電致動器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于醫(yī)院和護理床的電致動器系統(tǒng)，包括用于調(diào)節(jié)該床的躺臥表面的至少一個線性致動器（9、48）。用于調(diào)節(jié)床的靠背部分（6、57）的致動器（9、48）包括用于記錄它受到的力的裝置。通過使得記錄的力與零值和/或力區(qū)間比較，能夠確定占據(jù)該床的個人是否正在離開床或者已經(jīng)離開床。因此，相連的警告能夠通知人員該床界定的個人正在離開該床。
【專利說明】電致動器系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分中所述的、用于醫(yī)院和護理床的電致動器系統(tǒng)。
[0002]根據(jù)本發(fā)明類型的致動器系統(tǒng)能夠用于調(diào)節(jié)醫(yī)院或護理床。在這種床中，床墊由支承表面來承載，該支承表面有可調(diào)節(jié)的靠背和擱腳部分，所述支承表面安裝在床架中，該床架可以通過在致動器系統(tǒng)中的線性致動器來升高和降低。而且，床的靠背和擱腳部分可以通過線性致動器來調(diào)節(jié)。通常，使用包括推桿的線性致動器類型，例如在W002/29284A1(Linak A/S)中所述的類型。這種線性致動器包括具有心軸螺母的心軸。心軸由可逆電馬達通過傳動裝置來驅(qū)動。當(dāng)驅(qū)動心軸時，心軸螺母根據(jù)電馬達的旋轉(zhuǎn)方向而沿向內(nèi)或向外的方向運動。線性致動器是具有包裝在殼體中的心軸、傳動裝置和電馬達的單獨產(chǎn)品。殼體通常包括馬達殼體和外部管。內(nèi)部管固定在心軸螺母上。當(dāng)心軸螺母在心軸上向內(nèi)和向外運動時，內(nèi)部管向外部管的內(nèi)部和外部移動。在心軸螺母的相對端，內(nèi)部管包括前部安裝件。馬達殼體的外側(cè)裝備有后部安裝件。前部安裝件和后部安裝件用于將線性致動器固定在應(yīng)進行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)中。
[0003]對于在醫(yī)院和護理部門中的某些病人，需要使得看護人員知道病人是正在離開床還是已經(jīng)離開該床。這樣的床例如在Hill Rom C0.1nc.的US4934468和Stryker Corp的US5276432中介紹。這些醫(yī)院床裝備有稱重系統(tǒng)，用于稱量和/或監(jiān)測病人的重量。不過，這些稱重系統(tǒng)也能夠設(shè)置成監(jiān)測病人在床中的位置。稱重系統(tǒng)還能夠與警告器連接，該警告器能夠在病人采取這樣的位置(在該位置，病人可能離開床或者已經(jīng)離開床)時發(fā)出信號。有類似特征的床在Paramount的EP1974708A1中介紹。因此，病人的重心的變化通過位于床的躺臥表面的各拐角處的多個相互連接的重量傳感器來記錄。通過比較各重量傳感器的讀數(shù)，能夠確定病人是坐起來并因此可能正在離開床還是病人已經(jīng)離開該床。
[0004]這些類型的床結(jié)構(gòu)的共同點是它們將連續(xù)稱重，用于準確監(jiān)視病人的重量。為了能夠這樣，使用了具有較高分辨率的足夠精確的高端傳感器。因此這些因素也反應(yīng)在這些床結(jié)構(gòu)的價格中，該價格非常昂貴。因此，這些床的使用也限制為需要特殊治療和特殊護理的、選定的少數(shù)病人。
[0005]在Linak A/S的W02009/021513A1中介紹了一種簡單得多且便宜得多的結(jié)構(gòu)，它公開了一種機電線性致動器，該機電線性致動器包括與在前序部分中所述的機電線性致動器相同的元件。而且，這種致動器包括用于記錄在致動器上的力的裝置。用于記錄這些力的裝置可以是測力計(load cell)，例如應(yīng)變儀或壓電元件。通過記錄在各致動器上的力的相對變化，能夠確定個人是正在離開床或者是已經(jīng)離開床。因此，占據(jù)該床的個人的負載與在床上的個人的位置和位置變化一起被記錄。盡管這種結(jié)構(gòu)總體構(gòu)成比上述方案更簡單的方案，但是還希望提供一種甚至更簡單的、用于醫(yī)院或護理床的致動器系統(tǒng)，該致動器系統(tǒng)能夠檢測個人是正在離開床或者是已經(jīng)離開床。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的致動器系統(tǒng)的特征在于:只通過用于調(diào)節(jié)床的靠背部分的線性致動器來記錄力。因此，只有這個致動器用于檢測占據(jù)該床的個人是否正在離開床或者已經(jīng)離開床。因此，這主要根據(jù)個人的軀干的負載來確定。因此，提供了簡單和非常便宜的致動器系統(tǒng)，它能夠安裝在新制造的床上，或者對已有的床進行改裝。將通過使得記錄的力與由致動器系統(tǒng)確定的給定零值進行比較來確定占據(jù)該床的個人是否已經(jīng)離開床。
[0007]在現(xiàn)有致動器系統(tǒng)的特定實施例中，記錄的力與由致動器系統(tǒng)計算的力區(qū)間比較。當(dāng)超出該區(qū)間時，這能夠表示病人需要看護人員照顧的狀態(tài)。
[0008]在另一實施例中，電致動器系統(tǒng)在床的調(diào)節(jié)過程中并不使得記錄的力與給定零值或計算的力區(qū)間比較。這保證致動器系統(tǒng)并不在床的調(diào)節(jié)過程中發(fā)出非故意的警告信號。
[0009]在另一實施例中，致動器系統(tǒng)在調(diào)節(jié)靠背部分之后計算新的力區(qū)間。區(qū)間的計算能夠通過由致動器系統(tǒng)包含的微處理器來計算。
[0010]在一個實施例中，電致動器系統(tǒng)還包括至少一個致動器，用于升高和降低醫(yī)院和護理床的床架，其中，致動器包括用于記錄其上的力的裝置。
[0011]在電致動器系統(tǒng)中的控制箱還可以包括主體基本電源和可再充電的電池組。因此，致動器系統(tǒng)能夠在給定時期操作，而并不與主體連接。
[0012]在一個實施例中，電致動器系統(tǒng)能夠包括收發(fā)器，警告信號能夠通過該收發(fā)器通過傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)而無線地傳送給看護人員。
[0013]本發(fā)明還涉及一種醫(yī)院或護理床，該醫(yī)院或護理床包括上述類型的致動器系統(tǒng)。床可以是醫(yī)院、護理或升聞床。
[0014]下面將參考附圖更充分地介紹根據(jù)本發(fā)明的致動器系統(tǒng)的實施例，附圖中:
[0015]圖1表示了包括第一實施例的致動器系統(tǒng)的醫(yī)院或護理床的示意圖；
[0016]圖2表示了包括第二實施例的致動器系統(tǒng)的醫(yī)院或護理床的示意圖；
[0017]圖3表示了在圖1 和2所示的床中的致動器系統(tǒng)的方框圖；
[0018]圖4表示了經(jīng)過一段時間的、記錄力的偏移的曲線圖；
[0019]圖5表示了包括測力計的線性致動器；
[0020]圖6表示了圖5中的線性致動器，其中馬達殼體和外部管已經(jīng)局部除去；
[0021]圖7表示了根據(jù)本發(fā)明的簡單致動器系統(tǒng)；以及
[0022]圖8表示了包括圖7中所示的致動器系統(tǒng)的升高床。
[0023]圖1表示了醫(yī)院床1，該醫(yī)院床I包括下部框架3和上部框架4，該下部框架3裝備有驅(qū)動輪2。用于床墊(未示出)的可調(diào)節(jié)支承表面5安裝在上部框架4上。支承表面包括靠背部分6、鉸接的擱腳部分7和在它們之間的固定中間部分8?？勘澈蛿R腳部分6、7能夠通過各致動器9、10來調(diào)節(jié)，這樣，支承表面可以采取不同的輪廓。上部框架4通過在各端部處的連桿11、12而與下部框架2連接。上部框架4可以通過與連桿11、12連接的一對致動器13、14而升高和降低。所有這些致動器9、10、13、14都與包括控制器的控制箱15連接?？刂葡淠軌蚺c主體連接，并可以例如裝備有電源?？刂葡溥€可以包括可重新充電的電池組。
[0024]連接箱16與控制箱15連接，用于連接一個或多個控制單元，例如集成在頭部或腳部板中的手控制器17和控制面板18以及可能的其它周邊設(shè)備。包括致動器9、10、13、14以及控制箱15和控制單元17、18的整個系統(tǒng)稱為致動器系統(tǒng)。
[0025]用于調(diào)節(jié)靠背部分的致動器9包含用于記錄它由于躺在床上的個人的負載而受到的力的裝置。這種致動器在Linak A/S的W02009/021513A1中公開，因此該文獻構(gòu)成本申請的一部分。因此，該致動器9單獨用于確定占據(jù)該床的個人是正在離開床還是已經(jīng)離開床。因此這主要根據(jù)病人的軀干的負載來確定。因此，提供了一種簡單和非常便宜的致動器系統(tǒng)，該致動器系統(tǒng)可以安裝在新制造的床上或者對現(xiàn)有床改裝。能夠通過使得記錄的力與給定零值和/或由致動器系統(tǒng)計算的力區(qū)間進行比較而確定占據(jù)該床的個人是否已經(jīng)離開床。根據(jù)在致動器中記錄的力來計算該區(qū)間。當(dāng)在致動器上的力的隨后的記錄落在計算的區(qū)間外時，信息或警告能夠發(fā)送給例如看護人員。在通過致動器系統(tǒng)的一個或多個致動器9、10、13、14來調(diào)節(jié)床的過程中，記錄的力并不與計算的區(qū)間比較。這是由于記錄的力將由于床的變化調(diào)節(jié)而變化。對于靠背6，記錄的力因此將根據(jù)靠背部分6的角度和致動器怎樣相對于靠背部分6布置而不同。因此，致動器系統(tǒng)在床I結(jié)束調(diào)節(jié)后根據(jù)新記錄的力重新計算新的力區(qū)間。力區(qū)間的計算例如能夠通過微處理器23來進行，該微處理器23例如能夠是致動器系統(tǒng)的控制箱18的部件。
[0026]圖2表不了與圖1所不的床不同的另一實施例中的醫(yī)院和護理床20的不意圖。這里，下部框架3和上部框架4并不通過連桿連接，而是通過設(shè)計為提升柱21、22的兩個線性致動器來連接。
[0027]圖3表示了在圖1和2所示的床中的致動器系統(tǒng)的方框圖。當(dāng)病人坐在床上，并因此可能正在離開床時，或者當(dāng)病人已經(jīng)離開床時，這些變化記錄在致動器9中。關(guān)于這些變化的信息發(fā)送給控制箱15。因此，在控制箱中的微處理器23能夠根據(jù)這些變化來確定是應(yīng)當(dāng)與床相連地產(chǎn)生警告還是向看護人員發(fā)出警告。當(dāng)與床1、20相關(guān)連地產(chǎn)生警告時，這可以通過與致動器系統(tǒng)連接的或者集成于致動器系統(tǒng)中的聲音、視覺或觸覺警告來產(chǎn)生。后者例如可以是與控制箱15和/或控制單元17、18相關(guān)連。在警告要發(fā)送給看護人員或能夠照顧病人的其它人時，這能夠通過使得致動器系統(tǒng)與在給定醫(yī)院或看護房間中使用的傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)連接來進行。與致動器系統(tǒng)的這種連接能夠根據(jù)在給定醫(yī)院或看護房間中的傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)而以多種方式來實現(xiàn)。而且，連接可以是有線和/或無線的。在連接是有線的情況下，這能夠例如通過從控制箱15延伸至在該床附近的安裝在墻壁上的插頭24的電纜來進行。當(dāng)連接是無線的時，控制箱15產(chǎn)生信號，該信號通過收發(fā)器25而發(fā)送給在給定醫(yī)院或看護房間中使用的傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)(通過收發(fā)器26)。
[0028]因此，控制箱15能夠?qū)碜跃€性致動器9中的測力計的信息轉(zhuǎn)換成適合通信協(xié)議(該通信協(xié)議由傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)使用)的信號。收發(fā)器24例如可以包含在控制箱15中或在連接箱16中。
[0029] 圖4表示了經(jīng)過一段時間(橫坐標軸)的記錄的力27 (縱坐標軸)的偏離的曲線圖(與計算的力區(qū)間28和零值29比較)。當(dāng)記錄的力27下降至低于零值29時，病人不再處于床上。在這種情況下30，致動器系統(tǒng)將發(fā)出警告，如圖3所示。根據(jù)在床的給定調(diào)節(jié)下病人施加在致動器9上的記錄力27，致動器系統(tǒng)能夠計算力區(qū)間28。該區(qū)間表示由于病人在床上的運動而作用在致動器9上的力27的容許變化。區(qū)間的界限值能夠根據(jù)病人的情況和病人的護理類型來確定。當(dāng)記錄力落至區(qū)間的界限值外時(例如在給定的時間區(qū)間31、32)，這可能是必須告訴或警告看護人員的、健康狀態(tài)變化的指示。它還可能是病人正在他可能離開床的位置中的指示。
[0030]圖5表示了在前序部分中所述類型的線性致動器33，該線性致動器33包括推桿，因此是與線性致動器9、10、13、14相同的類型。推桿也稱為內(nèi)部管34。線性致動器包括外部管35和馬達殼體36。線性致動器33還包括在內(nèi)部管34的外端處的前部安裝件37和在馬達殼體36處的后部安裝件38。
[0031]圖6表示了圖5的線性致動器，其中，馬達殼體36和外部管已經(jīng)局部除去。線性致動器33的主要部件是心軸單元，該心軸單元包括心軸39，心軸螺母40布置在該心軸39上。心軸螺母40可以固定而防止旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部管34固定在心軸螺母40上，并因此可以根據(jù)心軸39的旋轉(zhuǎn)方向而在外部管35上向內(nèi)或向外運動。心軸39由可逆電馬達42通過傳動裝置來驅(qū)動。這里，傳動裝置包括:蝸桿42，該蝸桿42位于電馬達的驅(qū)動軸42的延伸部分中；以及蝸輪43，該蝸輪43固定在心軸39上。而且，軸承44固定在心軸39上。軸承44例如可以是球軸承或滾柱軸承。線性致動器33包括測力計45，用于記錄該線性致動器33受到的力以及該力的相對變化。在圖6中，測力計45布置成與心軸39的后部部分連接。測力計還可以布置成與內(nèi)部管或后部安裝件連接(表示為參考標號46和47)。測力計45、46、47例如可以是應(yīng)變儀或壓電元件。線性致動器33與結(jié)合圖1-4所述類型的控制箱15連接。關(guān)于作用在線性致動器33上的力或相關(guān)變化的信息因此將發(fā)送給控制箱15。如上所述，線性致動器33在Linak A/S的W02009/021513A1中描述。
[0032]在圖5和6中所示的線性致動器33只是公開了主要部件。因此，線性致動器33可以裝備有例如制動機構(gòu)、另外的軸承、釋放機構(gòu)等。
[0033]應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明還可以與所謂的雙致動器結(jié)合使用，該雙致動器包括在一個公共殼體中的兩個心軸單元和控制箱。這種類型也在Linak A/S的W02007/093181A1中描述。
[0034]圖7表示了根據(jù)本發(fā)明的簡化致動器系統(tǒng)。這里，致動器包括結(jié)合圖5和6所述類型的單個線性致動器48。線性致動器48與控制箱49連接?？刂葡?9包括微處理器50，且功能如結(jié)合圖1-6所述。致動器系統(tǒng)包括控制單元51，該控制單元51同樣與控制箱49連接。致動器系統(tǒng)還包括用于當(dāng)線性致動器48上的力落在預(yù)定或計算的力區(qū)間外時直接或間接地產(chǎn)生警告的裝置，如結(jié)合圖1-4所述。圖7中所示的致動器系統(tǒng)包括用于間接地產(chǎn)生警告的裝置。因此，致動器系統(tǒng)包括與控制箱49連接的收發(fā)器52。收發(fā)器52的功能如結(jié)合圖3所述，即，收發(fā)器52能夠向由安裝在給定醫(yī)院或看護房間中的傳呼系統(tǒng)或警告系統(tǒng)包含的收發(fā)器53發(fā)送無線警告信號。
[0035]圖8表示了單個升高床54，該升高床54安裝有圖7中所示的致動器系統(tǒng)。升高床54包括一對支腿55,該對支腿55承載框架56?？蚣馨ㄌ膳P表面,床墊(未不出)能夠布置在該躺臥表面上。床的靠背部分57相對于床的水平軸線的斜度能夠通過線性致動器48來調(diào)節(jié)，見箭頭58。
【權(quán)利要求】
1.用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，包括:用于調(diào)節(jié)該床的至少一個機電線性致動器(9、33、48);控制箱(15、49)，該控制箱與致動器(9、33、48)連接；以及至少一個控制單元(17、18、51)，其中，致動器(9、33、48)包括用于記錄在線性致動器(9、33、48)上的力(27)和力的相對變化的裝置，通過使得記錄的力(27)與給定零值(29)比較，該力(27)用于確定占據(jù)該床的個人是否正在離開床或者已經(jīng)離開床； 其特征在于:只通過用于調(diào)節(jié)床(1、20、54)的靠背部分(6、57)的致動器(9、33、48)來記錄力(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)使得記錄的力與由致動器系統(tǒng)計算的力區(qū)間(28)比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)在靠背部分(6、57)的調(diào)節(jié)過程中并不使得記錄的力與零值(29)或計算的力區(qū)間(28)比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)在調(diào)節(jié)靠背部分(6、57)之后計算新的力區(qū)間(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)包括用于計算力區(qū)間(28)的微處理器(23、50)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)還包括至少一個致動器(9、33、48)，該致動器有用于記錄其上的力的裝置，其中，線性致動器(9、33、48)用于升高和降低醫(yī)院和護理床的床架。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中 的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:控制箱包括基于電力網(wǎng)的電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:控制箱包括可再充電的電池組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的一項或多項所述的用于醫(yī)院和護理床(1、20、54)的電致動器系統(tǒng)，其特征在于:致動器系統(tǒng)包括收發(fā)器(25、52)。
10.一種床(1、20、54)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中的一項或多項所述的致動器系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的床(1、20、54)，其中:該床是醫(yī)院或護理床(1，20)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的床(1、20、54)，其中:該床是升高床(54)。
【文檔編號】A61B5/11GK103476336SQ201280018115
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】K·韋斯特曼 申請人:利納克有限公司