一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅制造技术

本发明专利技术公开一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅。该发明专利技术的充气坐垫(3)可以分区调控，改变患者臀部及双股受力，并通过充入不同温度的空气调节其臀部及股部环境，防止褥疮的形成。柔性机械手(11)由柔性机械手单元键块驱动，通过纵向机械手调控平台(15)调控柔性机械手(11)位置，实现对使用人腰部不同部位的束紧，并由扶手(2)和充气坐垫(3)的协同工作，实现对使用人两股及臀部的全部或部分悬空以促进其血液循环，达到防止褥疮产生的效果。该发明专利技术模拟双杠支撑动作、实现锻炼胸部、肩部、背部和上肢肌肉，提高心肺功能。同时，防褥疮轮椅可以随时随地使用，不受场地限制；各组件均由锂电池驱动，适合室内及户外使用。适合室内及户外使用。适合室内及户外使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅


[0001]本专利技术涉及一种轮椅，具体是指一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅。

技术介绍

[0002]褥疮又称压疮，是因为身体局部组织长期受压导致此处血液循环障碍，从而出现局部组织持续的缺氧、缺血、营养缺乏使皮肤失去正常功能，最后出现组织的破损或者坏死现象。一旦发生褥疮，不仅仅让患者很痛苦，严重的时候还会因为感染而引起白血病危及生命。需要在轮椅久坐的人容易在臀部、腿部或尾椎附近部位产生褥疮。开发一款可以预防褥疮产生的轮椅有望帮助需要久坐轮椅的人群。
[0003]为预防褥疮的技术方案和研发产品较多，其中专利“一种加强型充气防褥疮装置”(CN201922481949.9)采用了多层充气、吸盘固定的方式，但是该专利使用场景单一；专利“一种按键式防褥疮床垫”(CN202020492122.8)采用了按键式的方式按摩身体防止褥疮，缺点是不方便移动，且只能为卧式使用。专利“一种糜子防褥疮垫”(CN202022890808.5)采用了可拆卸圈的方式，缺点是对于重度残疾的人士，必须要他人帮助才可较为顺利的更换坐垫方式。

技术实现思路

[0004]针对现有技术上存在的上述不足，本专利技术提供一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅，实现防止久坐轮椅人群产生褥疮的病症。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅，包括背包背板、辅助直立扶手、轮椅框架、脚支撑架、小轮及大轮。所述背包背板安装在所述轮椅框架上，辅助直立扶手设置在轮椅框架的两侧，充气坐垫由套筒固定在轮椅框架上；柔性机械手固定在纵向机械手调控平台上，伸缩气动杆安装在背包背板的内部，所述纵向机械手调控平台由伸缩气动杆驱动，纵向机械手调控平台带动柔性机械手达到调节其高度的目的。
[0006]所述柔性机械手穿过背包背板与纵向机械手调控平台连接，使第一节柔性机械手单元键块间块可以绕着该导杆转动并同时沿着该导杆通过纵向机械手调节平台的控制滑动。柔性机械手由一个单元键块端块和若干单元键块间块连接而成，两个单元键块间通过单元键块转轴与单元键块转轴轴套相配合连接，以保证单元键块端块与单元键块间块间互相绕转轴转动，所述柔性机械手的单元键块间块数量可由使用人的体型和使用习惯自行确定。所述单元键块端块由端块外壳、纤维带咬合销、UWB天线及红外发射接收器及端块信号处理电路一体成型，并通过排线由背板背包为其提供电力；端块外壳与单元键块转轴轴套及弹簧安装座一体成型。所述单元键块间块的间块外壳与单元键块转轴轴套、单元键块转轴及弹簧安装座一体成型；一对压缩弹簧通过弹簧安装座与间块外壳或端块外壳相连，其自然状态可以使两个柔性机械手单元键块外凸。柔性机械手单元键块间块内部安装有转子电机，转子电机连接纤维带转轴，纤维带转轴连接纤维带并通过间块外壳的预留孔位伸出
间块外壳并通过纤维带咬合销与下一个柔性机械手单元键块相连。转子电机通过纤维带转轴可以将纤维带卷起或松开，以控制两个柔性机械手单元键块之间的摆角，确定整条柔性机械手的形态。
[0007]所述充气坐垫由坐垫中心区、坐垫右前区、坐垫左前区、坐垫左后区、坐垫右后区5个相互分隔的气室组成，各气室可以单独进行充气或放气操作；
[0008]所述充气坐垫内置的温度传感器用于收集使用者与坐垫接触的温度，通过半导体式冷热风式温度控制器向充气坐垫内泵入适宜温度的冷热空气，可以迅速调控充气坐垫的温度，使其温度保持防止褥疮发生的适宜范围，防止褥疮的形成；充气坐垫内置的气压传感器可以收集气压，通过气压计算患者体重变化，并通过背包背板内的控制电路板整理数据，可以让使用者获得更好的护理；同时，气压传感器可以检测坐垫气室是否漏气，若漏气可提醒使用者尽快维修。
[0009]所述辅助直立扶手为人体工学设计，可以提供向上的支撑力与横向的固定，且操作体验舒适，辅助直立扶手为可调高度设计，方便不同人群使用，横向力握把通过触点开关可以驱动柔性机械手工作。
[0010]所述背包背板外形采用人体工程学设计，并可以根据使用人的体型选择S/M/L/XL/XXL五个型号；背包背板通过遥控器/控制开关/手机APP进行模式选择，选择不同模式时长及功能顺序。
[0011]所述纤维带材料包括尼龙、聚酰亚胺、聚醚醚酮或纤维增强型柔性材料。
[0012]与现有技术相比，本专利技术优点在于：该防褥疮轮椅可以随时随地使用，不受场地限制。柔性机械手可以辅助使用人站立并使臀部肌肉完全放松，以达到防褥疮的作用；使用者在柔性机械手辅助及保护下，通过握紧辅助直立扶手进行直立过程，可以模拟双杠支撑动作、实现锻炼胸部、肩部、背部和上肢肌肉，还可以提高平衡感。锻炼可以提高心肺功能，同时改善使用者精神状态，调节使用者情绪。
附图说明
[0013]图1为防褥疮轮椅的结构示意图；
[0014]图2为防褥疮轮椅的充气坐垫示意图；
[0015]图3为防褥疮轮椅的背包背板示意图；
[0016]图4为防褥疮轮椅的背包背板内部示意图
[0017]图5为防褥疮轮椅的辅助直立扶手示意图；
[0018]图6为单元键块端块示意图；
[0019]图7为单元键块端块仰视内部示意图；
[0020]图8为单元键块间块示意图；
[0021]图9为单元键块间块仰视内部示意图；
[0022]图10为柔性机械手单元键块间连接方式示意图；
[0023]图11为柔性机械手单元键块间连接方式沿A
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A面剖视图；
[0024]图12为柔性机械手单元键块间连接自由状态(极限凸起状态)；
[0025]图13为柔性机械手单元键块间连接极限压缩状态(极限凹陷状态)；
[0026]图14为柔性机械手单元键块间连接平直压缩状态(平状态)。
[0027]在上述附图中，1
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背包背板，2
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辅助直立扶手，3
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充气坐垫，4
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轮椅框架，5
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脚支撑架，6
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小轮，7
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大轮，11
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柔性机械手，12
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背板背包外壳，13
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后背板，14
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伸缩气动杆，15
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纵向机械手调控平台，16
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锂电池及其充放电保护电路，17
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控制电路板，18
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气泵，19
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充放气口，21
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横向力握把，22
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手臂支撑台，23
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可调高度架，30
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坐垫中心区，31
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坐垫右前区，32
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坐垫左前区，33
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坐垫左后区，34
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坐垫右后区，111
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单元键块端块，112
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单元键块间块，1101
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性机械手的防褥疮轮椅，包括背包背板(1)、辅助直立扶手(2)、轮椅框架(4)、脚支撑架(5)、小轮(6)、大轮(7)，其特征在于：所述背包背板(1)安装在所述轮椅框架(4)上，辅助直立扶手(2)设置在轮椅框架(4)的两侧，充气坐垫(3)由套筒固定在轮椅框架(4)上；柔性机械手(11)固定在纵向机械手调控平台(15)上，伸缩气动杆(14)安装在背包背板(1)的内部，所述纵向机械手调控平台(15)由伸缩气动杆(14)驱动纵向机械手调控平台(15)，带动柔性机械手的(11)高度变化；所述柔性机械手(11)穿过背包背板(1)与纵向机械手调控平台(15)连接，使第一节柔性机械手单元键块间块(112)可以绕着该导杆(10)转动并同时沿着该导杆通过纵向机械手调节平台(15)的控制滑动。柔性机械手(11)由一个单元键块端块(111)和若干单元键块间块(112)连接而成，两个单元键块间通过单元键块转轴(1110)与单元键块转轴转轴(1103)相配合连接，以保证单元键块端块(111)、单元键块间块(112)间互相绕转轴转动，所述柔性机械手的单元键块间块(112)数量可由使用人的体型和使用习惯自行确定；所述单元键块端块(111)由端块外壳(1101)、纤维带咬合销(1102)、UWB天线及红外发射接收器(1105)及端块信号处理电路(1106)一体成型，并通过排线由背板背包(1)的电源为其提供电力；端块外壳(1101)与单元键块转轴轴套(1103)及弹簧安装座(1104)一体成型；所述单元键块间块(112)的间块外壳(1107)与单元键块转轴轴套(1103)、单元键块转轴(1110)及弹簧安装座(1104)一体成型；一对压缩弹簧(1108)通过弹簧安装座(1104)与间块外壳(1107)或端块外壳(1101)相连，其自然状态可以使两个柔性机械手单元块外凸；所述柔性机械手单元键块间块(112)内部安装有转子电机(1112)，转子电机(1112)连接纤维带转轴(1111)，纤维带转轴(1111)连接纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐效文，耿嘉，杨广辉，王耀哲，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：