一种应用于智慧产房的沐浴辅助设备的制作方法

1.本发明涉及一种机械装置，尤其涉及一种应用于智慧产房的沐浴辅助设备。


背景技术：

2.生育期是妇女的一个特殊生理阶段，正常情况下产妇需要在医院产房或病房生活多日，房间活动空间小，尤其一个房间往往多名产妇共用，她们身体很弱，在没有家人协助下洗澡问题成为一个难题。随着社会和家庭对产妇健康的愈加重视，国内外相继开发智慧产房、智能月子中心等的高级别妇幼保健服务机构，通过软硬件专项开发，为围产期及月子期的产妇提供系列化的贴心保健、康复等辅助服务。对于产妇洗澡环节来说，体弱状态下往往需要外人辅助，但是在公共服务机构中外人不方便进入辅助，因此急需开发一种占地小、功能完善、操作简便、安全性高的自助洗澡设备。医学证明：分娩期前后的产妇可以沐浴，如：产前可以正常沐浴，顺产两三天以后可以淋浴，如果是剖腹产，在伤口愈合后也可以淋浴。沐浴可以有效的促进血液循环，达到活血散瘀的功效，产妇沐浴以后，气色好转，精神舒畅，能够加快身体的恢复，否则大量的出汗会让产妇身体非常难受，皮肤清洁不及时就容易导致细菌的滋生，从而引起皮肤炎症出现，甚至会引起感染的情况。基于以上目的，开发一种应用于智慧产房的沐浴辅助设备，功能定位于一种帮扶助力工具而非医疗器械，设置与洗浴室内，适用于体弱者自助洗澡的全程辅助。本发明创新点主要包括：（1）设计了静态擦洗结构，方便身体不便用户坐式背部擦洗；（2）设计了动态擦洗机构，使用户立式自洗时获得安全辅助，尤其该机构采用了一种特殊尺寸的四杆机构，极大简捷了功能实现结构，并利于快速折叠收拢。


技术实现要素：

3.一种应用于智慧产房的沐浴辅助设备，包括：支架体、静态擦洗模块、扶手模块、动态擦洗模块、座椅模块；所述支架体侧视截面为型刚性结构，包括左部的竖直面、中部的平面和下部的中空结构；所述静态擦洗模块设置在h型竖直面的下部，所述扶手模块设置在h型竖直面的中上部，所述动态擦洗模块为多连杆折叠结构，旋转支撑端设置在h型竖直面的前后侧端面上，擦洗功能端的常态位置在h型竖直面的顶部；所述座椅模块设置在h型平面上并滑动连接；所述动态擦洗模块的旋转支出端包括定位轨、定位杆、驱动杆、摇摆杆、驱动器，擦洗功能端包括擦洗箱、第一传动轴、第一压簧、第一擦洗头、第一旋转电机、第一传动轮；所述定位轨、定位杆、驱动杆、摇摆杆对称设置两组，定位轨安装在支架体的h型竖直面的两侧端面上，定位杆的左端滑动连接在定位轨内，右端旋转连接在摇摆杆的杆身上，所述驱动杆的左端旋转连接在中空结构左侧端面上，右端旋转连接摇摆杆的左端，两根摇摆杆的右端e点处通过连接杆连接，擦洗箱的重心处旋转连接在连接杆上；所述定位轨上设置定位点，定位杆的左端旋转固定在定位点后，定位杆、驱动杆、摇摆杆及h型竖直面的ad段
组建成四杆机构；所述四杆机构设置五个杆长参数，分别为ab、bc、be、dc、ad，确定各个杆长的特定取值，使ab杆围绕a点做特定旋转角的往复摆动时，be杆的右端e点做上、下垂直运动，带动擦洗箱上、下垂直运动。
4.进一步的方案在于，所述擦洗箱为空心箱式结构，内部左端面上设置第一旋转电机，所述第一传动轴的左端伸出擦洗箱的左端面，右端通过第一传动轮连接第一旋转电机的驱动轴；所述第一擦洗头9左端面设置为柔软棉织物，右侧为空心轴套结构，轴套孔内设置第一压簧，第一传动轴伸入轴套孔内柔性连接；擦洗箱的外部右端面为光滑平面；第一擦洗头设置多个，纵横排列布置。
5.进一步的方案在于，擦洗箱和连接杆的连接为带有阻尼的旋转连接。
6.进一步的方案在于，所述驱动器为伸缩驱动装置，固定设置在支架体的下部，伸缩驱动端旋转连接驱动杆的右端b点。
7.进一步的方案在于，所述扶手模块包括：丝杠电机、丝杠、刚性滑道、筋板、升降平台、伸缩平台、扶手、固定平台；所述丝杠靠近h型竖直面并居中设置，所述丝杠电机固定安装在支架体的中空结构内，丝杠的下端穿过h型平面连接丝杠电机，上端旋转连接在固定平台上；所述升降平台为刚性平板结构，中间位置连接丝杠，升降平台的下表面左右方向上对称设置筋板，所述刚性滑道对称设置在h型竖直面上，筋板的内侧面上设置刚性滑轨，和刚性滑道滑动连接；所述伸缩平台设置两组，下底面上设置水平滑轨，升降平台上表面的左右两端设置水平滑道，水平滑轨和水平滑道刚性滑动连接，所述扶手为旋转扶手，设置两组在伸缩平台上；所述固定平台为刚性平面结构，固定设置在h型竖直面的上部。
8.进一步的方案在于，所述静态擦洗模块包括第二旋转电机、第二传动轮、第二传动轴、第二压簧、第二擦洗头；所述第二旋转电机设置在支架体的中空结构内，电机驱动轴穿出h中空结构的左侧面，所述第一传动轴的左端穿过h型竖直面，通过第二传动轮连接电机驱动轴；所述第二擦洗头的右端面设置为柔软棉织物，左侧为空心轴套结构，轴套孔内设置第二压簧，第二传动轴伸入轴套孔内柔性连接；第二擦洗头，纵横排列布置。
9.进一步的方案在于，所述座椅模块包括旋转椅背、旋转轴、伸缩椅面；所述旋转椅背和伸缩椅面通过旋转轴旋转连接，旋转椅背向右折叠放倒后上表面保持稳定水平，抬起后能够保持稳定直立；所述伸缩椅面的上表面为平面状，下表面和支架体的h型平面通过轨道结构滑动连接。
附图说明
10.图1为本发明主视结构图；图2为本发明g向侧视结构图；图3为动态擦洗模块展开结构图；图4为四杆机构模型图；图5为扶手模块结构图；图6为静态擦洗模块结构图；
图7为座椅模块结构图。
具体实施方式
11.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
12.一种应用于智慧产房的沐浴辅助设备，如图1所示，包括：支架体1、静态擦洗模块2、扶手模块3、动态擦洗模块4、座椅模块5；所述支架体1侧视截面为h型刚性结构，如图2所示，包括左部的竖直面、中部的平面和下部的中空结构；所述静态擦洗模块2设置在h型竖直面的下部，所述扶手模块3设置在h型竖直面的中上部，所述动态擦洗模块4为多连杆折叠结构，旋转支撑端设置在h型竖直面的前后侧端面上，擦洗功能端的常态位置在h型竖直面的顶部；所述座椅模块5设置在h型平面上并滑动连接；如图1
‑
3所示，所述动态擦洗模块4的旋转支出端包括定位轨4
‑
1、定位杆4
‑
2、驱动杆4
‑
3、摇摆杆4
‑
4、驱动器4
‑
5，擦洗功能端包括擦洗箱4
‑
6、第一传动轴4
‑
7、第一压簧4
‑
8、第一擦洗头4
‑
9、第一旋转电机4
‑
10、第一传动轮4
‑
11；如图3所示，所示定位轨4
‑
1、定位杆4
‑
2、驱动杆4
‑
3、摇摆杆4
‑
4对称设置两组，定位轨4
‑
1安装在支架体1的h型竖直面的两侧端面上，定位杆4
‑
2的左端滑动连接在定位轨4
‑
1内，右端旋转连接在摇摆杆4
‑
4的杆身上，所述驱动杆4
‑
3的左端旋转连接在中空结构左侧端面上，右端旋转连接摇摆杆4
‑
4的左端，两根摇摆杆4
‑
4的右端e点处通过连接杆4
‑
12连接，擦洗箱4
‑
6的重心处旋转连接在连接杆4
‑
12上；所述定位轨4
‑
1上设置定位点，定位杆4
‑
2的左端旋转固定在定位点后，定位杆4
‑
2、驱动杆4
‑
3、摇摆杆4
‑
4及h型竖直面的ad段组建成四杆机构，其结构模型如图4所示；所述四杆机构设置五个杆长参数，分别为ab（驱动杆4
‑
3长度l1）、bc（摇摆杆4
‑
4的左段长度l
21
）、be（摇摆杆4
‑
4长度l2）、dc（定位杆4
‑
2长度l3）、ad（l4），确定各个杆长的特定取值，使ab杆围绕a点做特定旋转角的往复摆动时，be杆的右端e点做上、下垂直运动，带动擦洗箱4
‑
6上、下垂直运动。
13.上述结构的功能目的是：当动态擦洗模块4在图3所示的展开状态时，四杆机构的动作能够带动擦洗箱4
‑
6实现垂直上下往复位移，以带动擦洗箱4
‑
6上设置的第一擦洗头4
‑
9同步垂直上下位移。如果第一擦洗头4
‑
9的上下位移不是垂直的，当辅助站立的人体擦洗时，用户会感觉不舒适。
14.能够带动擦洗箱4
‑
6垂直上下往复位移的公知技术结构很多，但是公知的技术结构存在如下缺点：（1）有的结构无法折叠收拢，占地面积大；（2）有的结构实现垂直位移的控制结构模式比较复杂，造成整机结构复杂；（3）有的运动力学特征不平稳，工作时冲击力较大，造成不舒适。
15.常规的四杆机构运动中，参照图4，如果驱动杆4
‑
3绕a点旋转驱动摇摆杆4
‑
4摆动时，e点的运动轨迹为规律性的曲线往复运动，难以实现e点的垂直上下移动。
16.但是四杆机构有一个特殊的特性：当四杆机构的杆长选择某些特定数值时，能够实现e点做近似垂直的上下往复移动。这些特定数值没有标准的数学模型筛选方案，但是通过四杆机构的运动仿真获得的相对孤立的数值组合，例如图4曲柄摇杆机构（四杆机构）中，以a为坐标原点，机架ad为纵坐标建立平面直角坐标系，设l1、l
21
、l2、l3、l4分别为杆ab、bc、be、cd、ad的长度，θ1、θ2、θ3分别为杆ab、bc、cd的角位移，ω1、ω2、ω3分别为杆ab、bc、cd的角速度，α2为杆bc的角加速度。e点为设计的间歇点，x
e
、y
e
分别为e点在坐标系中的坐标，v
ex
、v
ey
分别为e点沿x轴方向和y轴方向的速度，a
ex、
a
ey
分别为e点沿x轴和y轴的加速度，γ为机构的传动角，利用解析法求e点的位移、速度和加速度。
17.设l1=75（ab），l
21
=188（bc），l2=374（be），l3=188（dc），l4=150（ad）时，杆ab为原动件匀速转动，ω1=10 rad/s，利用mathematics软件绘制e点位移曲线：可以得出：在的一个特定变化区间内，e点的x坐标基本保持不变，y坐标做加速度很小的直线运动（近似匀速运动），最小传动角γ大于45
°
，说明机构运行平稳性良好，机构传力性能良好。
18.所述擦洗箱4
‑
6为空心箱式结构，内部左端面上设置第一旋转电机4
‑
10，所述第一传动轴4
‑
7的左端伸出擦洗箱4
‑
6的左端面，右端通过第一传动轮4
‑
11连接第一旋转电机4
‑
10的驱动轴；所述第一擦洗头4
‑
9左端面设置为柔软棉织物，右侧为空心轴套结构，轴套孔内设置第一压簧4
‑
8，第一传动轴4
‑
7伸入轴套孔内柔性连接；擦洗箱4
‑
6的外部右端面为光滑平面；第一擦洗头4
‑
9设置多个，纵横排列布置；擦洗箱4
‑
6和连接杆4
‑
12的连接为带有阻尼的旋转连接。
19.第一旋转电机4
‑
10的驱动轴同步连接多个第一传动轮4
‑
11为常规公知方案，可采用分布式齿轮传动或多级带传动；第一传动轴4
‑
7的旋转运动能够带动第一擦洗头4
‑
9进行旋转运动，优选带过载保护功能的驱动方式，即第一擦洗头4
‑
9在受到额定扭矩时，第一传动轴4
‑
7带动第一擦洗头4
‑
9正常旋转，如果第一擦洗头4
‑
9受到的扭矩超载时，第一擦洗头4
‑
9的转速或者降低，或者停止，此为常规技术，可通过选择第一旋转电机4
‑
10的方案，或者选择第一传动轴4
‑
7对第一擦洗头4
‑
9的摩擦阻尼驱动方案；第一传动轴4
‑
7在第一擦洗头4
‑
9的轴套孔内柔性连接，指第一擦洗头4
‑
9在受到横向力时，和第一传动轴4
‑
7能够相互横向位移，并能够通过第一压簧4
‑
8实现复位。擦洗箱4
‑
6和连接杆4
‑
12的阻尼旋转连接，保证
擦洗箱4
‑
6运动时的自转稳定性。
20.如图3所示，所述驱动器4
‑
5为伸缩驱动装置，固定设置在支架体1的下部，伸缩驱动端旋转连接驱动杆4
‑
3的右端b点。
21.伸缩驱动装置可选用曲柄滑块等公知技术方案，通过控制曲柄的长度实现对ab杆的摇摆角度区间控制。
22.所述扶手模块3如图5所示，包括：丝杠电机3
‑
1、丝杠3
‑
2、刚性滑道3
‑
3、筋板3
‑
4、升降平台3
‑
5、伸缩平台3
‑
6、扶手3
‑
7、固定平台3
‑
8；所述丝杠3
‑
2靠近h型竖直面并居中设置，所述丝杠电机3
‑
1固定安装在支架体1的中空结构内，丝杠3
‑
2的下端穿过h型平面连接丝杠电机3
‑
1，上端旋转连接在固定平台3
‑
8上；所述升降平台3
‑
5为刚性平板结构，中间位置连接丝杠3
‑
2，升降平台3
‑
5的下表面左右方向上对称设置筋板3
‑
4，所述刚性滑道3
‑
3对称设置在h型竖直面上，筋板3
‑
4的内侧面上设置刚性滑轨，和刚性滑道3
‑
3滑动连接；所述伸缩平台3
‑
6设置两组，下底面上设置水平滑轨，升降平台3
‑
5上表面的左右两端设置水平滑道，水平滑轨和水平滑道刚性滑动连接，所述扶手3
‑
7为旋转扶手，设置两组在伸缩平台3
‑
6上；所述固定平台3
‑
8为刚性平面结构，固定设置在h型竖直面的上部。
23.当用户对扶手3
‑
7施加外力时，此外力主要通过筋板3
‑
4的刚性滑轨和相配合的刚性滑道3
‑
3传递给支架体1上，避免大部分外力通过丝杠3
‑
2传递，防止丝杠3
‑
2单独受大幅度外力产生变形。刚性滑轨和刚性滑道为公知技术。
24.如图6所示，所述静态擦洗模块2包括第二旋转电机2
‑
1、第二传动轮2
‑
2、第二传动轴2
‑
3、第二压簧2
‑
4、第二擦洗头2
‑
5；所述第二旋转电机2
‑
1设置在支架体1的中空结构内，电机驱动轴穿出h中空结构的左侧面，所述第一传动轴4
‑
7的左端穿过h型竖直面，通过第二传动轮2
‑
2连接电机驱动轴；所述第二擦洗头2
‑
5的右端面设置为柔软棉织物，左侧为空心轴套结构，轴套孔内设置第二压簧2
‑
4，第二传动轴2
‑
3伸入轴套孔内柔性连接；第二擦洗头2
‑
5，纵横排列布置。
25.第二旋转电机2
‑
1的驱动轴同步连接多个第二传动轮2
‑
2为常规公知方案，可采用分布式齿轮传动或多级带（链）传动；第二传动轴2
‑
3的旋转运动能够带动第二擦洗头2
‑
5进行旋转运动，优选带过载保护功能的驱动方式，即第二擦洗头2
‑
5在受到额定扭矩时，第二传动轴2
‑
3带动第二擦洗头2
‑
5正常旋转，如果第二擦洗头2
‑
5受到的扭矩过载时，第二擦洗头2
‑
5的转速或者降低，或者停止，此为常规技术，可通过选择第二旋转电机2
‑
1的方案，或者选择第二传动轴2
‑
3对第二擦洗头2
‑
5的摩擦阻尼驱动方案；第二传动轴2
‑
3在第二擦洗头2
‑
5的轴套孔内柔性连接，指第二擦洗头2
‑
5在受到横向力时，和第二传动轴2
‑
3能够相互横向位移，并能够通过第二压簧2
‑
4实现复位。
26.如图7所示，所述座椅模块5包括旋转椅背5
‑
1、旋转轴5
‑
2、伸缩椅面5
‑
3；所述旋转椅背5
‑
1和伸缩椅面5
‑
3通过旋转轴5
‑
2旋转连接，旋转椅背5
‑
1向右折叠放倒后上表面保持稳定水平，抬起后能够保持稳定直立；所述伸缩椅面5
‑
3的上表面为平面状，下表面和支架体1的h型平面通过轨道结构滑动连接。
27.当座椅模块5滑动到右端时，旋转椅背5
‑
1折叠放水平时，用户可稳定坐在椅背上，用户的后背正好接触到第二擦洗头2
‑
5，实现辅助擦洗功能；如果用户仅仅要坐下自洗，不需要辅助擦洗，只需将旋转椅背5
‑
1抬起直立，用户坐在伸缩椅面5
‑
3上，旋转椅背5
‑
1遮挡
在第二擦洗头2
‑
5和用户后背之间，避免第二擦洗头2
‑
5对用户自洗过程的干扰。
28.实施例一，坐式洗澡辅助过程：用户将座椅模块5向右拉出，如图7所示，用于坐在折叠的旋转椅背5
‑
1上，由于人体的背部接近垂直面，因此背部接触第二擦洗头2
‑
5实现擦洗辅助，第二擦洗头2
‑
5的柔性连接适应用户的背部非垂直部分的形状，且带过载保护功能的驱动方式使用户背部不受硬伤害。
29.用户不需要外辅助擦洗过程，如图6所示，将座椅模块5的旋转椅背5
‑
1抬起，隔在用户背部和第二擦洗头2
‑ꢀ
5之间，用户可安全的坐在伸缩椅面5
‑
3上自行擦洗。设置旋转椅背5
‑
1的隔离结构，是因为第二擦洗头2
‑ꢀ
5即使处于旋转静止状态，也可能会触碰到用户，造成不舒适。
30.实施例二，站立状态下自洗过程：如图2和图5所示，用户站立在洗澡设备的右侧，手动拉出扶手3
‑
7，扶手3
‑
7在丝杠3
‑
2及升降平台3
‑
5的主动驱动下实现升、降运动，助力用户起坐的支撑和扶持，伸缩平台3
‑
6能够增加扶手3
‑
7左右运动的行程范围，用户可根据个人习惯设置两个扶手3
‑
7的高度。固定平台3
‑
8和支架体1均为刚性结构，保证丝杠3
‑
2的安装稳定性；筋板3
‑
4和支架体1刚性滑动连接，使用户和扶手3
‑
7之间的作用力均匀稳定传递到支架体1上，避免仅靠丝杠3
‑
2承担此作用力。丝杠3
‑
2工作原理及电路控制方案为公知技术，布线采用隐藏式穿线，在各部件内设置穿线孔和导电滑环机构，控制开关可设置在扶手3
‑
7上，固定平台3
‑
8放置沐浴用品。
31.实施例三，站立状态下辅助洗澡过程：用户站立状态需要辅助擦洗，座椅模块5处于如图3所示的收回状态，用户将动态擦洗模块4的摇摆杆4
‑
4和驱动杆4
‑
3沿a点顺时针旋转打开，定位杆4
‑
2的d点在定位轨4
‑
1内滑动到特定的定位点固定，c点对摇摆杆4
‑
4进行稳定支撑，进而实现对擦洗箱4
‑
6的稳定支撑；驱动杆4
‑
3在驱动器4
‑
5的驱动下沿a点进行特定角度的往复旋转，控制摇摆杆4
‑
4的e点即擦洗箱4
‑
6仅做垂直方向的上下运动，既可对擦洗箱4
‑
6的静态高度调整以适应不同身高的客户，也可在上、下动态运动过程中实现自动擦洗效果。
32.所述定位轨4
‑
1为能够实现特定间歇点位置卡停的滑动轨道，为公知技术，通过选择特定间歇点进行自动或手动卡停固定，确定ad段的长度取值，同时能够保证动态擦洗模块4在折叠收回时需要定位杆4
‑
2的d点位置重新选取定位。
33.通过将擦洗箱4
‑
6旋转角度或调整高度，使光滑平面对着用户，能够实现立式姿态靠背功能。
34.本发明各部件的电路布线采用隐藏式穿线，并设置必要的电池，此为公知技术。
35.优点：本发明结构精巧，能够机动布置，工作过程安全稳定，整机功能新颖，沐浴辅助功能多样，能够真正起到产妇沐浴保健助手的作用。