摘 要医疗护理床为了老弱病残、生活不能自理的人而设计，提供了多种休息的姿势，但是由于制造成本的不断提高，动作过于单一往往不能满足使用要求。本设计从上述需求出发，设计了基于STC12C5A60S2 型号单片机的医疗护理床用触摸屏控制器系统。该护理床可通过病人对控制面板的操作，实现电动辅助抬背、坐起、翻身、便口闭合等日常护理工作。通过对每个运动机构的设计，来达到最适合、最稳定的角度与运动轨迹。设计了控制器系统的主电路，并运用keil编程软件绘制了触摸屏控制器程序，此控制程序能够保证触摸屏与床体准确地完成相应的运动，保证了患者的安全。该控制系统的程序设计简单紧凑、可靠性高、调试方便，还能够有效避免使用者的误操作，提高了系统的稳定性[2]。该系统实现了在任何条件下，满足了受护理人对于床体姿势的要求，具有实际应用价值。
目录
1.引言 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究的国内外发展现状 2
1.3课题研究的目的和意义 3
1.4课题研究的主要工作内容 3
2.医疗护理床控制系统总体方案 5
2.1医疗护理床设计目标及思路 5
2.2控制器需求分析 6
2.3 总体设计方案 7
2.4 本章小结 8
3.系统硬件设计 9
3.1控制器总体硬件设计 9
3.2护理床总体运动机构设计 10
3.2.1抬背机构设计 11
3.2.2翻身机构设计 12
3.2.3便口机构设计 12
3.2.4抬曲腿机构设计 14
3.3本章小结 15
4. 电控模块设计 16
4.1驱动装置的选型 16
4.2控制电路的设计 17
4.3本章小结 18
5. 软件设计 19
5.1 HMI人机界面 19
5.2系统控制总体流程图 19
5.3程序分析 20
5.4 HMI界面程序的画面 21
6.总结与展望 25
6.1总结 25
6.2展望 25
7.致
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谢 27
参考文献 28
1.引言
1.1课题研究的背景
人民的生活水平随着经济社会的不断发展共同提高，医疗护理行业也在不断地前行，人口的寿命也在不断的延长，使得社会人口老龄化已经成为世界范围内一个重要问题，而中国的人口老龄化更是如此。根据10年我国第六次人口普查可知，年龄超过六十岁（包括六十岁）的人口占到了总人口的13.26%，将近1.78亿人。纵观世界，1990年至2020年，全球的老年人口平均增长率为2.5%，而我国的增长率高出了0.8个百分点[1]。而老年人口占总人数的人口比，中国更是超过世界平均水平。中国作为一个人口大国，老年人口占到了总人口的十分之一。残疾人口在总人口数量中所占据的比重大约是4%，此类人群需要国家及政府相关部门给予一定的帮助，这就需要占用相当大的医疗为卫生资源。
这几年来，经济水平不断调高，人们的价值观念也发生着变化，原来的大家庭生活方式已然发生改变，如今流行相对较小的家庭。计划生育政策已经在我国实行20多年，独生子女悄然步入中年，他们的父母也将进入老年。“空巢家庭”将越来越多，因此“空巢家庭”在全国各个城市都将成为社会发展的趋势。从近些年老年人口的视角进行综合性的分析，“空巢家庭”在我国老年家庭中占比为25.8%，而在全国家庭占比达到了近一半。据专家评估，二十世纪的三十到四十年代，城市的空巢家庭占比将达到十分之七，农村将达到十分之三。空巢家庭的产生及其在社会经济发展中所引发的一系列医疗护理问题已成为当今社会各个领域重点关心的话题。
人口老龄化使得老年人更容易患有慢性疾病，其中最为突出的问题就是高龄老人自我照顾能力的下降，对家庭、社区、政府的依赖性渐渐加大，选择适合的社会保健方式，提高老年人和残疾人的自理能力，增加社会投入，是老龄化国家要解决的重要问题。根据2000年10月日本医疗设施状况报告，需要看护的老年人护理型病床的数量正在急剧增加[1]。
1.2课题研究的国内外发展现状
医疗器械随着现代高科技的发展也在不断地革新。为了使生活自理能力低下的老弱病残人士得到更加有效的护理，研制多功能护理床的任务被提上了日程，它不仅适用于医疗护理行业，也更加适用于家庭。随着市场的竞争加剧，用户对产品性能的需求也在不断的增强，医疗监护床产品的电动化、远程化、网络化和智能化会是以后这个行业的大致发展方向。
20世纪60年代初，计算机信息技术作为一门生命力极强的学科进入了欧美、日本等少部分发达国家的医疗范畴。电动护理床早在上世纪九十年代便出现在医疗保健领域内。可是到目前为止，只有美国、英国等西方发达国家才有高端先进的多功能护理床技术，其中包括美国的HILLROM、Metro care公司、Devicelink公司以及日本的八乐梦公司、Murate Machinery公司在行业中遥遥领先。
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图11 Metro care 公司的护理床 图 1 2 八乐梦公司的护理床
日本的Murate Machinery公司研制的多功能的电动遥控护理床。它分为主床体和电动轮椅，电动轮椅日常隐藏于床体内，可以变形，在病人不需要的时候，它会延伸成为一个和床体平行组成平板床，工作的时候，轮椅收缩到坐姿，病人可以在轮椅上自由移动。本产品可预防脊椎病、痔疮等疾病，减少患者卧床的烦恼，方便其自由行动，感受生活的美好。美国Devicelink公司研制的多功能护理床做到了护理床与轮椅融为一体的想法。病人能够通过遥控任意切换卧姿和躺姿模式。当成为轮椅时，病人能够自行操作进行移动。美国得州大学达拉斯分校电气工程系的一位教授使用放置在护理床下面的传感器，通过无线通讯接口传输数据来检测病人的体位。日本三洋公司的hist护理床运用了gatch&roll的控制机制，通过对比试验，进一步改善了患者的睡眠质量。
我国理疗设备发展水平较低，起步较晚。我国一些监护床领域的专家学者及机构在长期的学术研究与实践分析中取得显著性的成果，并结合相关的原理与策略设计一系列具有价值性的护理产品。在山东的建筑大学里面，鲁守银与谭林一同设计了一个新型的机器人化的护理床。而位于北京工业大学的赵京好刘宇研发出一款多功能的护理床。近年来，由于受到国家的高度重视，它开始呈现出百花齐放的积极趋势，从大型成像设备到低成本的城市医疗设备，正在迅猛发展，我国老龄化状况越发严重，医疗护理床的研究越来越受到各种科研机构的重视，其中包括国立台湾大学、华南理工大学、南泰科技大学与天津科技大学。国立台湾大学的电气工程系研发出的护理床被分为主床和护理床，其中护理床可以与轮椅实现任意切换。华南理工大学研发出的机器人多功能监护床能够利用键盘实现各个位姿切换的控制。方便病人外出，而主床主要负责调整病人躺在床上的姿势。

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