基本信息
- 项目名称：
- 多功能护理服务轮椅床
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目是一款以护理床为主体，兼具轮椅移动功能的自动化护理产品。其功能全，自动化程度高，适应护理产品智能化的发展趋势。
- 详细介绍：
- 本作品是一款以护理床为主体，兼具轮椅移动功能的自动化护理产品。既能作为一种高智能小范围的代步工具，又能满足日常家庭和医院多样化的护理功能需求。它有护理床状态和轮椅状态两种状态。在护理床状态下，它具有护理床的各种体位功能，包括自动抬背、翻身、变换腿部坐姿、腿部理疗、智能座便等。在轮椅状态下，他能在小范围（如家内、社区楼下）移动，并具备语音控制、自主移动等功能。 我们的作品能够实现床椅的自由切换，这样可以让长期卧床人员在享受户外阳关空气的同时免除在床椅间转移的困扰。 本作品主要技术指标如下： 1）外形尺寸指标 护理床状态 长*宽*高=2000*900*630 轮椅状态 长*宽*高=1385*900*1535 转弯半径=1200 2）承载指标：170kg 3）体位调整类指标 指标项 具体数值 左翻身角度 0~45° 右翻身角度 0~45° 抬背角度 0~80° 大腿板翻转角度 0~35° 小腿板翻转角度 -61°~35° 腿部康复功能中 小腿板翻转角度 -20°~35° 脚踏板升降行程 140mm 4）稳定性指标 指标项 具体数值 静态稳定性 纵向 20° 横向 15°或侧边施 加2250N的载荷不失衡 动态稳定上坡 8° 下坡 5° 5）爬坡能力： 6° 6）行驶速度： 6km/h 7）噪音： <65dB 8）传动角γ γmin≧22° 9）人机交互方式：手柄、键盘和语音。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的： 我们的项目旨在于为家庭和医院提供一种自动化的智能护理工具，尝试解决当前护理领域的一些护理难题，减轻护理人员的护理负担，协助护理人员完成护理、治疗任务；提高长期卧床的老年人和残障病人的生活质量，在一定程度上补偿他们弱化的身体机能。 设计基本思路： 首先，基于人机工程学，进行了轮椅床总体方案设计。其次，完成了轮椅床机构的运动学和动力学分析。然后，采用自上而下的方法完成了轮椅床结构详细设计并出了全套工程图。最后，进行了轮椅床关键部件有限元分析。 创新点： 1.功能多样化与人性化 2.结构设计的创新 3.易于形成系列产品和升级 主要技术指标： 1）外形尺寸指标 护理床状态 长*宽*高=2000*900*630 轮椅状态 长*宽*高=1385*900*1535 转弯半径=1200 2）承载指标：170kg 3）体位调整类指标 指标项 具体数值 左翻身角度 0~45° 右翻身角度 0~45° 抬背角度 0~80° 大腿板翻转角度 0~35° 小腿板翻转角度 -61°~35° 腿部康复功能中 小腿板翻转角度 -20°~35° 脚踏板升降行程 140mm 4）爬坡能力： 6° 5）行驶速度： 6km/h 6）噪音： <65dB 7）传动角γ γmin≧22° 8）人机交互方式：手柄、键盘和语音。
科学性、先进性
- ①基于人机工程学，进行了多功能护理服务轮椅床总体方案设计。根据相关标准及调研结果，制定了轮椅床的设计原则，功能要求及设计指标；优选了各功能模块机构构型，确定了驱动形式及能源供给方式。 ②分别在Matlab 及ADAMS环境下完成了多功能护理服务轮椅床机器人机构的运动学和动力学分析。证明了机构的合理性并为详细设计提供了指导性数据。 ③完成了多功能护理服务轮椅床的整车详细设计。从系统的角度出发综合考虑了传感方式、控制实现的难易程度，并注意到了降噪、密封等细节问题。 ④对关键部件进行了有限元分析，得到了应力分布和变形结果，分析结果表明所设计的结构具有较大的强度冗余和较高的刚度，完全能够满足使用要求。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 研制阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 当用户坐/躺稳后，打开控制器电源。用户根据自身需要以及舒适度的感觉切换床/椅模式，以及调整相关体位姿势，可通过语音或按钮控制。 技术特点和优势： 本作品优势在于成本低、功能多样化、人性化、易于产品化。 适用范围： 本作品可以方便地应用于普通家庭、医院、康复中心、疗养院等场所的长期卧床人员（病人、残疾人、老年人）。 推广前景的技术性说明： 该轮椅床兼有智能轮椅和护理床的特点，能消除病人在床和轮椅两种设备间转移时的不安全因素，使高龄老人和瘫痪病人在无人照料的情况下自行解决有限范围内一定时间内的移动和护理问题。无疑，这款产品将有着非常广泛的应用前景。 市场分析和经济效益预测： 1）随着社会老龄化进程的加快以及由于各种自然灾害、疾病和工伤事故等原因造成的下肢残障人口的增加，市场需求巨大。2）家医两用必将大大增加其市场需求量。 3）总成本将低于5000元。初步估算，它的效益能达到30%~40%。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外有智能化的护理床，如美国的HILL-ROM及日本的八乐梦等公司，但其售价昂贵，每张价格从1万美元到3万美元不等；智能轮椅，如中国科学院研制出了我国第一台多模态交互式智能轮椅，并通过了专家鉴定。该轮椅具有视觉及口令导航、语音人机交互等功能，能够在熙熙攘攘的人群中自由穿梭。该轮椅集计算机视觉、语音识别、模式识别和图像处理等技术于一身，在我国首次实现了轮椅的智能化，开辟了该领域研究的先河；以及床椅之间的转移设备，如日本的自助护理机器人“SECOM升降机”，通过它病人可以独自完成在床与轮椅之间的换乘动作，操作可采用遥控方式。 我国一些科研机构也开始了相关的研究工作，但应用于实际生活的产品仍然没有。对于中低端产品，我国有较多公司可以生产，但这些产品并未融入机器人技术，从而也就算不上智能护理服务机器人。
