洗浴辅助机器人的擦洗结构设计及其清洁效果评价

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为满足日渐庞大的失能老人群体的洗浴护理需求,缓解护理人员工作负担,本文设计研究一种能够实现淋浴、擦洗、烘干、消毒和生命体征实时监测等功能的失能老人用洗浴辅助机器人,对缓解医疗卫生和养老事业压力,提高老人晚年生活质量,具有重要的社会应用价值。本文主要研究内容包括:(1)结合国内外洗浴护理研究现状,分析总结洗浴辅助机器人的主要功能,提出系统组成及关键指标,设计洗浴辅助机器人主要结构,分析关键结构的力学性能;(2)研究老人体征监测的关键参数及其检测技术,设计自动洗浴过程中关键体征、洗浴温度、擦洗压力和烘干时间等技术参数测量的传感系统;(3)设计洗浴辅助机器人的控制器软硬件系统,基于标准洗浴护理流程,构建多控制器的协同控制框架和通信链路,设计嵌入式程序;(4)提出一种体表清洁效果的评价方法,研究基于数据驱动擦洗结构的清洁效果提升方法;研制洗浴辅助机器人样机,并验证其洗浴护理过程自动化的可行性和安全性。实验研究表明,该机器人实现了淋浴、擦洗、烘干和消毒等洗浴护理过程的自动化和洗浴护理过程中的关键体征监测与反馈;相比于传统方法,身体正面皮肤油脂含量下降量平均提高3.9%,身体背面平均提高2.3%,初步验证了机器人洗浴护理过程自动化的可行性和有效性。本文研究的洗浴辅助机器人的主要创新点包括:(1)提出一种全方位清洁的擦洗结构及其控制方法针对失能老人和护理人员对洗浴护理过程自动化和操作简便的需求,设计一种能够实现人体正背面同时清洁的擦洗结构,融合传感器、控制器和执行器,实现人体全方位清洁。(2)提出一种体表清洁效果评价方法基于身体表面油脂含量数据,采用假设检验和ANOSIM(Analysis of Similarities,相似性分析)方法对洗浴护理的清洁效果进行评价,综合分析值和值,评价反馈体表清洁效果。
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