摘要：本次设计的智能助起式如厕椅采用单片机控制，具有助起式如厕椅自动启闭、座便体自动升降、自动防污、杀菌消毒除臭防臭、自动冲水、温水冲洗、暖风烘干、水温调节、风温调节、水压水量调节等功能，并有水温过热、风温过热等安全保护措施。主要应用于轮椅床、护理床上的一种智能助起式如厕椅,改善了在市场上安装不方便以及价格昂贵的不足。以提供家庭、医院对病人和老年人等弱势群体的护理提供方便为目的而进行的改良设计。
关键词：如厕辅助；辅助椅；机械设计；控制系统
Abstract: Abstract: the design of intelligent toilet auxiliary chair using microcontroller control, with automatic toilet auxiliary chair, automatic lifting, automatic pollution, sterilization, odor deodorization, automatic flushing, warm water washing, warm air drying, water temperature regulation, wind temperature regulation, water regulation function, and water temperature overheating, wind temperature and other safety protection measures.A smart toilet auxiliary chair, mainly used in wheelchair beds and nursing beds, improves the inconvenient installation in the market and expensive deficiencies.Modified design for the purpose of providing convenience for home, hospital care for vulnerable groups such as patients and the elderly.
Key words: toilet assistance; auxiliary chair; mechanical design; control system
1.引言
1.1 选题背景
随着生活水平的日益提高以及技术日新月异的发展,人们对卫生洁具的要求也越来越高。智能助起式如厕椅便具有智能化、人性化、卫生、环保及舒适等优点，已成为不少家庭、高档宾馆必备的卫生洁具。目前国内市场上高档的智能化助起式如厕椅产品主要是进口产品。这些产品不但价格昂贵，而且一些参数的设计不合国情。此外，长期使用轮椅的病人和手术后病人大小便问题一直是大家关注的问题，有些病人不习惯床上大小便，从而抑制了排便、排尿反射，导致便秘等症状；针对这些问题，根据人体生理特点和力学原理，该智能可移动助起式如厕椅，可较好地解决以上问题。市场上也出现了一些进口助起式如厕椅,然而这些产品不但价格昂贵,而且很少有能够应用到轮椅床、汽车上的。智能可移动助起式如厕椅具有自动冲水、温水冲洗、暖风烘干等多种功能,并能够满足使用者对不同温度的要求,不仅应用于轮椅床、汽车上,更方便携带，是一种移动式的智能助起式如厕椅,能为病人和老年人提供极大的方便。
1.2课题意义
在本次的毕业设计的课题中，需确确实实的将这三年半所学习的课程应用其中。在智能助起式如厕椅的机械结构中运用到了机械理论，助起式如厕椅的升降功能方面运用到了液压方面的知识，在复杂的智能助起式如厕椅控制方面运用了单片机的知识，再是计算、绘图等其他方面包含了机械制图、互换性、机械设计、机电控制等重要课程。而且也实现了我校培养高级应用型、技术型人才培养的目标。通过毕业设计强化了学生们对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养学生收集资料和调查研究的能力,以及一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。同时掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用；设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本的编制全过程。另外对培养学生独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备,都具有十分重要意义。
2.国内外研究现状与发展趋势
如今我国已经进入一个人口老龄化的社会，截至去年底，我国60岁以上的老年人口已经达到1.6亿，而我国医疗护理器械产业也经过解放初期的基本空白发展到现在能够生产47大类、3000多个品种、1.1万多种规格的规模，其医疗护理器械的生产企业也超过了1.2万家。
医疗护理器械行业作为高新技术最具发展潜力的产业之一，近年来，随着我国新医改投入、人口老龄化和健康保健服务重视程度的不断加大，我国医疗护理器械市场规模将维持快速增长态势。目前全球医疗护理器械占医药总市场总规模的42%，而我国仅占医药总市场14%的规模，我国医疗器械行业前景可期。在医疗护理器械的进出口方面，近年来，我国的医疗器械产业进口开始快速增长。在我国医疗护理器械产业的主要城市里，深圳是一个领先的龙头，深圳目前拥有医疗护理器械企业500家左右，年出口额超过13亿美元，占到整个广东出口贸易市场的一半，2008年，深圳的医疗护理器械产业产值达到了120多亿，深圳医疗护理器械产品门类齐全，不仅产品覆盖各个领域，而且如今也成为我国高科技医疗器械产品重要的生产基地。2010年，我国医疗护理器械市场增长率为23%，市场规模达1200亿元。2011年一季度，我国共实现营业收入19.61亿元，同比增长40.06%。到2015年，中国整个医疗护理仪器与设备市场预计将翻一番，达到537亿美元，中国医疗器护理械行业复合增长率将维持在20%-30%，行业发展潜力巨大。
我国医疗护理器械行业发展潜力巨大主要表现在三个方面：
1）人们保健康复对医疗护理器械的刚性需求以及国家对医疗护理器械技术创新扶持力度的不断加大，将成为我国医疗护理器械产业高速发展根本动力；
2）随着计算机技术的快速发展，医疗领域的信息化和网络化引发了对影像化、数字化等高精尖医疗设备的需求增长，给医疗护理器械生产企业带来一定的市场空间；
3）在国家大力推进医改，发展基础医疗保障的大背景下，市场对医疗设备、仪器、材料的需求量将不断增长，基层医疗机构将是医疗器械重要市场。目前全国县级医院和乡镇卫生院达8万多家，其设备添置、改造、更新换代的需求缺口庞大。
现代医院服务中的文化含量，文化附加值越来越高，经济与文化“一体化”是医院发展趋势中的重要内容。医院文化内涵包括了人文科学、思想意识、沟通技巧、行为规范等，它无不体现了医院的文化素质、文化个性和服务意识，每一项有价值的服务，都凝聚着一定的、丰富的文化素养，医院的文化、文化个性、文化特色，实质上体现了医院的整体护理服务的内涵。护士接触病人的时间最长，频率最高，形式最多，层面最广，文化力辐射越强，社会和人群满意率越高，医院竞争力越强。
由咨询行业分析师指出，未来我国医疗护理器械行业将呈现四大发展趋势：
1）自动化，自动化合成与精密操作的医疗护理器械越来越受到人们的关注；
2）中医化，中医医疗护理器械产品相结合将成为趋势，比如数字化中医诊断仪，它通过智能分析技术，进行单诊判读和中医辨证；
3）小型化，小型化的医疗护理器械具有使用方便、快捷等优点，患者的某些检测可以随时进行，节省了时间和空间；
4）医药软件广泛应用化，它在制药行业的销售和管理信息系统中将得到普遍应用，医药软件将成为现代医药工业不可或缺的医药护理器械。
伴随着医疗费用支出的不断加大、消费水平的不断提升和人们对健康意识重视程度的加深将是推动行业发展的重要动力，新医改为行业发展注入新的活力，我国医疗器械行业存在较大的发展空间。
然而在医疗护理器械中智能助起式如厕椅在国外非常普及，在国内虽未形成主流，但佛山企业在这方面走得还算比较早，产品已经呈现一定的规模。而新明珠陶瓷市场部有关负责人告诉记者，新明珠旗下在2008年便推出了智能助起式如厕椅，之后销售量每年都有相应的增长，但销售量相对其他产品来说仍然较小。据了解，目前佛山智能助起式如厕椅中的智能芯片主要来自于韩国、日本、德国等国家，也有些是来自国内台州、上海等地区。
如今市面上的智能助起式如厕椅的问题:
（1）市场上的护理智能助起式如厕椅价格昂贵；
（2）太多护理助起式如厕椅由于体积太大很难安装到轮椅床、护理床上；
（3）不够人性化，不能因人而异的改变；
（4）使用操作复杂；
（5）后续清理、消毒不方便，不卫生；
（6）污物储存不合理；
（7）没有合理的保护措施。
韩国、日本、德国、美国等国家的智能马桶普及率是非常高的，而他们智能助起式如厕椅的研发和生产系统比较完善，国内不少企业的智能芯片和控制技术是直接运用国外的。总的来说，佛山企业智能助起式如厕椅虽然有一定的生产规模，但销售情况却没有预期中理想。价格偏高，由于智能马桶的产量少，所以价格会比较昂贵，从市场的情况来看，10000元左右价位的智能助起式如厕椅是最受消费者欢迎的。目前智能助起式如厕椅的价格是普通马桶的5到12倍，从目前国内的消费水平来看，智能助起式如厕椅的价格还是比较昂贵的。有消费者还质疑，花如此多钱去购买一个所谓的"智能"马桶是否值得呢?国内智能助起式如厕椅才刚开始，虽然是发展趋势，但市场还处于培育过程中，所以不具实力与市场影响力的企业不会过早切入这一块。当今智能助起式如厕椅已趋向一体化，电子与陶瓷的结合更考验生产企业的资金投入与研发实力。
3.文献综述
针对这些问题，根据人体生理特点和力学原理，该智能可移动助起式如厕椅，可较好地解决以上问题，并且是一种不仅能够用于轮椅床、护理床等医疗护理设备，并且是能方便携带至户外临时处所使用的智能可移动助起式如厕椅，并可将蹲厕改为坐厕后用。助起式如厕椅启闭装置采用水平抽拉的方式,占用空间小且效率高;座便体升降机构采用双三棱柱结构,保证准确到位且稳定性高;接便装置的抽取机构使其取放方便;特别考虑了接便装置的密封,以防止臭味散发;用臭氧发生器提供臭氧来杀菌消毒除臭,使助起式如厕椅使用更卫生;用逆向建模进行数值模拟、结构优化,为助起式如厕椅设计提供了依据。助起式如厕椅采用单片机控制,具有助起式如厕椅自动启闭、座便体自动升降、自动防污、杀菌消毒除臭防臭、自动冲水、温水冲洗、暖风烘干、水温调节、风温调节、水压水量调节等功能,并有水温过热、风温过热等安全保护措施。并且采用嵌入式微处理器、多传感器、机电一体化等多种先进技术，设计开发智能助起式如厕椅的控制系，该系统在静音、节水、环保等方面达到国家卫生洁具相关标准的要求。
3.1可移动的实现
3.1.1安置于护理床的实现
要使该助起式如厕椅应用于轮椅床、护理床等医疗护理设备,要求其使用安全、方便、舒适、卫生(主要是指大小便冲洗干净、不散发臭味),结构紧凑,能安装于床下，同时要有足够强的结构稳定性,能够抵抗轮椅床等行走时由于颠簸、短时停车等使用情况引起的扰动力。更具上诉要求采用水平抽拉式助起式如厕椅启闭机构、双三棱柱升降机构、接便及密封装置、水气供给系统。
3.1.2移动便捷的实现
移动马桶本身采用抗菌加工，污渍容易清洗，洁净卫生。移动马桶坐便内桶加盖，密封性能很强，可防止异味散发。上部带有拎手，清洁方便可拿出随意清洗，也可以套用一次性塑料袋使用。桶体和污物箱可分离，移动便携、方便卫生，使用后请盖上内桶的小盖和外盖,即可防止异味扩散。拿掉提桶即可将蹲厕改为坐厕后用，适合年老行动不便者,房间没有卫生间,临时住处和野外居住时方便使用。
3.2 智能的实现
3.2.1智能助起式如厕椅的主要功能
智能助起式如厕椅采用单片机控制,具有助起式如厕椅自动启闭、座便体自动升降、自动防污、杀菌消毒除臭防臭、自动冲水、温水冲洗、暖风烘干、水温调节、风温调节、水压水量调节等功能,并有水温过热、风温过热等安全保护措施。自动防污功能是方便之前在座便体内壁短时均匀自动喷水,使赃物不残留。温水冲洗、暖风烘干的温度均在室温至40°之间4档可调,暖风烘干的时间还可自行调整。
3.2.2智能助起式如厕椅的工作原理
智能助起式如厕椅的操作很方便,若以系统默认值(水温、风温、水量、风量、烘干时间)进行,只需按启动、洁便、停止三个键即可顺序完成如下图所示的功能,非常人性化。若用户对
上述五个量有不同要求,也可以在使用的过程中调整。
4.结论
本文根据人体生理特点和力学原理，设计一款智能可移动助起式如厕椅，可较好地解决市面上只能助起式如厕椅遇到的问题，并且是一种不仅能够用于轮椅床、护理床等医疗护理设备，而且是能方便携带至户外临时处所使用的智能可移动助起式如厕椅，并可将蹲厕改为坐厕后用。
助起式如厕椅启闭装置采用水平抽拉的方式,占用空间小且效率高;座便体升降机构采用双三棱柱结构,保证准确到位且稳定性高;接便装置的抽取机构使其取放方便;特别考虑接便装置的密封,以防止臭味散发;用臭氧发生器提供臭氧来杀菌消毒除臭,使助起式如厕椅使用更卫生;用逆向建模进行数值模拟、结构优化,为助起式如厕椅设计提供了依据。助起式如厕椅采用单片机控制,具有助起式如厕椅自动启闭、座便体自动升降、自动防污、杀菌消毒除臭防臭、自动冲水、温水冲洗、暖风烘干、水温调节、风温调节、水压水量调节等功能,并有水温过热、风温过热等安全保护措施。并且采用嵌入式微处理器、多传感器、机电一体化等多种先进技术，设计开发智能助起式如厕椅的控制系，该系统在静音、节水、环保等方面达到国家卫生洁具相关标准的要求。
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