JP2018075183A - Biological information detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報検出装置に関する。 The present invention relates to a biological information detection apparatus.
ベッドに加えられた荷重に基づいて、ベッド上に存在する人の生体情報を検出する技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載された在床状況検出装置では、ベッドの4本の脚部にそれぞれ荷重を検出するための複数の荷重センサが設けられている。そして、在床状況検出装置は、荷重センサにより検出した荷重に基づいてベッドに存在する人の重心位置を算出する。そして、在床状況検出装置は、人の重心位置が寝床部に設定された監視領域内に位置している場合には、警報を出力する。
There has been proposed a technique for detecting biological information of a person existing on a bed based on a load applied to the bed. For example, in the in-situ state detection device described in
特許文献2には、介護施設や養護施設で好適に用いられるベッドであって、人が就寝するための就寝台の高さ調整が可能な荷重検出機能付きベッドが記載されている。荷重検出機能付きベッドは、就寝台を昇降可能に支持する基台の所定の複数個所に、複数の荷重センサが配置されている。荷重検出機能付きベッドは、演算部を備え、演算部により、荷重センサが検出した荷重に基づいて就寝台に存在する人の重心位置を算出する。
介護施設や養護施設では、特許文献1と特許文献2のとの技術を組み合わせることによる高さ調整が可能な荷重検出機能付きベッドにて、就寝台に存在する人の重心位置に応じて的確に警報を出力することができる構成が望まれている。
In care facilities and nursing homes, a bed with a load detection function that can be adjusted in height by combining the techniques of
しかしながら、就寝台の高さ調整が可能なベッドは、就寝台を昇降する際に、就寝台がベッドの長手方向や幅方向にスイングしながら高さ調整を行う昇降機構を用いる場合がある。この種のベッドは、就寝台が昇降すると、基台に配置された各荷重センサに対して相対的に就寝部が水平方向に移動して、基台に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位する。このため、高さ調整が可能な荷重検出機能付きベッドでは、算出した計算上の人の重心位置と、実際の人の重心位置とがズレる問題があった。 However, a bed that can be adjusted in height may use an elevating mechanism that adjusts the height of the bed while swinging in the longitudinal and width directions of the bed when the bed is raised and lowered. This type of bed has a load center that is the center of the distribution of the load applied to the base when the bed is moved up and down, the sleeping part moves in the horizontal direction relative to each load sensor arranged on the base. Is displaced in the horizontal direction. For this reason, in the bed with a load detection function capable of adjusting the height, there has been a problem that the calculated center of gravity position of the person and the actual center of gravity position of the person are misaligned.
そこで、本発明は、ベッドの基台にかかる荷重中心が就寝台の昇降に伴って水平方向に変位しても、就寝台上に存在する人の実際の重心位置を正確に算出することができる生体情報検出装置を提供することを課題としてなされてものである。 Therefore, the present invention can accurately calculate the actual center-of-gravity position of a person existing on the bed even if the center of load applied to the bed base is displaced in the horizontal direction as the bed is raised or lowered. It is an object to provide a biological information detection device.
上述の課題を解決するため、請求項1に係る生体情報検出装置は、基台と、基台の上方に配置され、人が存在可能である上面と、上面に存在する人の重心位置を規定する第一座標系の基準となる第一基準点と、を有する就寝台と、基台と就寝台との間に設けられ、就寝台にかかる荷重を基台に伝達可能に基台に対して就寝台を昇降させ、かつ、上面に人が存在しない就寝台が昇降する場合に基台に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位しながら就寝台を昇降させる昇降装置と、を備えたベッドに適用される生体情報検出装置であって、基台の複数の所定箇所に設けられ、各所定箇所に加わる荷重を検出するための複数の荷重センサと、複数の荷重センサによってそれぞれ検出された各荷重である複数の検出荷重から、就寝台の上面に存在する人の重心位置である人重心位置を、基台に係る第二基準点を基準とする第二座標系にて、算出する第二人重心位置算出部と、第二人重心位置算出部によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置を、昇降装置の昇降に伴って発生する第二基準点に対する第一基準点の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置に補正する補正部と、を備えている。
In order to solve the above-described problem, a biological information detection apparatus according to
これによれば、第二人重心位置算出部は、複数の荷重センサによってそれぞれ検出された各荷重である複数の検出荷重から、就寝台の上面に存在する人の重心位置である人重心位置を、基台に係る第二基準点を基準とする第二座標系にて算出する。補正部は、第二人重心位置算出部によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置を、昇降装置の昇降に伴って発生する第二基準点に対する第一基準点の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置に補正する。このように、第二人重心位置算出部によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置が、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置に補正することが可能となる。よって、基台にかかる荷重中心が就寝台の昇降に伴って水平方向に変位しても、就寝台上に存在する人の実際の重心位置を正確に算出することができる生体情報検出装置を提供することができる。 According to this, the second person centroid position calculation unit calculates the person centroid position, which is the centroid position of the person existing on the upper surface of the bed, from the plurality of detected loads that are the respective loads detected by the plurality of load sensors. The calculation is performed in the second coordinate system with the second reference point related to the base as a reference. The correction unit is configured to calculate the second person's center of gravity position represented by the second coordinate system calculated by the second person's center of gravity position calculating unit with respect to the second reference point generated with the lifting and lowering of the lifting device. Based on the relative displacement amount, the first person center of gravity position, which is the person center of gravity position represented in the first coordinate system, is corrected. In this way, the first person gravity center position where the second person gravity center position represented by the second coordinate system calculated by the second person gravity center position calculation unit is the person gravity center position represented by the first coordinate system. It becomes possible to correct to. Therefore, even if the center of load applied to the base is displaced in the horizontal direction as the bed is moved up and down, a living body information detection apparatus capable of accurately calculating the actual center of gravity position of a person existing on the bed is provided. can do.
〈第一実施形態〉
本発明による生体情報検出装置の第一実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、生体情報検出装置Tは、ベッドB1に適用される。
<First embodiment>
A biological information detection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the biological information detection apparatus T is applied to a bed B1.
図1及び図2に示すように、ベッドB1は、基台20と、就寝台30と、昇降装置40と、荷重センサ5a、5b、5c、5dを備えている。基台20は、平面視、長方形状をなすフレーム構造を有する。基台20は、前後方向に伸びる左右一対の左側部フレーム21aと、右側部フレーム21bと、左右方向に延びる前部フレーム22aと、中間フレーム22bと、後部フレーム22cとで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bed B1 includes a
左側部フレーム21aの前端は、前部フレーム22aの左端部に接続されている。左側部フレーム21aの後端は、後部フレーム22cの左端部に接続されている。右側部フレーム21bの前端は、前部フレーム22aの右端部に接続されている。右側部フレーム21bの後端は、後部フレーム22cの右端部に接続されている。中間フレーム22bの左端部は、左側部フレーム21aの前後中間位置の内側面に接続されている。中間フレーム22bの右端部は、右側部フレーム21bの前後中間位置のフレーム内側面に接続されている。
The front end of the
基台20は、前後左右の4隅にそれぞれ、脚部23a,23b,23c,23dを備えている。脚部23aの上端は、左側部フレーム21aと前部フレーム22aとの接続部に接続されている。脚部23bの上端は、右側部フレーム21bと前部フレーム22aとの接続部に接続されている。脚部23cの上端は、左側部フレーム21aと後部フレーム22cとの接続部に接続されている。脚部23dの上端は、右側部フレーム21bと後部フレーム22cとの接続部に接続されている。
The
各荷重センサ5a,5b,5c,5dは、基台20の複数の所定箇所に設けられ、基台20に加わる荷重を検知する。脚部23aと床Uとの間には、荷重センサ5aが配置されている。脚部23bと床Uとの間には、荷重センサ5bが配置されている。脚部23cと床Uとの間には、荷重センサ5cが配置されている。脚部23dと床Uとの間には、荷重センサ5dが配置されている。例えば、各荷重センサ5a,5b,5c,5dは公知のストレインゲージが用いられ、荷重を検知した荷重信号(電圧信号)が出力される。尚、荷重センサとして感圧ゴムを用いることも可能であり、ストレインゲージに限るものではない。荷重センサ5a,5b,5c,5dは、有線又は無線により制御装置10の入力部11と電気的に接続されている。
Each of the
就寝台30は、基台20の上方に配置されている。就寝台30は、フレーム部31と、フレーム部31に設けられたマットレス32とを備えている。フレーム部31は、平面視、長方形状である。フレーム部31は、前後方向に伸びる左右一対の左側フレーム31aと、右側フレーム31bと、左右方向に延びるヘッドボード33と、横フレーム31cと、後部の縦板フレーム34とで構成されている。
The
左側フレーム31aの前端は、ヘッドボード33の下部左端部に接続されている。左側フレーム31aの後端は、縦板フレーム34の下部左端部に接続されている。右側フレーム31bの前端は、ヘッドボード33の下部右端部に接続されている。右側フレーム31bの後端は、縦板フレーム34の下部右端部に接続されている。横フレーム31cの左端部は、左側フレーム31aの前後中間位置の内側面に接続されている。横フレーム31cの右端部は、右側フレーム31bの前後中間位置のフレーム内側面に接続されている。
就寝台30のフレーム部31は、床板31d(図2参照)を備えている。マットレス32は、床板31dに載置されている。マットレス32は、人が存在可能である上面32aを有する。
The front end of the
The
昇降装置40は、基台20と就寝台30との間に設けられている。昇降装置40は、就寝台30にかかる荷重を基台20に伝達可能に基台20に対して就寝台30を水平方向に変位させながら昇降させる。昇降装置40は、上面32aに人が存在しない就寝台30が昇降する場合に基台20に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位しながら昇降する構成である。
昇降装置40は、4つの昇降機構40a,40b,40c,40dと、これら昇降機構40a,40b,40c,40dを駆動するアクチュエータ45を備えている。
The lifting
The lifting
基台20の左前側位置には、左前昇降機構40aが設けられている。基台20の右前側位置には、右前昇降機構40bが設けられている。基台20の左後側位置には、左後昇降機構40cが設けられている。基台20の右後側位置には、右後昇降機構40dが設けられている。左前昇降機構40aと右前昇降機構40bとは、左右対称な構造を有している。左後昇降機構40cと右後昇降機構40dとは、左右対称な構造を有している。各昇降機構40a,40b,40c,40dは、取付位置が異なる以外は基本的に同じ構造を有している。
A left
各昇降機構40a,40b,40c,40dの構成を、基台20の左前側位置の左前昇降機構40aを中心に説明する。左前昇降機構40aは、下部アーム41、中間アーム42及び上部アーム43を備えている。下部アーム41の下端は、基台20の左側部フレーム21aの上面に固定され、下部アーム41は、基台20の左側部フレーム21aの上面から上方に向けて延設されている。中間アーム42の一端は、下部アーム41の上端に回動可能に連結されている。下部アーム41と中間アーム42との連結部421は、ピンにより回動可能に連結されている。また、中間アーム42の他端は、上部アーム43の下端に回動可能に連結されている中間アーム42と上部アーム43との連結部422は、ピンにより回動可能に連結されている。
上部アーム43の上端は、就寝台30の左側フレーム31aに固定され、下方に向けて延設されている。
The configuration of each
The upper end of the
図3に示すように、アクチュエータ45は、ボールねじ機構451、電動モータ452、ギヤ部453、及びボールねじ機構451に連結された伸縮ロッド454を備えている。ボールねじ機構451は、ボールねじ451aと、ボールねじ451aに螺合したナット部451bとを備えている。伸縮ロッド454は、ナット部451bに接続されている。ギヤ部453は、電動モータ452の駆動力をボールねじ451aに伝達させる構成である。アクチュエータ45は、電動モータ452の駆動によりボールねじ451aが時計方向又は反時計方向に回転する。そして、ボールねじ451aに沿ってナット部451bが往復移動することで、伸縮ロッド454が往復動する。
図1、図2に示すように、アクチュエータ45は、平面視で、基台20及び就寝台30のほぼ中央位置に起立姿勢で配置されている。アクチュエータ45の基端455は、就寝台30の横フレーム31cに回動可能に連結されている。アクチュエータ45の伸縮ロッド454の先端456は、基台20の中間フレーム22bに、回動可能に連結されている。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
昇降装置40による就寝台30の昇降を説明する。図1の実線で示す就寝台30は、最下降位置Pdwに下降した状態を示す。この状態では、昇降装置40の中間アーム42は、ほぼ水平姿勢をなす。昇降装置40のアクチュエータ45は、ボールねじ451a(図3参照)の回転に伴うナット部451bの移動により収縮状態をなす。
そして、昇降装置40は、アクチュエータ45のボールねじ451aの回転に伴うナット部451bの移動によりアクチュエータ45を伸長させ、就寝台30を最上昇位置Pupに上昇させる。これに伴って、各昇降機構40a,40b,40c,40dの中間アーム42は、連結部421を中心に、回動する。このとき、就寝台30は、水平姿勢を保ったまま上昇する。この場合、就寝台30は、連結部421を中心に、中間アーム42の上端が移動する円弧状の軌跡に沿って上昇する。
The raising / lowering of the
And the raising / lowering
上昇する就寝台30は、水平方向前方へも移動する。例えば、図4に示すように、就寝台30(図1参照)は、図4中の基点PB1から、中心Aを回転中心とし、半径rを有する円弧上を移動するものとする。この場合、就寝台30は、昇降位置PI1への上昇に伴い、基点PB1から水平方向へ距離L分移動する。尚、就寝台30は、基点PB1から、その鉛直線上の昇降位置PI2への上昇した場合には水平方向の移動距離が0となる。
また、就寝台30は、図中の基点PB2から、中心Aを回転中心とし、半径rを有する円弧上を、昇降位置PI3への上昇に伴い、基点PB2から水平方向へ距離L分移動する。
昇降に伴う水平方向の移動の距離Lは、以下の式(1)及び式(2)により導き出された式(3)により求めることができる。
Further, the
The distance L of the horizontal movement accompanying the elevation can be obtained from the following equation (1) and equation (3) derived from equation (2).
就寝台30の上昇により就寝台30が水平方向前方に移動すると、基台20には、前側の脚部23a,23bにかかる就寝台30の荷重が大きくなる。これにより、基台20に加わる荷重の分布中心であるの荷重中心(単に、基台20の荷重中心ともいう)は、前方へ変位することとなる。荷重の分布とは、就寝台30から基台20に作用する荷重が基台の4本の脚部23a,23b,23c,23dに分散して作用していることである。
When the
ベッドB1において、就寝台30(図1参照)は、人の重心位置の検出に関して、就寝台30の上面32aに存在する人の重心位置を規定する第一座標系(図6B参照)を有する。例えば、第一座標系は、就寝台30の上面32aにおける人の重心位置の座標を表わす。また、就寝台30は、第一座標系の基準となる第一基準点K1(図6B参照)を有する。
一方、基台20は、就寝台30の上面32aに存在する人の重心位置である人重心位置を算出するために、基台20に係る第二基準点K2(図6B参照)、及び、第二基準点K2を基準とする第二座標系を有する。
In the bed B1, the bed 30 (see FIG. 1) has a first coordinate system (see FIG. 6B) that defines the position of the center of gravity of the person existing on the
On the other hand, the
図5に基づいて、生体情報検出装置T(図1参照)の電気ブロック構成を説明する。
生体情報検出装置Tは、ベッドB1(図1参照)に適用される装置である。生体情報検出装置Tは、生体情報を検出する装置である。生体情報は、ベッドB1の就寝台30に存在する上の人が睡眠中であるか覚醒しているかの判定や、人の睡眠中の体動、睡眠深度、心拍数等の情報である。また生体情報検出装置Tは、就寝台30に存在する人の人重心位置の検出を行う。生体情報検出装置Tは、CPUを備え、そのプログラム処理により人の重心位置の検出が行われる。
Based on FIG. 5, the electrical block configuration of the biological information detection apparatus T (see FIG. 1) will be described.
The biological information detection device T is a device applied to the bed B1 (see FIG. 1). The biological information detection device T is a device that detects biological information. The biometric information is information such as determination as to whether the upper person present on the
生体情報検出装置Tは、制御装置10、複数の荷重センサ5a,5b,5c,5d、及び就寝台30(図1参照)の水平方向への変位量を検出する水平方向変位量検出部60を備えている。制御装置10は、入力部11、第二人重心位置算出部12、補正部13、入力部14、第一相対変位量算出部15、及び通信装置16を備えている。
The biological information detection device T includes a horizontal direction displacement
水平方向変位量検出部60は、就寝台30の水平方向の変位量を検出する。水平方向変位量検出部60は、ベッドB1の基台20の前部に設けられている(図1参照)。水平方向変位量検出部60は、基台20の前部から上方へ延設された延長部材61の先端に固定されている。水平方向変位量検出部60は、就寝台30のヘッドボード33の下部に設けられた計測部62との水平方向の距離Lを検出する。水平方向変位量検出部60は、例えば、公知の光学式の距離センサである。水平方向変位量検出部60は、有線又は無線により制御装置10の入力部14と電気的に接続されている。
The horizontal
入力部11は、各荷重センサ5a,5b,5c,5dから出力された各検出荷重W1,W2,W3,W4を取得する。入力部11は、取得した各検出荷重W1,W2,W3,W4を第二人重心位置算出部12へ出力する。
入力部14は、水平方向変位量検出部60から出力された距離信号を取得する。入力部14は、取得した距離信号を第一相対変位量算出部15へ出力する。
The
The
第二人重心位置算出部12は、複数の荷重センサ5a,5b,5c,5dによってそれぞれ検出された各荷重である複数の検出荷重W1,W2,W3,W4から、就寝台30(図1参照)の上面32aに存在する人の重心位置である人重心位置を、基台20(図1参照)に係る第二基準点K2(図6B参照)を基準とする第二座標系にて、算出する。第二人重心位置算出部12は、入力部11から出力された検出荷重W1,W2,W3,W4を取得する。第二人重心位置算出部12は、人が就寝台30に存在する状態で取得した各検出荷重W1,W2,W3,W4の荷重の大きさに応じて第二人重心位置を算出する。
The second person center-of-gravity
例えば、第二人重心位置の算出の一例を説明する。図6Aに示すように、ベッドB1の平面視において、荷重センサ5aは、ベッドB1の頭部側左側に配置されている。制御装置10は、荷重センサ5aからの検知信号を検出荷重W1として取得する。荷重センサ5bは、ベッドB1の頭部側右側に配置されている。制御装置10は、荷重センサ5bからの検知信号を検出荷重W2として取得する。荷重センサ5cは、ベッドB1の足部側左側に配置されている。制御装置10は、荷重センサ5cからの検知信号を検出荷重W3として取得する。荷重センサ5dは、ベッドB1の足部側右側に配置されている。制御装置10は、荷重センサ5dからの検知信号を検出荷重W4として取得する。また、ベッドB1は、前後方向に沿って第二座標系におけるX軸が設定され、ベッドB1の左右方向に沿って第二座標系におけるY軸が設定され、頭部左側が第二基準点K2に設定されている。人Mの第二人重心位置MG1は、以下の式(4)によって算出される。d1は、就寝台30の前後長である。d2は、就寝台30の幅寸法である。
補正部13は、第二人重心位置算出部12によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置を、昇降装置40(図1参照)の昇降に伴って発生する第二基準点K2(図6B参照)に対する第一基準点K1(図6B参照)の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置に補正する。例えば、補正部13は、第二座標系にて表される第二人重心位置を相対変位量に応じて変位させることで、第一人重心位置に補正する。この場合、相対変位量は、就寝台30(図1参照)の水平方向への変位量である第一相対変位量である。
The
図6Bに基づいて、第一人重心位置の補正の一例について説明する。図6Bに示すように、最下降位置Pdwで、人が存在しない就寝台30(実線で示す)の重心位置BGは、例えば、最下降位置Pdwの就寝台30の第一座標系において、座標(x1,y)で表わされる。同様に、最上昇位置Pupで、人が存在しない就寝台30(仮想線で示す)の重心位置BG1は、例えば、最上昇位置Pupの就寝台30の第一座標系において、座標(x1,y)で表わされる。重心位置BGと重心位置BG1とは、最下降位置Pdwであっても最上昇位置Pupであっても、第一座標系における座標は同じである。
Based on FIG. 6B, an example of the correction of the first person center of gravity position will be described. As shown in FIG. 6B, the center of gravity position BG of the bed 30 (shown by a solid line) where no person exists at the lowest lowered position Pdw is, for example, the coordinate in the first coordinate system of the
次に、最上昇位置Pupで、人が存在しない就寝台30(仮想線で示す)の重心位置BG1は、例えば、第二座標系の第二基準点K2を基準に算出されると、第二座標系において、座標〔X2,y〕で表わされる。最上昇位置Pupでの重心位置BG1は、第一座標系における座標と、第二座標系における座標とで、就寝台30の上昇に伴う水平方向の第一相対変位量Δxa分のズレが生じる。
Next, when the center of gravity position BG1 of the bed 30 (indicated by an imaginary line) at which the person does not exist at the highest rise position Pup is calculated based on the second reference point K2 of the second coordinate system, for example, In the coordinate system, it is represented by coordinates [X2, y]. The center-of-gravity position BG1 at the highest ascent position Pup is displaced by the first relative displacement amount Δxa in the horizontal direction when the
第二座標系の第二基準点K2を基準に算出された重心位置BG1は、第一座標系に表わすためには、第二座標系の第二基準点K2を基準に算出された重心位置BG1のX軸の座標〔X2〕に第一相対変位量Δxaを加算することで補正する(式(5)を参照)。補正後の重心位置BG1は、第一座標系において座標(X2+Δxa,y)で表わされる。
同様な補正により、第二座標系の第二基準点K2を基準に算出された最上昇位置Pupの就寝台30に存在する人の第二人重心位置MG1から、昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置MGに補正する。例えば、第二人重心位置MG1は、座標〔X3,y〕で表わされているとする。第二人重心位置MG1は、算出された第二人重心位置MG1のX軸の座標〔X3〕に第一相対変位量(Δxa)を加算することで補正され、補正後の第一人重心位置MGは、第一座標系において座標(x3+Δxa,y)で表わされる。これにより第一人重心位置MGは、就寝台30の第一座標系に対する正確な位置に補正される。
A similar correction causes the second person's center-of-gravity position MG1 of the person existing on the
図5に示す、第一相対変位量算出部15は、水平方向変位量検出部60によって検出された就寝台30(図1参照)の水平方向への変位量を第一相対変位量として算出する。第一相対変位量算出部15は、入力部14から出力された検出信号を取得する。第一相対変位量算出部15は、検出信号の水平方向変位量大きさに応じて第一相対変位量を算出する。第一相対変位量算出部15は、算出した第一相対変位量を補正部13へ出力する。
The first relative displacement
通信装置16は、例えば、携帯電話等のディスプレイを有する入力装置(携帯端末)Dとの双方向の無線通信が可能である。これにより生体情報検出装置T(図1参照)は、人重心位置等含む生体情報を入力装置Dへ出力可能である。また、生体情報検出装置Tは、入力装置Dからの入力情報などが入力可能である。
The
制御装置10は、図略ではあるが、生体情報検出部を備えている。生体情報検出部は、各荷重センサ5a,5b,5c,5dからの検出荷重W1,W2,W3,W4に基づき、ベッドB1上の人が睡眠中であるか覚醒しているかの判定や、人の睡眠中の体動、睡眠深度、心拍数等の生体情報を検出するものである。
Although not shown, the
図7に基づいて、生体情報検出装置Tの制御装置10が実行する人重心位置補正処理について説明する。本処理において、制御装置10(図5参照)は、先ず、所定の時間間隔で、荷重センサ5a,5b,5c,5d(図5参照)からの検出荷重W1,W2,W3,W4(図5参照)を取得する(S21)。次に、制御装置10は、取得した検出荷重W1,W2,W3,W4に基づいて、第二人重心位置の算出を行う(S22)。
Based on FIG. 7, the human center-of-gravity position correction process executed by the
その後、制御装置10は、水平方向変位量検出部60により就寝台30(図1参照)の昇降に伴う水平方向の変位量を検出する(S23)。そして、制御装置10は、就寝台30の水平方向の変位量に応じて、就寝台30の水平方向への変位量を第一相対変位量として算出する(S24)。次に、制御装置10は、算出された第一相対変位量に応じて、S22の処理で算出された第二人重心位置を、第一人重心位置へ補正する(S25)。
Then, the
更に、制御装置10は、補正された第一人重心位置MGを、通信装置16を介して、入力装置Dへ出力する。制御装置10は、第一人重心位置MGが就寝台30の上面32aの偏った位置である場合、通信装置16を介し、入力装置Dにて警報を発する(S26)。その後、制御装置10は、処理を終了する。
Further, the
尚、本実施形態において、生体情報検出装置Tの制御装置10は、就寝台30(図1参照)の昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量を、就寝台30の水平方向への変位量である第一相対変位量としている。そして、制御装置10は、第一相対変位量に基づいて、第二座標系にて表される第二人重心位置MG1を、第一座標系にて表される第一人重心位置MGに補正する構成であるが、これに限るものではない。
In the present embodiment, the
例えば、相対変位量は、就寝台30(図1参照)の水平方向への変位量と相関がある相関変位量から算出される第二相対変位量としてもよい。この場合、相関変位量は、就寝台30の昇降に伴う、就寝台30の床Uからの高さ位置の変位量とすることが望ましい。第二相対変位量は、就寝台30の床Uからの高さ位置の変位量から算出された変位量とする。
For example, the relative displacement amount may be a second relative displacement amount calculated from a correlated displacement amount that has a correlation with the horizontal displacement amount of the bed 30 (see FIG. 1). In this case, it is desirable that the correlation displacement amount be a displacement amount at a height position of the
図8は、検出された相関変位量、例えば就寝台30(図1参照)の高さ位置から算出した第二相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される第一人重心位置を補正する本実施形態の他の構成の生体情報検出装置Tの制御装置10Aを示す。制御装置10Aの基本構成は、前記の制御装置10のそれとほぼ同一であり、相違点を中心に説明する、図において同一部材は同一符号で表わし、それらの説明を省略する。
FIG. 8 shows the first person center-of-gravity position expressed in the first coordinate system based on the detected relative displacement amount, for example, the second relative displacement amount calculated from the height position of the bed 30 (see FIG. 1). The
制御装置10Aは、就寝台30(図1参照)の水平方向の変位量と相関がある相関変位量を検出する相関変位量検出部60aを備えている。相関変位量検出部60aは、就寝台30の高さ位置を検知する。相関変位量検出部60aは、例えば、就寝台30の前端下面に設けられている(図1参照)。相関変位量検出部60aは、就寝台30と床Uとの間の鉛直方向の高さHを検知するものである。相関変位量検出部60aは、例えば、公知の光学式の距離センサである。相関変位量検出部60aは、有線又は無線により制御装置10の入力部14と電気的に接続されている。
The
入力部14は、相関変位量検出部60aから出力された高さ位置信号を取得する。入力部14は、取得した高さ位置信号を入力信号として第二相対変位量算出部17へ出力する。
第二相対変位量算出部17は、相関変位量検出部60aによって検出された就寝台30(図1参照)の高さ位置を第二相対変位量として算出する。第二相対変位量算出部17は、入力部14から出力された検出信号を取得する。第二相対変位量算出部17は、検出信号の高さ位置に応じて第二相対変位量を算出する。第二相対変位量算出部17は、算出した第二相対変位量を補正部13へ出力する。
The
The second relative displacement
図9に示すように、制御装置10A(図8参照)が実行する人重心位置補正処理の第一変形において、制御装置10Aは、先ず、検出荷重W1,W2,W3,W4を取得する(S31)。次に、制御装置10Aは、第二人重心位置の算出を行う(S32)。制御装置10Aは、相関変位量検出部60aにより就寝台30(図1参照)の高さ位置を検出する(S33)。そして、制御装置10Aは、就寝台30の高さ位置に応じて、就寝台30の水平方向への変位量を第二相対変位量として算出する(S34)。この場合、第二相対変位量の算出は、予め制御装置10Aに記憶されているマップ、例えば、就寝台30の高さ位置に応じた第二相対変位量を示すマップに基づいて算出される。次に、制御装置10Aは、算出された第二相対変位量に応じて、S32の処理で算出された第二人重心位置を、第一人重心位置へ補正する(S35)。その後、制御装置10Aは、補正された第一人重心位置が就寝台30(図1参照)の上面32aの偏った位置である場合、通信装置16を介し、入力装置Dにて警報を発する(S36)。その後、制御装置10Aは、処理を終了する。
As shown in FIG. 9, in the first modification of the human center-of-gravity position correction process performed by the
制御装置10Aは、就寝台30の高さ位置の検出に、相関変位量検出部60aにより就寝台30下面と、床Uとの距離を検出する構成であるが、これに限るものではない。例えば、制御装置10Aは、図1に仮想線で示した相関変位量検出部60bにより、就寝台30下面と、基台20の左側部フレーム21aとの距離を検出する構成でもよい。
The
また、制御装置10Aは、就寝台30の水平方向への変位量と相関がある相関変位量として、昇降装置40のアクチュエータ45(図3参照)の伸縮ロッド454の移動量に応じて、第二相対変位量を算出する構成としてもよい。この場合、アクチュエータ45の伸縮ロッド454の移動量は、電動モータ452に付設したエンコーダなどの相関変位量検出部60cにより検出される電動モータ452のモータ回転数に置換することが望ましい。そして、図8に示す、制御装置10Aは、相関変位量検出部60cにより検知されたモータ回転数の検出信号を入力部14が取得すると、入力部14は、取得した検出信号を第二相対変位量算出部17へ出力する。これにより、第二相対変位量算出部17は、取得したモータ回転数に応じて、第二相対変位量を算出する。
Moreover, 10 A of control apparatuses are 2nd according to the movement amount of the expansion-
また、制御装置10Aは、就寝台30の水平方向への変位量と相関がある相関変位量として、例えば、図10に示すように、昇降装置40の左前昇降機構40a中間アーム42の回動角度θ1、回動角度θ2に応じて、第二相対変位量を算出する構成でもよい。例えば、左前昇降機構40aの下部アーム41と中間アーム42との連結部421には、エンコーダなどの相関変位量検出部60dが設けられている。相関変位量検出部60dは、就寝台30の昇降に伴う中間アーム42の回動角度を検知する。そして、図8に示す、制御装置10Aは、相関変位量検出部60dにより検知された回動角度θ1、回動角度θ2の検出信号を入力部14が取得すると、入力部14は、取得した検出信号を第二相対変位量算出部17へ出力する。これにより、第二相対変位量算出部17は、取得した回動角度θ1、回動角度θ2に応じて、就寝台30の高さHである第二相対変位量を算出する。就寝台30の高さHは、式(6)、式(7)によりに導きだされた式(8)より算出される。
〈第一実施形態の効果〉
本実施形態から明らかなように、生体情報検出装置T(図1)は、基台20(図1)と、基台20の上方に配置され、人が存在可能である上面32a(図1)と、上面32aに存在する人の重心位置を規定する第一座標系の基準となる第一基準点K1(図6B)と、を有する就寝台30と、基台20と就寝台30(図1)との間に設けられ、就寝台30にかかる荷重を基台20に伝達可能に基台20に対して就寝台30を昇降させ、かつ、上面32aに人が存在しない就寝台30が昇降する場合に基台20に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位しながら就寝台を昇降させる昇降装置40(図1)と、を備えたベッドB1(図1)に適用される生体情報検出装置Tであって、基台20の複数の所定箇所に設けられ、各所定箇所に加わる荷重を検出するための複数の荷重センサ5a,5b,5c,5d(図2)と、複数の荷重センサ5a,5b,5c,5dによってそれぞれ検出された各荷重である複数の検出荷重W1,W2,W3,W4(図2)から、就寝台30の上面32aに存在する人の重心位置である人重心位置を、基台20に係る第二基準点K2(図6B)を基準とする第二座標系にて、算出する第二人重心位置算出部12(図5)と、第二人重心位置算出部12によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置MG1(図6B)を、昇降装置40の昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置MG(図6B)に補正する補正部13(図5)と、を備えている。
<Effect of the first embodiment>
As is apparent from the present embodiment, the biological information detection device T (FIG. 1) has a base 20 (FIG. 1) and an
これによれば、第二人重心位置算出部12は、複数の荷重センサ5a,5b,5c,5dによってそれぞれ検出された各荷重である複数の検出荷重W1,W2,W3,W4から、就寝台30の上面32aに存在する人の重心位置である人重心位置を、基台に係る第二基準点K2を基準とする第二座標系にて算出する。補正部13は、第二人重心位置算出部12によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置MG1を、昇降装置40の昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置MGに補正する。このように、第二人重心位置算出部12によって算出された第二座標系にて表される第二人重心位置MG1が、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置MGに補正することが可能となる。よって、基台20にかかる荷重中心が就寝台30の昇降に伴って水平方向に変位しても、就寝台30上に存在する人の実際の重心位置を正確に算出することができる生体情報検出装置を提供することができる。
According to this, the second person center-of-gravity
昇降装置40は、基台20と就寝台30との間に設けられ、就寝台30にかかる荷重を基台20に伝達可能に基台20に対して就寝台30を水平方向に変位させながら昇降させ、かつ、上面32aに人が存在しない就寝台30が昇降する場合に荷重中心が水平方向に変位しながら昇降させるように構成され、相対変位量は、就寝台30の水平方向への変位量である第一相対変位量、または、就寝台30の水平方向への変位量と相関がある相関変位量から算出される第二相対変位量である。
The elevating
これによれば、昇降装置40の昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量として、就寝台30の水平方向への変位量である第一相対変位量、または、就寝台30の水平方向への変位量と相関がある相関変位量から算出される第二相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置を効率よく、かつ正確に補正することができる。
According to this, as the relative displacement amount of the first reference point K1 with respect to the second reference point K2 generated along with the lifting and lowering of the
相対変位量が第一相対変位量である場合に、生体情報検出装置Tは、就寝台30の水平方向への変位量を検出する水平方向変位量検出部60(図1)と、水平方向変位量検出部60によって検出された就寝台30の水平方向への変位量を第一相対変位量として算出する第一相対変位量算出部15(図5)と、をさらに備えている。
When the relative displacement amount is the first relative displacement amount, the biological information detection device T includes a horizontal displacement amount detection unit 60 (FIG. 1) that detects the displacement amount of the
これによれば、水平方向変位量検出部60は、就寝台30の水平方向への変位量を検出する。第一相対変位量算出部15は、検出された就寝台30の水平方向への変位量を第一相対変位量として算出する。このように、水平方向変位量検出部60によって検出された就寝台30の水平方向への変位量から効率よく第一相対変位量を算出することができる。
According to this, the horizontal displacement
相対変位量が第二相対変位量である場合に、生体情報検出装置Tは、相関変位量を検出する相関変位量検出部60a,60b,60c,60d(図1、図3、図10)と、相関変位量検出部60a,60b,60c,60dによって検出された相関変位量から第二相対変位量を算出する第二相対変位量算出部17(図8)と、をさらに備えている。
When the relative displacement amount is the second relative displacement amount, the biological information detection apparatus T includes correlated displacement
これによれば、相関変位量検出部60a,60b,60c,60dは、相関変位量を検出する。第二相対変位量算出部17は、検出された相関変位量から第二相対変位量を算出する。このように、相関変位量検出部60a,60b,60c,60dによって検出された相関変位量から効率よく第二相対変位量を算出することができる。
According to this, the correlation displacement
〈第二実施形態〉
本発明を適用した第二実施形態を説明する。図11に示すように、本実施形態は、基台20に対して就寝台30が水平方向に変位せずに昇降し、かつ、就寝台30の昇降に伴い、基台20に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位するベッドB2に、本発明の生体情報検出装置Tを用いた構成である。尚、本実施形態の基本構成は、第一実施形態のそれとほぼ同じで、相違点を中心に説明する。図において、同一部材は、同一符号で表す。
<Second embodiment>
A second embodiment to which the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 11, in the present embodiment, the
図11及び図12に示すように、ベッドB2の昇降装置40Aは、基台20の左右両側に左側昇降機構40eと右側昇降機構40fを備えている。左側昇降機構40eは、基台20の左側部フレーム21aに設けられている。右側昇降機構40fは、基台20の右側部フレーム21bに設けられている。左側昇降機構40eと右側昇降機構40fとは、設置位置が異なる以外は基台20の左側と右側との間で左右対称な構造を有している。左側昇降機構40e及び右側昇降機構40fの構成を、基台20の左側昇降機構40e中心に説明する。
As shown in FIGS. 11 and 12, the lifting
左側昇降機構40eは、第一アーム401、第二アーム402、下部固定アーム403、上部スライド部404、上部固定アーム405、及び下部スライド部406を備えている。また、左側昇降機構40e及び右側昇降機構40fは、これら左側昇降機構40eと右側昇降機構40fとを繋ぐ第一連結ロッド407、第二連結ロッド409を備えている。
The left elevating
第一アーム401と第二アーム402とは、それぞれ、長手方向の中間位置で、互いにX字形に交差して、第一連結ロッド407により相対回動可能に連結されている。第一連結ロッド407は、基台20の左右方向に沿って延びる棒状の部材である。第一連結ロッド407の左端部は、左側昇降機構40eの第一アーム401と第二アーム402とを回動可能に連結している。一方、第一連結ロッド407の右端部は、右側昇降機構40fの第一アーム401と第二アーム402とを回動可能に連結している。このように、第一連結ロッド407は、左側昇降機構40e、右側昇降機構40fの第一アーム401と第二アーム402との連結部どうしをつなぐ構成である。
The
下部固定アーム403の下端は、基台20の左側部フレーム21aの前部に固定され、下部固定アーム403は、基台20から上方に向けて延設されている。第一アーム401前端は、下部固定アーム403に回動可能に連結されている。
The lower end of the lower fixed
上部スライド部404の上端は、就寝台30の左側フレーム31aの後部下面に沿って前後方向に摺動可能に設けられている。上部スライド部404は、就寝台30から下方に向けて延設されている。上部スライド部404は、第一アーム401後端に回動可能に連結されている。
The upper end of the
第二連結ロッド409は、基台20の左右方向に沿って延びる部材である。第二連結ロッド409の左端部は、左側昇降機構40eの第一アーム401の後端に連結されている。一方、第二連結ロッド409の右端部は、右側昇降機構40fの第一アーム401の後端に連結されている。このように、第二連結ロッド409は、左側昇降機構40e、右側昇降機構40fの第一アーム401の後端どうしをつなぐ構成である。
The second connecting
上部固定アーム405の上端は、就寝台30の左側フレーム31aの後部に固定され、上部固定アーム405は、就寝台30から下方に向けて延設されている。上部固定アーム405は、第二アーム402前端に回動可能に連結されている。
The upper end of the upper
下部スライド部406の下端は、基台20の左側部フレーム21aの後部に沿って前後方向に摺動可能に設けられている。下部スライド部406は、基台20から上方に向けて延設されている。下部スライド部406は、第二アーム402の後端に回動可能に連結されている。
The lower end of the
昇降装置40Aは、駆動装置として、就寝台30のほぼ中央下面にアクチュエータ45を備えている。アクチュエータ45は、その基端455が横フレーム31cの下面のほぼ中央に、回動可能に連結されている。アクチュエータ45は、その伸縮ロッド454の先端456が、左右の第一アーム401の後端どうしをつないだ第二連結ロッド409を介して、左右の第一アーム401の後端と連結されている。
The
昇降装置40Aによる就寝台30の昇降を説明する。図11の実線で示す就寝台30は、最下降位置Pdwに下降した状態を示す。この状態では、昇降装置40Aは、第一アーム401の前端と第二アーム402の前端とが上下方向に近接し、第一アーム401の後端と第二アーム402の後端とが上下方向に近接した姿勢をなす。第一アーム401の後端の上部スライド部404は、その摺動可能範囲の後端に位置している。同様に、第二アーム402の後端の下部スライド部406は、その摺動可能範囲の後端に位置している。アクチュエータ45は、ボールねじ451aの回転に伴うナット部451bの移動により伸長状態をなす。
The raising / lowering of the
昇降装置40Aは、アクチュエータ45をボールねじ451aの回転に伴うナット部451bの移動により収縮させることにより、第一アーム401の後端の上部スライド部404を前方へ移動させる。これにより、第一アーム401は、前端の連結部を回動中心として上方へ回動する。これにより、第一アーム401と第二アーム402との連結部が上方且つ前方へ移動する。第一アーム401と第二アーム402との連結部の移動により、第二アーム402は、後端の下部スライド部406を前方へ移動させつつ、後端の連結部を回動中心として上方へ回動する。従って、就寝台30は、第一アーム401と第二アーム402の回動により、前後方向に移動することなく、水平姿勢を保持したまま上昇する。
このように、昇降装置40Aは、基台20と就寝台30との間に設けられ、就寝台30にかる荷重を基台20に伝達可能に基台20に対して就寝台30を水平方向に変位させないで昇降させる。
The elevating
As described above, the
上昇する就寝台30は、水平方向に変位しないが、昇降装置40Aの第二アーム402の後端の下部スライド部406が水平方向前方に移動する。これに伴い第一アーム401の後端の上部スライド部404が水平方向前方に移動する。就寝台30の上昇により、昇降装置40Aの第二アーム402の後端の下部スライド部406及び第一アーム401の後端の上部スライド部404が、水平方向前方に移動すると、基台20には、前側の脚部23a,23bにかかる就寝台30の荷重が上昇前より大きくなる。従って、基台20に加わる荷重の分布中心であるの荷重中心(基台20の荷重中心ともいう)は、前方へ変位することとなる。ベッドB2は、就寝台30の上昇に伴い、基台20の荷重中心が前方へ移動する。昇降装置40Aの第二アーム402の後端の下部スライド部406及び第一アーム401の後端の上部スライド部404の水平方向前方への移動量が多ければ、基台20の荷重中心の前方へ変位量は、大きくなる。
The rising
図13に示すように、本実施形態の生体情報検出装置Tの制御装置10Bは、就寝台30の上下方向への変位量を検出する上下方向変位量検出部60eを備えている。また制御装置10Bは、上下方向変位量検出部60eによって検出された就寝台30の上下方向への変位量を第三相対変位量として算出する第三相対変位量算出部18を備えている。
制御装置10Bは、就寝台30の昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量として、就寝台30の上下方向への変位量から算出される第三相対変位量としている。
As illustrated in FIG. 13, the
The
上下方向変位量検出部60eは、就寝台30の高さ位置を検知する。上下方向変位量検出部60eは、例えば、就寝台30の後端下面に設けられている(図11参照)。上下方向変位量検出部60eは、就寝台30と床Uとの間の鉛直方向の高さHを検知するものである。相関変位量検出部60aは、例えば、公知の光学式の距離センサである。相関変位量検出部60aは、有線又は無線により制御装置10の入力部14と電気的に接続されている。
The vertical displacement
第三相対変位量算出部18は、上下方向変位量検出部60eによって検出された就寝台30(図11参照)の高さ位置を第三相対変位量として算出する。第三相対変位量算出部18は、入力部14から出力された検出信号を取得する。第三相対変位量算出部18は、検出信号の高さ位置に応じて第三相対変位量を算出する。第三相対変位量算出部18は、算出した第三相対変位量を補正部13へ出力する。
The third relative displacement
図14に示すように、制御装置10B(図13参照)が実行する人重心位置補正処理の第二変形において、制御装置10Bは、先ず、検出荷重W1,W2,W3,W4を取得する(S41)。次に、制御装置10Bは、第二人重心位置の算出を行う(S42)。制御装置10Bは、上下方向変位量検出部60eにより就寝台30(図11参照)の高さ位置を検出する(S43)。そして、制御装置10Bは、就寝台30の高さ位置に応じて、第三相対変位量を算出する(S44)。この場合、第三相対変位量の算出は、予め制御装置10Bに記憶されている、就寝台30の高さ位置に応じた第三相対変位量を示すマップに基づいて算出される。次に、制御装置10Bは、算出された第三相対変位量に応じて、S42の処理で算出された第二人重心位置を、第一人重心位置へ補正する(S45)。
As shown in FIG. 14, in the second modification of the human center-of-gravity position correction process executed by the
図15に基づいて、第一人重心位置の補正の一例について説明する。図15に示すように、最下降位置Pdwで、人が存在しない就寝台30(実線で示す)の重心位置BGは、例えば、最下降位置Pdwの就寝台30の第一座標系において、座標(x1,y)で表わされる。一方、最上昇位置Pupで、人が存在しない就寝台30(仮想線で示す)の重心位置BG1は、例えば、第二座標系の第二基準点K2を基準に算出されると、第二座標系において、座標〔X2,y〕で表わされる。最上昇位置Pupでの第二座標系における重心位置BG1は、最下降位置Pdwの就寝台30の第一座標系における重心位置BGの座標に対して、就寝台30の上昇に伴う第二基準点K2の第二基準点K21への変位により水平方向の第三相対変位量Δxb分のズレが生じる。
Based on FIG. 15, an example of the correction of the first person center of gravity position will be described. As shown in FIG. 15, the center of gravity position BG of the bed 30 (shown by a solid line) at which the person does not exist at the lowest lowered position Pdw is, for example, expressed in the first coordinate system of the
第二座標系の第二基準点K2を基準に算出された重心位置BG1は、第一座標系に表わすためには、第二座標系の第二基準点K2を基準に算出された重心位置BG1のX軸の座標〔X2〕に第三相対変位量Δxbを加算することで補正する(式(9)を参照)。補正後の重心位置BG1は、第一座標系において座標(x2+Δxb,y)で表わされる。
同様な補正により、第二座標系の第二基準点K21を基準に算出された最上昇位置Pupの就寝台30に存在する人の第二人重心位置MG1から、第二基準点K21に対する第一基準点K1の相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置MGに補正する。例えば、第二人重心位置MG1は、座標〔X3,y〕で表わされているとする。第二人重心位置MG1は、算出された第二人重心位置MG1のX軸の座標〔X3〕に第三相対変位量(Δxb)を加算することで補正され、補正後の第一人重心位置MGは、第一座標系において座標(x3+Δxb,y)で表わされる。これにより第一人重心位置MGは、就寝台30の第一座標系に対する正確な位置に補正される。
By a similar correction, the first relative to the second reference point K21 is determined from the second person center of gravity position MG1 of the person on the
図14に示すように、その後、制御装置10Bは、補正された第一人重心位置が就寝台30の上面32aの偏った位置である場合、通信装置16を介し、入力装置Dにて警報を発する(S46)。その後、制御装置10Bは、処理を終了する。
As shown in FIG. 14, after that, the
〈第二実施形態の効果〉
本実施形態の生体情報検出装置Tの制御装置10Bによれば、第一実施形態と同様の作用効果が得られる。その上で、本実施形態の昇降装置40A(図13)は、基台20(図11)と就寝台30(図11)との間に設けられ、就寝台30にかかる荷重を基台20に伝達可能に基台20に対して就寝台30を水平方向に変位させないで昇降させ、かつ、上面32a(図11)に人が存在しない就寝台30が昇降する場合に荷重中心が水平方向に変位しながら就寝台30を昇降するように構成され、相対変位量は、就寝台の前記上下方向への変位量から算出される第三相対変位量である。
<Effect of the second embodiment>
According to the
これによれば、昇降装置40Aの昇降に伴って発生する第二基準点K2に対する第一基準点K1の相対変位量として、就寝台30の水平方向への変位量である第三相対変位量に基づいて、第一座標系にて表される人重心位置を効率よく、かつ正確に補正することができる。
According to this, as the relative displacement amount of the first reference point K1 with respect to the second reference point K2 generated along with the lifting and lowering of the
生体情報検出装置Tは、就寝台30の上下方向への変位量を検出する上下方向変位量検出部60e(図13)と、上下方向変位量検出部60eによって検出された就寝台30の上下方向への変位量を第三相対変位量として算出する第三相対変位量算出部18と、を備えている。
The biological information detection device T includes a vertical
これによれば、上下方向変位量検出部60eは、就寝台30の上下方向への変位量を検出する。第三相対変位量算出部18は、検出された就寝台30の上下方向への変位量を第三相対変位量として算出する。このように、上下方向変位量検出部60eによって検出された就寝台30の上下方向への変位量から効率よく第三相対変位量を算出することができる。
According to this, the up-down direction displacement
尚、本発明は前記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは勿論である。例えば、第二相対変位量算出部17または第三相対変位量算出部18を備える生体情報検出装置Tの制御装置10A,10Bにおいては、ベッドの昇降を制御する制御信号を取得し、制御信号に基づいて、第二相対変位量または第三相対変位量を算出するようにしてもよい。
また本発明の生体情報検出装置Tは、昇降に伴う、ベッドの基台の荷重中心が、ベッドの前後方向に沿って移動するベッドに限らず、基台の荷重中心がベッドの左右方向に沿って移動するベッドに適用してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can of course be implemented in various ways without departing from the gist of the present invention. For example, in the
The biological information detection apparatus T of the present invention is not limited to a bed in which the load center of the bed base moves along the back-and-forth direction of the bed, and the load center of the base is along the left-right direction of the bed. It may be applied to moving beds.
次に、図16乃至18を用いて、ベッドB1、B2の就寝台30に設置して、人の就寝に最適に使用できる枕自動生成機能つきマットレス装置70を説明する。マットレス装置70は、マットレス71上に存在する人Mのマットレス71にかかる圧力を検知して、人体の位置を判断する。そして、マットレス装置70は、マットレス71に内蔵されたエアバッグ72を膨張又は収縮させて、枕、マットレスの輪郭を最適化する構成である。この場合、マットレス装置70は、枕の部位と他の部位とで区別しない。そして、マットレス装置70は、検知した人Mのマットレス71にかかる圧力から頭部M1の位置、体の向きを推定して、人Mが寝ている体位に合わせて、マットレス71が隆起、又は沈降することで枕部71aを生成する。
Next, a
図16及び図18に示すように、マットレス71は、その内部に、エアの吸気と排気により、膨張及び収縮可能な複数のエアバッグ72を備えている。各エアバッグ72は、非伸縮性、柔軟性及び低通気性を備えた布上の樹脂繊維性部材で形成されている。各エアバッグ72は、膨張時に、前後方向の寸法及び左右の寸法に対して高さ方向に縦長となる袋状に形成されている。例えば、各エアバッグ72は、前後左右の寸法が10cm程度であり、膨張時の高さ寸法が20cm程度である。各エアバッグ72は、マットレス71の長手方向、及び幅方向に沿って格子状に配置されている。また、隣接するエアバッグ72は、互いに、膨張時に干渉して相手側の膨張を妨げない程度の間隔をおいて配置されている。
As shown in FIGS. 16 and 18, the
各エアバッグ72は、給排気管81を介してエアポンプ80と連結されている。各エアバッグ72に連結された各給排気管81には、エアバッグ72へのエアの流通遮断を行うバルブ装置Vが設けられている。各バルブ装置Vは、エアバッグ72とエアポンプ80とのエアの流通遮断を行う通気遮断弁82を備えている。また、各バルブ装置Vは、エアバッグ72内の圧力を検知する圧力センサ83を備えている。更に、各バルブ装置Vは、エアバッグ72内のエアを排気する排気遮断弁84を備えている。
Each
通気遮断弁82、圧力センサ83、及び、排気遮断弁84とは、マットレス制御装置90と電気的に接続されている。そして通気遮断弁82と排気遮断弁84とは、マットレス制御装置90の制御によりエアの流通遮断が行われる。また圧力センサ83は、検知した各エアバッグ72の圧力を示す圧力信号を、マットレス制御装置90へ向けて出力する。
The
マットレス71は、マットレス71にかかる人Mの圧力を検知するシート状の体圧センサ73を備えている。体圧センサ73は、各エアバッグ72の上側で、各エアバッグ72が配置された範囲のほぼ全体に配置されている。体圧センサ73は、マットレス制御装置90と電気的に接続されている。体圧センサ73は、検知した圧力信号を、マットレス制御装置90へ向けて出力する。そして、マットレス制御装置90は、マットレス71上の人Mの位置を解析する位置解析部91を備えている。マットレス制御装置90は、位置解析部91にて体圧センサ73で検知された体圧信号を取得する。
The
マットレス制御装置90は、位置解析部91にて、マットレス71上の人Mの頭部M1の位置を解析すると、頭部M1の位置に対応する複数のエアバッグ72のバルブ装置Vを制御して、複数のエアバッグ72を膨張させる。これによりマットレス71は、エアバッグ72が膨張した部位の表面が隆起して枕部71aが形成される。
When the
マットレス装置70によれば、マットレス71上の任意の位置に枕部71aが形成できるので、人Mの体格に拘わらず、幅広い年齢層での使用が可能である。
According to the
T:生体情報検出装置、12:第二人重心位置算出部、13:補正部、15:第一相対変位量算出部、17:第二相対変位量算出部、18:第三相対変位量算出部、20:基台、30:就寝台、32a:上面、40,40A:昇降装置、5a,5b,5c,5d:荷重センサ、B1,B2:ベッド、K1:第一基準点、K2,K21:第二基準点 T: biological information detection device, 12: second person center of gravity position calculation unit, 13: correction unit, 15: first relative displacement amount calculation unit, 17: second relative displacement amount calculation unit, 18: third relative displacement amount calculation Part, 20: base, 30: bed, 32a: upper surface, 40, 40A: lifting device, 5a, 5b, 5c, 5d: load sensor, B1, B2: bed, K1: first reference point, K2, K21 : Second reference point
Claims (6)
前記基台の上方に配置され、人が存在可能である上面と、前記上面に存在する前記人の重心位置を規定する第一座標系の基準となる第一基準点と、を有する就寝台と、
前記基台と前記就寝台との間に設けられ、前記就寝台にかかる荷重を前記基台に伝達可能に前記基台に対して前記就寝台を昇降させ、かつ、前記上面に前記人が存在しない前記就寝台が昇降する場合に前記基台に加わる荷重の分布の中心である荷重中心が水平方向に変位しながら前記就寝台を昇降させる昇降装置と、を備えたベッドに適用される生体情報検出装置であって、
前記基台の複数の所定箇所に設けられ、各前記所定箇所に加わる荷重を検出するための複数の荷重センサと、
前記複数の荷重センサによってそれぞれ検出された各前記荷重である複数の検出荷重から、前記就寝台の前記上面に存在する前記人の重心位置である人重心位置を、前記基台に係る第二基準点を基準とする第二座標系にて、算出する第二人重心位置算出部と、
前記第二人重心位置算出部によって算出された前記第二座標系にて表される第二人重心位置を、前記昇降装置の昇降に伴って発生する前記第二基準点に対する前記第一基準点の相対変位量に基づいて、前記第一座標系にて表される人重心位置である第一人重心位置に補正する補正部と、
を備えている生体情報検出装置。 The base,
A bed that is disposed above the base and has a top surface on which a person can exist, and a first reference point serving as a reference of a first coordinate system that defines the position of the center of gravity of the person existing on the top surface; ,
The bed is provided between the base and the bed, the bed is lifted with respect to the base so that a load applied to the bed can be transmitted to the base, and the person is present on the top surface Biological information applied to a bed comprising: a lifting device that lifts and lowers the bed while the center of load that is the center of the distribution of the load applied to the base is displaced in the horizontal direction when the bed is moved up and down A detection device,
A plurality of load sensors provided at a plurality of predetermined locations of the base and for detecting a load applied to each of the predetermined locations;
From the plurality of detected loads that are the respective loads respectively detected by the plurality of load sensors, a human center of gravity position that is the center of gravity of the person existing on the upper surface of the bed is determined as a second reference related to the base. A second person center-of-gravity position calculating unit to calculate in a second coordinate system based on the point;
The first reference point with respect to the second reference point, which is generated by raising and lowering the lifting device, the second person center of gravity position represented by the second coordinate system calculated by the second person center of gravity position calculating unit Based on the relative displacement amount, a correction unit that corrects the first person center of gravity position, which is the person center of gravity position represented in the first coordinate system,
A biological information detection apparatus comprising:
前記相対変位量は、前記就寝台の水平方向への変位量である第一相対変位量、または、前記就寝台の前記水平方向への変位量と相関がある相関変位量から算出される第二相対変位量である請求項1に記載の生体情報検出装置。 The lifting device is provided between the base and the bed, and moves up and down while displacing the bed in a horizontal direction with respect to the base so that a load applied to the bed can be transmitted to the base. And when the bed without the person on the upper surface moves up and down, the load center is configured to move up and down while being displaced in the horizontal direction,
The relative displacement amount is calculated from a first relative displacement amount that is a displacement amount of the bed in the horizontal direction or a correlation displacement amount that is correlated with the displacement amount of the bed in the horizontal direction. 2. The biological information detection device according to claim 1, wherein the biological information detection device is a relative displacement amount.
前記相対変位量は、前記就寝台の上下方向への変位量から算出される第三相対変位量である請求項1に記載の生体情報検出装置。 The elevating device is provided between the base and the bed, and lifts and lowers the bed without horizontally displacing the bed with respect to the base so that a load applied to the bed can be transmitted to the base. And when the bed without the person on the upper surface moves up and down, the load center is configured to move up and down while being displaced in the horizontal direction,
The biological information detection apparatus according to claim 1, wherein the relative displacement amount is a third relative displacement amount calculated from a displacement amount in the vertical direction of the bed.
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