后左右各个方向的倾斜，调节婴儿的体位，保障头侧的上升、下降以及固定，有助于早产儿在喂食后、机械通气下对于不同的体位抬高的要求，避免喂食后易发生胃食管反流的状况。

实施例3

所述导轨的内部上下两端均设有与控制器连接的行程开关，在伸缩组件到达行程的上极限或下极限位置时，触发行程开关产生开关信号，由控制器处理后，切断电源，使运动停止，在行程开关故障或控制系统故障导致到达极限位置而没有停止时，行程开关本身还可以起到阻挡的作用，避免危险的发生。

实施例4

结合图7，所述床体10连接至由控制器105控制的恒温水箱108，所述床体10上设有两个进水口101和两个出水口104，所述两个进水口101分别通过水泵一102和水泵二103连接至恒温水箱108的输出端，所述两个出水口104连接至恒温水箱108的输入端，所述恒温水箱108通过温度传感器109和加热器110连接至控制器105，所述水泵一102和水泵二103均连接至控制器105，所述恒温水箱108通过水泵三106连接有冷水箱107，所述水泵三106连接至控制器105，控制器105控制加热器110工作，达到温度设定要求后，控制器105通过控制水泵一102和水泵二103将恒温水箱108的水引入到床体10内，流出的水再回到恒温水箱108形成水循环，直到水温达到设定值。

早产儿由于体温神经中枢发育不太完善，身体机能对温度的控制能力较差，容易受到环境温度的影响，早产儿育婴箱所处的环境温度应该始终保持在24-26℃，对育婴床实施恒温能够降低早产儿体重的下降，同时能够缩短体重恢复正常以及住院的时间，早产儿的体重处于1-1.5Kg范围内时，床体内温度应该控制在33℃左右，当体重低于1Kg的早产儿，则应该将温度控制在35℃，床体内的相对湿度则应该控制在60%～80%，早产儿的胎龄和出生时的体重越低的时候，育婴箱内的湿度就应该越高。

所述控制器采用PID控制，所述控制器包括有温度模块，所述温度模块包括ARM微处理器、与串口RS232连接的存储单元，与USB口连接的复位电路，读写单元和时钟单元，所述温度传感器通过变送器连接读写单元，所述时钟单元通过驱动电路连接至水泵的执行电机。

所述温度模块的算法模型G(s)满足：G(s)=ke^-τ/（Ts+1），k为床体内温度的变化量，T为床体温度变化的时间参数，τ为床体内恒定温度的保持时间参数。

所述驱动水泵的执行电机的输出轴功率P与泵的转速v之间满足：P=πWvt/η，W为扭矩（N/m），t为泵工作时间（s），η为泵的效率。

电机工作时通过水泵将恒温水箱的水输送到水床内，设定定时器进而达到定时振动的目的，水床内的水通过回流到恒温水箱内形成水循环，水床内的流场对水床器壁的压力使其近似一种波动形式，能够模拟出其在母体内的状态，控制器采集水床温度转换成数字信号，再经过智能控制算法处理给出控制信号，最后将此控制信号输送给可控硅调压器去控制加热器，从而使床体温度维持在一定的允许范围内。

实施例5

所述下支撑板的倾斜角度θ满足：θ=-arccos[(L₁ ²+L₂ ²-L₃ ²)/2L₁L₂；L₁为螺杆的伸长量（m），L₂为第二连杆的竖直高度（m），L₃为第一连杆的竖直高度（m），通过床体倾斜角度和倾斜机构的承托部和调节组件之间的运动关系、螺杆、第二连杆和第三连杆的长度变化来确定床体达到指定角度所需要的轨迹，平稳地实现运动轨迹，使床体实现多角度、多方位的体位变化。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于妇产科早产儿护理系统，包括育婴床的床体（10），其特征在于：包括依次设于床体（10）底部的旋转机构（7）、倾斜机构（5）、升降机构（2）和底座（1），所述旋转机构（7）包括支撑床体（10）的上支撑板（8）和连接有驱动电机（11）的下支撑板（6），所述上支撑板（8）和下支撑板（6）之间连接有与所述驱动电机（11）输出端连接的转盘（71），所述倾斜机构（5）包括固定板（4）和连接于固定板（4）与下支撑板（6）之间的、对应床体（10）两端设置的承托部和调节组件，所述升降机构（2）包括抵接固定板（4）底部的底板（3）、通过弹簧（27）连接底座（1）的竖直导轨（28）和设于导轨（28）顶端的、抵接底板（3）的托板（20），所述导轨（28）高度方向的两侧对称设滑块（29），所述导轨（28）通过滑块（29）连接有承托组件；

所述床体（10）连接至由控制器（105）控制的恒温水箱（108），所述床体（10）上设有两个进水口（101）和两个出水口（104），所述两个进水口（101）分别通过水泵一（102）和水泵二（103）连接至恒温水箱（108）的输出端，所述两个出水口（104）连接至恒温水箱（108）的输入端，所述恒温水箱（108）通过温度传感器（109）和加热器（110）连接至控制器（105），所述水泵一（102）和水泵二（103）均连接至控制器（105）。

2.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述床体（10）和上支撑板（8）之间设有用于称重的压力传感器（9）。

3.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述旋转机构（7）还包括设于上支撑板（8）和下支撑板（6）两端对应处的阻尼圈（72），所述上支撑板（8）通过螺钉（74）连接转盘（71）的侧板，所述下支撑板（6）的上端和转盘（71）的侧板的下端通过推力轴承（73）连接，所述转盘（71）贯穿下支撑板（6）的转轴处通过推力轴承（73）连接下支撑板（6）的底部和驱动电机（11）。

4.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述调节组件包括通过支座（51）连接固定板（4）的第一电机（52），所述第一电机（52）输出端通过同步带连接设于导向筒（53）内的滚珠丝杆（54），所述第一电机（52）通过支板连接导向筒（53），所述滚珠丝杠（54）的顶端通过导程块（55）螺栓连接固定板（4）的底端。

5.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述承托组件包括连接底座（1）的支架（21）、铰接于支架（21）之间的第一连杆（22）、铰链接第一连杆（22）的第二连杆（23）和第三连杆（25），所述第二连杆（23）远离第一连杆（22）的一端通过关节球轴承连接有与底板（3）螺栓固定连接的安装板（24），所述第三连杆（25）远离第一连杆（22）的一端通过关节球轴连接有与滑块（29）相适配的夹具（26）。

6.根据权利要求5所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述承托部包括连接固定板（4）的支架部（56）、铰接于支架部（56）之间的第一连杆部（57）、铰链接第一连杆部（57）的第二连杆部（58），所述第二连杆部（58）远离第一连杆部（57）的一端通过关节球轴承连接有与下支撑板（6）螺栓固定连接的安装部（59）。

7.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述导轨（28）内部设有伸缩组件，所述伸缩组件包括连接导轨（28）内部的限位筒（282）和贯穿限位筒（282）的螺杆（286），所述螺杆（286）的外部螺纹连接有设于限位筒（282）的贯穿处的蜗轮（285），所述蜗轮（285）通过相适配的蜗杆（284）连接有第二电机（283），所述螺杆（286）的自由端贯穿导轨（28）的上端面通过关节球轴承连接托板（20）。

8.根据权利要求1所述的一种用于妇产科早产儿护理系统，其特征在于：所述恒温水箱（108）通过水泵三（106）连接有冷水箱（107），所述水泵三（106）连接至控制器（105）。