一種基于語(yǔ)音控制的助老床設(shè)計(jì)

林嘉俊 卿上樂(lè) 汪侃炎 趙沛沛 杜子懿

摘要：現(xiàn)如今中國(guó)的老齡化現(xiàn)象加速，獨(dú)居老人和空巢老人數(shù)量在不斷增加，但是隨著年齡的增大，人的身體機(jī)能會(huì)不斷下降，起臥床成了老人的一大問(wèn)題。助老床主要由三段式床板構(gòu)成，一端板用來(lái)使老人的背部抬起來(lái)，另一端的板能夠?qū)⒗先说耐炔糠畔?，中間板相對(duì)較窄，用于老人坐立，并通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)使三段式床板旋轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程采用語(yǔ)音來(lái)操控，這樣便實(shí)現(xiàn)了老人起臥床。

關(guān)鍵詞：老齡化;助老床;三段式;語(yǔ)音

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Nowadays，the aging phenomenon is accelerating in China，and the number of old people living alone and empty-nesters is increasing.However，as people get older，their physical functions will decline，and getting out of bed has become a major problem for the elderly.The old bed is mainly composed of three-section bed board.One end of the board is used to lift the old man's back，and the other end of the board can put the old man's legs down.The middle board is relatively narrow for the old man to sit and stand.The three-stage bed plate is rotated by means of bevel gear drive.Voice is used to control throughout the whole process，thus realizes the old man up in bed.

Key words：Ageing;A bed for the elderly;A three-sectio;voice

中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，到2019年末，全國(guó)總?cè)丝谶_(dá)到14億，60歲以上人口達(dá)到2.54億，65歲以上人口達(dá)到1.76億，人口老齡化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，獨(dú)居老人和空巢老人數(shù)量在不斷增加。同時(shí)，隨著年齡的增長(zhǎng)，人體機(jī)能在不斷的下降，對(duì)于像起床和臥床這樣最基本的動(dòng)作都無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)，加上現(xiàn)在快節(jié)奏的生活，很多子女都忙于自己的事業(yè)，無(wú)法時(shí)刻守護(hù)在父母的身旁，所以急需一種幫助老人起臥床的裝置。然而，目前市場(chǎng)上幫助老人起床和臥床主要側(cè)重于如何幫助老人起床，主要表現(xiàn)為兩種形式：一是只單單幫助老人坐起，二是在形式一的基礎(chǔ)上將老人腿部放下，仍需老人自行站立起來(lái)，以上兩種形式均沒(méi)有真正幫助老人起床和臥床。因此，本次研究旨在設(shè)計(jì)一種基于語(yǔ)音控制的助老床[1-3]。

1 總體設(shè)計(jì)方案

該裝置主要分為四部分：控制部分1、執(zhí)行部分2、床身部分3、升降部分4，見(jiàn)圖1。執(zhí)行部分由電力推桿和三段式床板構(gòu)成，一端板在電力推桿的作用下繞與該床板合葉的軸心旋轉(zhuǎn)，使該床板不斷升高，以達(dá)到使老人的背部起來(lái)的目的，中間板在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)錐齒輪實(shí)現(xiàn)中間床板的旋轉(zhuǎn)，另一端板在與其相連的電力推桿驅(qū)動(dòng)下，使此床板先上升再下降。升降部分主要由A型叉剪和絲杠構(gòu)成，絲杠在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下使絲杠旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)與絲杠相連接的滑塊帶動(dòng)叉剪的張開(kāi)和收縮以實(shí)現(xiàn)升降的目的?？刂撇糠种饕怯烧Z(yǔ)音控制系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)語(yǔ)音控制在這個(gè)過(guò)程的進(jìn)行。

1.控制部分 2.執(zhí)行部分 3.床身部分 4.升降部分

2 研究?jī)?nèi)容

根據(jù)裝置要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)功能模塊研究設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖2、圖3。

2.1 執(zhí)行部分設(shè)計(jì)

執(zhí)行部分采用電力推桿和三段式床板結(jié)構(gòu)，一端板在電力推桿18的作用下繞與該床板合葉9的軸心旋轉(zhuǎn)，使該床板8不斷升高，以達(dá)到使老人的背部起來(lái)的目的，中間床板6在電機(jī)23的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)錐齒輪20實(shí)現(xiàn)中間床板的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)另一端板在與其相連的電力推桿驅(qū)動(dòng)下，使此床板13先抬升一定角度，待整個(gè)三段式床板旋轉(zhuǎn)90°后再下降，形成起床動(dòng)作，臥床動(dòng)作則與之相反。

2.2 升降部分設(shè)計(jì)

采用A型叉剪和絲杠機(jī)構(gòu)，在電機(jī)28的驅(qū)動(dòng)下使絲杠25旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)與絲杠相連接的滑塊15帶動(dòng)叉剪2的收縮和張開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部分升降的目的，當(dāng)完成起床動(dòng)作后，叉剪收縮，執(zhí)行部分升高，在完成臥床動(dòng)作之先，叉剪張開(kāi)，執(zhí)行部分下降。

2.3 控制部分設(shè)計(jì)

采用語(yǔ)音控制系統(tǒng)，通過(guò)語(yǔ)音控制系統(tǒng)控制執(zhí)行部分和升降部分的電機(jī)和電力推桿，使各部分有序的進(jìn)行，同時(shí)通過(guò)識(shí)別語(yǔ)音命令，實(shí)現(xiàn)起、臥等體位。

2.4 床身部分設(shè)計(jì)

主要采用桿架結(jié)構(gòu)，連接執(zhí)行部分和升降部分，并起一定的支撐作用，同時(shí)內(nèi)置控制部分10。[4]

5 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）錐齒輪傳動(dòng)：具有高負(fù)荷承載力、使用壽命長(zhǎng)、耐化學(xué)和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，在傳動(dòng)的過(guò)程中震動(dòng)和噪音相對(duì)于其他齒輪較小，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)垂直軸的傳動(dòng)。

（2）絲杠和叉剪結(jié)構(gòu)：采用該結(jié)構(gòu)能夠?qū)χ掀鹋P床的床高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用梯形絲杠，具有動(dòng)載自鎖功能，增加該裝置運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性;叉剪結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，能夠?qū)崿F(xiàn)高度的調(diào)節(jié)，在升降的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

（3）采用語(yǔ)音控制，操作更加方便。

（4）采用三段式板和旋轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)老人起臥床，有效地解決了市面上老人起臥床需要自己轉(zhuǎn)向下床的問(wèn)題，節(jié)省老人的體力，為老人起床和臥床帶來(lái)了極大的便利。

6 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)是一個(gè)人口基數(shù)大國(guó)，人口老齡化現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重，獨(dú)居老人和空巢老人數(shù)量在不斷增加，如何幫助老人提高生活質(zhì)量，是國(guó)家和社會(huì)正面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。隨著中國(guó)智能制造2025的不斷推廣，智能家居是時(shí)代乃至整個(gè)世界的發(fā)展趨勢(shì)，該裝置不僅能夠很好地解決現(xiàn)如今我們正面臨的問(wèn)題，還順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展潮流，其應(yīng)用前景非常廣闊。[5]

參考文獻(xiàn)：

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[2]郎建志，孫碩偉，李欣澤，趙祥民.多功能護(hù)理床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2019（18）：132-133.

[3]柳成蔭，吳儲(chǔ)斌，羅晨，劉力瑋，謝淋東.坐-臥式助老機(jī)械護(hù)理床[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（27）：174-175.

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[5]葉榕偉，顏棟甫，梁荷.多功能護(hù)理床的應(yīng)用前景分析[J].科技風(fēng)，2020（12）：9-10.