[发明专利]一种基于动作意图识别的智能床系统及其使用方法

说明书

本发明为一种基于动作意图识别的智能床系统及其使用方法，智能护理床系统是以现有的机械护理床为基础，增加了床板分区、压力传感器模块、控制器，对其功能进行改进，通过压力传感器模块实时获取使用者卧躺的压力变化数据，再由控制器依靠预设的意图识别算法，通过对使用者有起卧意图时床面压力数据进行分析识别，将动作意图信号传输给驱动器，控制驱动器的升压装置，使对应区域电动推杆伸缩，带动相应床板升降或倾斜，实现床板的升降和角度倾斜的功能，以自动调节卧床者的睡姿，可缓解过度压力引起压疮等健康潜在危险。

技术领域

本发明涉及智能床领域，尤其是一种基于动作意图识别的智能床系统及其使用方法。

背景技术

随着我国逐渐步入老龄化社会,压疮高危人群越来越多,压疮不但给患者生理和心理造成 巨大的伤害,也会给家庭和社会带来沉重的负担。由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年 增加，他们存在不同程度的能力丧失，如行走、视力、动手及语言等。传统护理床无论是手 摇式还是电动式，均限制于人为操作的条件。

在护理床的发展过程中，自动化、安全性、舒适性成为其发展的指标参数，被人们也越 来越重视，能够随动作意图驱动床板升降或者侧向倾斜一定的角度以缓解使用者的身体压力 对使用者来说是十分重要的功能。

南通大学第二附属医院研究的智能压疮测控翻身床(陈春梅，王丽华，顾海燕等.智能 测控压疮翻身床的研制.中国医疗设备,2012,27(1))在病人的受压部位垫放特制的恒温测压 水垫，获得病人局部组织的压力，通过压力传感器测量人体在护理床上的压力分布，提出了 基于压力一时间安全区域曲线发出报警信号提醒医护人员以预防病人产生压疮，但是特制恒 温测压水垫成本较高，另外该研究中只是在超过安全范围后发出报警信号，并不能自动的辅 助病人翻身，因为在不清楚病人在护理床上的姿态的情况下根本无法自动控制护理床完成翻 身动作，所以还存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动作意图识别的智能床系统及其使用方法，该系统使智 能护理床能够监测使用者起身或侧身的意图并自动驱动电机控制床板倾斜、下降，达到人体 睡姿的调节。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于动作意图识别的智能床系统，该系统包括机械护理床主体、压力传感器模块、 上位机、控制器和驱动器；其特征在于：

所述护理床主体包括床架、安装在床架上的七块活动连接的拼接小床板构成的床板、固 定在床架上且分布在床板周围的护栏、及驱动每一个小床板动作的多个电动推杆，多个电动 推杆连接驱动器，驱动器同时连接控制器，控制器连接压力传感模块及上位机；

所述床板包括第一小床板、第二小床板、第三小床板、第四小床板、第五小床板、第六 小床板以及第七小床板，第七小床板支撑人体小腿以下部分，第一小床板、第二小床板、第 三小床板按照从左到右的顺序并排布置支撑人体上半身部分，第四小床板、第五小床板、第 六小床板按照从左到右的顺序并排布置支撑人体腰部至大腿部分，第一小床板、第二小床板 和第三小床板在人有起身意图的时候提供支持力；当人有向左翻身的意图时，第一小床板和 第四小床板提供支持力，当人有向右翻身的意图时，第三小床板和第六小床板提供支持力， 第二小床板和第五小床板在翻身的时候提供了稳定的区域；第七小床板用于帮助使用者抬高 腿部，以进行腿部的活动；

所述压力传感器模块用于实时获取使用者卧躺时的压力变化数据，采用柔性压力传感器 阵列，平铺于第一小床板-第六小床板区域上；

所述控制器内加载有意图识别算法，用于将采集到的压力值进行处理，对使用者有起卧 意图时床面压力数据进行分析识别，将人体的动作意图信号发送到驱动器，对床板对应部分 的电动推杆进行控制，同时在上位机上显示出实时压力信号的大小变化；

所述驱动器包括控制单元和升压装置，控制单元与控制器之间通过串口进行通信，控制 单元通过升压装置连接电动推杆，将控制器的动作信号通过串口发送到驱动器的控制单元；