CN115326253A - 一种阵列式点位压力监测与调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家居领域，具体涉及一种阵列式点位压力监测与调控装置，包括感应层、控制单元和反馈调控单元；所述感应层包括导电层和若干阵列式布置的传感点位，所述传感点位通过导电层连接形成传感电性回路；所述传感点位具有感应面，所述感应面包括第一感应面和第二感应面；所述导电层包括导电层一和导电层二，导电层一与第一感应面连接，导电层二与第二感应面连接；所述传感电性回路用于检测感应层的作用参数，并将作用参数传递至控制单元；所述控制单元能够基于获取的作用参数控制反馈调控单元做出反馈响应。本发明的阵列式点位压力监测与调控装置检测结果准确，能够及时的准确地做出反馈响应，避免组织受压所导致的身体健康问题。

Description

一种阵列式点位压力监测与调控装置

技术领域

本发明属于智能家居领域，具体涉及一种一种阵列式点位压力监测与调控装置。

背景技术

对于长期卧床的患者而言，局部皮肤组织长期受压会引起溃疡性改变，如果护理不当即容易发生皮肤逐层溃烂。究其原因是因为患者久卧而较少更换体位，皮肤受压缺血所致，严重时亦可深达肌肉，甚至露出骨头。若不及时治疗，可因感染继发败血症而导致死亡。

为防止久卧皮肤受压缺血溃烂需要注意保护皮肤健康，作为预防应当勤翻身，应避免患处长时间受压。当皮肤开始发红时，只要防止继续压迫，就能很快恢复，从而有效避免严重的皮肤问题发生。但由于病人的动态体态限制和病护的看管可能会出现遗漏，因此对于此种生理健康问题发生的监控需求是迫切的。

现有技术主要是通过采用气囊和按摩球的方式对人体进行按摩来缓解皮肤受压的形成，但长期使用下其相关机构部件难免出现变形，导致其作用效果大大降低，并且还存在更换维修或者清洁储存方面的使用成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术一种阵列式点位压力监测与调控装置采用按摩机构部件长期使用容易变形导致效果降低的问题，提供一种一种阵列式点位压力监测与调控装置，通过采用轻薄床垫结构并结合阵列式传感结构设计，使得本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置使用简便，能够有效防止身体健康问题。

本发明一种阵列式点位压力监测与调控装置能够长期保护人体健康，更换和运输携带便捷，具有良好的应用推广价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种阵列式点位压力监测与调控装置，包括感应层、控制单元和反馈调控单元；

所述感应层包括导电层和若干阵列式布置的传感点位，所述传感点位通过导电层连接形成传感电性回路；所述传感点位具有感应面，所述感应面包括第一感应面和相对第一感应面设置的第二感应面；所述导电层包括导电层一和导电层二，导电层一与第一感应面连接，导电层二与第二感应面连接；

所述传感电性回路用于检测感应层的作用参数，并将作用参数传递至控制单元；

所述控制单元能够基于获取的作用参数控制反馈调控单元做出反馈响应。

本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置采用阵列式传感点位通过导电层连接并形成的传感电性回路，该感应层结构设计具有检测结果准确特点。如当检测到使用者身体部位长期不移动时，能够做出反馈响应，如发出警报或其他响应指示，以提示应该对使用人体进行移动或翻动，从而避免长时间生物体不动出现皮肤组织受压缺血溃烂。可以实现护理分担有效协助提醒护理人员对于患者的此方面的照顾，避免因为护理疏漏导致患者身体健康受损的情况发生。

优选地，在所述感应层范围内，所述导电层一和导电层二之间互相不接触。

进一步地，相邻传感点位间隔1.5cm-5cm，例如可以是间隔2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm，优选地间隔2.5cm。传感点位的间隔宽度决定了监测装置的监测精度，间隔距离越小，测量点位越多，监测装置的精度越高。

进一步地，所述传感点位为柔性压力传感器。优选地，所述柔性传感器呈矩形阵列布置，使得本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置的感应层能够铺设在整个床面上。

优选地，所述柔性压力传感器是薄皮状的传感器。

优选地，所述传感点位为在压力下可变电阻的高分子聚合物。

进一步地，所述导电层一由若干导电条一组成，所述导电层二由若干导电条二组成，任意导电条一和导电条二相互不接触设置，传感点位位于在导电条一和导电条二之间。该结构设置，传感点位处的传感器可在导电一与导电条二呈平面结构布置的位置之间或者在导电条一和导电条二呈上下空间布置的位置之间实现传感作用的电性回路的导通，并且获得相关检测作用参数。

优选地，导电条一和导电条二呈空间十字形交叉结构布置，所述传感点位（如，传感器）设置在其每一个相互交叉位置之间。

通过将传感器设置在导电条一和导电条二在空间交叉的位置，利用传感器的两个感应面分别和导电条一、导电条二连接，构成阵列式的结构。该结构为防止导电条一和导电条二接触以及线路设计布置的优选结构。

进一步地，所述导电条一和导电条二的宽度不大于传感点位感应面的可接触宽度。采用上述结构设计能避免连接位置导电一和导电条二相互接直接触出现误导通。

优选地，所有导电条一采取飞线的方式集成到电路板的第一排线pin口，所述第一排线pin口与控制单元连接。所有导电条二采取飞线的方式集成到电路板的第二排线pin口，所述第二排线pin口与控制单元连接。通过所有导电条一和导电条二分别借助飞线的方式整合形成的所有数据线集成到排线pin口，然后分第一排线pin口和第二排线pin口连接到控制单元。

进一步地，传感电性回路检测的作用参数是电阻和/或压力和/或时间值。所述传感电性回路用于检测感应层的作用参数，并将参数传递至控制单元，控制单元根据压力和/或或时间参数情况进行判断，并作出不同的响应。

进一步地，所述导电层为可导电的任意材质制成，优选地，所述导电层为柔性导电材质制成。本发明采用柔性导电织物，以保证检测灵敏度和便于收纳、折叠以及使用柔软舒适等实用性。

又或者，所述导电层可以是金属箔、金属丝、厚度小于0.4mm的金属薄片等等当中的任意一种。

进一步地，所述传感点位（如传感器）为在压力下可变电阻的高分子聚合物；所述导电层为柔性导电材质制成的。所述可变电阻的高分子聚合物是在无压力状态下不导通，在压力作用下，由于电阻值变小，会出现导通，导通后可实现检测不同电阻值对应的压力值，从而实现压力检测和后续调控作用。

进一步地，所述导电层一、导电层二的厚度分别均可为0.05mm～0.2mm，柔性传感器的厚度为0.05mm～0.2mm。导电层一、导电层二的厚度各自独立设置，相互不影响，可以根据感应层的工作状态，选择设定导电层一、导电层二的厚度，如选择适宜的导电条材料。

进一步地，本发明的阵列式点位压力监测与调控装置，还包括包覆在感应层外的绝缘层。该绝缘层的材质可以是橡胶、海绵、硅胶、乳胶、棉絮等绝缘材料中的任意一种。

进一步地，该绝缘层优选为棉絮层，这样本发明的阵列式点位压力监测与调控装置除了可以直接铺在家用床垫并铺上被单等进行使用以外，还可以采用如此结构直接使用，并且不易损坏，同时增加了使用的柔软性和舒适性。

进一步地，所述反馈调控单元为气垫，所述气垫包括阵列式气囊，每个气囊对应至少一个传感点位。所述气囊能够在控制单元的作用下实现伸缩作用来分散和缓冲皮肤受到的压力。

通过将设置气垫结构配套使用，能够在控制单元感知到身体承受压力时，通过定位传感器受压位置并控制该处对应气囊伸缩作用，从而调整或抵消压力对身体的作用力，使得身体受压部位变化或缓解，避免身体局部长时间受到压力，调整身体受压状态使之达到平衡或分散或转移，有效预防皮肤病变。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明一种阵列式点位压力监测与调控装置通过阵列式、网格型的布满床垫的结构设计，检测结果准确。当检测到使用者身体部位长期不移动时，能够发出警报或其他响应指示，以提示应该对使用人体进行移动或翻动，从而避免长时间卧床不动出现皮肤组织受压所导致的皮肤组织健康问题，确保卧床患者健康。

2.本发明一种阵列式点位压力监测与调控装置整体结构轻薄可折叠，特别是采用导电层、传感器均为薄片结构的情况下，在使用和收纳方面均有良好的实用性。

3.本发明一种阵列式点位压力监测与调控装置优选方案可以采用感应层和绝缘层可以分离拆卸的结构，方便清洗，使用时直接铺设在常规床垫行使用即可。通过在阵列式点位压力监测与调控装置外覆柔软的棉絮形成保护，大大的增强了使用好感。

4.本发明一种阵列式点位压力监测与调控装置对于不能自理、移动身体的患者来说，使用后防患者皮肤健康状态显著改善；对于看护人员来说，也可以起到护理分担作用，能有效协助提醒护理人员对于患者的此方面的照顾，避免因为护理疏漏导致患者身体健康受损的情况发生。

5.本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置还可以配套气垫使用，能够在控制单元感知到身体具体部位受压时，通过控制气垫上对应气囊的伸缩程度来抵消身体受压压力，使得身体受压部位得到缓解。能够主动的实现预防人体皮肤长期受压作用，部分或全部取代了患者护理工作，实现了智能预防，对于看护方来说也大大的减少了劳动强度，节约了时间成本。

6.本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置，控制单元及其控制方法的使用，控制单元实时采集数据信息，其响应灵敏，各个单元联动配合作用，进一步提高了其良好智能作用性能。

附图说明：

图1是本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置的结构示意图；

图2是本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置的内部结构示意图；

图3是图1中局部A的放大视图；

图4是本发明的一种阵列式点位压力监测与调控装置的另一结构示意图。

图中标识：1-绝缘层，2-感应层，21-导电条一，22-导电条二，23-传感点位，3-控制器，4-外接口，5-气垫。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-3所示一种阵列式点位压力监测与调控装置，包括感应层和控制单元，所述控制单元是控制器3；所述感应层包括若干阵列式布置的传感点位和导电层，相邻传感点位间隔2.5cm（最佳方案），各个传感点位呈矩形阵列布置，在每一个传感点位设置传感点位23。如图2所示，所述传感器23具有第一感应面和相对第一感应面设置的第二感应面。所述导电层包括导电层一和导电层二，导电层一包括多个导电条一21，导电条一21与传感点位23的第一感应面连接，导电层二包括多个导电条二22，所述导电条二22与传感点位23的第二感应面连接。如图3所示，传感点位23和导电条一21、导电条二22的连接形态，控制导电条的宽度，使之小于传感点位23的宽度，避免导电条一21和导电条二22直接连通形成短路。

各传感点位之间通过导电层连接并形成传感电性回路，即导电条一21和导电条22之间的传感器23被两组导电条连接形成传感电性回路；所述传感电性回路用于检测感应层与人体之间的作用参数，并将参数传递至控制单元；由于导电层的导电条一21和导电条二22与各个传感器23之间的连接存在相对间隔距离，相应的导通电路具有距离差。所述控制单元为控制器3，采用轮巡检测或者单点监测原理，控制器3能够基于对应参数判断一种阵列式点位压力监测与调控装置上压力的具体位置，进而做出预防响应。由于形成阵列式布满床垫的传感电性回路，回路具有多样性，可以清楚的分析确定具有的承压情况，压力分布状态，故具有检测结果准确特点。

通过上述结果的电性回路，控制器可以发出提示，确保患者自行移动或调整姿势，避免长时间保持一个固定姿势。如果患者移动或调整姿势存在困难，控制器也可以进一步发出警报或提示，有效协助提醒护理人员对于患者的此方面的照顾，避免因为护理疏漏导致患者身体健康受损的情况发生。

进一步地，如图1所示，所述导电层一由若干柔性导电条一组成，所述导电层二由若干柔性导电条二组成；若干导电条一为平行或近似平行状态设置，若干导电条二平行或近似平行状态设置。通过设置导电条一、导电条二的排布状态，实现阵列式排布。然后，在导电条一、导电条二的交汇处设置传感器，如图1和图4所示。可以选用微型传感器，特别是薄片状的传感器。

进一步，所述导电条一和导电条二的宽度不大于其与传感点位的感应面最小连接宽度。使得导电条和传感器结合的位置不会出现导电条绕过传感器直接导通形成短路，即采用上述结构设计能避免连接位置导电一和导电条二相互接触出现误触导通。所有导电条一采取飞线的方式集成到电路板的排线pin口一，从而实现与外部控制器3的连接。所有导电条二采取飞线的方式集成到电路板的排线pin口二，从而实现与外部控制器3连接。在设置飞线的时候可以通过控制飞线长度实现汇总到排线pin口的长度，基于回路长度电信号传输时间差，进而可以在轮巡检测或者单点监测过程中对于各个传感点位的区分性更好。

进一步，所述传感电性回路检测的作用参数是或压力和/或时间值，根据不同的检测参数要求，选择不同的传感器，如压力传感器或可变电阻传感器或其他可测量参数的传感器。如可变电阻传感器根据电阻值变化和压力对应关系，获得相应的测量结果。传感器测得相应作用参数后，并将参数传递至控制器3，控制器根据压力和/或电阻和/或时间进行判断，并作出不同的响应，控制器3可以根据压力达到阈值以后进行计时，当时间超过阈值后进行报警或提示，患者可以自行调整姿势，然后控制器3重新检查压力并计时。如果患者没有及时进行姿势调整，则控制器3可以向医护人员发出提醒，由医护人员前来照顾，改变传感器获得作用参数信息，进而让控制器3进入重新计时。

实施例2

本实施例的一种阵列式点位压力监测与调控装置和实施例1相比，如图1所示，阵列式的传感点位23通过导电层的相互垂直的导电条一21和导电条二22连通形成回路以后。表面还包括包覆在感应层外的棉絮制成的绝缘层，其中绝缘层也可以采用其他的诸如橡胶、硅胶等绝缘材料制成绝缘层。采用棉絮制成绝缘层可以直接铺在家用床垫上并在其上铺被单等进行使用，且兼具柔软性和舒适性。利用柔软的棉絮使得阵列式点位压力监测与调控装置舒适性更好。

进一步，作为配套的便于使用，确保使用效果，所述柔性传感器是薄皮状的传感器（如压力下可变电阻的高分子聚合物制成的柔性压力传感器），所述导电层采用柔性导电织物，以保证检测灵敏度和便于收纳、折叠以及使用柔软舒适等实用性。

更进一步地，所述导电层一、导电层二的厚度分别均可为0.05mm～0.2mm，柔性传感器的厚度为0.05mm～0.2mm。柔韧性较好，导电性能较好，整体导电回路工作稳定。导电层一、导电层二整体稳定，配合可变电阻的高分子聚合物是在无压力状态下不导通，在压力作用下，由于电阻值变小，会出现导通，因此实现传感检测。

实施例3

本实施例的一种阵列式点位压力监测与调控装置和实施例1相比，如图2所示，区别仅在于在阵列式点位压力监测与调控装置下方还设置有气垫5，所述气垫5包括若干个可伸缩动作的气囊，且全部所述气囊能够覆盖完所有传感点位。通过多个气囊分别匹配各个传感点位，将阵列式点位压力监测与调控装置和气垫配套使用，所述气垫含有若干个可控制其伸缩动作的气囊，根据传感点位检测到的人体作用参数，利用全部气囊能够覆盖完所有传感点位。按照一定的预设程序进行气囊充气控制，进而实现缓解使用者局部压力作用参数。

在控制单元获得传感点位形成传感电性回路，进行判断感知到身体承受压力持续时间超过阈值时，通过控制对应气囊伸缩作用可以调整或抵消压力对身体作用力，避免身体局部长时间受到压力。如此一来本发明的阵列式点位压力监测与调控装置具有主动能力，调整身体受压状态使之达到平衡或分散或转移，相比于被动式提醒，能够更好地有效预防基于长期受压造成的皮肤病变。

本申请所引用的各专利、专利申请和出版文的说明全部纳入本申请参考。引用的任何参考文献不应认为是允许这些参考文献可以用来作为本申请的“现有技术”。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，包括感应层、控制单元和反馈调控单元；

所述感应层包括导电层和若干阵列式布置的传感点位，所述传感点位通过导电层连接形成传感电性回路；所述传感点位具有感应面，所述感应面包括第一感应面和相对第一感应面设置的第二感应面；所述导电层包括导电层一和导电层二，导电层一与第一感应面连接，导电层二与第二感应面连接；

所述传感电性回路用于检测感应层的作用参数，并将作用参数传递至控制单元；

所述控制单元能够基于获取的作用参数控制反馈调控单元做出反馈响应。

2.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，相邻传感点位间隔1.5cm-5cm。

3.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述传感点位为柔性压力传感器。

4.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述传感点位为在压力下可变电阻的高分子聚合物。

5.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述导电层一由若干导电条一组成，所述导电层二由若干导电条二组成，传感点位位于在导电条一和导电条二之间。

6.根据权利要求5所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述导电条一和导电条二呈空间十字形交叉结构布置，传感点位设置在其每一个相互交叉位置之间。

7.根据权利要求5所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述导电条一和导电条二的宽度不大于传感点位感应面的可接触宽度。

8.根据权利要求5所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所有导电条一采取飞线的方式集成到电路板的第一排线pin口，所述第一排线pin口与控制单元连接；所有导电条二采取飞线的方式集成到电路板的第二排线pin口，所述第二排线pin口与控制单元连接。

9.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述导电层为柔性导电材质制成。

10.根据权利要求9所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述柔性导电材质为导电织物或者金属箔或者金属丝或者厚度小于0.4mm的金属薄片。

11.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，传感电性回路检测的作用参数是压力和/或时间值。

12.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述导电层一、导电层二的厚度分别均可为0.05mm～0.2mm，柔性传感器的厚度为0.05mm～0.2mm。

13.根据权利要求1所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，还包括包覆在感应层外的绝缘层。

14.根据权利要求1至13任一项所述一种阵列式点位压力监测与调控装置，其特征在于，所述反馈调控单元为气垫，所述气垫包括阵列式布置的可伸缩气囊，每个气囊对应至少一个传感点位。

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