TW201709886A - 智慧床 - Google Patents

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De-Sheng Cheng
Tai-Ping Sun
Stevven Jeffrry
Qian-Rui An
Bo-Han Li
Zhi-Hao Chen
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Nat Chi Nan Univ
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Abstract

一種智慧床,包含一床單元、多個感應單元及一控制單元。該床單元包括一床體及撐立該床體且間隔設置的多個支撐部。該多個感應單元分別設置於該多個支撐部,且每一感應單元偵測其所受的一壓力值以產生一對應的偵測信號。該控制單元接收來自每一感應單元的該偵測信號,並據以產生相關於該等壓力值的一重心座標值且判斷該重心座標值於一參考計數周期內的改變值是否超過一參考位移值。

Description

智慧床
本發明是有關於一種床,特別是指一種能偵測且判斷躺臥其上的一使用者重心位置變化幅度的智慧床。
習知一因病長期臥床的患者或行動不便的長者,經常會因為保持同一姿勢長時間地躺臥在床上而造成局部組織受到過度的壓迫,進而導致該局部組織的細胞壞死並形成褥瘡。為了預防褥瘡的發生,看護人員需定時地提醒或協助該臥床者進行翻身,以避免該臥床者身體的同一部位受到持續的壓迫。然而,在看護人力資源有限以及獨居長者數量日益增加的情況下,將使得習知這種仰賴人工的方式受到侷限。
因此,本發明之目的,即在提供一種能偵測且運算得到躺臥其上的一使用者的一重心座標值、並藉該重心座標值的變化值以判斷該使用者的移動或翻身幅度是否足夠的智慧床。
於是,本發明智慧床包含一床單元、多個感應單元及一控制單元。該床單元包括一床體及撐立該床體且間隔設置的多個支撐部。該多個感應單元分別設置於該多個 支撐部,且每一感應單元偵測其所受的一壓力值以產生一對應的偵測信號。該控制單元接收來自每一感應單元的該偵測信號,並據以產生相關於該等壓力值的該重心座標值且判斷該重心座標值於一參考計數周期內的改變值是否超過一參考位移值。
本發明之功效在於,藉由該控制單元接收來自該等感應單元的該等偵測信號,並據以產生相關於該等壓力值的該重心座標值且判斷該重心座標值於該參考計數周期內的改變值是否超過該參考位移值,而能判斷躺臥於該床單元的該使用者的移動或翻身幅度是否足夠,以避免該使用者因長時間保持同一躺臥姿勢而導致褥瘡的形成。
1‧‧‧床單元
11‧‧‧床體
111‧‧‧床架
112‧‧‧床板
12‧‧‧支撐部
121‧‧‧下支撐段
122‧‧‧上支撐段
2‧‧‧無線傳輸單元
3‧‧‧控制單元
4‧‧‧警示器
5‧‧‧顯示器
S‧‧‧感應單元
S1‧‧‧第一感應單元
S2‧‧‧第二感應單元
S3‧‧‧第三感應單元
S4‧‧‧第四感應單元
D‧‧‧壓力感測器
A‧‧‧放大器
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一方塊示意圖,說明本發明智慧床之一實施例;圖2是一示意圖,說明本實施例之一床單元及四感應單元;及圖3是一示意圖,說明本實施例之一控制單元依據四數位值與力矩平衡的原理運算得到一重心座標值的方式。
參閱圖1,本發明智慧床之一實施例,包含一床單元1、四個感應單元S、一無線傳輸單元2、一控制單元3、一警示器4及一顯示器5。
參閱圖2,該床單元1包括一床體11及撐立該床體11且分別設置於該床體11四個角落的四個支撐部12。該床體11具有一床架111及設置於該床架111上且供一使用者躺臥的一床板112,且該床架111及該床板112的長度皆為L、寬度皆為W。每一支撐部12具有一下支撐段121及一上支撐段122,該等下支撐段121撐立該床架111於地面,而該等上支撐段122支撐該床板112於該床架111。
該四感應單元S分別設置於該四支撐部12,且分別為第一、第二、第三及第四感應單元S1、S2、S3及S4。每一感應單元S包括一壓力感測器D及一接收並放大該壓力感測器D輸出信號的放大器A。每一壓力感測器D偵測其所受的一壓力值而產生一相應於該壓力值的類比差動輸出電壓,且該類比差動輸出電壓的振幅是正比於所受的該壓力值。該放大器A具有一反相輸入端(-)及一非反相輸入端(+)且分別接收來自該壓力感測器D的該類比差動輸出電壓,並將該類比差動輸出電壓結合且以一電壓增益放大呈一類比單端電壓形式的偵測信號。
需要說明的是,每一感應單元S設置於每一支撐部12的位置可以是介於該床架111與地面間,也可以是介於該床架111與該床板112間。
再參閱圖1,該無線傳輸單元2接收每一偵測信號,且無線傳送每一偵測信號至該控制單元3。
該控制單元3接收呈類比單端電壓形式的每一偵測信號,將每一偵測信號進行類比數位轉換而產生一對 應的數位值、更轉換每一數位值為對應於實際重量的一重量值。接著,該控制單元3再依據每一數位值與力矩平衡的原理運算得到一相關於該等壓力值的重心座標值,且判斷該重心座標值於一參考計數周期內的改變值是否超過一參考位移值。
值得一提的是,將呈類比單端電壓形式的該等偵測信號進行類比數位轉換而產生對應的該等數位值的動作也可以由該無線傳輸單元2來執行。也就是說,該無線傳輸單元2接收該等偵測信號,且將該等偵測信號分別進行類比數位轉換而產生對應的該等數位值,再以無線的方式傳送該等數位值至該控制單元3。
參閱圖3,該控制單元3依據該等數位值與力矩平衡的原理運算得到該重心座標值的方式如下: 其中,參數(XC,YC)是該重心座標值,參數F1、F2、F3及F4是對應於該第一、第二、第三及第四感應單元S1、S2、S3及S4的該等數位值。定義該第一感應單元S1的設置位置為具有互相垂直的一X軸及一Y軸的一座標原點,而該第二、第三及第四感應單元S2、S3及S4的設置位置相對於該座標原點分別為(X2,Y2)、(X3,Y3)及(X4,Y4)。於本實施例中,定義該X軸平行於該床體11的寬度方向、該Y軸平行於該床體11的長度方向,則該第二、 第三及第四感應單元S2、S3及S4的設置位置分別為(0 ,L)、(W,L)及(W,0),因此該重心座標值為(
該控制單元3於該參考計數周期內的一時間點判斷該重心座標值的改變值超過該參考位移值時,該控制單元3輸出一指示禁能的控制信號,而該警示器4接收該指示禁能的控制信號且操作於不輸出一警示音訊的一非警示模式。該非警示模式所反映的情況是:躺臥於該床體11的該使用者,於該控制單元3所設定的該參考計數周期內,因為翻身或移動而改變了該重心座標值,而該重心座標值的改變值超過該參考位移值則表示該使用者翻身或移動的幅度是足夠的,因此該警示器4不需要輸出該警示音訊以提醒該使用者、或是通知相關人員前來協助。且該控制單元3還設定判斷該重心座標值的改變值超過該參考位移值的該時間點為一新的計數起始點,且以該新的計數起始點繼續計數,也因此可以繼續監測下一個參考計數周期內該使用者的移動情形。
該控制單元3於該參考計數周期內判斷該重心座標值的改變值未超過該參考位移值時,該控制單元3輸出一指示致能的控制信號,而該警示器4接收該指示致能的控制信號且操作於輸出一警示音訊的一警示模式。該警示模式所反映的情況是:躺臥於該床體11上的該使用者於該控制單元3所設定的該參考計數周期內,因為翻身或移 動的幅度不足,而使得該重心座標值的改變值未超過該參考位移值,因此該警示器4需要輸出該警示音訊以提醒該使用者、或通知相關人員前來協助。
需要注意的是,該警示器4除了可以如圖1所示設置於該控制單元3,也可以設置在該無線傳輸單元2的任一端(臨於該床單元1的一端或是臨於該控制單元3的一端),或是分別於上述的各個位置設置多個警示器4。
該顯示器5接收該控制單元3的該重心座標值且顯示至少一相關於該重心座標值的圖形,例如,該顯示器5顯示對應於不同時間點該重心座標值的一變化軌跡。該顯示器5還接收每一重量值且顯示至少一相關於每一重量值的圖形。
經由以上的說明,上述實施例具有以下優點:
一、藉由該控制單元3接收來自該等感應單元S的該等偵測信號,並據以產生相關於該等壓力值的該重心座標值且判斷該重心座標值於該參考計數周期內的改變值是否超過該參考位移值,而能判斷躺臥於該床體11的該使用者的移動或翻身幅度是否足夠,以避免該使用者因長時間保持同一躺臥姿勢而導致褥瘡的形成。
二、藉由該控制單元3將接收自每一感應單元S的每一類比電壓轉換成一數位值,再依據每一數位值與力矩平衡的原理運算得到該重心座標值,能方便地使用個人電腦或類似的運算器來進行運算處理。
三、藉由該控制單元3於該參考計數周期內判 斷該重心座標值的改變值是否超過該參考位移值,而對應地輸出該控制信號以指示該警示器4是否輸出該警示音訊,能方便地讓該使用者知悉是否該動一動身子、或是通知相關人員前來協助該使用者翻身。
四、藉由該無線傳輸單元2接收每一偵測信號且無線傳送每一偵測信號至該控制單元3,再配合該顯示器5顯示相關於該重心座標值的圖形,將有助於遠端照護的實行。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧床單元
2‧‧‧無線傳輸單元
3‧‧‧控制單元
4‧‧‧警示器
5‧‧‧顯示器
S‧‧‧感應單元

Claims (9)

  1. 一種智慧床,包含:一床單元,包括一床體及撐立該床體且間隔設置的多個支撐部;多個感應單元,分別設置於該多個支撐部,且每一感應單元偵測其所受的一壓力值以產生一對應的偵測信號;及一控制單元,接收來自每一感應單元的該偵測信號,並據以產生相關於該等壓力值的一重心座標值且判斷該重心座標值於一參考計數周期內的改變值是否超過一參考位移值。
  2. 如請求項1所述的智慧床,其中,每一偵測信號為一類比電壓,該控制單元將每一類比電壓轉換成一數位值,再依據每一數位值與力矩平衡的原理運算得到該重心座標值。
  3. 如請求項2所述的智慧床,其中,該多個感應單元分別為第一、第二、第三及第四感應單元,則該控制單元運算得到該重心座標值的方式如下: 其中,參數(XC,YC)是該重心座標值,參數F1、F2、F3及F4對應於該第一、第二、第三及第四感應單元的該等數位值,該第一感應單元的設置位置為具有 互相垂直的一X軸及一Y軸的一座標原點,而該第一、第二、第三感應單元的設置位置相對於該座標原點分別為(X2,Y2)、(X3,Y3)及(X4,Y4)。
  4. 如請求項2所述的智慧床,其中,該控制單元於該參考計數周期內判斷該重心座標值的改變值超過該參考位移值時,該控制單元輸出一指示禁能的控制信號,該控制單元於該參考計數周期內判斷該重心座標值的改變值未超過該參考位移值時,該控制單元輸出一指示致能的控制信號;該智慧床還包含一警示器,接收該控制單元的該控制信號,且於接收該指示禁能的控制信號時,該警示器操作於一非警示模式且不輸出一警示音訊,於接收該指示致能的控制信號時,該警示器操作於一警示模式且輸出一警示音訊。
  5. 如請求項4所述的智慧床,其中,該控制單元於該參考計數周期內的一時間點判斷該重心座標值的改變值超過該參考位移值時,該控制單元還設定該時間點為一新的計數起始點,且以該新的計數起始點繼續計數。
  6. 如請求項2所述的智慧床,還包含一顯示器,接收該控制單元的該重心座標值且顯示至少一相關於該重心座標值的圖形。
  7. 如請求項6所述的智慧床,其中,該控制單元更轉換每一數位值為對應於實際重量的一重量值,且該顯示器還接收每一重量值且顯示至少一相關於每一重量值的圖形。
  8. 如請求項1所述的智慧床,其中,每一感應單元包括一壓力感測器及一接收並放大該壓力感測器輸出信號之放大器,且每一放大器輸出對應的該偵測信號。
  9. 如請求項8所述的智慧床,還包含一無線傳輸單元,接收每一偵測信號,且無線傳送每一偵測信號至該控制單元。
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