CN101313877A - 具有防坠功能的智能护理床 - Google Patents

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沈力行
尚昆
郭丹
顾媛
黄晶晶
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Abstract

本发明涉及一种具有防坠功能的智能护理床，包括自动升降护栏、床架、床板，其特征在于还包括四个荷重传感器、二套红外线探测装置、数据采集模块、计算机处理***、报警***，其中，四个荷重传感器分别置于床架四角，传感器上放置刚性床板，而二套红外线探测装置分别安装在前、后床头架上；四个荷重传感器和二套红外线探测装置分别连接数据采集模块，数据采集模块与计算机处理***相连，计算机处理***信号输出端连接报警***和自动升降护栏驱动装置。本发明能有效防止病人发生坠床的危险，减轻医护人员的负担，可在一定程度上改善护理床短缺的现状。

Description

具有防坠功能的智能护理床
技术领域
本发明涉及一种智能护理床，特别是一种针对于行动不便人员或智障患者使用，以保证其卧床安全性的护理床。
背景技术
在敬老院或康复中心，许多老年人和智障人员由于缺乏自控能力，在护理人员未知的情况下擅自下床或坠床，这可能造成因运动控制能力差而导致跌跤等严重危险。一直以来，人们希望设计一种能防止病人擅自下床或坠落的智能护理床，但尚未找到一种理想的方法。护理床的研究历史很长，但大多只是集中在开发可以改变病人在床上躺卧姿势的功能，或是研究如何实现生理参数监测及病人信息传输；也有许多的护理床重在实现翻身、日常生活辅助等功能。在我国申报的230多项有关护理床的专利中，尚未发现具有坠落防护的护理床。国外有厂商开发了防坠床的床垫，正常状态下病人躺在床垫上，当病人起身而脱离床垫时，就发出报警信号，但病人如果仅仅坐起来，并无离床倾向，它也可能发出错误报警信号。还有的将报警垫置于床边的地板上，当病人踩到床垫后发信报警，不过此时病人已发生坠床，有些为时已晚。因此研发一种能够及时、可靠地自动监控病人坠床的新型智能护理床，对提高老年人、残障人的康复护理的安全性与质量具有重要意义。
发明内容
本发明是要提供一种具有防坠功能的智能护理床，该智能护理床利用物体重心测定原理，实时监测病人的位置情况，并辅以红外线自动报警装置，可以更及时、准确的对病人坠床等情况给以报警、预防，提高其智能化程度。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有防坠功能的智能护理床，包括床架、床头架、床板，还包括自动升降护栏、四个荷重传感器、二套红外线探测装置、数据采集模块、计算机处理***、报警***，其中，四个荷重传感器分别置于床架四角，传感器上放置刚性床板，而二套红外线探测装置分别安装在前后床头架上；四个荷重传感器和二套红外线探测装置分别连接数据采集模块，数据采集模块与计算机处理***相连，计算机处理***信号输出端连接报警***和自动升降护栏驱动装置。
四个荷重传感器分别测得病人在床上的各个支反力和红外线探测装置检测病人在床上的起卧状态，并通过数据采集模块将四个传感器数据和红外线探测信号输入计算机处理***，并进行计算判断病人在床上的重心位置和状态，若病人处于危险状态则报警***报警，同时自动升起护栏。
本发明具有的实质性特点和显著优点是：本发明的四个荷重传感器分别测得病人在床上的各个支反力和红外线探测装置检测病人在床上的起卧状态，并通过数据采集模块将四个传感器数据和红外线探测信号输入计算机处理***，从而进行计算和判断病人在床上的重心位置和状态，若病人处于危险状态则报警***报警，同时可自动升起护栏保证病人安全。本发明能有效防止病人发生坠床的危险，减轻医护人员的负担，可在一定程度上弥补护理床短缺的现状。
附图说明
图1是重心测定原理图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是智能护理床的监控程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图2所示，本发明的具有防坠功能的智能护理床，包括自动升降护栏3、床架4、床头架9、床板5、四个荷重传感器1、二套红外线探测装置2、数据采集模块6、计算机处理***7、报警***8，其中，四个荷重传感器1分别置于床架4四角，传感器1上放置刚性床板5，而二套红外线探测装置2分别安装在二个床头架9上；四个荷重传感器1和二套红外线探测装置2分别连接数据采集模块6，数据采集模块6与计算机处理***7相连，计算机处理***7信号输出端连接报警***8和自动升降护栏3驱动装置。
四个荷重传感器1分别测得病人在床上的各个支反力，红外线探测装置2检测病人在床上的起卧状态，通过数据采集模块6将各个传感器数据和红外线探测信号输入计算机处理***7，并进行计算判断病人在床上的重心位置和状态，若病人处于危险状态则报警***8报警，同时可自动升起护栏3保证病人安全。
本发明的构思主要是基于静态称重技术，通过支反力与重力之间力和力矩的平衡关系建立平衡方程计算，确定重心位置(图1)。
设病人躺在护理床上，其重量为P，重心离左侧床沿(图1中与y轴重合)的位置为x.四个荷重传感器置于护理床四个角点上。利用二次称重，去掉床板皮重后，重力P与四个支反力R1、R2、R3、R4形成空间平行力系，由平衡条件：
ΣZ = 0 R 1 + R 2 + R 3 + R 4 - P = 0 Σ m y = 0 P x 0 - R 1 a - R 3 a = 0
式中：P——病人重量
      R1、R2、R3、R4——传感器支反力
      a——护理床宽度
      x0——病人重心坐标
得病人重心坐标： x 0 = ( R 1 + R 3 ) a ( R 1 + R 2 + R 3 + R 4 ) x0∈[0，a]
考虑到前后侧床架的限制，病人不可能沿y方向发生坠床，重心的y0坐标不必测出。为确保安全，规定一个安全区域[x1，x2]，当重心位置x0满足x1＜x0＜x2(其中0＜x1＜x2＜a)时，病人处于安全区。否则处于非安全区，并把相应信息输入计算机处理***。
本发明的工作过程见图3。
本发明能有效防止病人发生坠床的危险，减轻医护人员的负担，可在一定程度上减轻护理床短缺的现状。目前还处于试用阶段，技术含量及产品附加值较高，有很好的延伸性与可开发性，多种医疗设备可与其配套使用。今后的研究将集中在如何进一步提高***的协调性和灵活性，拓展与其配套的医疗设施的配合等。

Claims (2)

1.一种具有防坠功能的智能护理床，包括床架(4)、床板(5)、床头架(9)，还包括二个自动升降护栏(3)、四个荷重传感器(1)、二套红外线探测装置(2)、数据采集模块(6)、计算机处理***(7)、报警***(8)，其特征在于所述四个荷重传感器(1)分别置于床架(4)四角，所述传感器(1)上放置刚性床板(5)，而二套红外线探测装置(2)分别安装在前、后床头架(9)上；所述四个荷重传感器(1)和二套红外线探测装置(2)分别连接数据采集模块(6)，而数据采集模块(6)与计算机处理***(7)相连，计算机处理***(7)信号输出端连接报警***(8)和自动升降护栏(3)驱动装置。
2.根据权利要求1所述的具有防坠功能的智能护理床，其特征在于所述四个荷重传感器(1)分别测得病人在床上的各个支反力和所述红外线探测装置(2)检测病人在床上的起卧状态，并通过数据采集模块(6)将四个传感器数据和红外线探测信号输入计算机处理***(7)，并进行计算判断病人在床上的重心位置和状态，若病人处于危险状态则报警***(8)报警，同时自动升起护栏(3)。
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