智能翻身医用床垫设计与研发

发布时间：2020-05-16 11:17

【摘要】：步入老龄化的老人因患瘫痪、脑出血等需要长期卧床的护理问题已成为许多家庭沉重的负担,长期卧床病人在温度、压力、湿度等物理因素影响下极易产生褥疮,目前用于防褥疮的设备主要为翻身床与充气垫,翻身床比较笨重不方便移动仅适合在医院使用,而现有防褥疮气垫存在功能单一、智能化程度低、故障报警短缺和控制界面呆板等问题,于是研究一种智能翻身医用床垫尤为重要。本文从结构设计、气动系统、控制系统硬件和控制系统软件4个方面设计智能翻身医用床垫,结构方面,利用UG软件对各个气囊进行建模设计,通过装配分析了整体结构的合理性和可能存在的干涉问题;气动系统方面,首先对气动系统进行分析并绘制气动系统程序图,根据气动系统程序设计了气动系统原理图,最后通过计算选择合适气动元件;控制系统硬件方面,首先确定了以STM32为控制核心,通过Altium Designer软件设计了电源、气泵驱动、电磁阀驱动、气压检测、温度检测、心率检测及故障报警等模块,最后绘制了PCB图;控制系统软件方面,以Keil软件为工作平台编写控制系统程序,采用最小二乘法拟合函数实现低压损失治疗,设计了单总线4点测温程序及ADC转换程序,并实现了基于modbus协议触摸屏与STM32之间RS-232通讯,并完成人机界面设计。通过对智能翻身医用床垫进行合理化设计,能够使其实现翻身、背起、屈腿、波动按摩、温度与心率检测与显示等功能。该设备不仅能有效防止褥疮产生,还可以减小医务人员和家人护理工作强度。
【图文】：

翻身床

右、上下移动，但是这种防褥疮设备比较笨重，携带、移动不方便只适合在医用中使用，且智能化程度较低，不能解决压力、温度等物理因素引起的褥疮。图1-1 自动翻身床目前开发一种智能翻身床垫更能满足患者的需求，在我国市场上目前有许多防褥疮充气床垫[22]，其实物图如图 1-2 所示。该类防褥疮气垫配合医用翻身床使用，不单独具有翻身、背起坐立、屈腿等功能，不仅满足不了病人需求，而且存在技术单一、控制界面呆板、故障报警不足等问题。

床垫,褥疮

第 1 章绪论3图1-2 防褥疮床垫1.2.2 国外现状及发展趋势国外，在床垫方面多采用明胶床垫、交替压力床垫、充水床垫和 Pegasus 床（气浪系统）等[23]。在日本，常用翻身床垫是通过水的可控流动，能保持温度均衡，再加上垫子材料的弹性，，达到柔软适中，让患者容易翻身[24-25]，如图 1-3 所示，但是这种床垫不能通过电控达到智能翻身，只能通过人体自身的压力实现左、右翻身，并且需要充水。图1-3 日本翻身床垫目前全球，美国 EHOB 公司在开发智能翻身医疗床垫技术方面较先进
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH789

【参考文献】