基于床椅一体化机器人的多控制智能监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械设备领域，具体地说是基于床椅一体化机器人的多控制智能监测系统。


背景技术：

2.随着人口老龄化程度日益增长，生活无法自理以及残障人士的护理需求也随之增加。护理人员短缺，护理过程体力负担大，同时被护理者也承受着巨大的心理负担，被护理者的家人不在身边时也无法了解其的身体状态。
3.目前大部分智能一体化床椅控制方式较单一，对使用者的身体状态监测功能也较少，家人不在身边时想了解使用者的身体状态只能通过询问护理人员或回到家之后才能得知。因此设计一种安全可靠，能够自动辅助失能人士独立在床起身、上下床及坐轮椅自动行走，以及实时监测使用者的在床生命体征、大小便状态并可远程实时查看，同时具有多种控制方式供不同程度的失能人群选择的智能一体化床椅，对减轻护理人员身心负担、提高被护理人员的生活品质具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.为了克服上述的问题，本实用新型的目的在于提供基于床椅一体化机器人的多控制智能监测系统，该系统基于申请日为2015年10月19日，申请号为 201510679347.8申请人沈阳新松机器人自动化股份有限公司的一种自动分离对接的床椅一体化机器人，以减轻护理人员在移乘被护理人员过程中的身心负担，被护理人员在床时可通过多种方式自主对床椅进行控制，同时配备多种生命体征检测模块及二便检测模块对被护理人员在床时进行实时监测，并可远程发送给家人查看实时状态，行动不便人群从床到轮椅的移乘过程中，通过轮椅与床体的自动对接分离来实现，避免手动搬抬移乘，减少护理人员和使用者的体力及心理负担。
5.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：基于床椅一体化机器人的多控制智能监测系统，包括：轮椅监测系统以及床体监测系统；
6.所述轮椅监测系统包括：轮椅主控制器以及与轮椅主控制器连接的轮椅传感器系统、轮椅动力系统、对接分离系统以及轮椅控制系统；
7.所述轮椅控制系统包括：分别与轮椅主控制器连接的手柄控制器、pad控制器以及摇杆控制器；
8.所述摇杆控制器设于轮椅上，与主控制器电性连接，所述手柄控制器和pad 控制器分别与轮椅监测系统的主控制器通信；
9.所述轮椅传感器系统与床体监测系统位置对应。
10.所述轮椅传感器系统为行程限位传感器；
11.所述对接分离系统为设于轮椅上供轮椅与床体对接与分离运动的激光传感器。
12.所述床体监测系统包括：床体主控制器以及与其连接的床体控制系统、床体传感
器系统、床体动力系统、生命体征监测系统以及二便处理监测系统；
13.所述床体传感器系统为行程限位传感器，且数量与轮椅传感器系统相同，位置与轮椅传感器系统相对应；
14.所述床体控制系统包括：与床体主控制器连接的手柄按键控制器、语音识别控制器以及眼控控制装置。
15.所述眼控控制装置包括：眼动仪、控制屏幕及控制芯片，所述眼动仪经控制芯片与控制屏幕连接，所述控制芯片与床体主控制器连接。
16.所述生命体征监测系统包括：数据采集系统、智能床垫和生命体征采集系统；
17.所述生命体征采集系统设有多个数据通信接口；所述数据采集系统与床体主控制器、智能床垫、生命体征采集系统的数据通信接口连接；并经云服务数据中心与移动客户端通信。
18.所述生命体征采集系统包括多个设备：血氧仪、血压计、心电仪、体温计、血糖仪、跌倒报警器；每个设备均设有数据通信接口，通过数据通信接口与数据采集系统连接。
19.所述智能床垫设于床体上，内部设有检测床垫上使用者在床或离床情况的压力传感器，以及与压力传感器连接的数据处理芯片；
20.所述数据处理芯片与数据采集系统连接。
21.所述压力传感器设有多个，且均匀布设于智能床垫内，各个压力传感器之间的间距相等。
22.所述二便处理监测系统包括：系统控制器以及与其连接的红外线传感器、冲洗装置、清洗装置、报警单元以及烘干装置；
23.所述系统控制器与床体主控制器连接。
24.本实用新型具有以下有益效果及优点：
25.本实用新型通过床椅自动对接和分离，降低护理人员的护理负担。通过多种控制方式，方便各类失能人群自主在床控制床体翻身起卧。通过生命体征监测系统实时监控在床者的生命体征状态，并且远程实时发送到不在场患者家人的手机客户端，方便家人实时了解患者状态。通过二便处理监测系统，实时监测在床者的二便状态，及时处理二便，提升使用者的生活自理能力及生活品质。
附图说明
26.图1为本实用新型的轮椅监测系统组成图；
27.图2为本实用新型的床体监测系统组成图；
28.图3为本实用新型的生命体征监测系统组成图；
29.图4为本实用新型的二便处理监测系统组成图；
30.其中：1
‑
1为轮椅主控制器，1
‑
2为轮椅传感器系统，1
‑
3为轮椅动力系统， 1
‑
4为对接分系统，1
‑
5为手柄控制器，1
‑
6为pad控制器，1
‑
7为摇杆控制器， 2
‑
1为床体主控制器，2
‑
2为床体传感器，2
‑
3为床体动力系统，2
‑
4为生命体征监测系统，2
‑
5为二便处理监测系统，2
‑
6为手柄按键控制器，2
‑
7为语音控制器， 2
‑
8为眼控控制装置，3
‑
1为数据采集系统，3
‑
2为智能床垫，3
‑
3为血氧仪，3
‑
4 为血压计，3
‑
5为心电仪，3
‑
6为跌倒报警器，3
‑
7为体温计，3
‑
8为血糖仪，4
‑
1 为系统控制器。
具体实施方式
31.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
32.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
34.本实施例结合申请号201510679347.8的一种自动分离对接的床椅一体化机器人，提出了一种基于床椅一体化机器人的多控制智能监测系统，具体如下：
35.如图1所示，为本实用新型的轮椅监测系统组成图
36.轮椅监测系统包括：轮椅主控制器1
‑
1以及与轮椅主控制器1
‑
1连接的轮椅传感器系统1
‑
2、动力系统1
‑
3、对接分离系统1
‑
4以及轮椅控制系统；
37.轮椅传感器系统1
‑
2，用于采集对接限位传感器信号，并发送至轮椅主控制器1
‑
1，以实现轮椅主控制器1
‑
1监测轮椅是否成功对接或分离；
38.轮椅动力系统1
‑
3，包括设于轮椅上的多个电动推杆，以及设置在多个电动推杆上的霍尔位置传感器；
39.霍尔位置传感器用于采集电动推杆霍尔位置信号，并发送至轮椅主控制器 1
‑
1，同时接收轮椅主控制器的控制指令，并根据控制指令执行相应动作，进而通过电动推杆实现轮椅背板、腿板动作到指定角度、以及轮椅行进速度的调节；
40.对接分离系统1
‑
4用于检测轮椅与床体之间的距离以实现轮椅与床体对接与分离运动；
41.轮椅控制系统，采用多种控制方式，用于发送控制信号至轮椅主控制器1
‑
1，轮椅主控制器1
‑
1将控制信号转换为控制指令；
42.轮椅主控制器1
‑
1，用于接收轮椅控制系统的控制信号，并根据接收轮椅动力系统1
‑
3的霍尔位置信号和轮椅传感器系统1
‑
2的对接限位传感器信号，轮椅主控制器1
‑
1将控制信号转化为控制指令发送至轮椅动力系统1
‑
3或对接分离系统1
‑
4，以实现轮椅的行走或对接分离操作；
43.轮椅传感器系统1
‑
2为行程限位传感器，以监测轮椅与床体的对接分离状态。
44.对接分离系统1
‑
4为激光传感器，以识别床体对接区域，实时传递对接过程状态信息给轮椅主控制器1
‑
1，使轮椅主控制器1
‑
1建立轮椅对接行走轨迹并与设定轨迹进行对比，进而控制轮椅动力系统1
‑
3或对接分离系统1
‑
4动作。
45.轮椅控制系统包括：分别与轮椅主控制器1
‑
1连接的手柄控制器1
‑
5、pad 控制器1
‑
6以及摇杆控制器1
‑
7；
46.摇杆控制器1
‑
7设于轮椅上，与主控制器1
‑
1连接，用于使用者进行通过摇杆控制器1
‑
7对轮椅进行控制；轮椅上的使用者操作轮椅行走，同时可通过调节模块上的速度调节按钮改变轮椅行驶速度。当轮椅上的使用者不方便操控手柄控制模块和摇杆控制模块时，
护理人员可通过使用pad来无线控制轮椅，实现调整坐姿、轮椅行走、床椅对接等操作，同时轮椅系统的状态信息也可以在pad 上实时显示。
47.手柄控制器1
‑
5与轮椅监测系统的主控制器1
‑
1通信，用于使用者或看护人员进行手柄控制器1
‑
5对轮椅进行控制；可供护理人员或轮椅上的使用者使用，其功能为控制轮椅背板、小腿板抬起和下放，调整坐姿；也可以执行床椅对接操作；
48.pad控制器1
‑
6，用于实时显示轮椅监测系统轮椅的状态信息，并对主控制器1
‑
1发出控制指令，实现对轮椅的控制。护理人员可通过使用pad来无线控制轮椅，实现调整坐姿、轮椅行走、床椅对接等操作，同时轮椅系统的状态信息也可以在pad上实时显示。
49.如图2所示的床体监测系统组成图，其中，床体监测系统包括：床体主控制器2
‑
1以及与其连接的床体控制系统、床体传感器系统2
‑
2、床体动力系统2
‑
3、生命体征监测系统2
‑
4以及二便处理监测系统2
‑
5；
50.床体传感器系统2
‑
2为行程限位传感器，用于与轮椅监测系统的轮椅传感器系统1
‑
2匹配，使床体主控制器2
‑
1判断对接或分离操作是否完成；
51.所述床体动力系统2
‑
3，包括设于床体上的多个床体电动推杆，以及设置在多个床体电动推杆上的霍尔位置传感器；
52.所述霍尔位置传感器用于采集床体电动推杆霍尔位置信号，并发送至床体主控制器2
‑
1，同时接收床体主控制器2
‑
1的控制指令，并根据控制指令，进而通过床体动推杆执行相应动作；
53.所述生命体征监测系统2
‑
4，用于接收床体主控制器2
‑
1的生命体征数据的采集指令，并根据采集指令进行采集并发送至移动客户端；
54.二便处理监测系统2
‑
5，用于实时监测二便产生，并将二便产生信号发送至床体主控制器2
‑
1，同时接收床体主控制器2
‑
1的执行处理信号，对排便盆进行冲洗、烘干处理；
55.床体主控制器2
‑
1，用于接收床体控制系统的控制信号，并将控制信号转化为控制指令发送至床体动力系统2
‑
3，以实现床体的相应动作；同时发送生命体征监测信号至生命体征监测系统2
‑
4，以实现生命体征数据的采集；床体主控制器2
‑
1还接收二便处理监测系统2
‑
5的二便产生信号，同时发送执行处理信号至二便处理监测系统2
‑
5。
56.床体控制系统包括：手柄按键控制器2
‑
6、语音识别控制器2
‑
7以及眼控控制装置2
‑
8；
57.手柄按键控制器2
‑
6，用于供护理人员或者在床的使用者进行操作，通过用手按压按键发送控制指令，实现床体背板、腿板动作，以调整躺卧姿态；所述手柄按键控制器2
‑
6还控制床椅分离操作；
58.语音识别控制器2
‑
7，用于在床使用者通过说出对应的已配置好的语音指令词，通过控制手柄按键控制器2
‑
6实现对床体的操作；
59.眼控控制装置2
‑
8包括：眼动仪、控制屏幕及控制芯片，所述眼动仪经控制芯片与控制屏幕连接，所述控制芯片与床体主控制器2
‑
1连接；眼动仪实时检测眼球的运动轨迹及注视时间，通过控制芯片解析，使控制屏幕内的鼠标跟随眼球的转动而移动，眼球注视时则进行点击，实现床体的运动控制。
60.轮椅与床体合并后，手柄控制模块可供护理人员或者在床的使用者使用，通过用手按压按键发送控制指令，可实现床体背板、大腿板、翻身板抬起和下放，调整躺卧姿态；也
可执行床椅分离操作。语音控制模块通过配置好的语音指令词，在床使用者只需对着模块接收语音的麦克风说出对应的指令词，即可实现手柄模块的所有功能。眼控控制模块是通过使用者眼球转动，实现眼前屏幕内的鼠标移动及点击功能，去选择屏幕内对应手柄模块的所有功能。这三种控制方式对于不同状态的失能人士，提供了多种可自行操作的方式。
61.如图3所示的生命体征监测系统，生命体征监测系统2
‑
4包括：数据采集系统3
‑
1、智能床垫3
‑
2和生命体征采集系统；
62.生命体征采集系统设有多个数据通信接口；数据采集系统3
‑
1的输入端与床体主控制器2
‑
1、智能床垫3
‑
2、生命体征采集系统的数据通信接口连接；以采集智能床垫3
‑
2的在床状态、心率、呼吸率信息以及生命体征采集系统的生命体征数据；
63.生命体征采集系统设有多个数据通信接口；数据采集系统3
‑
1与床体主控制器2
‑
1、智能床垫3
‑
2、生命体征采集系统的数据通信接口连接；并经云服务数据中心与移动客户端通信，供看护人员或使用者家属实时监测。
64.生命体征采集系统包括多个设备：血氧仪、血压计、心电仪、体温计、血糖仪、跌倒报警器；每个设备均设有数据通信接口，通过数据通信接口与数据采集系统3
‑
1连接。
65.智能床垫3
‑
2设于床体上，内部设有检测床垫上使用者在床或离床情况的压力传感器，以及与压力传感器连接的数据处理芯片；数据处理芯片与数据采集系统3
‑
1连接；压力传感器设有多个，且均匀布设于智能床垫3
‑
2内，所述各个压力传感器之间的间距相等。
66.其中，跌倒报警器通过内部的三轴陀螺仪和三轴加速度计，检测人体行走时的各方向倾斜角度和倾倒加速度，利用四元数算法和姿态控制算法分析身体姿态和运动状态，判断其是否发生跌倒进而报警。
67.生命体征采集系统对在床者心率、呼吸率、在床状态、在床姿态、姿态变换次数进行实时监测，对在床者的血氧、血压、心电、体温、血糖进行测量，也可对下床行走进行步数统计，跌倒报警。所有的测量结果均会被记录，使用者家人可通过手机客户端远程实时查看使用者的即时状态，也可查看所有测量结果的历史数据，随时了解使用者的身体状态，同时生成综合测试报告，方便进行针对性观察。
68.如图4所示的二便处理监测系统，可对在床者的二便进行实时监测，传感器模块监测到二便产生后，报警模块立即通知护理人员，同时根据传感器数据进行运算处理，控制冲洗模块及时冲掉二便，然后通过清洁模块对在床者进行冲洗，最后通过烘干模块进行烘干，保证在床者排便处和二便收集口清洁干燥。
69.二便处理监测系统2
‑
5包括：所述二便处理监测系统2
‑
5包括：系统控制器 4
‑
1以及与其连接的红外线传感器、冲洗装置、清洁装置、报警单元以及烘干装置；
70.所述系统控制器4
‑
1与床体主控制器2
‑
1连接；
71.所述红外线传感器检测到二便的产生，通过系统控制器4
‑
1将二便产生信号发送至床体主控制器2
‑
1，床体主控制器2
‑
1接收到二便产生信号后，发送执行处理信号至系统控制器4
‑
1，系统控制器4
‑
1对执行处理信号进行处理，分别发送至冲洗装置、清洁装置以及烘干装置，实现对排便盆进行冲洗、清洁、烘干处理，报警单元进行报警。
72.本实用新型提供了一种具有多种控制方式及智能监测系统的床椅一体化机器人，该床椅具有自动对接、分离，抬背、抬腿、翻身等功能，可以减轻护理人员的移乘负担；具有多种控制方式，包括手柄、摇杆、pad、语音、眼控，方便针对不同状态的失能人群选择进行自
主控制床椅；具有生命体征监测系统，可实时监测在床者的使命体征，同时不在身边的家人可远程通过手机客户端实时查看测量数据，了解在床者身体状态；具有二便处理监测系统，对在床者排出的二便实时监测，及时自动处理，并进行自动清洗、烘干，给使用者带来高品质的生活体验，提高其生活品质。
73.本实用新型的工作原理为：
74.轮椅与床体分离时，选用轮椅控制系统的控制方式，根据对接分离系统1
‑
4 以及轮椅传感器1
‑
2和轮椅传感器系统2
‑
2，控制轮椅动力系统1
‑
3使轮椅与床体对接；对接后，通过床体控制系统进行操控方式选用，实现对床体各类执行动作，同时可以进行生命体征采集，通过床体主控制器2
‑
1发送采集信号至数据采集系统，数据采集系统对目标体征参数进行采集，并发送至移动客户端，以供使用者家属实时观测。当红外线传感器检测到二便的产生，通过系统控制器 4
‑
1将二便产生信号发送至床体主控制器2
‑
1，床体主控制器2
‑
1接收到二便产生信号后，发送执行处理信号至系统控制器4
‑
1，系统控制器4
‑
1对执行处理信号进行处理，分别发送至冲洗装置、清洁装置以及烘干装置，实现对排便盆进行冲洗、清洁、烘干处理，报警单元进行报警。
75.以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。