一種無線單核三輪三軸可調電動病床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線單核三輪三軸可調電動病床，包括：床體本體、側板、床腳、活動輪、活動導軌、推拉單元、固定孔、固定銷、無線裝置、活動電機、用于控制活動電機的驅動裝置。通過上述方式，本發(fā)明一種無線單核三輪三軸可調電動病床，不僅可以擴大床的使用面積，而且還可以進行三輪的控制運動，提高了病床的平穩(wěn)性、安全性和多功能性，方便用戶的使用。
【專利說明】
一種無線單核三輪三軸可調電動病床
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及機械設備領域，特別是涉及一種無線單核三輪三軸可調電動病床。
【背景技術】
[0002]醫(yī)用病床系統(tǒng)是一種用于醫(yī)院病房內(nèi)提供承載患者的設備。目前發(fā)達國家醫(yī)院中 使用的醫(yī)用病床基本上全部自動化，家庭病床、社區(qū)醫(yī)院病床也已經(jīng)使用多功能電動床。部 分醫(yī)用病床可以通過外力改變形狀達到輔助調整患者體位的目的，其中有些附件具有促進 患者康復的效果;可控制電動病床是相對高級的自動化產(chǎn)品，具有省時省力的優(yōu)點。由于電 控制的特點，控制鍵可以安裝在任何允許病床接受到信號的范圍內(nèi)，提高了控制的自由度。 通過附件升級，還可以實現(xiàn)權限分配。電動驅動產(chǎn)品精度更高，便于流水線作業(yè)，已作為ICU 重癥監(jiān)護室、手術室、造影室等中使用的特種醫(yī)用病床。
[0003]我國在醫(yī)用電動病床領域的研究開發(fā)相對滯后，整體水平不高，現(xiàn)國內(nèi)各級醫(yī)院 均是采用普通的機械病床：由床腿、床體和床面組成。為了移動方便移動，一般均在床腿上 設置機械滾動滑輪;為了方便病人坐起，均在床頭部分設置機械手動搖起裝置。對于這類型 病床，一般均需要護理人員幫助，很難獨自完成，同時病床功能單一，實用性能不強。
[0004] 長時間運行發(fā)現(xiàn)存在著很多安全隱患和不便，即： (1)現(xiàn)有的部分病床通過四個固定站腳與地面接觸起到支撐作用，病人均被固定在某 一個封閉的環(huán)境中，隨著病人長時間的住院，對病人的身心造成了極大的傷害。
[0005] (2)雖然部分病床把固定站腳改為了機械萬向輪，可以通過醫(yī)護人員移動病床到 某個空間，但是由于病床移動隨意性較大，有時候會出現(xiàn)誤操作，甚至有時候會傷害到病 人。
[0006] (3)隨著現(xiàn)代人類生活質量的增加，肥胖病人大量增加，而護士人員一般又都比較 瘦小，通過機械萬向輪移動病人使得護士人員非常吃力，加重了勞動強度。
[0007] (4)隨著老齡化的加重，大量的老人也加重了對病床的需求，現(xiàn)在的護工人員又比 較少，基于機械萬向輪的病床加重了護工人員的勞動強度。
[0008] (5)所有的機械病床一般均固定在某個位置，一旦需要移動或者變換方向均需要 外部人員完成，加重了護工人員的勞動量。
[0009] (6)現(xiàn)在的機械病床即使可以通過外力通過病房門口被推到外部環(huán)境中，由于人 為操作的自動化程度比較低，通過病房門口都需要點時間調整病床的姿態(tài)才可以通過。 [0010] (7)現(xiàn)在的機械病床即使可以通過機械萬向輪的支撐到達病房以外的環(huán)境，在調 節(jié)了病人身心的同時，也加大了護工人員的勞動量，特別是通過爬坡的地方時，對護工人員 的體力提出了更高的要求。
[0011] (8 )雖然單輪驅動的電動病床可以很好的滿足對病床速度和方向的解耦，但是單 輪驅動的行走電機功率較大，有時候會造成大馬拉小車的現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0012] (9)由于單輪驅動的電動病床動力與地面的接觸點只有一個，造成人為很難精確 控制其移動的方向，輕微的一點干擾就能造成較大的方向改變。
[0013] ( 10)雖然雙輪驅動可以削弱單輪驅動的部分缺點，但是電動病床在爬坡的時候如 果通過電機過載來滿足功率要求，長時間的運行會傷害電機的性能，造成系統(tǒng)的可靠性大 幅度降低。
[0014] (11)電動病床在許多緊急狀態(tài)下需要快速加速和以較高的速度運行，在這種條件 下系統(tǒng)需求的功率較大，滿足正常行駛的兩輪電機功率無法滿足加速要求，系統(tǒng)無法滿足 緊急狀況下的功率要求。
[0015] (13)對于部分簡易的病床一旦加入電動助力部分可以很容易離開病房，一旦電動 病床離開病房即使電動病床本體出現(xiàn)問題和病人發(fā)生危險，醫(yī)護人員再也無法獲取其任何 信息。
[0016] (14)由于老齡化的加重，護工非常短缺，對于部分短時自己護理自己的病人來說， 即使在病房內(nèi)發(fā)生危險也無法與醫(yī)護人員和護工及時溝通，有時候會造成一定的傷害。
[0017] (15)為了能夠保護電動病床不被誤操作，病床都開啟了多種保護權限，這使得醫(yī) 護人員需要現(xiàn)場開啟這些權限才能啟動，加大了醫(yī)護人員的工作量，而且非常耗時。
[0018] (16)簡易電動病床移動過程中對于病床的參數(shù)監(jiān)測大多數(shù)還處于現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)場 存儲的控制模式，一旦電動病床出現(xiàn)故障需要生產(chǎn)人員到現(xiàn)場查看與操控，不利于電動病 床高度自動化的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種無線單核三輪三軸可調電動病床，具有可 靠性能高、定位精確、結構緊湊等優(yōu)點，同時在機械設備的應用及普及上有著廣泛的市場前 景。
[0020] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是： 提供一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其包括:床體本體、側板、床腳、活動輪、活 動導軌、推拉單元、固定孔、固定銷、無線裝置、活動電機、用于控制活動電機的驅動裝置， 所述推拉單元包括床架、撐腳、滑輪，所述撐腳設置于所述床架的底面上，所述滑輪設 置于所述床架的側壁上， 所述活動導軌包括水平導軌、上導軌、下導軌、轉換盤，所述床體本體底面的兩側分別 設置有一所述側板，所述水平導軌設置于所述側板的頂部，所述上導軌和所述下導軌同時 設置于所述側板的側壁上，所述轉換盤同時與所述水平導軌、所述上導軌和所述下導軌相 連接，所述滑輪在所述活動導軌中來回運動，所述滑輪和所述活動導軌上設置有固定孔，所 述固定銷設置于所述固定孔中， 所述床腳設置于所述側板的底部，所述活動輪設置于所述床腳和所述撐腳的底部，所 述活動電機與3個所述活動輪相連接，所述驅動裝置分別與所述無線裝置和所述活動電機 相連接。
[0021 ]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述側板與所述床架為可活動連接。
[0022]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述水平導軌的長度等于所述側板的長度。
[0023]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述轉換盤上設置有人字形凹槽，所述水平導軌、所 述上導軌和所述下導軌通過所述凹槽的三端相互連通。
[0024]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述驅動裝置包括ARM控制器、圖像采集裝置、監(jiān)控 裝置、人機控制界面、蓄電池和驅動器，所述ARM控制器分別與所述監(jiān)控裝置、圖像采集裝 置、所述人機控制界面、所述蓄電池、所述無線控制裝置、所述驅動器相連接，所述活動電機 分別與所述ARM控制器和所述驅動器相連接。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：不僅可以擴大床的使用面積，而且還可以進行三輪的控制 運動，提高了病床的平穩(wěn)性、安全性和多功能性，方便用戶的使用。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1是本發(fā)明的一種無線單核三輪三軸可調電動病床一較佳實施例的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明基于無線控制DSP的單輪驅動醫(yī)用病床原理圖； 圖3為本發(fā)明無線控制單核單輪驅動電動病床程序框圖； 圖4為無線控制單核單輪驅動電動病床運動原理框圖； 圖5為單核單輪驅動電動病床通過病房門口自動導航原理圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0028]請參閱圖1-5,本發(fā)明實施例包括： 一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其包括:床體本體1、側板2、床腳3、活動輪4、活 動導軌、推拉單元、固定孔5、固定銷、無線裝置、活動電機、用于控制活動電機的驅動裝置。 [0029]所述推拉單元包括床架6、撐腳7、滑輪13,所述撐腳設置于所述床架的底面上，所 述滑輪設置于所述床架的側壁上。
[0030] 所述活動導軌包括水平導軌8、上導軌9、下導軌10、轉換盤11，所述床體本體底面 的兩側分別設置有一所述側板，所述水平導軌設置于所述側板的頂部，所述上導軌和所述 下導軌同時設置于所述側板的側壁上，所述轉換盤同時與所述水平導軌、所述上導軌和所 述下導軌相連接，所述滑輪在所述活動導軌中來回運動，所述滑輪和所述活動導軌上設置 有固定孔，用于固定住床架的所述固定銷設置于所述固定孔中。
[0031] 所述床腳設置于所述側板的底部，所述活動輪設置于所述床腳和所述撐腳的底 部，所述活動電機與3個所述活動輪相連接，所述驅動裝置分別與所述無線裝置和所述活動 電機相連接。
[0032] 所述側板與所述床架為可活動連接，所述水平導軌的長度等于所述側板的長度， 所述轉換盤上設置有人字形凹槽12,所述水平導軌、所述上導軌和所述下導軌通過所述凹 槽的三端相互連通。
[0033] 所述驅動裝置包括采用了 STM32F407的ARM控制器、圖像采集裝置、監(jiān)控裝置、人機 控制界面、蓄電池和驅動器，所述活動電機為直流無刷伺服電機，所述ARM控制器分別與所 述監(jiān)控裝置、圖像采集裝置、所述人機控制界面、所述蓄電池、所述無線控制裝置、所述驅動 器相連接，所述活動電機分別與所述ARM控制器和所述驅動器相連接。
[0034] 一種無線單核三輪三軸可調電動病床，在電源打開狀態(tài)下，人機控制界面先工作， 如果確實需要移動電動病床，護工人員、護士人員可以現(xiàn)場或者是通過無線裝置輸入各自 的權限密碼，電動病床才可能在屋子里移動，否則電動病床就待在原地等待權限開啟命令； 如果電動病床需要推出病房，此時醫(yī)院負責人現(xiàn)場或者是通過無線裝置開啟自己的權限密 碼，否則電動病床一旦移動到門口位置被門口監(jiān)控裝置探測到，檢測系統(tǒng)會觸發(fā)控制器上 的報警傳感器，STM32F407鎖死當前的電動病床，控制器開啟圖像采集裝置并通過無線網(wǎng)局 域網(wǎng)傳輸給護理總站，使得醫(yī)護人員了解電動病床的現(xiàn)場狀況。在正常運動狀態(tài)下，電動病 床通過各種傳感器讀取外部環(huán)境比反饋參數(shù)給STM32F407，由STM32F407處理后轉化后為兩 軸差速行駛的直流無刷伺服電機的同步控制PWM信號，PWM波信號經(jīng)驅動放大后驅動直流無 刷電機X和直流無刷電機Y向前運動，其運動速度和位移被相對應的磁電編碼器Ml和M2反饋 給STM32F407,由STM32F407根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)二次調整兩軸同步HVM控制信號以滿足實際 工作需求。在加速行駛或爬坡狀態(tài)下，電動病床通過各種傳感器讀取外部環(huán)境比反饋參數(shù) 給STM32F407，由STM32F407處理后轉化后為直流無刷伺服電機的同步控制P麗信號，P麗波 信號經(jīng)驅動放大后驅動直流無刷電機X、直流無刷電機Y和直流無刷伺服電機Z向前運動，其 運動速度和位移被相對應的磁電編碼器組、12和13反饋給3了132?407，由3了132?407根據(jù)運 行狀態(tài)參數(shù)二次調整三軸同步PWM控制信號以滿足實際工作需求。電動床在運行過程中，人 機控制界面在線存儲各種電動病床參數(shù)，在需要時可以通過無線局域網(wǎng)輸出當前狀態(tài)到護 理總站，使得處理比較簡單。
[0035]具體的功能實現(xiàn)如下： 1)在電動病床未接到任何指令之前，它一般會和普通醫(yī)用病床沒有區(qū)別，被固定在某 一個區(qū)域，交流電源對系統(tǒng)中的蓄電池充電，保證電動病床有足夠的能源完成任務。
[0036] 2)-旦護理總站需要移動病人，通過無線局域網(wǎng)護理總站首先與電動病床通訊， 接到總站發(fā)出的中斷后，電動病床主控器自動斷開連接線與交流電源的連接，防止電動病 床的移動損害充電連接線，電動病床轉為蓄電池供電狀態(tài)。
[0037] 3)為了防止誤操作，本發(fā)明采用三級啟動權限，當確定需要移動電動病床時，如果 只是在病房內(nèi)部移動電動病床，則需要護工人員和護士先后通過人機控制界面或者是無線 局域網(wǎng)裝置輸入權限密碼開啟屋內(nèi)行走模式;如果是需要推動電動病床走出病房，則需要 護工人員、護士和醫(yī)院負責人先后通過人機控制界面或者是無線控制裝置輸入權限密碼開 啟屋外行走模式。
[0038] 4)當電動病床開啟行走模式后，一旦啟動鍵SS按下，系統(tǒng)首先完成初始化并檢測 電源電壓，如果蓄電池電源不正常，將向STM32F407發(fā)出中斷請求，STM32F407會對中斷做 第一時間響應，如果STM32F407的中斷響應沒有來得及處理，車體上的自鎖裝置將被觸發(fā)， 進而達到自鎖的功能，防止誤操作防止誤操作，然后STM32F407通過無線裝置向護理總站發(fā) 出故障中斷請求，由總站進一步檢修電動病床;如果電源正常，電動床將開始正常工作。 [0039] 5)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS按下，STM32F407控制器將檢測側向轉彎 按鈕SK是否被觸發(fā)。如果側向轉彎按鈕SK被觸發(fā)，STM32F407根據(jù)運動部分需要旋轉角度 泠=9?0:需要，把直流無刷伺服電機X和Y要運轉的距離SX轉化為加速度、速度和位置參考指 令值，然后STM32F407再結合電機X和電機Y的磁電傳感器Μ1、Μ2的反饋生成驅動直流無刷伺 服電機X和電機Y的驅動信號，驅動信號經(jīng)功率橋放大后驅動直流無刷伺服電機X和電機Y以 相反的方向運動，在運動過程Ml和M2實時反饋電機的運行參數(shù)給STM32F407，STM32F407根 據(jù)反饋參數(shù)二次微調電機X和電機Y的PWM控制信號，使得旋轉系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)完成側轉 細 1*任務，由于在此過程中只是電機X和電機Y組成的旋轉部分旋轉90度，并未改變電動病床 的方向，提高了電動病床在狹小空間的實用性。
[0040] 6)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS按下，如果此時前進按鈕SF被觸發(fā)，系統(tǒng) 會對加速按鍵SA進行判斷，如果系統(tǒng)確定加速按鍵SA已經(jīng)觸發(fā)，說明電動病床需要加速或 者是爬坡，此時控制器會根據(jù)需要對所需要的功率進行優(yōu)化分配，然后開啟三軸電機同步 伺服控制模式。根據(jù)加速度和速度要求，STM32F407結合直流無刷電機X、電機Y和電機Z配備 的磁電編碼器M1、M2和M3的反饋生成驅動三軸直流無刷電機的PWM驅動信號，驅動信號經(jīng)驅 動器放大后驅動三軸電機向前運動，在此過程中磁電編碼器M1、M2和M3實時向STM32F407反 饋其位移信號，STM32F407把此位移信號轉化為電動病床的實際運行距離;在運動過程中， 攜帶的前方防撞超聲波傳感器S9和SlO將工作，并向STM32F407控制器時刻反饋其與前方 障礙物的距離。如果防撞超聲波傳感器S9或者是SlO讀取到前方有障礙物時，STM32F407經(jīng) 內(nèi)部伺服控制程序調整直流無刷伺服電機X、電機Y、電機Z的PffM輸出，控制電動病床在安全 范圍內(nèi)停車，控制器并開啟一個三秒的計時，如果三秒后控制器依舊讀取到障礙物則通知 人機控制界面改換行走軌跡;如果三秒后障礙物信號消息，則電動病床將按照當前路徑繼 續(xù)啟動前進。在電動病床運動過程中，磁電傳感器Ml、M2和M3會時刻檢測直流無刷伺服電機 X、電機Y和電機Z的運動速度和位移，并反饋給STM32F407,由STM32F407二次調整直流無刷 電機X、電機Y和電機Z的PffM波控制信號以滿足實際需求。
[0041 ] 7)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS按下，如果此時只有前進按鈕SF被觸發(fā)， 加速按鍵SA未被觸發(fā)，電動病床將開始向前按照正常速度運動：電機X和電機Y被啟動，電機 Z被釋放;在運動過程中，攜帶的前方防撞超聲波傳感器S9和SlO將工作，并向STM32F407控 制器時刻反饋其與前方障礙物的距離。如果防撞超聲波傳感器S9或者是SlO讀取到前方有 障礙物時，STM32F407經(jīng)內(nèi)部伺服控制程序調整直流無刷伺服電機X和電機Y的PWM輸出，控 制電動病床在安全范圍內(nèi)停車，控制器并開啟一個三秒的計時，如果三秒后控制器依舊讀 取到障礙物則通知人機控制界面改換行走軌跡;如果三秒后障礙物信號消息，則電動病床 將按照當前路徑繼續(xù)啟動前進。在電動病床運動過程中，磁電傳感器Ml、M2會時刻檢測直流 無刷伺服電機X和電機Y的運動速度和位移，并反饋給STM32F407,由STM32F407二次調整直 流無刷電機X和電機Y的PWM波控制信號以滿足實際需求。
[0042] 8)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS按下，如果此時后退按鈕SB也被觸發(fā)，無 論加速按鍵SA是否被觸發(fā)，電動病床都將以設定的正常速度開始后退運動，STM32F407經(jīng) 內(nèi)部伺服控制程序調整直流無刷伺服電機X和電機Y的PWM輸出，控制電動病床按照設定速 度緩慢后退;在后退運動過程中，磁電傳感器M1、M2會時刻檢測直流無刷伺服電機X和電機Y 的運動速度和位移，并反饋給STM32F407，STM32F407根據(jù)磁電傳感器Ml和M2的速度和位 移反饋二次調整直流無刷伺服電機X和電機Y的PWM輸出，保證電動病床在安全速度范圍內(nèi) 運行，防止速度過快電動病床推倒護工人員。
[0043] 9)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS按下，如果此時轉彎按鈕SK和前進按鈕SF 被觸發(fā)，無論加速按鍵SA是否被觸發(fā)，電動病床都將以設定好的正常速度開始側向右移，在 運動過程中，攜帶的側方防撞超聲波傳感器S6將工作，并向STM32F407控制器時刻反饋其 與前方障礙物的距離。如果防撞超聲波傳感器S6讀取到右方有障礙物時，STM32F407經(jīng)內(nèi) 部伺服控制程序調整直流無刷伺服電機X和電機Y的PWM輸出，控制電動病床在安全范圍內(nèi) 停車，控制器并開啟一個三秒的計時，如果三秒后控制器依舊讀取到障礙物存在將向人機 控制界面發(fā)出停車報警;如果三秒后障礙物信號消息，則電動病床將按照當前軌跡繼續(xù)側 向右移。在電動病床側向右移過程中，磁電傳感器Ml、M2會時刻檢測直流無刷伺服電機X和 電機Y的運動速度和位移，并反饋給STM32F407，由STM32F407二次調整電機X和電機Y的運 動參數(shù)，保證系統(tǒng)滿足行走要求。
[0044] 10)當STM32F407控制器檢測到啟動鍵SS-旦按下，如果此時轉彎按鈕SK和前進 按鈕SB被觸發(fā)，無論加速按鍵SA是否被觸發(fā)，電動病床都將以設定好的正常速度開始側向 左移。在運動過程中，攜帶的側方防撞超聲波傳感器S7將工作，并向STM32F407控制器時刻 反饋其與前方障礙物的距離。如果防撞超聲波傳感器S7讀取到運動前方有障礙物時， STM32F407經(jīng)內(nèi)部伺服控制程序調整直流無刷伺服電機X和電機Y的PWM輸出，控制電動病 床在安全范圍內(nèi)停車，控制器并開啟一個三秒的計時，如果三秒后控制器依舊讀取到障礙 物存在將向人機控制界面發(fā)出停車報警;如果三秒后障礙物信號消息，則電動病床將按照 當前軌跡繼續(xù)側向左移。在電動病床側向左移過程中，磁電傳感器Ml、M2會時刻檢測直流無 刷伺服電機X和電機Y的運動速度和位移，并反饋給STM32F407，由STM32F407二次調整電 機X和電機Y的運動參數(shù)，保證系統(tǒng)滿足實際需求。
[0045] 11)當電動病床需要移出病房時，先有醫(yī)院負責人開啟行走權限密碼，可以有護工 人員推出房間，也可以有護工人員把電動病床推到帶有地面導航標志的位置，電動病床進 入自動導航狀態(tài):其導航的光電傳感器SI、S2、S3、S4、S5將工作，地面標志反射回來的光電 信號反饋給STM32F407，經(jīng)STM32F407判斷處理后確定偏移導航軌道的偏差，STM32F407 把此偏差信號轉化為電機X和電機Y要運行的加速度、速度和位移指令，STM32F407再結合 磁電編碼器Ml和M2的反饋生產(chǎn)驅動直流無刷伺服電機X和電機Y的驅動信號，驅動信號放大 后驅動直流無刷電機X和電機Y向前運動，快速調整電動病床迅速回到導航軌道中心。電動 病床沿著軌道行走過程，STM32F407根據(jù)地面標志和磁電編碼器Ml和M2的反饋微調電機X 和電機Y的驅動信號，使沿著設定好的軌道順利通過病房門口。當鋪設的軌道消失后，電動 病床就停在原地等待人為移動信號，防止誤操作。
[0046] 12)-旦電動病床被推出病房后，將開啟無線傳輸模式，當電動病床開始移動，磁 電傳感器Ml、M2、M3會實時反饋直流無刷電機X、電機Y和電機z的速度和移動位移，電機X、Y、 Z的參數(shù)通過無線傳輸給總站，一旦電機速度超越了設定值，總站會通過無線裝置向電動病 床發(fā)出超速警報;一旦病床或者是病人出現(xiàn)緊急問題時，護工人員會觸發(fā)電動病床報警按 鍵，在按鍵按下的同時，基于CCD的圖像采集圖像會開啟，然后通過無線傳輸向總站傳輸故 障信息。
[0047] 13)當病人開始短時的自我護理出現(xiàn)緊急狀況時，病人自己觸發(fā)電動病床報警按 鍵，在按鍵按下的同時，基于CCD的圖像采集圖像會開啟，然后通過無線傳輸裝置向總站發(fā) 出中斷請求并傳輸故障信息，總站護理人員會第一次處理故障信息。
[0048] 14)本電動病床在運動過程為了防止護士的誤操作以及遇到緊急狀況停車，加入 了緊急停車自動鎖車功能。如遇到緊急情況，當緊急按鍵ESWl按下后，控制器一旦檢測到緊 急中斷請求會發(fā)出原地停車指令，STM32F407通過驅動器封鎖直流無刷伺服電機X、電機Y 和電機Z的PWM波信號，即使電動病床多個萬向輪都處于可以滑動狀態(tài)，由于行走電機X、電 機Y和電機Z處于鎖死狀態(tài)，這樣電動病床也不會運動，保證了在緊急狀況下的安全性。
[0049] 15)本發(fā)明在電動病床上加入了濕度檢測系統(tǒng)。此濕度檢測系統(tǒng)由濕敏傳感器、測 量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能，這樣 當病人大小便失控時，濕度檢測系統(tǒng)會工作，將發(fā)出報警信號，護工人員通過人機控制界面 輸出可以查出故障原因，然后更換床褥。
[0050] .16)本電動床裝備了多種防障礙物報警系統(tǒng)，障礙物探測系統(tǒng)可以在病床碰撞到 障礙物之前自動探測到障礙物的存在并通過控制器協(xié)助自動停車，并根據(jù)障礙物的性質確 定二次啟動或是一直待在原地不動，這樣就保證了病床在運動過程中對周圍環(huán)境的適應， 減少了環(huán)境對其的干擾。
[0051] 17)在電動病床行走過程中，直流無刷伺服電機經(jīng)常會受到外界因素干擾，為了減 少電機的脈動轉矩對行走的影響，控制器在考慮電機特性的基礎上加入了對電機轉矩的在 線辨識，并利用電機力矩與電流的關系進行及時補償，削弱了外界環(huán)境對運動的影響。 [0052] 一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其具有的有益效果是： 1、在控制過程中，充分考慮了電池在這個系統(tǒng)中的作用，基于ARM(STM32F407)控制器 時刻都在對電動病床的運行狀態(tài)和電源來源進行監(jiān)測和運算，當交流電源切斷時，病床會 借助自攜帶蓄電池電源自鎖在固定位置，直至有移動病床的開關信號輸入，保證了病床的 自然狀態(tài)。
[0053] 2:為了方便使用，減少外界對病床的干擾，護工人員、護士人員以及醫(yī)院管理人員 均需要開啟權限才可以啟動電動病床，減少了誤操作的危險。
[0054] 3:為了方便病人自理，減少對外界條件的依賴，本系統(tǒng)加入了人機控制界面功能， 病人只要通過電腦觸摸屏就可以自動控制病床，這樣就可以不需要護理而自己解決部分簡 易的日常生活。
[0055] 4:由于此電動病床加入了基于蓄電池的動力助力裝置，即使碰到病人身體肥胖或 者護理人員身體瘦弱時，病床本身在電源充足的條件下可以為護工人員和護士人員在屋子 里移動病床提供動力，減少了護士或者護工人員在屋子里移動病床的體力消耗和勞動強 度。
[0056] 5:由于此電動病床加入了基于直流無刷伺服電機的兩輪差速驅動系統(tǒng)，使得病床 可以在屋子里實現(xiàn)自由移動，減少了病人在某一個固定位置的壓抑感。
[0057] 6:由于此電動病床加入了基于直流無刷伺服電機的兩輪差速驅動系統(tǒng)，使得單臺 電機的功率大大降低，并且動力與地面的接觸點有兩點，有利于提高電動病床行駛時的操 控性。
[0058] 7:由于此電動病床加入了基于直流無刷伺服電機的單軸加速助力系統(tǒng)，使得兩臺 差速行駛電機的功率可以進一步降低，并且動力與地面的接觸點有三點，在需要加速或者 爬坡時可以通過開啟助力電機滿足功率要求，在正常行駛時可以釋放加速電機，起到一個 觸點的左右，有利于提尚電動病床彳丁駛時的操控性。
[0059] 8:由于加入了基于直流無刷伺服電機的兩輪差速驅動系統(tǒng)，在非常狹小的空間內(nèi) 可以使病床側向移動，減少旋轉帶來的負面問題。
[0060] 9:當電動病床遇到爬坡的時，由于自身攜帶的有動力能源，所以可以通過助力電 機很好的起到助力作用，并且三輪驅動的動力特性遠遠優(yōu)越于雙輪驅動，進一步減少了對 護工人員體力的要求。
[0061 ] 10:由STM32F407處理兩軸電機差速行駛和助力電機的全數(shù)字伺服控制，大大提高 了運算速度，解決了單單片機運行較慢的瓶頸，縮短了開發(fā)周期短，并且程序可移植能力 強。
[0062] 11:本發(fā)明完全實現(xiàn)了單板控制，不僅節(jié)省了控制板占用空間，而且還完全實現(xiàn)了 多軸電機控制信號的同步，有利于提高醫(yī)用電動病床的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。
[0063] 12:由于本控制器采用STM32F407處理大量的數(shù)據(jù)與算法，并充分考慮了周圍的 干擾源，有效地防止了程序的"跑飛"，抗干擾能力大大增強。
[0064] 13:本電動病床加入了自動鎖車功能，當病床在移動過程中，如遇到緊急情況，控 制器會發(fā)出原地停車指令，并鎖死兩輪差速行駛電機，即使多個萬向輪都處于可以滑動狀 態(tài)，但由于驅動輪處于鎖死狀態(tài)，這樣也不會運動。
[0065] 14:為了能夠使病床能夠自由移出病房門口，控制器加入了多種導航傳感器，在移 出病房過程中一旦讀到地面標志就會自動導航，減少人工移動病床帶來的誤差。
[0066] 15:本電動床裝備了多種報警系統(tǒng)，在碰撞到障礙物之前自動停車，這樣就保證了 在運動過程中的安全性，減少了環(huán)境對其的干擾。
[0067] 16:由于本電動病床系統(tǒng)采用直流無刷伺服電機替代了直流電機，不僅進一步提 高了系統(tǒng)的安全性，也可以提高能源的利用率，增加了電動病床在攜帶能源一定的條件下 一次移動的距離。
[0068] 17:由于本電動病床系統(tǒng)采用直流無刷伺服電機，當電機受到外界干擾產(chǎn)生脈動 轉矩時，直流無刷伺服電機可以利用力矩與電流的關系迅速進行補償，極大減少了外界干 擾對電動病床的影響。
[0069 ] 18:本電動病床加入了濕度檢測系統(tǒng)。此濕度檢測系統(tǒng)由濕敏傳感器、測量電路和 顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能，這樣當病人大 小便失控或者是床單潮濕時，濕度檢測系統(tǒng)會工作，發(fā)出更換請求。
[0070] 19:由于電動病床具有無線接收和發(fā)射功能，使得醫(yī)護人員可以根據(jù)需要遠距離 開啟病床啟動的權限，減少了醫(yī)護人員的工作量。
[0071] 20:由于電動病床具有無線接收和發(fā)射功能，一旦自己短時護理自己的病人遇到 緊急狀況可以隨時與醫(yī)護人員溝通，保證了病人的安全。
[0072] 21:由于電動病床具有無線接收和發(fā)射功能，且配備了基于CCD的圖像采集裝置， 使得醫(yī)護人員可以隨時監(jiān)控離開病院的電動病床的及時狀況，一旦遇到緊急狀況可以立即 處理，保證了電動病床和病人的安全。
[0073] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其特征在于，包括:床體本體、側板、床腳、活 動輪、活動導軌、推拉單元、固定孔、固定銷、無線裝置、活動電機、用于控制活動電機的驅動 裝置， 所述推拉單元包括床架、撐腳、滑輪，所述撐腳設置于所述床架的底面上，所述滑輪設 置于所述床架的側壁上， 所述活動導軌包括水平導軌、上導軌、下導軌、轉換盤，所述床體本體底面的兩側分別 設置有一所述側板，所述水平導軌設置于所述側板的頂部，所述上導軌和所述下導軌同時 設置于所述側板的側壁上，所述轉換盤同時與所述水平導軌、所述上導軌和所述下導軌相 連接，所述滑輪在所述活動導軌中來回運動，所述滑輪和所述活動導軌上設置有固定孔，所 述固定銷設置于所述固定孔中， 所述床腳設置于所述側板的底部，所述活動輪設置于所述床腳和所述撐腳的底部，所 述活動電機與3個所述活動輪相連接，所述驅動裝置分別與所述無線裝置和所述活動電機 相連接。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其特征在于，所述側板 與所述床架為可活動連接。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其特征在于，所述水平 導軌的長度等于所述側板的長度。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其特征在于，所述轉換 盤上設置有人字形凹槽，所述水平導軌、所述上導軌和所述下導軌通過所述凹槽的三端相 互連通。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種無線單核三輪三軸可調電動病床，其特征在于，所述驅動 裝置包括ARM控制器、圖像采集裝置、監(jiān)控裝置、人機控制界面、蓄電池和驅動器，所述ARM控 制器分別與所述監(jiān)控裝置、圖像采集裝置、所述人機控制界面、所述蓄電池、所述無線控制 裝置、所述驅動器相連接，所述活動電機分別與所述ARM控制器和所述驅動器相連接。
【文檔編號】A61G7/05GK106074036SQ201610600777
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月28日 公開號201610600777.0, CN 106074036 A, CN 106074036A, CN 201610600777, CN-A-106074036, CN106074036 A, CN106074036A, CN201610600777, CN201610600777.0
【發(fā)明人】張好明
【申請人】江蘇若博機器人科技有限公司