德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 姚安凱 王志坤 李昌成 龍文騰
輸液支架在臨床治療十分常見(jiàn)且必不可少,為了讓患者在輸液過(guò)程中更加方便,這款輸液支架利用了傳感器,并且在輸液架底部裝有車輪,使用者在輸液過(guò)程中如果想要移動(dòng),比如去衛(wèi)生間或者去做檢查,智能支架就會(huì)跟隨著他,避免了行動(dòng)不方便。同時(shí)在支架的上面有固定裝置,可以避免因?yàn)橐苿?dòng)造成的液體的震蕩,支架有可調(diào)節(jié)伸縮,使用起來(lái)更加方便。智能輸液支架增加了生活的趣味性,可帶來(lái)更好的體驗(yàn)。
目前使用的輸液支架,一種是懸掛式輸液架,將輸液架上端掛在天花板上,上有導(dǎo)軌可以移動(dòng),下端將液體掛在掛鉤上,通常比較高;還有一種落地式輸液支架,上端懸掛液體病人想要移動(dòng)時(shí),一般需要?jiǎng)e人幫忙將液體高高舉起,非常不方便。隨著社會(huì)發(fā)展有了在輸液架底部安裝萬(wàn)向輪,可以移動(dòng),但是需要人手動(dòng)去推動(dòng)支架移動(dòng),且不好固定液體。基于此,本文設(shè)計(jì)了這款智能輸液支架。
首先是對(duì)輸液架高度的調(diào)節(jié),對(duì)輸液架進(jìn)行改進(jìn),通過(guò)內(nèi)螺紋傳動(dòng),這樣就可以讓醫(yī)護(hù)人員根據(jù)需求調(diào)節(jié)輸液架的高度。其次我們通過(guò)對(duì)支架底部加裝車輪,對(duì)輸液架加電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單片機(jī)及控制系統(tǒng),通過(guò)紅外線跟蹤實(shí)現(xiàn)讓輸液架跟著病人移動(dòng),這樣可以讓病人在輸液中方便移動(dòng),減少陪護(hù)量,提高治療效率。
硬件結(jié)構(gòu),在輸液支架的底部裝有車輪,車輪與電機(jī)相連,通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng),對(duì)于跟隨支架的控制系統(tǒng)采用51單片機(jī),同時(shí)搭配了紅外線識(shí)別模塊以及超聲波定位模塊,患者攜帶紅外發(fā)射器,從而實(shí)現(xiàn)跟蹤定位。輸液架結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1 輸液支架結(jié)構(gòu)圖技術(shù)原理
控制系統(tǒng)由51單片機(jī)控制,定位系統(tǒng)由超聲波模塊和紅外模塊配合。在輸液支架最前方中軸線設(shè)一個(gè)超聲波模塊,在中軸線偏移6cm左右偏60度設(shè)置兩個(gè)超聲波模接,在輸液支架放置紅外接收器,讓患者攜帶紅外接收器,在患者的移動(dòng)過(guò)程中,輸液支架先接收紅外信號(hào),然后執(zhí)行超聲波模塊,前部的超聲波模塊,當(dāng)收到相同頻率聲波時(shí),控制系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生器,通過(guò)51單片機(jī)進(jìn)行距離計(jì)算,然后確定患者的位置,實(shí)現(xiàn)跟蹤,支架前端的超聲波模塊,通過(guò)他們返回的距離,在使用者不斷移動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)三點(diǎn)定位算法確定位置,驅(qū)動(dòng)電機(jī)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)跟隨。這樣通過(guò)不斷的信號(hào)傳輸,患者在移動(dòng)中支架就能實(shí)現(xiàn)定位目標(biāo)跟著移動(dòng)。技術(shù)原理圖如圖2所示。
輸液架可調(diào)節(jié)高度設(shè)計(jì),輸液支架桿進(jìn)行改進(jìn),支架采用內(nèi)螺紋傳動(dòng),右旋螺紋,用梯形螺紋,牙型為等腰梯形,牙型角30°,牙根強(qiáng)度高、對(duì)中性好、傳動(dòng)效率高,可以承受輸液瓶的壓力。這種結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)自己旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)輸液架的高度,根據(jù)自己需求進(jìn)行調(diào)節(jié),簡(jiǎn)單方便。
圖 2技術(shù)原理圖
鑒于傳統(tǒng)的輸液支架暴露出來(lái)的許多缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了這款智能輸液支架,它與傳統(tǒng)的輸液架相比實(shí)用性更高。首先它的自動(dòng)跟蹤,智能移動(dòng),相比于原有的單調(diào)死板的輸液架來(lái)說(shuō)更加靈活,病人自己就可以上衛(wèi)生間或者做檢查,減少了陪護(hù)。其次,該輸液支架高度可以調(diào)節(jié),醫(yī)護(hù)人員可以根據(jù)不同需求自己調(diào)節(jié)高度,避免了身高等原因造成的不便。而且,醫(yī)院使用智能輸液支架,可以大大提高效率,相信這款智能輸液支架,相信也能給患者帶來(lái)好的心情。智能輸液支架有廣闊的發(fā)展前景。
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