CN109393815B - 嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法，其中，电动床包括电动床床板、床板支撑件、推杆、压力传感器、倾角传感器和驱动装置，所述床板支撑件固定设置在床板背面，所述床板背面为与床板使用面的相反面；所述推杆一端与所述床板支撑件铰接，另一端与所述驱动装置连接；所述压力传感器设置在所述床板支撑件与所述推杆的铰接连接处；所述倾角传感器固定在所述床板支撑件上。本发明通过床板倾角数据结合受力大小的分析，得到两者数据的曲线变化，并通过数据的曲线变化获知床板的运动姿态，有效防止电动床在升降过程中发生异状导致的安全隐患。

Description

嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动床技术领域，特别是一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法。

背景技术

电动床通过驱动结构实现床板的抬升和下降时众所周知的。现有的电动床大多具有多个可调整倾角的床板，床板通过支撑件、推杆与驱动电机连接。在电动床的升降过程中，容易发生床板或推杆卡住障碍物但驱动电机持续驱动的情形，存在着巨大的安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法，旨在实时获知床板的运动姿态信息，有效防止电动床在升降过程中发生异状导致的安全隐患。

本发明提出一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，包括床板、床板支撑件、推杆、压力传感器、倾角传感器和驱动装置，

所述床板支撑件固定设置在床板背面，所述床板背面为与床板使用面的相反面；

所述推杆一端与所述床板支撑件铰接，另一端与所述驱动装置连接；

所述压力传感器设置在所述床板支撑件与所述推杆的铰接连接处；

所述倾角传感器固定在所述床板支撑件上。

进一步的，还包括电动床支撑架、控制器和驱动装置，所述控制器固定设置在所述电动床支撑架，所述驱动装置安装在所述电动床支撑架，所述控制器与所述驱动装置电性连接。

进一步的，还包括控制装置，所述控制装置分别与所述控制器、所述压力传感器和所述倾角传感器有线或无线连接。

进一步的，所述床板包括头部床板、腰部床板和脚部床板，所述头部床板、所述腰部床板和所述脚部床板之间依次铰接。

进一步的，所述头部床板、所述腰部床板和所述脚部床板背面分别设置有两个所述床板支撑件，两个所述床板支撑件呈对称分布。

进一步的，所述驱动装置为驱动电机、空压机和液压机中任意一个，所述推杆为电动推杆、气动推杆和液压推杆中任意一个；所述驱动电机与所述电动推杆对应配置，所述空压机与所述气动推杆对应配置，所述液压机与所述液压推杆对应配置。

进一步的，所述驱动电机通过线性致动器与所述电动推杆连接。

本发明还提供一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的控制方法，其特征在于，包括：

根据预设频率采集当前的运动信息，所述运动信息包括所述电动床当前的倾角信息和受力信息；

根据所述运动信息判断所述电动床的当前运动是否出现异常情况；

若出现异常情况，则控制驱动装置停止运动。

进一步的，所述运动信息按照采集时间的先后顺序生成数据曲线图，所述根据所述变化信息判断当前运动是否出现异常情况的步骤，包括：

根据所述数据曲线图，分别计算两相邻采集时间对应的各曲线斜率；

判断各所述曲线斜率是否大于预设斜率；

若大于，则判定所述电动床的当前运动出现异常；

若小于，则判定所述电动床的当前运动没有出现异常。

进一步的，所述控制驱动装置停止运动的步骤之后，包括：

发送报警信息到预设终端。

本发明提供的一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床及其控制方法，通过床板的倾角信息结合受力信息的变化分析，得到两者综合数据曲线变化，并通过数据曲线变化实时获知床板的运动姿态，有效防止电动床在升降过程中发生异状导致的安全隐患。

附图说明

图1是本发明一实施例一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的整体结构图；

图2是本发明一实施例一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的控制结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1—2，本实施例中的一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，包括床板1、床板支撑件2、推杆3、压力传感器4、倾角传感器5和驱动装置8，

所述床板支撑件2固定设置在床板1背面，所述床板1背面为与床板使用面的相反面，所述床板1使用面为用户休息时使用的一面；

所述推杆3一端与所述床板支撑件2铰接，另一端与所述驱动装置8连接；

所述压力传感器4设置在所述床板支撑件2与所述推杆3的铰接连接处；

所述倾角传感器5固定在所述床板支撑件2上。

本实施中，电动床包括床板1、床板支撑件2、推杆3、压力传感器4、倾角传感器5和驱动装置8。其中，床板1可以调整自由调整倾斜角度，床板支撑件2固定设置在床板1背面，床板1与推杆3之间通过床板支撑件2连接。推杆3一端与床板支撑件铰接，另一端直接与驱动装置连接。床板支撑件2承受了床板1的几乎所有的力作用，包括睡卧者的心冲击、呼吸动作、翻身、上床与离开、言语等，其具有力作用集中的设计，也跟床板1结合在一起。在床板支撑件2与推杆3的连接处部署压力传感器4，可以全面感测床板1所受到的压力及振动，获得最大的灵敏度。倾角传感器5固定在床板支撑件2上，一旦被标定，就可以十分准确地感知床板1的姿势、运动趋势和动作细节等信息。电动床由多个电动推杆3或气动推杆3执行变形动作时，床板1的受力和角度变化均通过压力传感器4和倾角传感器5实时监测，并将电动床的运动信息通过无线信号输送到控制装置6。控制装置6通过床板1的倾角信息结合受力信息分析，得到两者数据的实时曲线变化。根据数据的曲线变化，可以获知床板1的运动姿态，判断出床板1是否有异常的动作。如果床板1的升降过程正常，没有卡住障碍物或者部件老化时，控制装置6处理后的数据曲线变化平滑，因此不介入驱动装置8的动作，电动床继续执行变形动作。如果床板1卡到障碍物或者部件老化的时候，床板1的运动信息对应的数据曲线会发生剧烈变化，比如下滑幅度突然增大，控制装置6由此判断床板1运动发生异常，通过控制器7控制驱动装置8停止，避免床板1进一步上升或下降发生危险。

进一步的，参照图2，本实施例中，电动床还包括控制器7、驱动装置8和电动床支撑架9，所述控制器7固定设置在所述电动床支撑架9，所述驱动装置8安装在所述电动床支撑架9，所述控制器7与驱动装置8电性连接。电动床支撑架9为整张电动床的支撑结构，可以直接放置在地面。控制器7与驱动装置8通过电线连接，可以接收控制装置6的控制指令，并根据控制指令调整驱动装置8正转、反转或者停止。控制器7与驱动装置8均设置在电动床支撑架9，以满足驱动床板1的各种运动动作。

进一步的，本实施例中，电动床还包括控制装置6，控制装置6可以设置在电动床支撑架9上便于使用者操作的位置，也可以设置在控制器7、压力传感器4和倾角传感器5的数据传输范围内的任何地方。控制装置6的作用是为了接收压力传感器4和倾角传感器5监测电动床的运动信息，并根据运动信息对电动床当前的运动状态进行判断，在运动状态出现异常时通过控制器7控制驱动装置8停止动作。控制器7通过无线信号与控制装置6相互连接，用于接收控制装置6发送的指令。进一步的，控制装置6也可以分别与控制器7、压力传感器4和倾角传感器5有线连接，以保证相互之间连接的稳定性。

进一步的，参照图1，本实施例中，床板1包括头部床板、腰部床板和脚部床板。其中，头部床板、腰部床板和脚部床板之间依次铰接。各床板之间依次铰接，能够根据使用者各身体部位的不同倾角需求，实现各自独立做不同角度的运动，进行角度调整，提高使用者的使用体验。

进一步的，本实施例中，头部床板、腰部床板和脚部床板背面分别设置有数量不小于两个的床板支撑件2。当床板支撑件2的数量为偶数时，床板支撑件2呈对称分布，可以为左右对称或上下对称；当床板支撑件2的数量为奇数时，各床板支撑件2之间等距排列。各床板上分别设置两个床板支撑件2，一方面可以提高床板1的支撑力。另一方面，对称设置的两个床板支撑件2可以使得床板1受力分布均匀。由此，当使用者不管是处于任何睡姿，比如侧卧，安装在支撑件上的压力传感器4和倾角传感器5都可以监测到床板1的受力信息和倾角信息，使得所监测得到的运动信息更加精确。

进一步的，本实施例中，所述驱动装置8可以为驱动电机、空压机和液压机中任意一个，所述推杆3可以为电动推杆、气动推杆和液压推杆中任意一个；驱动电机与电动推杆对应配置，空压机与气动推杆对应配置，液压机与液压推杆对应配置。其中，驱动电机与电动推杆的配置结构较简单，在进行上升或下降动作的过程中平稳性高，同时不会产生的噪音较小。而空压机和气动推杆的配置结构较复杂，且在使用的过程中或产生较大的噪音，但是其响应速度较快，能够根据接收到的指令立即进行上升或下降的动作。

进一步的，本实施例中，驱动电机通过线性致动器与电动推杆连接。线性致动器可以将驱动电机的旋转运动转变为电动推杆的直线往复运动，以此实现电动推杆推动床板1进行升降运动。

进一步的，本实施例中，电动床还包括摄像头，所述摄像头安装在预设位置。其中，预设位置为可以直接观察到电动床的运动过程的位置，比如设置正面朝向电动床的墙壁上。进一步的，摄像头可以设置有多个，以便可以从不同角度观察到电动床的运动过程。摄像头与控制装置6无线或有线连接，用以将拍摄得到的照片传输到控制装置6，以便控制装置6将照片发送到预设终端。

本实施例提供的一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，通过床板1的倾角信息结合受力信息的变化分析，得到两者综合数据曲线变化，并通过数据曲线变化实时获知床板1的运动姿态，有效防止电动床在升降过程中发生异状导致的安全隐患。

本实施例还提供一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床控制方法，包括以下步骤：

S1：根据预设频率采集当前的运动信息，所述运动信息为所述电动床当前的倾角信息和受力信息；

S2：根据所述运动信息判断所述电动床的当前运动是否出现异常情况；

S3：若出现异常情况，则控制驱动装置8停止运动。

本实施例中，电动床根据预设频率，比如每秒一次，通过设置在床板支撑件2的压力传感器4和倾角传感器5采集当前的运动信息。其中，运动信息为电动床当前的倾角信息和受力信息，即具体的倾角角度和受力大小。电动床根据预先设定，将采集的运动信息按照采集时间的先后顺序进行整理，生成具有时间顺序的数据表格或数据曲线图。其中，数据表格由各组采集时间和采集时间对应的运动信息组成；数据曲线图由相邻采集时间的运动信息表示的点连接形成。电动床根据采集的运动信息在单位时间内的数值变化得到电动床运动的变化程度，从而判断当前运动是否出现异常情况。比如，根据数据表格中相邻采集时间的两个运动信息的当前数值差与预设数值差相比，如果当前数值差大于预设数值差，则说明电动床当前运动的变化程度超过预设情况。此时可能是因为推杆3在运动过程中卡到障碍物，或者部件老化导致当前的运动信息，即倾角角度和受力大小发生剧烈变化，电动床判定当前运动出现异常情况，则控制驱动装置8马上停止运动，避免推杆3进一步动作导致被夹障碍物受损程度加重，或者部件老化导致无力支撑使得使用者摔落等造成的安全隐患。

进一步的，所述运动信息按照采集时间的先后顺序生成数据曲线图，所述根据所述变化信息判断当前运动是否出现异常情况的步骤，包括：

S201：根据所述数据曲线图，分别计算两相邻采集时间对应的各曲线斜率；

S202：判断各所述曲线斜率是否大于预设斜率；

S203：若大于，则判定所述电动床的当前运动出现异常；

S204：若小于，则判定所述电动床的当前运动没有出现异常。

本实施例中，电动床将运动信息按照采集时间的先后顺序生成数据曲线图。电动床分别计算两相邻采集时间对应的各个曲线斜率，并调取预设斜率与各个曲线斜率分别一一对比。如果其中的曲线斜率大于预设斜率，则说明电动床的当前运动出现异常。因为如果电动床运动正常时，根据运动信息得到的数据曲线图的变化应当是平滑的，即相邻采集时间对应的曲线斜率应当是稳定的。只有在运动过程中卡到障碍物，或者部件老化有故障时，压力和倾角的数据曲线会发生剧烈变化，使得对应的曲线斜率超过预设斜率。如果曲线斜率均小于或等于预设斜率，则说明电动床的当前运动没有出现异常。

进一步的，所述控制驱动装置8停止运动的步骤之后，包括：

S4：发送报警信息到预设终端。

本实施例中，电动床在控制停止运动后，根据预先设定将报警信息发送到预设终端。其中，报警信息可以为单纯的文字信息，用于提醒预设终端的用户当前电动床出现异常，以便尽快对电动床的异常进行排除。进一步的，电动床可以启动摄像头拍摄电动床的当前状态，并将拍摄得到的包含有电动床的照片作为报警信息发送到预设终端，以便预设终端的用户可以根据照片对电动床的异常原因进行初步判断，提高异常的排除效率。预设终端可以是电动床的维修人员的移动终端，也可以是使用者自己定义的移动终端，比如亲属。

本实施例提供的一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的控制方法，通过床板1的倾角信息结合受力信息的变化分析，得到两者综合数据曲线变化，并通过数据曲线变化实时获知床板1的运动姿态，有效防止电动床在升降过程中发生异状导致的安全隐患。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的控制方法，其特征在于，包括：

根据预设频率采集当前的运动信息，所述运动信息包括所述电动床当前的倾角信息和受力信息；

根据所述运动信息判断所述电动床的当前运动是否出现异常情况；

若出现异常情况，则控制驱动装置停止运动；

所述运动信息按照采集时间的先后顺序生成数据曲线图，所述根据所述运动信息判断当前运动是否出现异常情况的步骤，包括：

根据所述数据曲线图，分别计算两相邻采集时间对应的各曲线斜率；

判断各所述曲线斜率是否大于预设斜率；

若大于，则判定所述电动床的当前运动出现异常；

若小于，则判定所述电动床的当前运动没有出现异常。

2.根据权利要求1的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床的控制方法，其特征在于，所述控制驱动装置停止运动的步骤之后，包括：

发送报警信息到预设终端。

3.一种嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，用于实现如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括床板、床板支撑件、推杆、压力传感器、倾角传感器和驱动装置，

所述床板支撑件固定设置在床板背面，所述床板背面为与床板使用面的相反面；

所述推杆一端与所述床板支撑件铰接，所述推杆另一端与所述驱动装置连接；

所述压力传感器设置在所述床板支撑件与所述推杆的铰接连接处；

所述倾角传感器固定在所述床板支撑件上。

4.根据权利要求3所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，还包括电动床支撑架、控制器和驱动装置，所述控制器固定设置在所述电动床支撑架，所述驱动装置安装在所述电动床支撑架，所述控制器与所述驱动装置电性连接。

5.根据权利要求4所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置分别与所述控制器、所述压力传感器和所述倾角传感器有线或无线连接。

6.根据权利要求3所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，所述床板包括头部床板、腰部床板和脚部床板，所述头部床板、所述腰部床板和所述脚部床板之间依次铰接。

7.根据权利要求6所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，所述头部床板、所述腰部床板和所述脚部床板背面分别设置有两个所述床板支撑件，两个所述床板支撑件呈对称分布。

8.根据权利要求3所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机、空压机和液压机中任意一个，所述推杆为电动推杆、气动推杆和液压推杆中任意一个；所述驱动电机与所述电动推杆对应配置，所述空压机与所述气动推杆对应配置，所述液压机与所述液压推杆对应配置。

9.根据权利要求8所述的嵌入压力传感器与倾角传感器的电动床，其特征在于，所述驱动电机通过线性致动器与所述电动推杆连接。