CN1559371A

CN1559371A - 多功能护理床及其控制系统

Info

Publication number: CN1559371A
Application number: CNA2004100153431A
Authority: CN
Inventors: 谢存禧; 张东; 邓建明; 邱志诚; 翟敬梅
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: CN1331453C

Abstract

本发明提供一种多功能护理床，包括左、右翻身板、左、右臀部板、便盆盖板、大腿板、小腿板、床面框架，所述左翻身板和右翻身板铰接在背部框架上构成背板，所述背部框架与床面框架相铰接，所述左臀部板和右臀部板亦铰接在床面框架上，便盆盖板位于左臀部板和右臀部板之间，其一端铰接在床面框架上，大腿板一边与床面框架相铰接，另一边与小腿板相铰接。一种控制多功能护理床的控制系统，包括信息输入模块、单片机控制模块、PLC控制系统，所述单片机控制模块分别与信息输入模块和PLC控制系统电气连接。本发明功能齐全，可完成平躺、抬背、屈/伸腿、抬腿、左/右翻身、坐起及解便等体位位姿，智能化程度高，控制方便，操作可靠，适用范围广。

Description

多功能护理床及其控制系统

技术领域

本发明涉及医疗及护理用病床，特别涉及一种多功能护理床及其控制系统。

背景技术

在医院及家庭中，对于慢性病人和瘫痪病人治疗及护理，除了配合药物和针剂的治疗之外，病患者如能在护理床上接受必要的物理方式的护理，可以大大增强患者肌体的活性，提高自身的免疫力，大大减少并发症的产生，例如，对长期卧床的病人进行定时的翻身和抬背，可以加强病人背部和臀部血液的流动，大大减少褥疮等并发症的发生，减少病人不必要的痛苦。现有的的各式护理床多数由两块和三块床板组成，各床板仅能绕同一指向的轴转动，其转动操作分为手动和电动两大类，手动护理床通过分别并顺次用手摇动床身上的对应各个床板的把手，通过传动机构(如蜗轮蜗杆、连杆机构等)实现单块床板的转动换位，电动护理床多数在原有手动护理床的基础上，将手动部分改装为电机驱动的结构，从而减轻护理人员的劳动强度，但是现有护理床存在有以下几点的缺点和不足：可实现的体位变换少，现有的护理床可以实现一些普通体位位姿方式(如抬背、抬腿、屈腿)，但不能实现一些特殊体位位姿方式(如左右翻身、坐姿、排便)，如在专利号为02277156.5的中国实用新型专利中公开了一种“多功能医用护理床”，这种护理床特征在于在床体上另设有一活动的床架，由靠背板、固定板、一个或一个以上中间板和一个或一个以上搁腿板相互铰接构成，固定板或中间板开设有一方便孔，孔内设有一与中间板在同一平面上之活动盖板，在床体下方，设一由拉杆直线电机带动可使床架作上下移动之拉杆装置，在靠背板和中间板上，分别通过连杆与靠背板直线电机和中间板直接电机相连，各直线电机均由电控箱控制；这种护理床可以实现抬背、抬腿、屈腿、排便的功能，但不能实现左右翻身及坐姿和功能，而且其直线电机是通过连杆与各板相连接，传动不够直接，结构比较复杂。在专利号为02212458.6的中国实用新型专利中公开了“一种分块式多功能护理床”，其床架划分为靠背模块、臀部固定模块、臀部活动模块、腿部模块、脚部模块，在臀部固定模块和臀部活动模块中间还设置有便口堵块，相邻两活动模块之间为铰接，这种护理床亦可以实现抬背、抬腿、屈腿、坐姿、排便的功能，但不能实现左右翻身功能，而且其操作方式为手动操作，动作慢，费时费力，操作不够方便。在专利号为02213135.3的中国实用新型专利中公开了一种“翻身起背护理床”，这种护理床可以实现左右翻身和抬背的功能，但其它功能则不能实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、功能多样、使用方便、操作可靠、适用范围广的多功能护理床。

本发明的另一目的在于提供一种可以控制上述多功能护理床的控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：本多功能护理床包括左、右翻身板、左、右臀部板、便盆盖板、大腿板、小腿板、床面框架，所述左翻身板和右翻身板铰接在背部框架上构成背板，所述背部框架与床面框架相铰接，所述左臀部板和右臀部板亦铰接在床面框架上，便盆盖板位于左臀部板和右臀部板之间，其一端铰接在床面框架上，大腿板一边与床面框架相铰接，另一边与小腿板相铰接。

所述左、右翻身板、左、右臀部板、便盆盖板、大腿板、小腿板分别与直线电机相连接，由直线电机驱动各构件绕各自的铰接轴旋转，所述直线电机与控制系统通过继电器控制电路相连接。本发明亦可采用一般的机械式曲柄摇块机构实现对各床面板的操作控制。

本多功能护理床上可设置有活动式小桌板，供使用者用饭、阅读或放置杂物。

本多功能护理床上可设置有吊液架供医疗护理使用。

一种控制上述多功能护理床的控制系统，包括信息输入模块、单片机控制模块、PLC(可编程逻辑控制器)控制系统，所述单片机控制模块分别与信息输入模块和PLC控制系统电气连接。

所述信息输入模块包括键盘和语音识别电路。

本控制系统的作用原理是：单片机控制模块为上位机，在接收到按键控制指令或语音控制信号后，将护理床动作控制指令向PLC控制系统送出，由PLC控制系统控制继电器控制电路工作，从而实现电机执行机构的多轴电机同时动作，满足使用者的护理要求。本发明的PLC控制系统具有很高的指令执行速度和高可靠性，使它能满足多轴运动控制系统的控制要求，PLC控制系统对护理病床多轴运动控制主要的优势表现为有足够容量的存储单元和大量高速运算指令，能够进行各种接口、通信、数据逻辑运算及复杂的逻辑控制，具有高可靠性、灵活高速的作用特点，但亦存在扩展性有限的缺点；本发明采用的单片机以其低成本、高集成、指令强、速度快、易扩展被广泛地应用于工业控制领域。本护理床的控制系统吸收了单片机成本低廉和扩展性强的特点，利用单片机作为上位机；同时利用了PLC控制系统高速灵活的指令和高可靠性的优势，将PLC控制系统作为下位机进行底层控制，从而避免了单一单片机系统在强电控制中的干扰和误动作；而且本控制系统中各个系统均采用模块化设计，系统的可靠性及维护性亦相应提高。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：(1)功能比较齐全；本多功能护理床能够同时完成普通体位位姿(平躺、抬背、屈/伸腿)和特殊的体位位姿(抬腿、左/右翻身、坐起以及解便)，这是国内外同类护理床产品所不具备的特点；(2)智能化程度高、控制方便、操作可靠；本多功能护理床实现了人性化的智能语音控制模式，将操作板控制与语音控制相结合，扩大使用功能，可对语音动作命令准确、可靠地执行，能够有效地减轻护理床使用者的工作强度，尤其适用于上肢残疾，肢体乏力的使用者，同时通过语言的交流，增强了人与护理床之间的亲和力，顺应了未来家用医护设备向智能化方向发展的趋势(3)适用范围广；本多功能护理床可广泛应用于医院或一般家庭中作为医疗设备或护理设备使用，老年人、慢性病患者、残疾人等均可使用；本发明较好地适应于人口老年化的社会发展趋势，提高全社会的医护和健康监控水平。

附图说明

图1是本发明多功能护理床的结构示意图。

图2是图1所示多功能护理床的俯视图。

图3是图1所示多功能护理床的A-A向视图。

图4是图1所示多功能护理床的作用简图。

图5是本发明控制系统的结构框图。

图6是本发明控制系统的单片机程序流程图。

图7是本发明控制系统的PLC控制系统软件流程图。

图8是本发明多功能护理床的床面板及相应动作与具体体位的对应示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

图1～图3示出了本发明的具体结构，由图2可见，本多功能护理床包括左翻身板1、右翻身板2、左臀部板3、右臀部板5、便盆盖板4、大腿板6、小腿板7、床面框架8，所述左翻身板1和右翻身板2通过铰链9-1、9-2铰接在背部框架10上构成背板，所述背部框架10与床面框架8通过铰链9-3、9-4相铰接，所述左臀部板3和右臀部板5亦通过铰链9-5、9-6铰接在床面框架8上，便盆盖板4位于左臀部板3和右臀部板5之间，其一端通过铰链9-7铰接在床面框架8上，大腿板6一边与床面框架8通过铰链9-8、9-9相铰接，另一边与小腿板7通过铰链9-10、9-11相铰接。各床面板与驱动构件直线电机的安装连接关系见图1和图3，由图3可见，左翻身板1和右翻身板2分别通过铰链9-12、9-13与左、右翻身直线电机11、12相连接，左、右翻身直线电机11、12另一端通过铰链9-14、9-15连接在主梁13上，背部直线电机14一端通过铰链9-16连接在横梁15上，另一端通过铰链9-17与背部框架10的背面相连结；如图1所示，所述左翻身板1和右翻身板2分别依次通过翻身弧形条16、传力轴17、翻身弧形条18与左臀部板3及右臀部板5相连接，便盆盖板4与便盆直线电机19通过铰链9-18相连接，便盆直线电机19另一端通过铰链9-19固定在横梁15上，便盆20通过导槽片21安装在床面板下面，便盆20可沿导槽片21滑至便盆盖板4的位置，大腿板6和小腿板7分别通过铰链9-20、9-21与大腿直线电机22及小腿直线电机23相连接，大腿直线电机22及小腿直线电机23的另一端都通过铰链与连接于两横梁1 5之间的纵梁24相连接。前述各直线电机分别通过控制线与控制构件相连接。在本多功能护理床上两侧固定有护栏25，在护理床底部设置有万向滚轮26；本多功能护理床上还可设置活动式小桌板和吊液架(图中未示出)。

本多功能护理床的作用原理如图4所示，左翻身板1和右翻身板2对应于人体的背部，左臀部板3和右臀部板5对应于人体的臀部，便盆盖板4对应位置为解便孔，人体的大腿、小腿分别对应于大腿板6、小腿板7；通过各个床面板之间的协调运动，采用单动或联动方式可实现护理床所需的各种体位位姿，具体包括：平躺、抬背、屈/伸腿、抬腿、左/右翻身、坐起以及解便。具体体位与对应的床面板及相应动作如表1所示。

表1

体位位姿	所需床面板及动作要求
体位位姿	所需床面板及动作要求	平图8(A)躺	床面板1、2、3、4、5、6、7处于初始状态。
抬图8(B)背	床面板1、2同时绕的Y1纵轴旋转。	平图8(A)躺	床面板1、2、3、4、5、6、7处于初始状态。
抬图8(B)背	床面板1、2同时绕的Y1纵轴旋转。	屈图8(C)腿	床面板6、7同时协调运动，板6绕的Y2纵轴旋转，板7绕Y3纵轴旋转。
图8(D)抬腿	床面板6、7同时协调运动，板6绕Y2纵轴旋转，板7绕Y3纵轴旋转。	屈图8(C)腿	床面板6、7同时协调运动，板6绕的Y2纵轴旋转，板7绕Y3纵轴旋转。
图8(D)抬腿	床面板6、7同时协调运动，板6绕Y2纵轴旋转，板7绕Y3纵轴旋转。	图8(E)左右翻身	床面板1、3和2、5两两同时协调运动，其中板2、5绕的X1横轴旋转实现左翻身，板1、3绕X1横轴旋转实现右翻身。
图8(F)坐	床面板1、2、6、7两两同时协调运动，板1、2绕Y1纵轴旋转，板6绕Y2纵轴旋转上抬，板7绕Y3纵轴旋转下摆。	图8(E)左右翻身	床面板1、3和2、5两两同时协调运动，其中板2、5绕的X1横轴旋转实现左翻身，板1、3绕X1横轴旋转实现右翻身。
图8(F)坐	床面板1、2、6、7两两同时协调运动，板1、2绕Y1纵轴旋转，板6绕Y2纵轴旋转上抬，板7绕Y3纵轴旋转下摆。	排图8(G)便	在坐姿或平躺位形下板4运动。

控制上述多功能护理床的控制系统，包括信息输入模块、单片机控制模块、PLC控制系统，具体结构如图5所示，所述单片机控制模块分别与信息输入模块和PLC控制系统电气连接。所述信息输入模块包括键盘和语音识别电路。单片机控制模块通过控制器输入端接收到按键控制指令或语音控制信号后，根据控制信号的不同将护理床动作控制指令向PLC控制系统送出，由PLC控制系统控制继电器控制电路工作，从而实现电机执行机构的多轴电机同时动作，满足使用者的护理要求。单片机控制模块的控制程序流程见图6，单片机控制模块输出的弱电信号首先输入PLC控制系统，然后在PLC控制系统中调用相应的直线电机控制程序，从而控制直线电机的运动，完成特定的体位位姿动作，PLC控制系统的软件流程图见图7。

本发明多功能护理床的尺寸规格及各组件选型如下：

1)护理床长×宽×高＝2105×900×557(mm)

2)各床面板的摆动角

板号	1和2	3和5	6	7	4
板号	1和2	3和5	6	7	4	摆动角	0°～75°	0°～75°	0°～35°	-55°～+35°	0°～90°

3)各床面板驱动直线电机

选用丹麦LINKAN公司LA31.50B-20-230-HJ型直线电机，最大负载为4000N。

4)PLC及单片机型号

PLC：日本三菱公司：Fx_1N-40MR

额定电压：AC100～240V

额定频率：50/60Hz

40输入输出点

单片机控制模块：ATMEL公司AT89C52

5)语音识别电路：美国SENSORY公司的RSC-364语音识别系统。

Claims

1、一种多功能护理床，其特征在于：包括左、右翻身板、左、右臀部板、便盆盖板、大腿板、小腿板、床面框架，所述左翻身板和右翻身板铰接在背部框架上构成背板，所述背部框架与床面框架相铰接，所述左臀部板和右臀部板亦铰接在床面框架上，便盆盖板位于左臀部板和右臀部板之间，其一端铰接在床面框架上，大腿板一边与床面框架相铰接，另一边与小腿板相铰接。

2、根据权利要求1所述多功能护理床，其特征在于：所述左、右翻身板、左、右臀部板、便盆盖板、大腿板、小腿板分别与直线电机相连接，所述直线电机与控制系统连接。

3、根据权利要求1所述多功能护理床，其特征在于：设置有活动式小桌板。

4、根据权利要求1所述多功能护理床，其特征在于：设置有吊液架。

5、一种根据权利要求1所述多功能护理床的控制系统，其特征在于：包括信息输入模块、单片机控制模块、PLC控制系统，所述单片机控制模块分别与信息输入模块和PLC控制系统电气连接。

6、根据权利要求5所述多功能护理床的控制系统，其特征在于：所述信息输入模块包括键盘和语音识别电路。