CN113229657A - 基于主动自调压功能的充气坐垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于主动自调压功能的充气坐垫，包括：调压气囊组、总充气泵、总放气阀、调压气囊气阀组、调压气囊压力传感器组和控制器模块，其中，总充气泵设置在调压气囊组的一端；总放气阀设置在调压气囊组的另一端；调压气囊气阀组设置在调压气囊组上；调压气囊压力传感器组设置在调压气囊组接触面上；控制器模块通过调压气囊压力传感器组检测到的压力值从而控制调压气囊气阀组的开启或关闭。本发明通过主动自调压功能能够解决脊髓损伤患者自主行动能力弱，长期坐、卧易导致臀部压疮的问题，而已有的防压疮坐垫不能自主、有效地调整压力分布、预防压疮的问题。

Description

基于主动自调压功能的充气坐垫

技术领域

本发明涉及坐垫技术领域，具体地，涉及一种基于主动自调压功能的充气坐垫。

背景技术

目前市面上的防压疮坐垫大多数为被动减压式坐垫，被动减压式坐垫的释压思路为尽可能地平均分配压力。根据临床研究及动物实验结果，在表面压力强度完全平均的情况下仍存在长期压迫导致细胞死亡的可能，对于脊髓损伤患者或长期卧病的患者，其臀部等部位必定长期受到压迫，被动式减压坐垫不可能长期预防压疮形成。

而少数几种主动自调压坐垫，其调压方式为周期性加减压，不能对使用者臀部受压情况做出智能分析与调整，缺乏自适应性与特异性，防压疮效果一般。

经过检索，专利文献CN202858525U公开了一种具有分区气囊的防压疮坐垫，包括多个气囊组成的气囊阵列，所述气囊阵列划分为至少四个气囊区，每个气囊区内的各个气囊之间是连通的，但任意两个相邻的气囊区之间的气囊不连通；位于所述气囊阵列下方的多条气道，每条气道连接所述气囊区的至少一个并与之连通；所述多个气囊组成的气囊阵列以及所述多条气道设置在该基底上；多个导气管，其设置在所述基底内，每个导气管的一端连通对应的气道，另一端延伸到坐垫外并设置有接头，并且每个导气管上具有各自的阀门；以及充气装置，该充气装置连接所述导气管的接头。该现有技术的不足之处在于不能对使用者臀部受压情况做出智能分析与调整，缺乏自适应性与特异性。

因此，现有坐垫及控制方法还有待改进与发展。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于主动自调压功能的充气坐垫。

根据本发明提供的一种基于主动自调压功能的充气坐垫，包括：调压气囊组、总充气泵、总放气阀、调压气囊气阀组、调压气囊压力传感器组和控制器模块，

其中，总充气泵设置在调压气囊组的一端；总放气阀设置在调压气囊组的另一端；调压气囊气阀组设置在调压气囊组上；调压气囊压力传感器组设置在调压气囊组接触面上；控制器模块通过调压气囊压力传感器组检测到的压力值从而控制调压气囊气阀组的开启或关闭。

优选地，调压气囊组包括多个调压气囊，多个调压气囊均布设置。

优选地，调压气囊包括弹性气囊、压力传感器、电磁气流阀和支气道，电磁气流阀位于支气道上，压力传感器贴于弹性气囊的上表面。

优选地，当基于主动自调压功能的充气坐垫进行使用时，基于主动自调压功能的充气坐垫与使用者接触，压力传感器能够测得所述弹性气囊的受压强度。

优选地，调压气囊气阀组包括多个电磁气流阀，电磁气流阀为常闭阀；调压气囊压力传感器组包括多个压力传感器。

优选地，还包括总气道，总气道与总充气泵相连接。

优选地，当基于主动自调压功能的充气坐垫未收到控制器模块信号时，电磁气流阀保持关闭状态，与总气道不连通，基于主动自调压功能的充气坐垫内部压强保持不变；

当基于主动自调压功能的充气坐垫收到控制器模块信号时，电磁气流阀处于打开状态，与总气道连通，根据增压需求打开总充气泵，或者根据减压需求开启总放气阀。

优选地，还包括电源控制模块，控制器模块能够接收每个压力传感器的压强信息并处理，以受压强度及受压时间为依据，根据智能调压算法自动生成调压指令，并将指令发送至电源控制模块，以控制电磁气流阀、总充气泵及总放气阀的开关，通过控制每个调压气囊的独立充气和放气进行坐垫压力分布调整。

优选地，电源控制模块包括直流移动电源和静音开关，直流移动电源外接静音开关，静音开关与控制器模块的输出端口相连，控制器模块的输出信号控制静音开关，从而控制总放气阀、调压气囊气阀组及总气泵工作。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过主动自调压功能能够解决脊髓损伤患者自主行动能力弱，长期坐、卧易导致臀部压疮的问题，而已有的防压疮坐垫不能自主、有效地调整压力分布、预防压疮的问题。

2、本发明通过智能调压方法，以受压强度和时间为基准设置调压阈值，并经充放气调整坐垫内部气囊压力，从而智能调节坐垫使用者臀部压力分布，降低久坐时压疮发生的可能性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中基于主动自调压功能的充气坐垫中的单个调压气囊及其组成部分的示意图；

图2为本发明中基于主动自调压功能的充气坐垫中的调压气囊组中的气囊排列方式示意图；

图3为本发明中基于主动自调压功能的充气坐垫中的气道排列及总充气泵、总放气阀布置方式示意图；

图4为本发明中基于主动自调压功能的充气坐垫的控制电路中各模块及元件的电信号传输方式示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图4所示，本发明提供了一种基于主动自调压功能的充气坐垫，包括调压气囊组、总气道2、总充气泵3、总放气阀4、调压气囊气阀组5、调压气囊压力传感器组6、控制器模块7、电源控制模块8和信号传输导线9。

其中，总充气泵3设置在调压气囊组的一端；总放气阀4设置在调压气囊组的另一端；调压气囊气阀组5设置在调压气囊组上；调压气囊压力传感器组6设置在调压气囊组接触面上；控制器模块7通过调压气囊压力传感器6组检测到的压力值从而控制调压气囊气阀组5的开启或关闭。

进一步来说，调压气囊组5括多个调压气囊1，多个调压气囊1均布设置；调压气囊1包括弹性气囊101、压力传感器102、电磁气流阀103和支气道104，电磁气流阀103位于支气道104上，压力传感器102贴于弹性气囊101的上表面；当基于主动自调压功能的充气坐垫进行使用时，基于主动自调压功能的充气坐垫与使用者接触，压力传感器102能够测得弹性气囊101的受压强度。

更进一步来说，调压气囊1上的支气道104上的电磁气流阀103均为常闭阀，未接收到控制器模块7信号时电磁气流阀103保持关闭状态，不与总气道2中气体连通，内部压强保持不变；收到控制器模块信号时电磁气流阀103打开，与总气道2中气体连通，若此时总充气泵3开启，则对该调压气囊1充气加压；若此时总放气阀4开启，则对该调压气囊1放气卸压。

又进一步来说，控制器模块7可接收每个压力传感器102的压强信息并处理，以受压强度及受压时间为依据，根据智能调压算法自动生成调压指令，并将指令发送至电源控制模块，以控制调压气囊气阀组5、总充气泵3及总放气阀4的开关，通过控制每个调压气囊1的独立充放气进行坐垫压力分布调整。

再进一步来说，总充气泵3为正压泵，与总气道2连接，受控制器模块7控制，负责为每个调压气囊1加压，其加压的调压气囊1由支气道104上的电磁气流阀103开启或关闭决定。总放气阀4为常闭阀，与总气道2连接，受控制器模块7控制，其开闭方式与每个支气道104上的电磁气流阀103相同，负责为每个调压气囊1卸压，其卸压的调压气囊1由每个支气道104上的电磁气流阀103开闭决定。

继续进一步来说，电源控制模块8包括直流移动电源和静音开关，其中每个静音开关与控制器模块7的一个输出端口相连，控制一个电磁气流阀103或一个气泵开关。由控制器模块7控制，实为控制器模块7输出信号控制电源控制模块8中静音开关，从而控制各气阀及气泵工作。信号传输导线9连接电源控制模块8、控制器模块7、调压气囊压力传感器组6、总充气泵3、总放气阀4和调压气囊气阀组5。

工作原理：

每个压力传感器102都可实时测量单个调压气囊1所在部位的表面压力并传输至控制器模块7，该压力与患者臀部所受主压应力相同。控制器模块7整合并记录各部位压力，并将该压力与压力阈值指数P₀比较，该阈值指数由18处压力历史值综合计算得出。

当某处压力高于压力阈值指数P₀时，控制器会记录此处压力的强度P与持续时间时间T，并增加该处损伤指数D。患者刚接触坐垫时，损伤指数D初始值为0，其计算符合如下公式：

当某处压力低于压力阈值指数P₀时，控制器会记录此处压力低于P₀的时间T’，并降低该处损伤指数D。此时损伤指数D的计算符合如下公式：

此过程中损伤指数D最小值为0，到达0则不会再降低。

调压气囊1的充放气由该气囊位置的压力与损伤指数控制：

默认状态下调压气囊的支气道气阀关闭，不与外界进行气体交换。

当某处损伤指数D超过损伤阈值指数D₀且压力超过压力阈值指数P₀时，控制器模块7控制该处调压气囊1的支气道104上的电磁气流阀103打开，其他支气道104上的电磁气流阀103关闭，同时总放气阀4打开，总充气泵3关闭，此处调压气囊1以内外压力差为动力放气卸压，直至表面压力低于压力阈值指数或内外气压平衡。

当某处损伤指数D为0且压力低于压力阈值指数P₀时，控制器模块7控制该处调压气囊1的支气道104上的电磁气流阀103打开，其他支气道104上的电磁气流阀103关闭，同时总放气阀4关闭，总充气泵3开启，此处调压气囊1在总充气泵3动力下加压，直至此处压力达到P₀。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，包括：调压气囊组、总充气泵(3)、总放气阀(4)、调压气囊气阀组(5)、调压气囊压力传感器组(6)和控制器模块(7)，

所述总充气泵(3)设置在所述调压气囊组的一端；

所述总放气阀(4)设置在所述调压气囊组的另一端；

所述调压气囊气阀组(5)设置在所述调压气囊组上；

所述调压气囊压力传感器组(6)设置在所述调压气囊组接触面上；

所述控制器模块(7)通过所述调压气囊压力传感器组(6)检测到的压力值从而控制所述调压气囊气阀组(5)的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，所述调压气囊组包括多个调压气囊(1)，所述多个调压气囊(1)均布设置。

3.根据权利要求2所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，所述调压气囊(1)包括弹性气囊(101)、压力传感器(102)、电磁气流阀(103)和支气道(104)，所述电磁气流阀(103)位于所述支气道(104)上，所述压力传感器(102)贴于所述弹性气囊(101)的上表面。

4.根据权利要求3所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，当基于主动自调压功能的充气坐垫进行使用时，基于主动自调压功能的充气坐垫与使用者接触，所述压力传感器(102)能够测得所述弹性气囊(101)的受压强度。

5.根据权利要求1所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，所述调压气囊气阀组(5)包括多个电磁气流阀(103)，所述电磁气流阀(103)为常闭阀；调压气囊压力传感器组(6)包括多个压力传感器(102)。

6.根据权利要求5所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，还包括总气道(2)，所述总气道(2)与所述总充气泵(3)相连接。

7.根据权利要求6所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，

当基于主动自调压功能的充气坐垫未收到控制器模块信号时，所述电磁气流阀(103)保持关闭状态，与所述总气道(2)不连通，基于主动自调压功能的充气坐垫内部压强保持不变；

当基于主动自调压功能的充气坐垫收到控制器模块信号时，所述电磁气流阀(103)处于打开状态，与所述总气道(2)连通，根据增压需求打开总充气泵(3)，或者根据减压需求开启所述总放气阀(4)。

8.根据权利要求5所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，还包括电源控制模块(8)，所述控制器模块(7)能够接收每个压力传感器(102)的压强信息并处理，以受压强度及受压时间为依据，根据智能调压算法自动生成调压指令，并将指令发送至所述电源控制模块(8)，以控制电磁气流阀(103)、总充气泵(3)及总放气阀(4)的开关，通过控制每个调压气囊(1)的独立充气和放气进行坐垫压力分布调整。

9.根据权利要求8所述的基于主动自调压功能的充气坐垫，其特征在于，所述电源控制模块(8)包括直流移动电源和静音开关，所述直流移动电源外接所述静音开关，所述静音开关与所述控制器模块(7)的输出端口相连，所述控制器模块(7)的输出信号控制所述静音开关，从而控制总放气阀(4)、调压气囊气阀组(5)及总充气泵(3)工作。

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