智能随行输液架

1.本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种可调重心的智能随行输液架。


背景技术：

2.输液架用于悬挂输液瓶或输液袋，使药液能在重力作用下克服阻力进入血管。为了方便输液中的患者活动，有输液架采取移动结构，即采用金属杆与移动底盘结合，在底盘装上移动轮，使其可以移动，从而匹配患者的活动。该方案虽可以解决移动的问题，但仍存储多问题：
3.1)通过性不足且不能智能避障，输液架与患者之间的距离无法准确控制，存在输液端被拉脱无法输液的风险；
4.2)输液架在行进中需要人为操作，增加了患者行进难度；
5.3)不能平衡输液袋，影响输液或者可能使输液袋脱落。
6.针对上述问题，有必要对现有技术进行改进，使其智能行进和智能避障，保持与患者适度距离，且具有较好通过性，能轻松过一些障碍，保持较高的稳定性，有助于保持患者在输液期间的正常活动、愉悦的心态和快速康复。


技术实现要素：

7.针对上述情况，本发明提出一种智能随行输液架，以解决现有技术不能智能控制无法有效保持患者与输液架之间适度距离影响输液质量和患者活动的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.智能随行输液架，包括输液杆、自平衡挂物系统、自适应移动系统和智能控制系统，
10.所述自平衡系统包括固定于输液杆顶部的u形座和转动设置于u形座内的偏心块，所述偏心块的左右两侧的底部设置有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与u形座连接,所述偏心块的左右两侧的顶部设置有挂臂，所述挂臂上设置有用于悬挂输液袋的挂钩，
11.所述自适应移动系统包括固定于输液杆底部的固定座、设置在固定座底部的驱动机构、与驱动机构传动连接的驱动轮和与驱动轮传动连接的履带，还包括多个与履带卡合的从动轮，
12.所述智能控制系统包括设置在u形座上方的行进摄像头、患者摄像头和与行进摄像头及患者摄像头电性连接的plc控制器，所述plc控制器与驱动机构电性连接，
13.所述输液杆包括固定段和活动段，所述活动段为设置在底座上的升降油缸，所述plc控制器与升降油缸电性连接，所述固定段拆卸设置在升降油缸的活塞杆端，
14.所述智能控制系统还包括多个设置在输液架顶部和固定座四周的测距传感器，多个测距传感器与plc控制器电性连接。
15.进一步，所述自平衡系统还包括设置在底座上方的增重囊，所述增重囊内设置有增重介质。
16.进一步，所述固定座为空腔结构，在空腔内设置有充电电池，所述驱动机构包括第一驱动电机、第二驱动电机，所述驱动轮包括与第一驱动电机传动连接的第一驱动轮和与第二驱动电机传动连接的第二驱动轮，所述充电电池与第一驱动电机、第二驱动电机电性连接，所述第一驱动轮和第二驱动轮并排设置，并分别与一履带传动连接。
17.进一步，所述plc控制器分别与第一驱动电机及第二驱动电机电性连接。
18.进一步，所述偏心块通过一转轴与u形座转动连接，且在连接处设置防磨套。
19.进一步，所述偏心块为薄壳容腔结构，在容腔内设置有增重介质。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1、通过带有偏心块、u形座、复位弹簧的自平衡挂物系统，可以减轻输液架在行进时由于路面不平引起的颠簸，从而减轻悬挂的输液袋的振动幅度，从而增强输液架整体的平衡能力，大大降低输液杆倾倒的风险；
22.2、通过自适应移动系统，可以增强输液架的通过能力，提高其适用环境，为其与患者同步提供条件；
23.3、通过智能控制系统，可使输液架具有对前进物及患者的全景摄像能力，行进中的避障能力和全程与患者保持适当距离的能力。
24.总之，本发明通过创造性的设计，使输液架具有安全的智能随行能力，可紧跟随病人步伐，达到“时走时停”的效果。对患者在输液期间的安全活动提供保障，对减少家属陪护时间和降低医护工作量带来可能。
附图说明:
25.图1为本发明的主视图；
26.图2为本发明的侧视图；
27.图3为本发明驱动机构的俯视图；
28.图4为本发明自平衡挂物系统的主视图；
29.图5为本发明自平衡挂物系统的侧视图；
30.图6为本发明偏心块的主视图；
31.图7为本发明偏心块的俯视图；
32.图8为本发明偏心块的剖视图。
33.附图标记说明：1-输液杆；2-u形座；3-偏心块；4-转动轴；5-中心孔；6-过孔；7-复位弹簧；8-挂臂；9-挂钩；10-防磨套；11-自平衡挂物系统；12-自适应移动系统；13-智能控制系统；14-固定座；15-驱动机构；16-履带；17-第一驱动电机；18-第二驱动电机；19-第一驱动轮；20-第二驱动轮；21-行进摄像头；22-患者摄像头；23-plc控制器；24-固定段；25-活动段；26-测距传感器；27-增重囊；28-增重介质；29-充电电池；30-从动轮。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
39.如图1-8所示，本实施例提供一种智能随行输液架，包括输液杆1、自平衡挂物系统11、自适应移动系统12和智能控制系统13，具体的：
40.自平衡系统包括u形座2、偏心块3和转动轴4，u形座通常过粘结或用螺栓拆卸固定于输液杆的顶部，其u形座的开口朝上设置，偏心块为上小大下的锥形块，在锥形块的上端设置中心孔5，在u形座的u形壁两端设置过孔6，偏心块设置在u形座内，且中心孔与过孔对齐，转动轴从一侧过孔穿入，穿过中心孔，从另一侧过孔穿出，与偏心块形成转动连接，使偏心块相对于转动轴转动，同时，本实施例中，偏心块的左右两侧的底部设置有复位弹簧7，复位弹簧的另一端与u形座连接,这样，使偏心块的偏转有一定阻力，动作幅度有一定限制，从而使转动舒缓，避免过激碰撞，损伤药袋，另外，复位弹簧也使偏心块有复位能力，保持原来的状态。本实施例中，在偏心块的左右两侧的顶部设置有挂臂8，在挂臂上设置有多个用于悬挂输液袋的挂钩9。左右两侧设置挂钩，多个使用时，方便均衡放置，达到平衡的效果。
41.悬挂输液袋时，偏心块在输液袋的重力作用下发生偏转，其重心发生偏移，使重心靠近于杆体中心，同时，通过设置的复位弹簧，一方面使偏心块在使用后可以恢复到原来的位置，另一方面，也可避免偏心块过度偏转，引起触碰，损坏袋体或瓶体，另外，本发明在偏心块左右两侧均设置挂臂，方便有多个输液袋使用时，两侧均匀放置，使偏歪的情况进一步改善。
42.该结构在实际行进中也同样发生作用：
43.遇到路面不平发生颠簸时，偏心块发生偏转，其重心也发生改变，但由于复位弹簧的存在，又会阻止这种偏转的幅度，因此，可以大幅度降低路面不平产生的激励水平，从而增强本发明的平衡能力。
44.自适应移动系统包括固定于输液杆底部的固定座14、设置在固定座底部的驱动机构15、与驱动机构传动连接的驱动轮和与驱动轮传动连接的履带16，本实施例的驱动机构包括第一驱动电机17、第二驱动电机18，驱动轮包括与第一驱动电机传动连接的第一驱动轮19和与第二驱动电机传动连接的第二驱动轮20，第一驱动轮和第二驱动轮并排设置，并分别与一履带传动连接，还包括多个与履带卡合的从动轮30，驱动电机输出转矩，带动驱动
轮转动，带动履带转动，形成水平移动。
45.前进及转向的控制方法为：
46.前进：匀速时，第一驱动电机与第二驱动电机输出同样的转速；加速时，则同时提高转速；减速时，两者同时降低速度，
47.转向：第一驱动电机与第二驱动电机输出不同的转速，需向哪侧转向，哪侧的转速低即可。
48.智能控制系统包括设置在u形座上方的行进摄像头21、患者摄像头22和与行进摄像头及患者摄像头电性连接的plc控制器23，行进摄像头设置在u形座的上方，对行进中的视物全景成像，患者摄像头对患者全身进行实时成像，将前进视物、患者行进的动态视频与输液架模型拟合在一起，plc控制器根据患者行走速度匹配输液架行进速度，根据患者三维边界匹配输液架与患者的距离，当得到这样一些信息后，plc控制器发出控制指令，对各功能部件进行适应性修正和调整。
49.输液杆包括固定段24和活动段25，活动段为设置在底座上的升降油缸，固定段拆卸设置在升降油缸的活塞杆端，如图2所示，通过升降油缸升降调节活动段的长度，从而调整输液杆的整体高度。
50.本实施例中，智能控制系统还包括多个设置在输液架顶部和固定座四周的测距传感器26，plc控制器与第一驱动电机、第二驱动电机、升降油缸及测距传感器电性连接。
51.下面对控制过程作具体说明：
52.1)将输液架的三维模型存入plc控制器，
53.2)采用行进摄像头对前进视物进行全景成像，将输液架模型拟合在前进视物的场景中；
54.3)采用患者摄像头对患者行进动态进行实时成像，并将数据拟合在前进视物的场景中；
55.4)在输液架模型、前进视物、患者动态三者拟合环境中，plc控制器进行如下操作：
56.i、速度匹配：
57.根据患者动态判断患者行走速度和动作趋势，匹配相同的输液架行进速度；
58.ii、距离匹配：
59.根据患者的三维边界和设定距离范围，进行距离匹配，从而规划行走路线；
60.iii、避障控制：
61.通过将输液架放入在视物环境中，由规划好的行走路线，发现边界障碍，匹配相适应的移动动力，当需要绕行障碍时，需要进行与患者之间的距离测算，实现边界避障；
62.另一方面，根据规划好的行走路线，发现高度上的障碍，则需对升降油缸进行升降控制，实现高度避障。
63.iv、紧急避障：
64.根据测距传感器具体位置不同对多个测距传感器进行编号，各测距传感器对输液架与边界物的距离进行实时监测，当某侧小于设定的极限值时，则该侧传感器发出警报信号，plc控制器根据该侧传感器预设定的处理方案发出转向信号，移动系统进行转向调整，以避免发生碰撞。
65.作为本实施例的改进，如图1所示，自平衡系统还包括设置在底座上方的增重囊
27，增重囊内设置有增重介质28。可根据地面差异，适当增减增重介质，如地面不平度大，则增加介质，反之，则减少。
66.作为一种必要，各功能部件需要驱动电能，因此，本实施例设置有充电电池29，充电电池与第一驱动电机、第二驱动电机，升降油缸电性连接，进行电力供应，且可反复使用，无需受使用场地的限制。特别地，本实施例将固定座设置为空腔结构，将充电电池及plc控制器放置在该空腔内，如图1所示，无需再增加电池盒，使装置简洁，储放规范。
67.作为本实施例的改进，偏心块为薄壳容腔结构，在容腔内设置有增重介质，如图8所示。这样可调整偏心块的偏转速度和程度，对于稳定性进一步控制。
68.本实施例中，u形座和偏心块均采用塑料材料制成。塑料具有较小密度，可降低输液架整体重量。
69.本实施例中，偏心块外形为弧形，挂臂外形具有与偏心块相适应的弧形，多个挂钩均匀分布在挂臂下方的弧形区域内。如图7所示，可以将挂钩呈上下方向多个放置，而不是左右方向放置，从而减少左右方向放置带来力臂的增长，使平衡效果更佳。
70.本实施例中，偏心块的中心孔内设置防磨套10。防磨套可以采用铜套，具有较高的耐磨性，从而提高频繁操作的使用寿命。
71.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。