基本信息
- 项目名称：
- 救护车病床平衡系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- “救护车病床平衡系统”结合了机器人学，单片机知识和自动化控制原理，使救护车上的病床在救护车上下坡时，不会因为地形的改变而发生倾斜，使病人的身体可以一直保持水平。由此一来则可以避免病人,尤其是重伤患者,在送院途中，由于倾角而使断骨(或其他造成外伤的物体)移位，抑或是由于车身的倾斜而可能导致的静脉注射管中漏入空气等造成身体损伤的机会，同时减轻患者的无着落感。本系统利用了水银开关作为平衡状态的检测装置，将病床所处的状态利用水银开关输入到单片机MEGA16中，做出判断与指示，控制步进电机的转动，利用滚珠导轨传动，实现病床三个支脚的升降，并设计出独特的机器人关节将滚珠导轨与病床相连接，从而达到保持水平平衡的目的。
- 详细介绍：
- 市场前景： 无论何时何地，人生安全都备受重视，本系统可有效保障使用者的人生安全，提高使用者的舒适度，相信一定会得到市场的重视。另外本系统的原创性决定了其在市场上的独占性。不仅在山区需要本系统，随着城市里立交网的建立，本系统的市场就大大的推广了。 创新性： 生产与设计中并无同类产品竞争。另外，通常汽车检测倾角都是用角度传感器。但由于角度传感器昂贵的价格以及难以操作，只有高档的轿车才配备。为了解决成本问题，制造一种平民的汽车倾角检测系统，我们利用廉价水银开关来实现。另外，也创造性的解决了斜线延伸的问题。同时，自己设计出了一种新的防止过冲的算法。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的： 刚发生的汶川地震仍然揪痛我们的心，在四川的山区，让病患坐在救护车上，在崎岖的山路上颠簸，无疑是给他们雪上加霜，尤其是对于出血，骨折，内伤等病患；更危险的是静脉注射时，由于车身的倾斜可能导致的静脉注射管中漏入空气，造成患者的生命危险。所以最好能让他们保持身体水平，护送到医院。不只是山区，现在城市里的立交越来越发达，也存在这一问题。 我们利用开关系统的全或无特性进行信号采集，利用数字电路逻辑分析，使病床的支脚总是往失去平衡的反方向移动，以此来得到水平的状态。 创新点： 我们的设计，无论从实现的目的到实现的方法，都是前人所没有做过的,填补了这一领域的空白。我们不是做救护车的平衡，而是做病床的平衡。另外，我们利用简单水银开关来实现了复杂的平衡检测。也创造性的解决了斜线延伸的问题。同时，自己设计出了一种新型的防止过冲的算法。 技术关键: 使电机对倾角做出及时反应以及如何使病床的三个支脚不等长伸缩时可以实现自由扭动。 主要技术指标： 最大倾角：±35° 初始化完成时间：最小3s，最大9s 水平误差：<±5° 最快反应速度：0.3S
科学性、先进性
- 1）创新性： 生产与设计中并无同类产品竞争。现有的救护车病床并无配备有专门的平衡系统。 与现有技术相比：现有的技术仅仅专注于车体的避震，而没有考虑到在山路行走时病床所形成的倾角对人体的伤害。 2）成本低廉： 用简单的电路达到良好效果，我们的电路成本相当低廉，全部的电路成本仅在100元以内。这个价格在汽车电路里所占比例是相当小的。 与现有技术相比：以前用角度传感器来实现平衡的设计，一个角度传感器就至少要近千元。 3）技术攻关： 攻克了如何使病床的三个支脚不等长伸缩时，病床可以实现自由扭动的技术难题。 与现有技术相比：现有的技术通常是以弹簧系统来实现避震功能，而我们则采用的是轴承的伸缩来实现弹簧系统无法做到保持水平的调节。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品曾获得2008广东省电子设计大赛二等奖，2009年广东省挑战杯特等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 合作+技术入股
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 只需要接通电源，就能实现完全的自动化控制无需人工干预。 技术特点和优势： 原理简单，操作简单，创新性好，无同类产品。 适应范围： 除救护车病床外，还可用于私家车的座椅和轮椅的平衡；特殊物质的运输。 推广前景的技术性说明及市场分析: 1、由于市场上并无同类产品，在占领市场上，本产品无疑是具有领先地位的。 2、在各项产品都日趋人性化的今天，本产品人性化的设计将得到众多的认可。 3、无论是在山区还是立交网发达的城市，本产品都具有极大的实用价值。 经济效益预测： 全国大约至少有20000多所上规模的医院，按最低每个医院有两台救护车计算，至少就有40000多的潜在用户，由于没有同类产品的竞争，盈利是相当可观的。另外，还有专利与后续保修的收入。
同类课题研究水平概述
- 国内外暂无对救护车病床保持水平的系统的研究。 国内： 虽然国内外对于汽车避震装置的研究已经达到相当的水平，但是很少有人将汽车上的平衡着眼于水平平衡的研究上，尤其是对于救护车病床来说，使救护车病床保持水平并无先例。我们的作品填补了这一领域的空白。 国外： 在对于汽车避震系统的研究中，与国内相同，其着重点并没有放在保持水平平衡这一层面上。 另外，我们的作品中，滚珠导轨与床板之间使用了机器人关节从而实现了主动自由转动，无法被动转动的功能。即可以只让电机带动床板升降而不让床板上的外力造成电机以及导轨的转动的功能。国外也有一些关于机械人保持平衡的设计。国外已经研制出各式各样可以自动行走，自动保持平衡的机器人，麻省理工大学机器人实验室设计出的，是在跑步的过程中能保持平衡，被绊之后能自动调节，以另外一只“脚”的迅速落地保持平衡而不会“跌倒”的机器人。
