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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 多功能護(hù)理服務(wù)輪椅床
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目是一款以護(hù)理床為主體，兼具輪椅移動(dòng)功能的自動(dòng)化護(hù)理產(chǎn)品。其功能全，自動(dòng)化程度高，適應(yīng)護(hù)理產(chǎn)品智能化的發(fā)展趨勢(shì)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品是一款以護(hù)理床為主體，兼具輪椅移動(dòng)功能的自動(dòng)化護(hù)理產(chǎn)品。既能作為一種高智能小范圍的代步工具，又能滿足日常家庭和醫(yī)院多樣化的護(hù)理功能需求。它有護(hù)理床狀態(tài)和輪椅狀態(tài)兩種狀態(tài)。在護(hù)理床狀態(tài)下，它具有護(hù)理床的各種體位功能，包括自動(dòng)抬背、翻身、變換腿部坐姿、腿部理療、智能座便等。在輪椅狀態(tài)下，他能在小范圍（如家內(nèi)、社區(qū)樓下）移動(dòng)，并具備語(yǔ)音控制、自主移動(dòng)等功能。 我們的作品能夠?qū)崿F(xiàn)床椅的自由切換，這樣可以讓長(zhǎng)期臥床人員在享受戶外陽(yáng)關(guān)空氣的同時(shí)免除在床椅間轉(zhuǎn)移的困擾。 本作品主要技術(shù)指標(biāo)如下： 1）外形尺寸指標(biāo) 護(hù)理床狀態(tài) 長(zhǎng)*寬*高=2000*900*630 輪椅狀態(tài) 長(zhǎng)*寬*高=1385*900*1535 轉(zhuǎn)彎半徑=1200 2）承載指標(biāo)：170kg 3）體位調(diào)整類指標(biāo) 指標(biāo)項(xiàng) 具體數(shù)值 左翻身角度 0~45° 右翻身角度 0~45° 抬背角度 0~80° 大腿板翻轉(zhuǎn)角度 0~35° 小腿板翻轉(zhuǎn)角度 -61°~35° 腿部康復(fù)功能中 小腿板翻轉(zhuǎn)角度 -20°~35° 腳踏板升降行程 140mm 4）穩(wěn)定性指標(biāo) 指標(biāo)項(xiàng) 具體數(shù)值 靜態(tài)穩(wěn)定性 縱向 20° 橫向 15°或側(cè)邊施 加2250N的載荷不失衡 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定上坡 8° 下坡 5° 5）爬坡能力： 6° 6）行駛速度： 6km/h 7）噪音： <65dB 8）傳動(dòng)角γ γmin≧22° 9）人機(jī)交互方式：手柄、鍵盤(pán)和語(yǔ)音。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 我們的項(xiàng)目旨在于為家庭和醫(yī)院提供一種自動(dòng)化的智能護(hù)理工具，嘗試解決當(dāng)前護(hù)理領(lǐng)域的一些護(hù)理難題，減輕護(hù)理人員的護(hù)理負(fù)擔(dān)，協(xié)助護(hù)理人員完成護(hù)理、治療任務(wù)；提高長(zhǎng)期臥床的老年人和殘障病人的生活質(zhì)量，在一定程度上補(bǔ)償他們?nèi)趸纳眢w機(jī)能。 設(shè)計(jì)基本思路： 首先，基于人機(jī)工程學(xué)，進(jìn)行了輪椅床總體方案設(shè)計(jì)。其次，完成了輪椅床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。然后，采用自上而下的方法完成了輪椅床結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)并出了全套工程圖。最后，進(jìn)行了輪椅床關(guān)鍵部件有限元分析。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.功能多樣化與人性化 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 3.易于形成系列產(chǎn)品和升級(jí) 主要技術(shù)指標(biāo)： 1）外形尺寸指標(biāo) 護(hù)理床狀態(tài) 長(zhǎng)*寬*高=2000*900*630 輪椅狀態(tài) 長(zhǎng)*寬*高=1385*900*1535 轉(zhuǎn)彎半徑=1200 2）承載指標(biāo)：170kg 3）體位調(diào)整類指標(biāo) 指標(biāo)項(xiàng) 具體數(shù)值 左翻身角度 0~45° 右翻身角度 0~45° 抬背角度 0~80° 大腿板翻轉(zhuǎn)角度 0~35° 小腿板翻轉(zhuǎn)角度 -61°~35° 腿部康復(fù)功能中 小腿板翻轉(zhuǎn)角度 -20°~35° 腳踏板升降行程 140mm 4）爬坡能力： 6° 5）行駛速度： 6km/h 6）噪音： <65dB 7）傳動(dòng)角γ γmin≧22° 8）人機(jī)交互方式：手柄、鍵盤(pán)和語(yǔ)音。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- ①基于人機(jī)工程學(xué)，進(jìn)行了多功能護(hù)理服務(wù)輪椅床總體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)研結(jié)果，制定了輪椅床的設(shè)計(jì)原則，功能要求及設(shè)計(jì)指標(biāo)；優(yōu)選了各功能模塊機(jī)構(gòu)構(gòu)型，確定了驅(qū)動(dòng)形式及能源供給方式。 ②分別在Matlab 及ADAMS環(huán)境下完成了多功能護(hù)理服務(wù)輪椅床機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。證明了機(jī)構(gòu)的合理性并為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性數(shù)據(jù)。 ③完成了多功能護(hù)理服務(wù)輪椅床的整車詳細(xì)設(shè)計(jì)。從系統(tǒng)的角度出發(fā)綜合考慮了傳感方式、控制實(shí)現(xiàn)的難易程度，并注意到了降噪、密封等細(xì)節(jié)問(wèn)題。 ④對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析，得到了應(yīng)力分布和變形結(jié)果，分析結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有較大的強(qiáng)度冗余和較高的剛度，完全能夠滿足使用要求。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 研制階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 當(dāng)用戶坐/躺穩(wěn)后，打開(kāi)控制器電源。用戶根據(jù)自身需要以及舒適度的感覺(jué)切換床/椅模式，以及調(diào)整相關(guān)體位姿勢(shì)，可通過(guò)語(yǔ)音或按鈕控制。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 本作品優(yōu)勢(shì)在于成本低、功能多樣化、人性化、易于產(chǎn)品化。 適用范圍： 本作品可以方便地應(yīng)用于普通家庭、醫(yī)院、康復(fù)中心、療養(yǎng)院等場(chǎng)所的長(zhǎng)期臥床人員（病人、殘疾人、老年人）。 推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明： 該輪椅床兼有智能輪椅和護(hù)理床的特點(diǎn)，能消除病人在床和輪椅兩種設(shè)備間轉(zhuǎn)移時(shí)的不安全因素，使高齡老人和癱瘓病人在無(wú)人照料的情況下自行解決有限范圍內(nèi)一定時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)和護(hù)理問(wèn)題。無(wú)疑，這款產(chǎn)品將有著非常廣泛的應(yīng)用前景。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 1）隨著社會(huì)老齡化進(jìn)程的加快以及由于各種自然災(zāi)害、疾病和工傷事故等原因造成的下肢殘障人口的增加，市場(chǎng)需求巨大。2）家醫(yī)兩用必將大大增加其市場(chǎng)需求量。 3）總成本將低于5000元。初步估算，它的效益能達(dá)到30%~40%。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外有智能化的護(hù)理床，如美國(guó)的HILL-ROM及日本的八樂(lè)夢(mèng)等公司，但其售價(jià)昂貴，每張價(jià)格從1萬(wàn)美元到3萬(wàn)美元不等；智能輪椅，如中國(guó)科學(xué)院研制出了我國(guó)第一臺(tái)多模態(tài)交互式智能輪椅，并通過(guò)了專家鑒定。該輪椅具有視覺(jué)及口令導(dǎo)航、語(yǔ)音人機(jī)交互等功能，能夠在熙熙攘攘的人群中自由穿梭。該輪椅集計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、模式識(shí)別和圖像處理等技術(shù)于一身，在我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了輪椅的智能化，開(kāi)辟了該領(lǐng)域研究的先河；以及床椅之間的轉(zhuǎn)移設(shè)備，如日本的自助護(hù)理機(jī)器人“SECOM升降機(jī)”，通過(guò)它病人可以獨(dú)自完成在床與輪椅之間的換乘動(dòng)作，操作可采用遙控方式。 我國(guó)一些科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)始了相關(guān)的研究工作，但應(yīng)用于實(shí)際生活的產(chǎn)品仍然沒(méi)有。對(duì)于中低端產(chǎn)品，我國(guó)有較多公司可以生產(chǎn)，但這些產(chǎn)品并未融入機(jī)器人技術(shù)，從而也就算不上智能護(hù)理服務(wù)機(jī)器人。
