CN103946036B - 脚轮控制系统 - Google Patents

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Abstract

提供用于控制脚轮控制系统(28)中的至少两个脚轮(1)的系统。脚轮包括制动起动器(7)，其可用于将脚轮(1)设定在三个不同位置，方向锁定、空档或制动位置。可手动例如用脚或经由具有连接到脚轮的制动起动器的伺服电动机的伺服电动机组件(14)，操作制动起动器(7)。伺服电动机组件进一步包括印刷电路板(16)、微处理器(17)和连接到制动起动器(7)的至少一个开关(19、20)。伺服电动机组件可进一步包括运动传感器(18)。每个脚轮的伺服电动机组件连接到脚轮控制系统的电制动控制器(33)。可通过脚轮控制系统(28)的操作板(37)操作脚轮。如果手动地操作一个脚轮的制动起动器(7)，则电制动控制器(33)可被设定为使系统的其它脚轮中的一个或多个采取相同位置。如果运动传感器(18)检测到脚轮(1)的运动并且系统连接到市电电压(40)，则系统还可将所有脚轮(1)都设定在制动位置。

Description

脚轮控制系统
技术领域
本发明涉及一种脚轮控制系统和用于操作该系统的方法。
背景技术
脚轮通常包括叉形件，安装销从叉形件竖直突起。在叉形件中，经由水平轴安装转轮。叉形件可围绕安装销的竖直轴线转动并且转轮可围绕其安装轴的水平轴线转动。被安装在医院和护理设施上时，脚轮通常装配有用于锁定转动的装置和用于制动轮子的装置。这些装置可单独或结合应用。Oy Mannerin Konepaja AB的GB 2457787描述了这种脚轮。
在医院床中，制动和锁定装置通常机械地互相连接，从而可经由踏板操作它们。Hill-Rom的EP 618088 A2公开了这种床。LINET SPOL S.R.O的EP 1945166 A2描述了此原理的进一步发展。这里，医院床的底架包括常见的脚轮控制装置，其通过常见的制动装置进行操作。底架包括床移动传感器和中央处理器单元。如果医院床已经在特定时间段内未移动，则中央处理器单元将通过常见的致动装置自动制动脚轮。借助于常见的致动装置更容易制动和/或锁定底架。然而，将常见的致动装置增加到机械互相连接的脚轮仅增加底架的总重量，这使底架过重以致难以移动和操纵。
Oy Mannerin Konepaja AB的GB 2457787描述了具有共用激活轴的转动锁定装置和轮子制动装置。在第一位置，共用激活轴锁定转动。在第二位置，激活轴锁定转动并激活轮子制动装置。每个脚轮包括用于手动操作的踏板。在另一实施例中，用电动机致动器替代踏板，诸如安装于其上的电动机。踏板的手动操作或电动机的致动将致使共用激活轴在所述位置之间移动。尽管具有电动机致动器的脚轮使用方便，但是当无电或控制系统故障时会存在问题。
Fallshaw Holdings PTY LTD的WO 2008/148169 Al克服了此缺点，其公开了具有可被设定到三个不同位置以使脚轮处于方向锁定、空档或制动位置的制动起动器的脚轮。在第一位置(方向锁定)，脚轮不能围绕竖直轴线旋转，但是脚轮的轮子可围绕水平轴线自由旋转。据此，脚轮仅可沿一个方向移动。在空档位置，脚轮可围绕竖直轴线转动并且轮子可围绕水平轴线自由旋转，因而脚轮可沿任何方向移动。在制动位置，脚轮既不能围绕竖直轴线转动也不能围绕水平轴线旋转。因此，脚轮不可移动。脚轮可装配有与脚轮的制动起动器连接的电制动起动器。由此，可通过经由电制动起动器激活制动起动器来达到三个位置。因而，可手动和自动地操作脚轮。
发明内容
本发明的目的是提供具有可靠性、适用性和安全性提高的改进的脚轮控制系统。
根据本发明，这通过提供一种脚轮来解决，所述脚轮包括具有脚轮能够围绕其转动的竖直旋转轴线的安装销、能够围绕水平轴线(6)旋转的至少一个轮子和制动起动器，这些部件协作将脚轮设定在：方向锁定位置，在该位置，脚轮不能围绕安装销的竖直轴线转动并且轮子能够围绕水平轴线自由旋转，或制动位置，在该位置，轮子不能围绕水平轴线旋转并且脚轮不能围绕安装销的竖直轴线转动，或空档位置，在该位置，脚轮能够围绕安装销的竖直轴线自由转动并且轮子能够围绕水平轴线自由旋转。
所述脚轮的特征在于，其进一步包括伺服电动机组件，伺服电动机组件包括伺服电动机、印刷电路板、微处理器和至少一个开关，并且其中，伺服电动机连接到制动起动器。因此，可手动和自动地操作脚轮。此外，脚轮能够给出关于制动起动器的位置的状态。在另一实施例中，脚轮包括运动传感器。据此脚轮可提供关于其是否运动的状态。
本发明进一步提供脚轮控制系统，其包括至少两个上述类型的脚轮，并且其中，脚轮控制系统包括电制动控制器、电源和操作板。脚轮控制系统的电制动控制器还可包括微处理器。因此，脚轮控制系统单独地、成对地或多个地控制脚轮。结合给出每个脚轮的制动起动器的位置状态的能力，这提供大范围的适用性和安全性，这将在下文中描述。
根据本发明的方法，脚轮控制系统的电制动控制器可设定操作板以指示每个脚轮的制动起动器的位置。据此，使用者可确保每个脚轮的制动起动器被设定在目的位置。
根据本发明的方法，如果脚轮之一的制动起动器已经被手动地设定在制动位置，则脚轮控制系统的电制动控制器可将脚轮设定在制动位置。这极大地增加了利用脚轮控制系统中的脚轮的容易度。如果脚轮控制系统被安置在一个医院或护理设施中，则护理员可通过仅操作一个脚轮的制动起动器在几秒内制动所有脚轮。通过阅读操作板，护理员片刻就可确定已经达到所有脚轮的制动位置，操作板可指示脚轮控制系统中的每个脚轮的制动起动器的位置。
根据本发明的方法，如果其它脚轮之一的制动起动器已经被手动地设定在方向锁定位置的话，脚轮控制系统的电制动控制器可将至少一个脚轮设定在方向锁定位置。这简化了脚轮控制系统的使用。如果脚轮控制系统被安置在一个医院或护理设施中，则移动设施的护理员可据此通过将前一对脚轮或后一对脚轮设定在方向锁定位置在运动期间控制该设施。为了确保脚轮控制系统中的每个脚轮的制动起动器已经达到目的位置，护理员可简单地阅读操作板，其指示每个脚轮的制动起动器的位置。
在脚轮控制系统的另一实施例中，电制动控制器包括电压源检测器以确定脚轮控制系统是否连接到市电电压。根据本发明的方法，如果一个或多个脚轮的运动传感器检测到运动并且脚轮控制系统同时连接到市电电压，则脚轮控制系统的电制动控制器可将每个脚轮的制动起动器设定在制动位置。在脚轮控制系统被安置在一个医院或护理设施中的情况下，通常经由具有与壁插座连接的插头的缆线提供电源。这里，脚轮控制系统将阻止从壁扯掉此电缆，由此避免仪器损坏和人员受伤。此外，还避免由从壁撕下缆线导致的缆线的隐藏损坏，诸如切断导线或导线短路。
本发明进一步提供一种包括如上所述的脚轮控制系统的医院或护理设施。
本发明还涉及包括如上所述的脚轮控制系统的患者升降机。
附图说明
下面描述本发明的其它特征，其中：
图1图示脚轮，
图2图示图1中脚轮的制动起动器可被设定在的三个位置，
图3示意性地图示伺服电动机组件的内部，
图4示意性地图示包括图1所示类型的四个脚轮的脚轮控制系统，
图5图示包括图4所示类型的脚轮控制系统的线性致动器系统，
图6图示包括图5所示的线性致动器系统的医院或护理床，以及
图7图示包括图5所示的线性致动器系统的患者升降机。
具体实施方式
图1图示具有安装销2的脚轮1，安装销2具有脚轮1可围绕其转动的竖直旋转轴线3。脚轮1包括可围绕水平轴线6旋转的一组轮子4、5。制动起动器7被布置在轮子4、5上方并且通过如箭头8所示地围绕轴线9上下枢转可被设定在三个不同位置。如图2所示，在上部位置10(方向锁定)，脚轮1被锁定在指定方向11。这意味着轮子4、5可自由旋转，但是安装销2被锁定在优选方向。这允许脚轮1在方向11上沿表面行进。如果制动起动器7被设定在下部位置12(被制动)，则脚轮1将完全被锁定或制动。这意味着脚轮1不能围绕安装销2的竖直轴线3转动，并且轮子4、5不能围绕水平轴线6旋转。因而，脚轮1完全不可移动。将制动起动器7设定在中间位置13(空档)将允许脚轮1围绕安装销2的竖直轴线3自由转动，并且允许轮子4、5围绕水平旋转轴线6自由旋转。
脚轮1的制动起动器7连接到伺服电动机组件14。如图3所示意性示出的，伺服电动机组件14包括伺服电动机15、印刷电路板(PCB)16、微处理器17、运动传感器18和两个开关19、20。运动传感器18可以是例如加速度计。伺服电动机15经由诸如齿轮的传动装置或经由具体化为叉形件21的杠杆臂直接或间接联接到制动起动器7。叉形件21与伺服电动机15的电动机轴23的杠杆臂22接合。当电动机轴23围绕轴线24旋转时，制动起动器7可被设定在上述三个位置之一，即，方向锁定位置10、空档位置13和制动位置12。两个开关19、20被布置为使得它们可通过制动起动器7可被设定到的三个位置之一而经由销25、26被启动和断开。开关19、20连接到微处理器17，其可接收开关19、20所产生的信号。伺服电动机组件14被容纳在封闭的壳27内。
图4示意性图示包括具有上述伺服电动机组件14的脚轮1类型的四个脚轮29、30、31、32的脚轮控制系统28。当被安装在一个医院或护理设施(见图6)或患者升降机(见图7)中时，可有目的地利用脚轮控制箱系统28。每个脚轮29、30、31、32经由具有插头35的连接器缆线34连接到电制动控制器33。电制动控制器33连接到电源36和操作板37，并包括微处理器38。
可经由操作板37将全部四个脚轮29、30、31、32设定在锁定位置12或手动地将脚轮29、30、31、32之一设定在锁定位置12。在前者情况下，来自操作板37的信号转发到电制动控制器33，电制动控制器33经由伺服电动机之间14将每个脚轮29、30、31、32的制动起动器7设定在锁定位置12。这也将致使制动起动器7被设定在锁定位置12。在后者情况中，诸如护理员或医院护士的操作员手动地将例如脚轮29的制动起动器7按压到锁定位置12。制动起动器7的位置变化由开关19、20指示。通过脚轮29的伺服电动机组件14的微处理器17，此信息被转发到电制动控制器33。在处理此信息时，电制动控制器33命令其余三个脚轮30、31、32也被设定在锁定位置12。
以类似方式，可经由操作板37将全部脚轮29、30、31、32设定在空档位置13或手动地仅将脚轮29、30、31、32之一设定在空档位置13。
当脚轮控制系统28被安装在一个医院或护理设施中时，一对脚轮29、30；31、32需要被设定在方向锁定位置10。这将允许操作员更好地将一个医院或护理设施从一个地方移动到另一个地方。此外，可经由操作板37操作脚轮29、30、31、32或手动地操作待被设定到方向锁定位置10的脚轮29、30、31、32之一。在后者情况中，操作员手动地将脚轮29、30、31、32之一(例如29)的制动起动器7按压到方向锁定位置10。脚轮29的制动起动器7的位置变化由开关19、20指示。此信息被微处理器17处理并通过脚轮29的伺服电动机组件14转发到电制动控制器33。在处理此信息时，电制动控制器33命令另一脚轮30也被设定到方向锁定位置10。为了最佳地控制医院或护理设施，其余两个脚轮31、32被设定在空档位置13。以类似方式，一对脚轮31、32也可被设定在方向锁定位置10并且另一对脚轮29、30被设定在空档位置13。
为了增加安全性，被安置在一个医院或护理设施中的脚轮控制系统28可以编程有制动时间延迟，用于在医院或护理设施已经在规定时间段内未运动时将全部脚轮29、30、31、32设定在锁定位置12。本发明使用各自装配有运动传感器18的脚轮1、29、30、31、32。这提高了脚轮控制系统28的可靠性，因为脚轮控制系统28延迟可接收和可选地比较来自所有运动传感器的数据。此外，电制动控制器33从每个脚轮29、30、31、32接收它们是否达到命令的目的位置反馈。如若不然，则脚轮控制系统28可经由电制动控制器33和/或操作板37提供可闻/可视/触觉警告。
此反馈回路可应用于脚轮1(并因而，制动起动器7)可被设置的所有位置10、12、13。微控制器17经由伺服电动机组件14的开关19、20指示制动起动器7的位置。此信息经微处理器17处理并被转发到电制动控制器33的微处理器38。如果制动起动器7和脚轮1不在目的位置，则此信息可作为警告经由电制动控制器33和/或操作板37视觉地、听觉地和/或触觉地或三者结合地提供给操作员。每个脚轮29、30、31、32的制动起动器7的位置状态也可显示在操作板37上。
如图4所示，电制动控制器33连接到电源36。可经由插入壁式插座的缆线41向电制动控制器33可选地供应来自市电电压源40的功率。在包括脚轮控制系统28的一个医院或护理设施移动而未与电源40断开连接的情况下，缆线41会导致设施附近的人或仪器处于危险处境。此外，如果缆线41被拉出壁式插座，这会损坏壁式插座并且缆线的插头可击中其附近的人或仪器。更严重的，从壁撕下缆线41会导致缆线41存在隐藏的损坏。这种损坏可以是例如切断缆线41的导线或损坏导线的绝缘层从而可能发生短路。因此，电制动控制器33包括电压源检测器42，用于确定电制动控制器33是否连接到市电电压40。
如果电压源检测器42检测到电制动控制器33连接到市电电压40并且在至少一个脚轮29、30、31、32中的运动传感器18指示运动，则脚轮控制系统28提供视觉/可闻/触觉警告和/或将脚轮29、30、31、32设定在制动位置12。通过断开电制动控制器33与市电电压40的连接，医院或护理设施可移动而不会触发警告或制动激活。脚轮控制系统28可连接到位于其他位置的运动传感器，在此情况中，脚轮29、30、31、32的伺服电动机组件14不需要包括运动传感器。据此，可使用较便宜的伺服电动机组件14。
在装配有脚轮控制系统28的一个医院或护理设施移动期间，可能无意碰到脚轮29、30、31、32之一的制动起动器7并将其设定在制动位置12(图2)。在此情况下，脚轮控制系统28可被设计为立即将脚轮29、30、31、32带回之前位置，为方向锁定位置10或空档位置13(见图2)。可以下述方式提供此功能：脚轮29、30、31、32的伺服电动机组件14的一个或多个运动传感器18指示医院或护理设施处于运动中。此信息经由每个伺服电动机组件14的微处理器17被连续转发到电制动控制器33。当脚轮29、30、31、32之一的制动起动器7被无意地设定在制动位置12(见图2)时，伺服电动机组件14的开关19、20立即指示此情形，并且信息被转发到电制动控制器33，如上所述。作为响应，电制动控制器33经由伺服电动机组件14将制动起动器7设定在其之前位置。此功能也可分散给每个伺服电动机组件14。这里，电制动控制器33命令每个伺服电动机组件14保持制动起动器7的当前位置。如果开关19、20指示制动起动器7被设定在不同位置，则微处理器17将命令伺服电动机15将制动起动器7带回之前位置。对于两种情况，都不需要制动起动器7达到另一位置，而是仅被带离其目的位置。此中间位置将被开关19、20指示并致使电制动控制器33和/或微处理器17如上所述地做出反应。此外，这里，脚轮控制系统28可连接到位于别处的运动传感器。因而，脚轮29、30、31、32的伺服电动机组件14不需要包括运动传感器。据此，可使用较便宜的伺服电动机组件14。
图5图示包括在线性致动器系统43中的脚轮控制系统28。线性致动器系统43包括被供应以来自电池45或市电电压40的功率的控制箱44。线性致动器系统43进一步包括多个线性致动器46和操作板47，两者都连接到控制箱44。电制动控制器33连接到控制箱44并由控制箱44供应电力。据此，操作板47可经由控制箱44控制脚轮控制系统28。通过相同的连接，电制动控制器33可向控制箱44提供反馈。在线性致动器系统43中，控制箱44作为主动装置操作，电制动控制器33作为从动装置操作。尽管未示出，线性致动器系统43还可包括额外的操作板。线性致动器46是包括推力杆的致动器。此类线性致动器包括具有心轴螺母的心轴。可逆电动机通过传动装置驱动该心轴。当心轴被驱动时，心轴螺母根据电动机的旋转方向沿向内或向外方向移动。此线性致动器是与包围在外壳中的心轴、传动装置和电动机分离的产品。外壳通常由电动机外壳和外管构成。内管被固定到心轴螺母。当心轴螺母在轴上进出移动时，内管位于外管内和外。在心轴螺母的相反端，内管包括前底座。电动机外壳的外侧装备有后底座。前底座和后底座用于将线性致动器固定在应该被调节的结构中。
图6示意性地图示包括图5所示的线性致动器系统43的医院或护理床48。尽管未示出，医院或护理床48包括四个脚轮29、30、31、32，因而图示用于两个脚轮的双附图标记。线性致动器46可用于相对于底架升高承载床垫的上框架。线性致动器46还可用于升高床48的头架、背架和腿架。
图7图示包括图5的线性致动器系统43的患者升降机49。这里，线性致动器46用于上下移动臂50，从而升高患者。

Claims (12)

1.一种脚轮(1)，包括具有脚轮(1)能够围绕其转动的竖直旋转轴线(3)的安装销(2)、能够围绕水平轴线(6)旋转的至少一个轮子(4、5)、以及制动起动器(7)，这些部件协作将脚轮(1)设定在：
方向锁定位置(10)，在该方向锁定位置处，脚轮(1)不能围绕安装销(2)的竖直轴线(3)转动并且轮子(4、5)能够围绕水平轴线(6)自由旋转，或者
制动位置(12)，在该制动位置处，轮子(4、5)不能围绕水平轴线(6)旋转并且脚轮(1)不能围绕安装销(2)的竖直轴线转动，或者
空档位置(13)，在空档该位置处，脚轮(1)能够围绕安装销(2)的竖直轴线(3)自由转动并且轮子(4、5)能够围绕水平轴线(6)自由旋转，
其特征在于，脚轮(1)还包括伺服电动机组件(14)，该伺服电动机组件(14)包括伺服电动机(15)、印刷电路板(16)、微处理器(17)和至少一个开关(19、20)，并且其中伺服电动机(15)连接到制动起动器(7)，其中所述至少一个开关(19、20)被布置为使得它可通过以上三个位置之一而经由制动起动器(7)的销(25、26)被启动和断开，并且所述至少一个开关(19、20)连接到微处理器(17)，伺服电动机组件(14)被容纳在封闭的壳(27)内，所述制动起动器(7)能手动和自动操作。
2.根据权利要求1所述的脚轮(1)，其中所述伺服电动机组件(14)还包括运动传感器(18)。
3.一种脚轮控制系统(28)，包括根据权利要求1或2所述的至少两个脚轮(1、29、30、31、32)，并且其中脚轮控制系统(28)进一步包括电制动控制器(33)、电源(36)和操作板(37)。
4.根据权利要求3所述的脚轮控制系统(28)，其中所述电制动控制器(33)包括微处理器(38)。
5.根据权利要求3-4中任一项所述的脚轮控制系统(28)，其中所述电制动控制器(33)包括电压源检测器(42)，以确定脚轮控制系统(28)是否连接到市电电压(40)。
6.一种根据权利要求3或4所述的脚轮控制系统(28)的操作方法，其中伺服电动机组件(14)的微处理器(17)经由至少一个开关(19、20)检测多个脚轮(1、29、30、31、32)中每个的制动起动器(7)的方向锁定位置(10)、制动位置(12)和空档位置(13)，并且其中伺服电动机组件(14)的微处理器(17)将多个脚轮(1、29、30、31、32)中每个的制动起动器(7)的方向锁定位置(10)、制动位置(12)和空档位置(13)的信息传送到电制动控制器(33)。
7.根据权利要求6所述的脚轮控制系统(28)的操作方法，其中当脚轮(1、29、30、31、32)之一的制动起动器(7)被手动地设定在制动位置(13)时，所述电制动控制器(33)进一步将脚轮(1、29、30、31、32)设定在制动位置(13)。
8.根据权利要求6所述的脚轮控制系统(28)的操作方法，其中当脚轮(1、29、30、31、32)之一的制动起动器(7)被手动地设定在方向锁定位置(10)时，所述电制动控制器(33)进一步将脚轮(1、29、30、31、32)中的至少一个设定在方向锁定位置(10)。
9.根据权利要求6所述的脚轮控制系统(28)的操作方法，其中，
伺服电动机组件(14)的微处理器(17)通过运动传感器(18)检测脚轮是否运动，并且其中，伺服电动机组件(14)的微处理器(17)同时通过电压源检测器(42)检测脚轮控制系统(28)是否连接到市电电压(40)，
并且其中当脚轮运动并且电压源检测器(42)检测到脚轮控制系统(28)连接到市电电压(40)时，电制动控制器(33)将每个脚轮(1、29、30、31、32)的制动起动器(7)设定在制动位置(13)。
10.一种护理设施，包括根据权利要求3-5中的任一项所述的脚轮控制系统(28)。
11.根据权利要求10所述的护理设施，其特征在于，所述脚轮控制系统(28)根据权利要求6-9中的任一项进行操作。
12.根据权利要求10或11所述的护理设施，其特征在于，所述护理设施为医院床。
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