一种基于语音控制的助老床设计

2024.03.16

林嘉俊卿上乐汪侃炎赵沛沛杜子懿

摘要：现如今中国的老龄化现象加速，独居老人和空巢老人数量在不断增加，但是随着年龄的增大，人的身体机能会不断下降，起卧床成了老人的一大问题。助老床主要由三段式床板构成，一端板用来使老人的背部抬起来，另一端的板能够将老人的腿部放下，中间板相对较窄，用于老人坐立，并通过锥齿轮传动使三段式床板旋转，整个过程采用语音来操控，这样便实现了老人起卧床。

关键词：老龄化;助老床;三段式;语音

中图分类号：TH122文献标识码：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

中国是一个人口大国，到2019年末，全国总人口达到14亿，60岁以上人口达到2.54亿，65岁以上人口达到1.76亿，人口老龄化现象越来越严重，独居老人和空巢老人数量在不断增加。同时，随着年龄的增长，人体机能在不断的下降，对于像起床和卧床这样最基本的动作都无法正常实现，加上现在快节奏的生活，很多子女都忙于自己的事业，无法时刻守护在父母的身旁，所以急需一种帮助老人起卧床的装置。然而，目前市场上帮助老人起床和卧床主要侧重于如何帮助老人起床，主要表现为两种形式：一是只单单帮助老人坐起，二是在形式一的基础上将老人腿部放下，仍需老人自行站立起來，以上两种形式均没有真正帮助老人起床和卧床。因此，本次研究旨在设计一种基于语音控制的助老床[1-3]。

1 总体设计方案

该装置主要分为四部分：控制部分1、执行部分2、床身部分3、升降部分4，见图1。执行部分由电力推杆和三段式床板构成，一端板在电力推杆的作用下绕与该床板合叶的轴心旋转，使该床板不断升高，以达到使老人的背部起来的目的，中间板在电机的驱动下，通过锥齿轮实现中间床板的旋转，另一端板在与其相连的电力推杆驱动下，使此床板先上升再下降。升降部分主要由A型叉剪和丝杠构成，丝杠在电机的驱动下使丝杠旋转，并通过与丝杠相连接的滑块带动叉剪的张开和收缩以实现升降的目的。控制部分主要是由语音控制系统构成，通过语音控制在这个过程的进行。

1.控制部分 2.执行部分 3.床身部分 4.升降部分

2 研究内容

根据装置要实现的功能进行具体的结构功能模块研究设计，见图2、图3。

2.1 执行部分设计

执行部分采用电力推杆和三段式床板结构，一端板在电力推杆18的作用下绕与该床板合叶9的轴心旋转，使该床板8不断升高，以达到使老人的背部起来的目的，中间床板6在电机23的驱动下，通过锥齿轮20实现中间床板的旋转，同时另一端板在与其相连的电力推杆驱动下，使此床板13先抬升一定角度，待整个三段式床板旋转90°后再下降，形成起床动作，卧床动作则与之相反。

2.2 升降部分设计

采用A型叉剪和丝杠机构，在电机28的驱动下使丝杠25旋转，并通过与丝杠相连接的滑块15带动叉剪2的收缩和张开，以实现执行部分升降的目的，当完成起床动作后，叉剪收缩，执行部分升高，在完成卧床动作之先，叉剪张开，执行部分下降。

2.3 控制部分设计

采用语音控制系统，通过语音控制系统控制执行部分和升降部分的电机和电力推杆，使各部分有序的进行，同时通过识别语音命令，实现起、卧等体位。

2.4 床身部分设计

主要采用杆架结构，连接执行部分和升降部分，并起一定的支撑作用，同时内置控制部分10。[4]

5 创新点

（1）锥齿轮传动：具有高负荷承载力、使用寿命长、耐化学和腐蚀性强的特点，在传动的过程中震动和噪音相对于其他齿轮较小，能够实现两个垂直轴的传动。

（2）丝杠和叉剪结构：采用该结构能够对助老起卧床的床高度进行调节。采用梯形丝杠，具有动载自锁功能，增加该装置运行的安全性和稳定性;叉剪结构结构坚固，能够实现高度的调节，在升降的过程中运动平稳。

（3）采用语音控制，操作更加方便。

（4）采用三段式板和旋转的方式实现老人起卧床，有效地解决了市面上老人起卧床需要自己转向下床的问题，节省老人的体力，为老人起床和卧床带来了极大的便利。

6 结语

中国是一个人口基数大国，人口老龄化现象也越来越严重，独居老人和空巢老人数量在不断增加，如何帮助老人提高生活质量，是国家和社会正面临的一个严峻的问题。随着中国智能制造2025的不断推广，智能家居是时代乃至整个世界的发展趋势，该装置不仅能够很好地解决现如今我们正面临的问题，还顺应了时代的发展潮流，其应用前景非常广阔。[5]

参考文献：

[1]刘杰，朱凌云，苟向锋.多功能护理床发展现状与趋势[J].医疗卫生装备，2019，40（07）：94-98+103.

[2]郎建志，孙硕伟，李欣泽，赵祥民.多功能护理床的结构设计[J].机电信息，2019（18）：132-133.

[3]柳成荫，吴储斌，罗晨，刘力玮，谢淋东.坐-卧式助老机械护理床[J].科学技术创新，2020（27）：174-175.

[4]刘倩倩.多功能护理床的结构设计与力学分析[D].北京：中国地质大学，2011.

[5]叶榕伟，颜栋甫，梁荷.多功能护理床的应用前景分析[J].科技风，2020（12）：9-10.