一种多功能防褥疮充气床垫用气泵论文和设计-贺庄明

全文摘要

本实用新型公开了一种多功能防褥疮充气床垫用气泵，包括壳体、用于连接电源的电源线，所述壳体包括相配合的底壳和上壳，所述壳体上设有出气接头，所述壳体内设有泵体、气阀、电机、PCB控制板，所述泵体与气阀之间通过导气管相连接，所述气阀与出气接头之间通过导气管相连接，所述电机动力输出至气阀，所述PCB控制板分别与泵体、电机信号连接，所述壳体上对应PCB控制板相配合的设有控制旋钮。采用上述技术方案，由于在所述壳体外侧设置有与所述控制机构控制连接的控制旋钮，护理人员还可以通过调节控制旋钮来调节电机，使用更加方便。

主设计要求

1.一种多功能防褥疮充气床垫用气泵，包括壳体、用于连接电源的电源线，所述壳体包括相配合的底壳和上壳，所述壳体上设有出气接头，其特征在于，所述壳体内设有泵体、气阀、电机、PCB控制板，所述泵体与气阀之间通过导气管相连接，所述气阀与出气接头之间通过导气管相连接，所述电机动力输出至气阀，所述PCB控制板分别与泵体、电机信号连接，所述壳体上对应PCB控制板相配合的设有控制旋钮。

设计方案

2.根据权利要求1所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，还包括用于远程控制的遥控器，所述PCB控制器上信号连接有红外接收器，遥控器与红外接收器之间通过远红外线进行信号传输。

3.根据权利要求2所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述PCB控制板包括用于为各个模块提供直流电的AC转DC电路、用于控制泵体运行的泵体控制电路、用于控制电机运行的电机控制电路、用于控制泵体出气量的档位开关控制电路、用于控制泵体延迟关闭的睡眠开关控制电路、用于转换遥控器的控制信号的遥控器控制电路、用于检测AC交流电正负相位变化的零点的过零检测电路。

4.根据权利要求3所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述泵体控制电路包括继电器J1、继电器J2、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7、可控硅整流器Q1、NPN型三极管Q3，所述继电器J1上设有分别连接交流电的零线和相线的第一接口和第二接口，所述电容C5与继电器J1并联，所述电阻R1和电容C6串联后两端分别与可控硅整流器Q1的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q1的阳极连接至继电器J1的第二接口，所述可控硅整流器Q1的阴极连接至继电器J2上的第二接口，所述继电器J2上的第一接口与继电器J1的第一接口相连接，所述可控硅整理器Q1的控制极与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端输出的12V电压至负载，所述电阻R2的另一端与NPN型三极管Q3的集电极相连接，所述NPN型三极管Q3的基极与电阻R7的一端相连接，所述NPN型三极管Q3的发射极接地，所述电阻R7的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值均为1K，所述电阻R7的阻值为4.7K。

5.根据权利要求4所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述电机控制电路包括继电器J3、电容C9、电阻R6、电阻R11、电阻R13、电阻R12、可控硅整流器Q2、NPN型三极管Q5，所述电阻R6和电容C9串联后两端分别与可控硅整流器Q2的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q2的阳极连接至继电器J3上的第二接口，所述可控硅整流器Q2的阴极连接至继电器J3上的第二接口，所述继电器J3上的第一接口连接交流电零线，所述可控硅整流器Q2阳极连接交流电的相线，所述可控硅整理器Q2的控制极与电阻R11的一端相连接，所述电阻R11的另一端与电阻R13的一端相连接，所述电阻R13的另一端连接输出的12V电压至负载，所述电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极相连接，所述NPN型三极管Q5的基极与电阻R12的一端相连接，所述NPN型三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R6、电阻R11、电阻R13的阻值均为1K，所述电阻R12的阻值为4.7K。

6.根据权利要求5所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述档位开关控制电路包括电阻RA1、电阻RA2、集成芯片U1，所述集成芯片U1上的IO5连接端与电阻R7的另一端相连接，所述集成芯片U1上的IO8连接端与电阻R12的另一端相连接，所述集成芯片U1上的第八连接端接地，所述电阻RA1的一端与集成芯片U1上的IO4连接端相连接，所述集成芯片U1上的第六连接端输出5V电压，所述电阻RA2的一端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述电阻RA1、电阻RA2的另一端输出5V电压。

7.根据权利要求6所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述睡眠开关控制电路包括限位开关J7、睡眠开关J8、电阻RA3，所述限位开关J7上的第一连接端连接集成芯片U1上的IO4连接端，所述限位开关J7上的第二连接端与睡眠开关J8上的第二连接端相连接并接地，所述睡眠开关J8上的第三连接端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述睡眠开关J8上的第一连接端与电阻RA3的一端相连接，所述电阻RA3的另一端输出5V电压。

8.根据权利要求6所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，遥控器控制电路包括遥控开关J6，所述遥控开关J6上的第一连接端输出5V电压，所述遥控开关J6上的第二连接端连接信号发送线TX，所述遥控开关J6上的第三连接端连接信号接收线RX，所述遥控开关J6上的第四连接端接地，所述遥控开关J6上的第五连接端连接集成芯片U1上的IO10连接端。

9.根据权利要求6所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述过零检测电路包括稳压二极管D2、电阻R14、电阻R15、电容C10、NPN型三极管Q4、电阻R9、电阻R10，所述稳压二极管D2的正极连接交流电的相线，所述稳压二极管D2的负极连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后另一端接地，所述NPN型三极管Q4的发射极接地，所述电阻R9和电阻R10的一端均连接至NPN型三极管Q4的集电极，所述电阻R9的另一端输出5V电压，所述电阻R10的另一端与集成芯片U1上的INTO连接端相连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的多功能防褥疮充气床垫用气泵，其特征在于，所述底壳下方设置有挂钩。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及充气泵技术领域，具体指一种多功能防褥疮充气床垫用气泵。

背景技术

长期卧床病人由于人体与床的着力点长时间受到压迫，致使受压局部血液循环变差，透气不良，从而发生褥疮。利用气泵对充气床垫充气分散人体与床着力点的局部压力并交替变换着力点的方式，可对长期卧床病人防治褥疮有非常好的效果。

国内现有的气泵在充气气泵的出气管上设置有充放气阀门，在该充气阀门上设置有控制该充气阀门的阀门电机，通过阀门的阀盖转动实现充放气阀门的交替充气或放气，充气气垫的软硬程度通过泵体的泵芯电机转动速度来调节，上述阀门电机和泵芯电机位于壳体外侧的旋钮控制。

上述结构的气泵存在以下缺陷：其一，通过旋钮调节的气泵只有通过护理人员调节，瘫痪在床的患者在想翻身、起背、睡眠、波动气垫时不能自行调节，只能通过通知护理人员调节，加大了护理人员的工作量，如果护理人员不在，患者只能忍耐，降低了患者的舒适度；其二，一个护理人员护理的患者数量少，而且护理人员的劳动强度大。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题就是提供一种功能多样、适用范围广、患者可以自行调节、使用方便、患者舒适度好、护理人员护理轻松的多功能防褥疮充气床垫用气泵。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种多功能防褥疮充气床垫用气泵，包括壳体、用于连接电源的电源线，所述壳体包括相配合的底壳和上壳，所述壳体上设有出气接头，所述壳体内设有泵体、气阀、电机、PCB控制板，所述泵体与气阀之间通过导气管相连接，所述气阀与出气接头之间通过导气管相连接，所述电机动力输出至气阀，所述PCB控制板分别与泵体、电机信号连接，所述壳体上对应PCB控制板相配合的设有控制旋钮。

还包括用于远程控制的遥控器，所述PCB控制器上信号连接有红外接收器，遥控器与红外接收器之间通过远红外线进行信号传输。

作为优选，所述PCB控制板包括用于为各个模块提供直流电的AC转DC电路、用于控制泵体运行的泵体控制电路、用于控制电机运行的电机控制电路、用于控制泵体出气量的档位开关控制电路、用于控制泵体延迟关闭的睡眠开关控制电路、用于转换遥控器的控制信号的遥控器控制电路、用于检测AC交流电正负相位变化的零点的过零检测电路。

作为优选，所述泵体控制电路包括继电器J1、继电器J2、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7、可控硅整流器Q1、NPN型三极管Q3，所述继电器J1上设有分别连接交流电的零线和相线的第一接口和第二接口，所述电容C5与继电器J1并联，所述电阻R1和电容C6串联后两端分别与可控硅整流器Q1的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q1的阳极连接至继电器J1的第二接口，所述可控硅整流器Q1的的阴极连接至继电器J2上的第二接口，所述继电器J2上的第一接口与继电器J1的第一接口相连接，所述可控硅整理器Q1的控制极与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端输出的12V电压至负载，所述电阻R2的另一端与NPN型三极管Q3的集电极相连接，所述NPN型三极管Q3的基极与电阻R7的一端相连接，所述NPN型三极管Q3的发射极接地，所述电阻R7的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值均为1K，所述电阻R7的阻值为4.7K。

作为优选，所述电机控制电路包括继电器J3、电容C9、电阻R6、电阻R11、电阻R13、电阻R12、可控硅整流器Q2、NPN型三极管Q5，所述电阻R6和电容C9串联后两端分别与可控硅整流器Q2的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q2的阳极连接至继电器J3上的第二接口，所述可控硅整流器Q2的的阴极连接至继电器J3上的第二接口，所述继电器J3上的第一接口连接交流电零线，所述可控硅整流器Q2阳极连接交流电的相线，所述可控硅整理器Q2的控制极与电阻R11的一端相连接，所述电阻R11的另一端与电阻R13的一端相连接，所述电阻R13的另一端连接输出的12V电压至负载，所述电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极相连接，所述NPN型三极管Q5的基极与电阻R12的一端相连接，所述NPN型三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R6、电阻R11、电阻R13的阻值均为1K，所述电阻R12的阻值为4.7K。

作为优选，所述档位开关控制电路包括电阻RA1、电阻RA2、集成芯片U1，所述集成芯片U1上的IO5连接端与电阻R7的另一端相连接，所述集成芯片U1上的IO8连接端与电阻R12的另一端相连接，所述集成芯片U1上的第八连接端接地，所述电阻RA1的一端与集成芯片U1上的IO4连接端相连接，所述集成芯片U1上的第六连接端输出5V电压，所述电阻RA2的一端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述电阻RA1、电阻RA2的另一端输出5V电压。

作为优选，所述睡眠开关控制电路包括限位开关J7、睡眠开关J8、电阻RA3，所述限位开关J7上的第一连接端连接集成芯片U1上的IO4连接端，所述限位开关J7上的第二连接端与睡眠开关J8上的第二连接端相连接并接地，所述睡眠开关J8上的第三连接端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述睡眠开关J8上的第一连接端与电阻RA3的一端相连接，所述电阻RA3的另一端输出5V电压。

作为优选，遥控器控制电路包括遥控开关J6，所述遥控开关J6上的第一连接端输出5V电压，所述遥控开关J6上的第二连接端连接信号发送线TX，所述遥控开关J6上的第三连接端连接信号接收线RX，所述遥控开关J6上的第四连接端接地，所述遥控开关J6上的第五连接端连接集成芯片U1上的IO10连接端。

作为优选，所述过零检测电路包括稳压二极管D2、电阻R14、电阻R15、电容C10、NPN型三极管Q4、电阻R9、电阻R10，所述稳压二极管D2的正极连接交流电的相线，所述稳压二极管D2的负极连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后另一端接地，所述NPN型三极管Q4的发射极接地，所述电阻R9和电阻R10的一端均连接至NPN型三极管Q4的集电极，所述电阻R9的另一端输出5V电压，所述电阻R10的另一端与集成芯片U1上的INTO连接端相连接。

作为优选，所述底壳下方设置有挂钩。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

采用上述技术方案，通过远程遥控，在患者需要翻身、起背、睡眠或气垫波动时，自己就可以通过遥控器上的遥控按键轻松实现各种功能，不仅减少了护理人员的劳动强度，而且患者可以随时根据自己的需要调节，减轻了患者的不适感，使用更加方便；对于不能使用遥控器的患者来说，护理人员可以直接通过遥控器来实现患者多个需求，这样，每个护理人员可以护理更多患者，大大降低了护理成本；由于在所述壳体外侧设置有与所述控制机构控制连接的控制旋钮，护理人员还可以通过调节控制旋钮来调节电机，使用更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中控制电路中的AC转DC电路。

图3为本实用新型中控制电路中的泵体控制电路。

图4为本实用新型中控制电路中的电机控制电路。

图5为本实用新型中控制电路中的档位开关控制电路。

图6为本实用新型中控制电路中的睡眠开关控制电路。

图7为本实用新型中控制电路中的遥控器控制电路。

图8为本实用新型中控制电路中的过零检测电路。

图中，1-电源线、2-上壳、3-泵体、4-气阀、5-电机、6-导气管、7-出气接头、8-保险丝、9-红外接收器、10-PCB控制板、11-控制旋钮、12-底壳、13-挂钩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种多功能防褥疮充气床垫用气泵，如图1所示，包括壳体、用于连接电源的电源线1，所述壳体包括相配合的底壳12和上壳2，所述壳体上设有出气接头7，所述壳体内设有泵体3、气阀4、电机5、PCB控制板10，所述泵体3与气阀4之间通过导气管6相连接，所述气阀4与出气接头7之间通过导气管6相连接，所述电机5动力输出至气阀4，所述PCB控制板10分别与泵体3、电机5信号连接，所述壳体上对应PCB控制板10相配合的设有控制旋钮11。

上述技术方案中，由于在所述壳体外侧设置有与所述控制机构控制连接的控制旋钮，护理人员还可以通过调节控制旋钮来调节电机，使用更加方便。

所述底壳2下方设置有挂钩13，放置更加方便。

进一步的，还包括用于远程控制的遥控器，所述PCB控制器10上信号连接有红外接收器9，遥控器与红外接收器9之间通过远红外线进行信号传输。通过远程遥控，在患者需要翻身、起背、睡眠或气垫波动时，自己就可以通过遥控器上的遥控按键轻松实现各种功能，不仅减少了护理人员的劳动强度，而且患者可以随时根据自己的需要调节，减轻了患者的不适感，使用更加方便；对于不能使用遥控器的患者来说，护理人员可以直接通过遥控器来实现患者多个需求，这样，每个护理人员可以护理更多患者，大大降低了护理成本。

具体的，所述PCB控制板包括用于为各个模块提供直流电的AC转DC电路、用于控制泵体运行的泵体控制电路、用于控制电机运行的电机控制电路、用于控制泵体出气量的档位开关控制电路、用于控制泵体延迟关闭的睡眠开关控制电路、用于转换遥控器的控制信号的遥控器控制电路、用于检测AC交流电正负相位变化的零点的过零检测电路。

可以理解的，如图2所述，AC转DC电路，AC 220V交流电压经过桥堆转换为直流电，再经过滤波电容滤波转换为平滑的直流电为各功能模块供电。为常规电路，因此本申请中不进行具体的描述。

本实用新型的进一步设置，如图3所示，所述泵体控制电路包括继电器J1、继电器J2、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R7、可控硅整流器Q1、NPN型三极管Q3，所述继电器J1上设有分别连接交流电的零线和相线的第一接口和第二接口，所述电容C5与继电器J1并联，所述电阻R1和电容C6串联后两端分别与可控硅整流器Q1的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q1的阳极连接至继电器J1的第二接口，所述可控硅整流器Q1的的阴极连接至继电器J2上的第二接口，所述继电器J2上的第一接口与继电器J1的第一接口相连接，所述可控硅整理器Q1的控制极与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2的另一端与电阻R3的一端相连接，所述电阻R3的另一端输出的12V电压至负载，所述电阻R2的另一端与NPN型三极管Q3的集电极相连接，所述NPN型三极管Q3的基极与电阻R7的一端相连接，所述NPN型三极管Q3的发射极接地，所述电阻R7的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值均为1K，所述电阻R7的阻值为4.7K。

上述技术方案中，泵体控制电路采用220V供电，通过档位开关及可控硅控制气泵的出气量。

本实用新型的进一步设置，如图4所示，所述电机控制电路包括继电器J3、电容C9、电阻R6、电阻R11、电阻R13、电阻R12、可控硅整流器Q2、NPN型三极管Q5，所述电阻R6和电容C9串联后两端分别与可控硅整流器Q2的阳极和阴极相连接，所述可控硅整流器Q2的阳极连接至继电器J3上的第二接口，所述可控硅整流器Q2的的阴极连接至继电器J3上的第二接口，所述继电器J3上的第一接口连接交流电零线，所述可控硅整流器Q2阳极连接交流电的相线，所述可控硅整理器Q2的控制极与电阻R11的一端相连接，所述电阻R11的另一端与电阻R13的一端相连接，所述电阻R13的另一端连接输出的12V电压至负载，所述电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极相连接，所述NPN型三极管Q5的基极与电阻R12的一端相连接，所述NPN型三极管Q5的发射极接地，所述电阻R12的另一端连接至档位开关控制电路，所述电阻R6、电阻R11、电阻R13的阻值均为1K，所述电阻R12的阻值为4.7K。

上述技术方案中，电机控制电路采用AC 220V供电，通过档位开关及可控硅控制电机的工作。

本实用新型的进一步设置，如图5所示，所述档位开关控制电路包括电阻RA1、电阻RA2、集成芯片U1，所述集成芯片U1上的IO5连接端与电阻R7的另一端相连接，所述集成芯片U1上的IO8连接端与电阻R12的另一端相连接，所述集成芯片U1上的第八连接端接地，所述电阻RA1的一端与集成芯片U1上的IO4连接端相连接，所述集成芯片U1上的第六连接端输出5V电压，所述电阻RA2的一端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述电阻RA1、电阻RA2的另一端输出5V电压。

上述技术方案中，档位开关控制电路采用直流5V供电，可选择档位控制气泵的出气量，4档可选择。

本实用新型的进一步设置，如图6所示，所述睡眠开关控制电路包括限位开关J7、睡眠开关J8、电阻RA3，所述限位开关J7上的第一连接端连接集成芯片U1上的IO4连接端，所述限位开关J7上的第二连接端与睡眠开关J8上的第二连接端相连接并接地，所述睡眠开关J8上的第三连接端与集成芯片U1上的IO5连接端相连接，所述睡眠开关J8上的第一连接端与电阻RA3的一端相连接，所述电阻RA3的另一端输出5V电压。

上述技术方案中，睡眠开关控制电路采用直流5V供电，睡眠开关开启后气泵出气量控制在最，电机关闭。

本实用新型的进一步设置，如图7所示，遥控器控制电路包括遥控开关J6，所述遥控开关J6上的第一连接端输出5V电压，所述遥控开关J6上的第二连接端连接信号发送线TX，所述遥控开关J6上的第三连接端连接信号接收线RX，所述遥控开关J6上的第四连接端接地，所述遥控开关J6上的第五连接端连接集成芯片U1上的IO10连接端。

上述技术方案中，遥控器控制电路，采用直流5V供电，工作于2.4GHz，低功耗、发射距离长。

本实用新型的进一步设置，如图8所示，所述过零检测电路包括稳压二极管D2、电阻R14、电阻R15、电容C10、NPN型三极管Q4、电阻R9、电阻R10，所述稳压二极管D2的正极连接交流电的相线，所述稳压二极管D2的负极连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后一端与NPN型三极管Q4的基极相连接，所述电阻R15与电容C10并联后另一端接地，所述NPN型三极管Q4的发射极接地，所述电阻R9和电阻R10的一端均连接至NPN型三极管Q4的集电极，所述电阻R9的另一端输出5V电压，所述电阻R10的另一端与集成芯片U1上的INTO连接端相连接。

上述技术方案中，过零检测电路检测AC交流电正负相位变化的零点，保证可控硅在AC的正负相位均可工作。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式包括部件进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

设计图

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