【摘要】：多功能護(hù)理床作為醫(yī)療護(hù)理行業(yè)的創(chuàng)新護(hù)理設(shè)備,其外形及功能的創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)老齡人(尤其是失能或半失能老齡人)護(hù)理起到至關(guān)重要的作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,人口老齡化趨勢(shì)愈加嚴(yán)重。在注重生活品質(zhì)的當(dāng)今社會(huì)中,老齡人的護(hù)理方法對(duì)護(hù)理床功能的要求愈加苛刻。為了滿足社會(huì)需要,本文研究和設(shè)計(jì)了一種具有語(yǔ)音識(shí)別功能的智能多功能護(hù)理輪椅床。以SolidWorks作為設(shè)計(jì)平臺(tái),采用模塊化設(shè)計(jì)完成了包括支背、側(cè)翻、屈抬腿等功能機(jī)構(gòu)在內(nèi)的多功能護(hù)理輪椅床三維建模,實(shí)現(xiàn)床椅轉(zhuǎn)換功能;對(duì)其主要機(jī)構(gòu)如支背、側(cè)翻、屈抬腿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及受力分析,繪制其角度、瞬時(shí)角速度、瞬時(shí)角加速度及各機(jī)構(gòu)支撐力曲線圖,驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的合理性且滿足機(jī)構(gòu)力學(xué)的設(shè)計(jì)要求;基于ANSYS有限元對(duì)其主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力分析,以加載極限載荷,從強(qiáng)度和剛度兩方面校核了各機(jī)構(gòu)的合理性;結(jié)合床椅兩種模式,分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性滿足要求。基于小波變換理論提出一種改進(jìn)的連續(xù)閾值函數(shù)算法,運(yùn)用該算法與經(jīng)典的硬軟閾值函數(shù)分別對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行降噪處理,相較于軟硬閾值函數(shù)算法,對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的降噪效果更佳;經(jīng)Matlab仿真,語(yǔ)音信號(hào)信噪比(SNR)高于軟硬閾值函數(shù)處理結(jié)果及均方根誤差低于處理結(jié)果;采用基于短時(shí)能量的雙閾值門限端點(diǎn)檢測(cè)算法,實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音有效信號(hào)的提取;針對(duì)多功能護(hù)理輪椅床開(kāi)發(fā)了語(yǔ)音識(shí)別上位機(jī)軟件,結(jié)合小波降噪算法及端點(diǎn)檢測(cè)算法對(duì)護(hù)理輪椅床各功能特定詞匯的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理,調(diào)用科大訊飛語(yǔ)音識(shí)別接口實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能,并利用xml文件技術(shù)建立各功能訓(xùn)練模板,實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力,并提高了語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率。在安靜和嘈雜的環(huán)境下,對(duì)語(yǔ)音識(shí)別上位機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行音控實(shí)驗(yàn),分別測(cè)試了語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確率及穩(wěn)定性,并分析了環(huán)境以及特定詞組對(duì)識(shí)別準(zhǔn)確率的影響。結(jié)果表明,安靜環(huán)境下的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了90%及以上,嘈雜環(huán)境下的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到了85%及以上。識(shí)別準(zhǔn)確率滿足設(shè)計(jì)要求,實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音控制多功能護(hù)理輪椅床的各機(jī)構(gòu)功能。
【圖文】：

圖 1-1 (a) Stryker S3 護(hù)理床 (b) Enterprise9000 護(hù)理床Fig.1-1 (a) Stryker S3 nursing bed (b) Enterprise 9000 nursing bed瑞 典 ArjoHuntleigh 公 司[13-14]開(kāi) 發(fā) 了 一 種 帶 有 自 動(dòng) 清 理 和 除 菌 功 能 的Enterprise9000 護(hù)理床褥，如圖 1(b)所示，在實(shí)現(xiàn)了護(hù)理床護(hù)理移動(dòng)體位等基本功能之外，該型號(hào)護(hù)理床搭載了集成在護(hù)理床內(nèi)部的體重秤，可以持續(xù)、準(zhǔn)確地對(duì)被護(hù)理人員進(jìn)行體重監(jiān)測(cè)并顯示結(jié)果。除此之外，該護(hù)理床支持自動(dòng) CPR（心肺復(fù)蘇功能）和左右床側(cè)邊的手動(dòng) CPR 功能以應(yīng)對(duì)緊急情況的發(fā)生，護(hù)理床攜帶的蒸發(fā)式自動(dòng)清潔除菌系統(tǒng)可以設(shè)定時(shí)間，定點(diǎn)清理護(hù)理床，保證護(hù)理床的清潔狀況，提高被護(hù)理人員的舒適程度。日本松下公司[15]研發(fā)了床椅分離的機(jī)器人床，如圖 1-2 所示。該床具有兩種工作模式：床、輪椅。分離出的輪椅搭載驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)了駕駛功能，且在輪椅四周安裝了多個(gè)傳感器，在行駛過(guò)程中由傳感器檢測(cè)周圍的信號(hào)反饋實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)避障功能。在

圖 1-2 機(jī)器人床Fig.1-2 Robotic bed腿、側(cè)翻等體位功能。基于設(shè)計(jì)需要，，該床的特殊之處在于其側(cè)翻機(jī)構(gòu)采用電磁的方式使側(cè)翻角度能達(dá)到 90°，實(shí)現(xiàn)了徹底側(cè)翻。南昌大學(xué)的白建軍[17]設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種雙層床面結(jié)構(gòu)的多功能輪椅床，側(cè)翻、屈坐起功能通過(guò)控制不同床板實(shí)現(xiàn)。支背機(jī)構(gòu)和屈腿機(jī)構(gòu)均采用電動(dòng)推桿與背板相，固定位置，電動(dòng)推桿與水平絲杠機(jī)構(gòu)相連接，通過(guò)推動(dòng)電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)支背功能腿功能，另外設(shè)計(jì)了一套智能座便裝置，為被護(hù)理人員提供便捷。南京理工大學(xué)的張建云、陶衛(wèi)軍等[18]研發(fā)了一款多功能護(hù)理床，運(yùn)用 AVR 系mge16A 單片機(jī)作為控制系統(tǒng)主體，控制與其連接的紅外線接收模塊所接收到的線信號(hào)驅(qū)動(dòng)護(hù)理床的直流電機(jī)及 4 組電動(dòng)推桿的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)整體護(hù)理床的功作。設(shè)計(jì)的護(hù)理床樣機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH789

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2593317