一种智能护理机及其控制方法与流程

1.本发明涉及医疗护理设备领域，尤其涉及一种无法自理失能人士自动化智能护理设备。


背景技术：

2.随着人口老龄化和生活环境的变化，由于衰老和疾病造成的生活无法自理的失能人士越来越多，例如脑血管疾病患者，造成生活不能自理几率很大，而照顾这些失能人士则需要较大人力物力成本，这些成本往往超出了一个家庭的承受能力，而使失能人士无法得到很好的照顾；为照顾好这些失能人士，只能请专业护理人员，但付出的金钱和时间成本更加高昂；而且很多失能人士因为护理人员的不专业或人手不够而得不到很好的照顾；基于以上种种原因会产生很多社会问题，不利于和谐性社会建设；
3.照顾不能生活自理人士，本身是一个比较脏累的活，尤其是失能人士的排便，卫生条件差，移动这些人士又需要力气，因此护工一直没有多少人愿意干，这种情况在养老院比较少的农村，护工短缺的问题更是比较普遍；为减轻护工的护理难度，经常需要一些辅助的护理工具，如成人纸尿裤、放尿垫等，但是经实际使用体验发现，这些护理工具使用效果不理想，往往钱花了，仍然起不到减轻护理人员工作强度的效果；
4.目前市场上有一些辅助护理器械和产品，比如轮椅，护理床、纸尿裤等。轮椅和护理床，只能简单缓解看护人员的体力劳动，仍然需要看护人员时刻注意病人的排便状态，及时更换清理，无法大幅缓解看护人员压力；纸尿裤这种产品，用户体验不好，穿戴费劲，需要更换，无法解决大便问题，穿着不舒适，造成穿戴人士对其抵触，对病人和护理人员都不友好；鉴于此，本发明可以提供一种智能护理机设备，此设备可自主检测清洁被护理人士排便，并自主处理清洁，不需要人力参与；另外护理设备可变形为坐、卧两种形态便于失能人士不同的使用场景；最后，设备具有恒温恒湿控制系统，一年四季可用，大幅提高设备使用率；基于这两个主要功能大幅减少护理人员介入护理的问题，降低护理人员的工作强度，提升护理效率，原来一个人只能同时护理一两个人，如果使用此发明智能护理机，一个人可护理10多人都没问题，鉴于此可大幅降低人力成本投入，只需要护理人员到时为病人喂饭即可，另外设备定期简单清洁维护即可；设备尺寸紧凑，可摆放室内使用，可家庭单独购买使用，也适用养老机构及医疗结构，大批使用，降低运营人力成本，提高失能人士生活舒适度。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供如下技术方案：一种智能护理机，包括主体舱室结构、大小便回收结构、人体清洗结构和恒温恒湿结构，所述主体舱室结构由移动滚轮、底座、座椅、围挡、座椅靠背、舱室门和保温盖板构成；大小便回收结构由大便清洁系统和小便清洁系统组成；人体清洗结构由水箱，潜水泵、电磁阀、水管、喷水头构成；恒温恒湿结构包括换热系统和喷水保湿系统。
6.作为本发明的一种优选技术方案所述移动滚轮是万向轮结构，固定在底座上；所
述底座由骨架层、集水层、滤水支撑层三层复合而成；所述座椅设置在底座的上方，所述围挡安装座椅的周围，所述舱室门安装在围挡的一侧，所述座椅靠背安装于座椅的后方，所述保温盖板设置于围挡的顶端。
7.作为本发明的一种优选技术方案所述大便清洁系统由大便预警传感器、马桶、马桶排水管构成，所述马桶安装在座椅的下方，座椅表面开设有排便孔，座椅表面位于排便孔的顶端设置有电动大便孔盖，所述大便孔盖上有大便检测预警传感器，所述马桶底端设置有马桶排水管，所述小便清洁系统由小便传感器、底座集水层、排液管构成，所述小便传感器设置在座椅下折面中间位置处，所述底座集水层处于底座内部，所述集水层排液管安装在底座集水层的一侧。
8.作为本发明的一种优选技术方案所述水箱设置于主体舱室结构的后端，所述潜水泵安装在水箱的内侧，所述喷水头安装围挡的内壁，所述水箱与喷水头通过水管进行连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案所述换热系统包括换热器，所述换热器安装主体舱室结构内，所述换热器由静音换热风扇、散热片和穿过散热片的铜水管构成，所述喷水保湿系统包括湿度传感器，所述湿度传感器设置于换热器的一侧。
10.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：可有效降低失能人士照顾人力成本，提高失能人士生活舒适度，在创造经济效益的同时，大幅提高社会效益，减少社会矛盾的激发。
附图说明
11.图1为本发明结构示意图；
12.图2为本发明结构背面示意图；
13.图3为本发明座椅内部结构示意图；
14.图4为本发明结构底部示意图；
15.图5为本发明清洁排水器结构示意图；
16.图6为本发明清洁水出水口与热水出水口结构示意图；
17.图7为本发明控制方法的流程图；
18.其中：1、座椅靠背；2、舱室门；3、保温盖板；4、操控面板；5、围挡；6、电动折叠座椅；7、多层底座连接螺钉；8、底座滤水支撑层；9、底座集水层；10、底座骨架；11、设备移动轮；12、推动把手；13、放平支架；14、合页；15、电动伸缩杆；18、马桶法兰固定盘；19、马桶外接冲水口；20、马桶；21、座椅电动大便孔盖；22、大便传感器；23、小便传感器；24、集水层排水口；25、马桶排水管；26、单向阀；27、集水层排液管；28、大便清洁排水器；29、小便和沐浴排水器；30、清洁水出水口；31、加热水出水口；32、三通管；33、回水管；34、热水进水管；35、出风口。
具体实施方式
19.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
20.实施例:
21.如图1-图7所示，，本发明提供一种智能护理机，包括主体舱室结构、大小便回收结构、人体清洗结构和恒温恒湿结构，其特征在于：所述主体舱室结构由移动滚轮、底座、座椅、围挡、座椅靠背、舱室门和保温盖板构成；大小便回收结构由大便清洁系统和小便清洁系统组成；人体清洗结构由水箱，潜水泵、电磁阀、水管、喷水头构成；恒温恒湿结构包括换热系统和喷水保湿系统。
22.(1)滚轮：滚轮是万向轮结构，固定在底座上，为整个设备提供移动能力，便于护理人员移动整个设备和内部被护理人员到户外透气和其它需要移动的场合；
23.(2)底座：底座由骨架层、集水层、滤水支撑层三层复合而成；骨架层是由镂空的金属板加工而成、为整个设备提供强有力的力学支撑，集水层是由较轻的结构树脂或塑料材料加工而成，底部平面呈漏斗状，最低点有集水排液口、主要收集被护理人的小便液及清洗水液，经排液口流入排液主管；同时、此层有座椅固定底座和最上滤水层的支撑条，由于最上层滤水层比较薄，支撑人体重量强度不够，所以在集水层设置了支撑条；最上层虑水层，是人活动层，整体平整，便于被护理人踩踏，滤水层主要基于卫生考虑，隔离集水层与人体的接触，滤水层也是由树脂或工程塑料材质制作，轻盈不生锈，干净卫生，滤水层设置有透水镂空结构，便于被护理人的小便和清洗喷水通过，流入集水层排走；为便于维护，底座三层结构通过螺钉锁固为一体；如果不考虑维护，三层可通过防水胶粘合；目前底座是三层结构设计图示，还有一种两层结构底座结构，即合并骨架层和集水层，用高强度轻质材料制作，比如集水层采用较厚的工程塑料或是碳纤维复合材料，可同时达到力学支撑和集水功能，这样整体更轻便也更简洁；
24.(3)座椅：座椅是无法自理人士的主要休息位置，座椅设置有可自动折叠和升起的腿部支持面，当腿部支撑面呈折叠状态，座椅和靠背处于座椅状态，可供被护理人落座休息；当腿部支面撑升起，座椅靠背放下，座椅和靠背呈一个平面，呈一张床的状态，可供被护理人员躺下休息，而不必离开设备；座椅腿部支撑面由一个电动伸缩杆或是气动伸缩杆执行升起和折叠，可以由操作界面控制键控制；
25.(4)围挡：是舱室的墙壁，由工程塑料等轻质防水、绝缘材质做成，中空结构，填充保温材料，提供遮挡、保温和防水飞溅功能；
26.(5)舱室门：与舱室围挡材质相同，通过合页与围挡相连，与围挡间设置有防水胶条，当舱室门锁紧后，清洗喷水不会飞溅出来；舱室门用于人员进出舱室；
27.(6)座椅靠背：与舱室围挡材质相同，为使用人员提供背部依靠，同时靠背可放平，与座椅形成睡床状态；
28.(7)保温盖板：可用充气保温气囊和柔性保温泡棉材料制作，可制作贴合人体表面结构，主要盖住舱室上面开口，减少漏热，保证内部温度稳定。
29.大便清洁系统硬件是主要大便预警传感器、马桶、马桶排水管构成，用于失能人士排便时自动处理、清洁，避免人员介入；
30.(1)预警传感器：为提高人员在座舱内舒适性，座椅排便孔有电动大便孔盖，在大便孔盖上有大便检测预警传感器，传感器检测到排便时，产生电信号，将信号传给plc或单片机控制器，由控制器输出命令给电动大便孔盖会移开，露出马桶，方便排便；预警传感器，
采用气味传感器和红外组合传感器，同时检测的气味和热红外信号时，控制器才会执行大便排泄程序；
31.(2)马桶，具有虹吸结构马桶，用于容纳大便，且马桶上具有自动冲水结构，当排便完成后，控制器会控制清洁水泵和电磁阀给马桶供水冲洗；
32.(3)在马桶下端，有马桶排水管，将排便导入下水道；
33.便清洁系统由小便传感器、底座集水层、排液管构成；
34.(1)小便传感器：在座椅下折面中间位置，设置有小便传感器，原理是氨浓度检测或红外检测，如果检测到使用者排出小便，发出电信号给控制器，控制器发命令给清洁水泵和电磁阀运行，喷水冲洗小便液和人体，小便液和冲洗液经过底座滤水层，到底座集水层，通过集水层排液管，流入马桶排水管，控制器打开马桶冲水阀，冲洗马桶管道；
35.(2)底座集水层，收集小便液和清洗冲水；
36.集水层排液管，将集水层收集液体排入马桶排水管，集液管上有单向阀，防止马桶排水管中的水反向流入集水层。
37.人体清洁系统，是用于日常人体清洁及小便排便后清洁，以保持人体及环境的舒适度；人体清洁系统主要由水箱，潜水泵、电磁阀、水管、雾化喷头或细流出水口构成；
38.当排完大便后，座椅下面的大便清洁器水管伸出，喷水清洁排便部位0～3分钟，时间到达设定时间，喷水停止，然后电动排便孔盖复位；大便清洁器供水，是清洁水泵从水箱的清洁水槽泵出，大便清洁器管路电磁阀打开，供给给清洁器，清洁水槽内有加热棒、根据四季环境温度变化，保持温水水温在20-45c之间变化，不同环境温度，恒温控制最适宜皮肤舒适温度；水槽内有温度传感器；
39.当达到沐浴设定时间或是检测到小便排便后，镶嵌在座舱内壁上的喷水头，开始喷水，清洁人体，沐浴喷淋时间长，小便清洁喷淋时间短，停止喷淋后，舱内暖风循环加速，快速吹干身体；沐浴和小便清洁，也是由潜水泵从温水槽泵水提供；潜水泵固定在水箱底部，温水槽和热水槽各一个；水槽内水位下降到一定程度，由液位计发信号给控制器，控制器控制打开补水阀门，给缺水的水槽补水。
40.恒温系统：为保证座舱内温度随四季变化，始终保持在一个舒适的体感温度，座舱内配有一个换热器，换热器由静音换热风扇、散热片和穿过散热片的铜水管构成，铜水管与仓外的换热水槽相连，换热器水槽内水温会随环境温度变化而变化，热水槽内温度变化在15-100c之间，换热水槽内水温高于环境温度；在热水槽底部有潜水泵，称为换热水泵，将槽内水通过水管，供给给主动换热器；
41.当座舱内温度高于体感舒适温度时，换热泵关停，换热风扇运行，增加仓能气流循环，降温；当座舱内温度低于体感舒适温度时，控制器控制风扇和换热水泵启动，为像座舱内供热，从而达到调节座舱内温度的效果，座舱内温度控制在25-35c之间，具体温度，会根据外界环境温度而定；座舱内有舱内温度传感器，座舱外壁有环境温度传感器；
42.用换热器和热水方案是比较经济的一种方案，但温度调节精度较差，可以采用热泵，依据空调原理，调节舱内温度，整体系统较为复杂，成本较高，但控温精度会更好，舒适度也可能更好；
43.恒湿系统：当舱内喷水，座舱内湿度会上升，或是环境干燥，座舱内长时间不需要喷水，座舱内湿度会逐渐下降，为保证人体舒适度，座舱内湿度保持在30％-80％之间，在座
舱内壁上固定湿度传感器；当湿度偏离正常区间下限时，控制器调动喷水装置，在座舱内喷少量水，增加座舱内湿度；当座舱内湿度高于湿度上限时，在控制器盒下侧有一个排湿风扇，风扇与座舱内通过开孔沟通，控制器控制排湿风扇工作，将座舱内湿空气抽出，降低座舱内湿度；由此始终保持座舱内湿度在体感舒适范围内。
44.一种智能护理机的控制方法，包括以下控制方法：
45.大便清洁控制方法：
46.当大便传感器判断已经排便时，座椅大便孔盖打开，计时到达设定时长后，清洁水泵开始工作，同时电磁阀打开大便清洁水管通路，喷水清洁排便部位，到达设定时长后，停止喷水，座椅大便孔盖复位，清洁水泵电磁阀打开马桶冲水管路，冲洗马桶，到达设定时长停止，进入时序循环控制；
47.当大便传感器判断没有排便时，回到时序循环控制；
48.小便清洁控制方法：
49.当小便传感器判断已经排便时，计时到达设定时长后，清洁水泵启动，电磁阀打开身体清洁管路，喷水清洁身体设定时长，到达设定时长停止，进入时序循环控制；
50.当小便传感器判断没有排便时，回到时序循环控制；
51.恒温控制方法：
52.当座舱内温度高于设定温度上限时，热水泵关停，换热风扇启动，温度正常后进入时序循环控制；
53.当座舱内温度低于设定温度上限时，又低于座舱内温度设定温度下限时，热水泵启动，换热风扇启动，温度正常后回到时序循环控制；当座舱内温度低于设定温度上限时而没有低于座舱内温度设定温度下限时，热水泵关停，换热风扇关停，温度正常后回到时序循环控制；
54.恒湿控制方法：
55.当座舱内湿度高于设定湿度上限时，排湿风扇打开，湿度正常后，回到时序循环控制；
56.当座舱内湿度低于设定湿度上限时，又低于座舱内湿度设定湿度下限时，清洁水泵间歇启动，身体清洁管路电磁阀打开，喷水加湿打预定时长，湿度正常后，回到时序循环控制；当座舱内湿度低于设定湿度上限时而没有低于座舱内湿度设定湿度下限时，关闭排风扇，回到时序循环控制；
57.身体清洁控制方法：
58.开机或上次喷水清洁完计时，到达设定时，控制器控制清洗水管清洗水箱内水泵启动，电磁阀清洁身体管路打开，喷水清洁身体到达设定时长，停止喷水，开始下次计时回到时序循环控制；
59.所述时序循环控制具体为：开机上电进入时序循环控制，五个控制程序，其中恒温控制为常态检测执行，与其它控制不冲突；大便清洁控制优先级高于小便清洁、恒湿控制、清洁控制；小便清洁、恒湿控制、清洁控制等级相同，处于最低级。当执行最低级程序其中之一时，时序循环控制检测持续进行，当检测到大便清洁程序需要执行时，暂停当前程序，优先执行大便清洁程序；当检测到同级别其它程序需要执行时，则在执行完当前程序后，再按检测到时间顺序执行同级其它程序。除恒温控制外的其它控制程序，每次只有一个控制程
序在执行，执行程序过程中，其它程序只检测不执行，执行完当前程序，才会进按检测到时间顺序执行其它程序。
60.所述恒温控制与其他控制逻辑执行结构没有冲突，所述恒温控制的扫描执行为常态进行，不受其他逻辑的检测和执行影响；大便清洁控制优先级高于小便清洁控制、恒湿控制和身体清洁控制，大便清洁控制执行优先级要与剩下的三种控制，当剩下三种控制执行进程中，检测到大便清洁控制启动，其它三种控制立即中断，优先执行大便清洁控制；只有大便清洁控制执行完后，剩余三种控制再继续检测执行；所述小便清洁控制、恒湿控制、身体清洁控制三个程序平等，但每次只执行其中一个程序，按照检测顺序执行一个再执行下一个。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。