CN104873358A - 一种高智能化的老年电动保健椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高智能化的老年电动保健椅，包括椅座和椅背；椅座下方的后侧设置有两个驱动轮；椅座下方的支撑板上设置有行走电机、控制器、蓄电池；椅背之内设置有按摩电机，椅背上设置有由按摩电机驱动的按摩器；椅座的控制盘上设置有控制手柄和触摸显示屏；在椅背上设置有心电监护仪、血压传感器、温度传感器等传感器；椅座上设置有压力传感器；控制器之内设置有控制电路；控制电路包括数据采集电路、微处理器U1、电源电路等电路模块。本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，具有可检测使用者健康状态、个人的健康状态进行分析、监控使用者的健康状态、智能化程度高等优点。

Description

一种高智能化的老年电动保健椅

技术领域

本发明涉及一种保健椅，尤其是一种高智能化的老年电动保健椅。

背景技术

随着人类精神文明和物质文明的进步，21世纪进入了享受生活的时代，而家居生活的高品质生活很大一方面就体现在高品质和人性化家具。我国是世界第一人口大国,也是第一老龄人口大国。2014年，我国60岁以上老年人口将突破2亿，到2050年左右，老年人口将达到全国人口的三分之一。随着我国人口老龄化的到来，老年人的生活品质已逐步引起了全社会的关注。

健康椅是在普通(人体工学)电脑椅基础上开发成功的，具有普通人(人体工学)电脑椅的功能，还具有保健功能。目前，市场上常见的电动保健椅一般都可移动，高档次的保健椅带有按摩装置。但是，目前这种保健椅的功能比较单一，没有健康检测功能，智能化程度较低。

在我国，由心血管疾病引起的死亡占到了总死亡构成比的40％左右，对人们的健康造成了极大的威胁。心血管疾病的具有突发性和危险性的特点，但Norris等研究也指出72％的患者在心脏骤停发生前有明显不适，其中70％的患者的症状持续超过15min。因此，对患者进行实时心电监测以及时发现心电异常变化对心血管疾病防治有重要意义。

日常生活中，常常有老年人或残疾人使用电动保健椅，以能够在家里或者小区内活动。但是，目前的保健椅，只具有保健功能，没有救助功能和远程诊疗功能。在使用者外出时，一旦发生意外，若附近没有人帮助，使用者无法自救和获取外部救助。对于老人或残疾者来说，身体状况可能随时有波动。常常发生老人在感觉不舒适后去医院就诊，在就诊时可能恰好处于身体较好的状态，这样医生就无法了解其真实的身体状况，也无法了解病人之前发生了何种不适情况。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种高智能化的老年电动保健椅，以使得保健椅具有健康监测功能、还可将健康数据绘制曲线并提供给医生以备诊断。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，包括椅座1和椅背2；所述椅座1下方的后侧设置有两个驱动轮3；所述椅座1下方设置有支撑板5，所述支撑板5上设置有用于驱动所述驱动轮的行走电机、控制器6、用于为行走电机和控制器6提供电源的蓄电池7；所述椅背2设置于所述椅座1之上，所述椅背2之内设置有按摩电机，所述椅背2上设置有由所述按摩电机驱动的按摩器8；所述椅座1的两侧还设置有两个扶手；所述两个扶手包括第一扶手9和第二扶手10；在所述扶手上的仪器设备箱37内设置有心电监护仪、血压传感器和温度传感器；

所述支撑板5下方还固定有一根向前伸出的连接杆16，所述连接杆16的一端固定于所述支撑板5下方，所述连接杆16的另一端设置有一个套筒26，所述套筒26内插设有一根所述立杆19，所述立杆19与所述套筒26同轴且能在所述套筒内转动；所述立杆19的顶端设置有控制盘25，所述立杆19的下端设置有一个转向轮4，由所述控制盘25带动所述立杆19转动进而实现所述转向轮4左右偏移，以控制保健椅的左右转向；所述控制盘25上设置有触摸显示屏12和控制手柄11，通过所述控制手柄11控制保健椅的前进、后退和停止，通过所述触摸显示屏12使得使用者能设置保健椅的控制参数；

所述控制器6之内设置有控制电路；所述控制电路包括数据采集电路、微处理器U1、电源电路、GPRS无线通信电路、电机驱动单元、GPS定位单元和扬声器；

所述电机驱动单元包括第一电机驱动电路和第二电机驱动电路；

所述第一电机驱动电路包括第一步进电机控制芯片U2、第一步进电机驱动芯片U3、电阻R31～R34、电容C31；所述第二电机驱动电路包括第二步进电机控制芯片U4、第二步进电机驱动芯片U5、电阻R35～R38、电容C32；所述霍尔传感器与所述微处理器U1相连接；所述第一步进电机驱动芯片U3通过所述第一步进电机控制芯片U2与所述微处理器U1相连接，所述第二步进电机驱动芯片U5通过第二步进电机控制芯片U4与所述微处理器U1相连接；

所述微处理器U1上连接有电容C71～C77、电阻R71～R74、晶振Y1；

所述电源电路包括电源芯片U6、电阻R91、电容C91～电容C95、二极管91、发光二极管D92和电感L91；所述电源芯片U6的VIN端子连接蓄电池的+24V直流电源输出端，所述电源芯片U6的GND端子接地，所述电容C91～电容C93的一端连接电源芯片U6的VIN端子，所述电容C91～电容C93的另一端接地；所述二极管D91的负极连接电源芯片U6的OUTPUT端子，二极管D91的正极接地；所述电感L91的一端连接电源芯片U6的OUTPUT端子，电感L91的另一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，所述电源芯片U6的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C94～电容C95的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R91的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D92接地。

本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的结构特点也在于：

所述控制手柄11上设置有一个刹车按钮13，用于使得保健椅在行走时能够随时刹车停止。

所述控制盘25的一侧设置有一个紧急呼叫按钮14。

所述第一扶手9的外壁面上设置有一个急救药箱35和仪器设备箱37。

所述椅背2上设置有一个U形架28和一个太阳能电池板驱动电机29；所述U形架上安装有太阳能电池板30，所述太阳能电池板30由所述太阳能电池板驱动电机29驱动，可以围绕所述U形架28的一侧转动。

所述U形架28上设置有一个摄像头36，摄像头正对座位，用于随时远程监视乘坐者活动和健康情况。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，包括椅座和椅背。椅座下方设置有一个支撑板，所述支撑板与所述椅座相固定连接。

通过控制手柄通过控制器内部的控制电路控制行走电机，从而实现保健椅的前进、后退和停止。通过控制盘实现转向。

在保健椅上，适当的位置设置各种用于检测使用者健康状态的心电监护仪、血压传感器、温度传感器、脂肪测量仪和压力传感器，还设置用于检测空气质量的PM2.5检测传感器。这些传感器检测的数据通过数据采集电路输入给控制器，由控制器通过触摸显示屏对数据进行显示。控制器内置软件模块，在触摸显示屏上有人机交互界面，使用者通过人机交互界面，获取个人健康数据，并通过软件获取健康数据曲线，从而对个人的健康状态进行分析。

另外，所述触摸显示屏上还设有一个应急按钮。一旦使用者按下应急按钮，通过GPRS无线通信电路给预定手机号(比如使用者的儿女等直系亲属)发送信息，并可自动拨通120急救电话，利用软件模块内置的自动语音系统向120急救电话提供使用者的位置信息和健康状态信息，使得使用者能够在第一时间内获得急救。

控制器还包括远程医疗模块，通过远程医疗模块，自动给预定的医院诊疗系统发送使用者的个人信息，并将个人健康数据定时传输给医院诊疗系统。医生可从医院诊疗系统中调取使用者的个人信息和健康数据，定期监控使用者的健康状态。一旦发现使用者可能存在疾病隐患，即可通过医院诊疗系统向使用者发送诊疗结果，并同时通过GPRS无线通信电路发送给预定手机号，提醒使用者的亲属注意使用者的健康状态，以及时送至医院诊疗。

当前绝大多数高龄老人、行动不便老人和缺乏陪护的孤寡老人普遍希望能经常外出走动，在愉悦环境中颐养天年；能及时与子女沟通增进亲情并得到照料，消除孤独感；在突发疾病时，又能及时呼救，120急救人员和子女亲属第一时间能赶到救助，切实增加生存的安全感。

本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，具有可检测使用者健康状态、个人的健康状态进行分析、监控使用者的健康状态、智能化程度高等优点。

附图说明

图1为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的立体图。

图2为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制手柄的主视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制手柄的左视图。

图5为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制手柄的俯视图。

图6为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的控制示意图。

图7为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的系统模块图。

图8为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的电机驱动单元的电路图。

图9为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的微处理器U1的电路图。

图10为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的电源电路的电路图。

图11为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的控制器的数据采集电路的电路图。

图12为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的太阳能电池板挡住椅座时的状态图。

图13为本发明的一种高智能化的老年电动保健椅的太阳能电池板未挡住椅座时的状态图。

附图1-13中标号：1椅座，2椅背，3驱动轮，4转向轮，5支撑板，6控制器，7蓄电池，8按摩器，9第一扶手，10第二扶手，11控制手柄，12触摸显示屏，13刹车按钮，14紧急呼叫按钮，15枕垫，16连接杆，17踏板固定杆，18脚踏板，19立杆，20握杆，21底座，22手柄转套，23永磁钢块，24霍尔传感器，25控制盘，26套筒，27辅助杆，28U形架，29太阳能电池板驱动电机，30太阳能电池板，31套管，32转轴，33竖杆，34钢筒，35急救药箱，36摄像头，37仪器设备箱。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，包括椅座1和椅背2；所述椅座1下方的后侧设置有两个驱动轮3；所述椅座1下方设置有支撑板5，所述支撑板5上设置有用于驱动所述驱动轮的行走电机、控制器6、用于为行走电机和控制器6提供电源的蓄电池7；所述椅背2设置于所述椅座1之上，所述椅背2之内设置有按摩电机，所述椅背2上设置有由所述按摩电机驱动的按摩器8；所述椅座1的两侧还设置有两个扶手；所述两个扶手包括第一扶手9和第二扶手10；在所述扶手上的仪器设备箱37内设置有心电监护仪、血压传感器和温度传感器；

所述支撑板5下方还固定有一根向前伸出的连接杆16，所述连接杆16的一端固定于所述支撑板5下方，所述连接杆16的另一端设置有一个套筒26，所述套筒26内插设有一根所述立杆19，所述立杆19与所述套筒26同轴且能在所述套筒内转动；所述立杆19的顶端设置有控制盘25，所述立杆19的下端设置有一个转向轮4，由所述控制盘25带动所述立杆19转动进而实现所述转向轮4左右偏移，以控制保健椅的左右转向；所述控制盘25上设置有触摸显示屏12和控制手柄11，通过所述控制手柄11控制保健椅的前进、后退和停止，通过所述触摸显示屏12使得使用者能设置保健椅的控制参数；

所述控制器6之内设置有控制电路；所述控制电路包括数据采集电路、微处理器U1、电源电路、GPRS无线通信电路、电机驱动单元、GPS定位单元和扬声器；

所述电机驱动单元包括第一电机驱动电路和第二电机驱动电路；

所述第一电机驱动电路包括第一步进电机控制芯片U2、第一步进电机驱动芯片U3、电阻R31～R34、电容C31；所述第二电机驱动电路包括第二步进电机控制芯片U4、第二步进电机驱动芯片U5、电阻R35～R38、电容C32；所述霍尔传感器与所述微处理器U1相连接；所述第一步进电机驱动芯片U3通过所述第一步进电机控制芯片U2与所述微处理器U1相连接，所述第二步进电机驱动芯片U5通过第二步进电机控制芯片U4与所述微处理器U1相连接；

所述微处理器U1上连接有电容C71～C77、电阻R71～R74、晶振Y1；

如图10所示，所述电源电路包括电源芯片U6、电阻R91、电容C91～电容C95、二极管91、发光二极管D92和电感L91；所述电源芯片U6的VIN端子连接蓄电池的+24V直流电源输出端，所述电源芯片U6的GND端子接地，所述电容C91～电容C93的一端连接电源芯片U6的VIN端子，所述电容C91～电容C93的另一端接地；所述二极管D91的负极连接电源芯片U6的OUTPUT端子，二极管D91的正极接地；所述电感L91的一端连接电源芯片U6的OUTPUT端子，电感L91的另一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，所述电源芯片U6的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C94～电容C95的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R91的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D92接地。

如图1，本发明的老年电动保健椅，包括椅座和椅背。椅座下方设置有一个支撑板，所述支撑板与所述椅座相固定连接。椅座下方通过车轴连接两个驱动轮，所述控制手柄通过控制器内部的控制电路控制行走电机，由行走电机带动车轴转动，从而实现保健椅的前进、后退、转向和停止。所述车轴以可转动的方式设置于所述支撑板之下，并由行走电机驱动。具体实施时，可根据具体情况选择行走电机与车轴之间的传动方式，可选用齿轮传动或者链条传动方式，以选用链条传动方式为佳。在保健椅上，适当的位置设置各种用于检测使用者健康状态的心电监护仪、血压传感器、温度传感器、脂肪测量仪和压力传感器，还设置用于检测空气质量的PM2.5检测传感器。所述椅座1上的压力传感器用于测量使用者体重。

这些传感器检测的数据通过数据采集电路输入给控制器，由控制器通过触摸显示屏对数据进行显示。控制器内置软件模块，在触摸显示屏上有人机交互界面，使用者通过人机交互界面，获取个人健康数据，并通过软件获取健康数据曲线，从而对个人的健康状态进行分析。另外，所述控制盘的左侧还设有一个应急按钮。一旦使用者按下应急按钮，通过GPRS无线通信电路给预定手机号(比如使用者的儿女等直系亲属)发送信息，并拨通120急救电话，利用软件模块内置的自动语音系统向120急救电话提供使用者的位置信息和健康状态信息。控制器内部包括有远程医疗模块，通过远程医疗模块，自动给预定的医院诊疗系统发送使用者的个人信息，并将个人健康数据定时传输给医院的诊疗系统。医生可从医院诊疗系统中调取使用者的个人信息和健康数据，定期监控使用者的健康状态。一旦发现使用者可能存在疾病隐患，即可通过医院诊疗系统向使用者发送诊疗结果，并同时通过GPRS无线通信电路发送给预定手机号，提醒使用者的亲属注意使用者的健康状态，以及时送至医院诊疗。通过GPS定位单元可随时获知保健椅的位置。

心电监护仪优选Holter(浩特)心电监护仪。Holter心电监护仪与所述微处理器U1相连接，可实时地将心电监控数据传输给微处理器U1，由微处理器U1通过远程医疗模块发送给医院诊疗系统，使得医生可以实时地获取使用者的心电数据，对使用者的健康状态进行监控。同时微处理器U1还将心电数据实时存储，以供给医生作为诊断的参考依据。

当病人在家里感觉不舒服时，可坐到保健椅上，通过心电监护仪及时监测，并自动分析诊断出心律失常种类，将心电波形、心率及诊断结果清晰地显示在屏幕上，检测结果可辅助医生做前期诊断，准确可靠。检测结果还同时通过远程医疗模块，自动发送给预定的医院诊疗系统，使得医生能够获取病人在不适时的心电波形、心率，以进行准确地诊疗效果。

血压传感器可选用数字血压计，数字血压计有腕式和臂式之分，最终以数字形式呈现测量数值。数字血压计可以通过其中的GPRS模块直接发送测量的血压数据给预定的接收端，也可以通过有线通信或无线WIFI通信的方式传递给控制器，由控制器对血压数据进行分析处理，并对异常血压数据进行记录和保存，同时将异常血压数据通过远程医疗模块发送给医院诊疗系统，由医生进行诊断。

具体实施时，还可在椅背上设置可收纳的太阳能电池板。不用时，电池板收入椅背之内。当处于阳光下时，可拉出太阳能电池板，太阳能电池板位于椅座正上方，一来遮蔽阳光，避免阳光直晒使用者，二来提供太阳能电池板为蓄电池充电，具有良好的环保特性。

本发明的老年电动保健椅，通过传感器系统检测使用者的健康状态，并对健康状态进行监控，实时地将健康数据绘制出健康曲线，同时通过GPRS无线通信电路接入互联网，将健康数据传输给医院诊疗系统，使得医生能够实时监控使用者的健康状况。一旦发生危险，使用者可按下应急按钮，能够向使用者的亲属和120急救电话发出急救信息，以使得使用者在紧急状况下能够第一时间获得救助。)

所述控制手柄11上设置有一个刹车按钮13，用于使得保健椅在行走时能够随时刹车停止。在老年电动保健椅下方设置电控的自动刹车系统。通过刹车按钮的控制，可实现保健椅的刹车。

所述控制盘25的一侧设置有一个紧急呼叫按钮14。紧急呼叫按钮位于控制盘的左侧，一旦发生危险，使用者可按下应急按钮，能够向使用者的亲属和120急救电话发出急救信息，自动传递使用者个人信息、电子病历、病情指标和GPS定位数据，以使急救机构的120医护人员到达前第一时间了解相关情况，制定应急方案，网络指导自救，赢得宝贵救治时间。

所述第一扶手9的外壁面上设置有一个急救药箱35和仪器设备箱37。所述第一扶手设置于保健椅的右侧，在扶手外壁上设置了一个抽屉式的急救药箱，在急救药箱内放置有速效救心丸、防中暑药物、消毒酒精、创可贴等日常急用药品或辅助物品。将急救药箱设置在右侧，方便使用者使用。

所述仪器设备箱37与所述急救药箱均位于扶手的外壁面上，具体实施时，可将急救药箱35和仪器设备箱37分别设置在两个扶手的外侧，也可设置于同一扶手的外侧面上。仪器设备箱37内手镯式血压计、便携式的心电监护仪、智能化测温仪等便携式医疗检测仪器，可以随时为老人或病人进行检测。这些仪器都通过接口与控制器相连接，测得的数据都随时传输给控制器内的远程医疗模块，由远程医疗模块随时将数据存储并发送给医院诊疗系统，使得医生能够获取病人在不适时的心电波形、心率，以进行准确地诊疗效果。

所述椅背2上设置有一个U形架28和一个太阳能电池板驱动电机29；所述U形架上安装有太阳能电池板30，所述太阳能电池板30由所述太阳能电池板驱动电机29驱动，可以围绕所述U形架28的一侧转动。

所述U形架28上设置有一个摄像头36，摄像头正对座位，用于随时远程监视乘坐者活动和健康情况。

如图12-13，椅背2上设置了一个太阳能电池板及其支撑结构。椅背2上的U形架是一个由三根钢制杆件焊接而成，U形架的开口部固定在椅背上。钢制杆件为钢管、方形钢柱或者角钢。U形架位于所述椅座的正上方，且以平行于所述椅座的椅面的方式设置。所述U形架的一侧的钢制杆件上，设置有两个套管31。所述每个套管31上设置有一根竖杆33，所述竖杆的顶端焊接有钢筒34，一根转轴32从两个钢筒之内穿过且与所述钢筒之间以转动副配合，具体实施时也可在钢筒内设置轴承，通过轴承使得转轴能够在钢筒之内转动。转轴的一端与太阳能电池板驱动电机通过联轴器相连接，并可在太阳能电池板驱动电机的驱动下转动。

所述太阳能电池板固定在所述转轴上，转轴可由太阳能电池板驱动电机驱动，太阳能电池板随着所述转轴转动，从而可使得太阳能电池板能够遮挡住所述U形架，从而使得太阳直射到所述太阳能电池板上，同时为椅座上的使用者遮挡阳光或在下雨天挡雨。需要时，可通过调整太阳能电池板与椅面之间的夹角，使得使用者能够晒太阳，同时还通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，为蓄电池充电。如此一来，即使是在外出时蓄电池没电的时候，通过太阳能电池板为蓄电池充电。即使不能获取足够的电能回家，也能使得使用者通过触摸显示屏和控制器的GPRS无线通信电路和GPS定位单元通知其家人，告知家人其位置，使得家人能够及时救助使用者，使得使用者不至于落到完全无助的状态。因此，本发明的保健椅可适于年老体弱或身有残疾的行动不便者使用，使得行动不便者在外出的同时，能及时联系到家人获得救助。图12为太阳能电池板挡住椅座时的状态图，图13为太阳能电池板未挡住椅座时的状态图。

摄像头36设于所述U形架前端，即远离所述椅背的一侧。所述摄像头36与所述控制器之间相连接，用于拍摄椅座上的使用者的视频。该摄像头将获取的视频通过控制器实时地发送至特定的终端上，如特定的手机上。如此一来可使得家属能够实时地对使用者的状态进行监控，一旦发现使用者状态不佳或有生病迹象，可立即联系使用者。一旦发现使用者处于需要急救的状态，获取使用者的位置信息，拨打120进行急救。

因此，本发明的保健椅，不仅能够实现远程监护，及时发现异常，进行救助，而且在紧急情况下，乘坐者通过紧急呼叫按钮和急救药箱进行主动自我救助和呼救，也可通过摄像头获得外部救助，如此一来可确保使用者能够通过多种方式获取救助，避免发生作为使用者的病人或老人无人救助而导致发生意外死亡。

具体实施时，太阳能电池板驱动电机、钢筒、转轴等部位均设置有防雨盖、防尘盖等结构，以使得雨天时本发明的保健椅不会因为淋雨而影响使用。

如图8为电机驱动单元的电路图，各元器件的连接如图8所示。电容C31、电阻R31和电阻R32均与所述第一步进电机控制芯片U2相连接，电阻R33和电阻R34均连接在U2和U3之间。电容C32、电阻R35和电阻R36均与所述第二步进电机控制芯片U4相连接，电阻R37和电阻R38均连接在U4和U5之间。第一步进电机驱动芯片U3连接行走电机，所述第二步进电机驱动芯片U5连接按摩电机。通过微处理器U1发出的控制信号来控制行走电机和按摩电机的正反转。

具体实施时，需要设置太阳能电池板驱动电机时，还设置了第三电机驱动电路作为太阳能电池板驱动电机的驱动电路，第三电机驱动电路结构与第一电机驱动电路和第二电机驱动电路相同。

第一和第二电机驱动电路都是由驱动控制逻辑芯片L297以及芯片L298N组成的多功能电路。微处理器U1的I/O口输出控制脉冲，经过L297、L298N驱动电路对脉冲进行处理，输出能直接控制驱动电机或步进电机的驱动信号。第一步进电机控制芯片U2和第二步进电机控制芯片U4均为L297。L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专用控制器，它能产生4相控制信号，可用于计算机控制的两相双极和四相单相步进电机，能够用单四拍、双四拍、四相八拍方式控制步进电机。芯片内的PWM斩波器电路可开关模式下调节步进电机绕组中的电机绕组中的电流。该集成电路采用了SGS公司的模拟/数字兼容的I2L技术，使用5V的电源电压，全部信号的连接都与TFL/CMOS或集电极开路的晶体管兼容。L297芯片是具有20个引脚的双列直插式塑胶封装的步进电动机控制器。它可产生四相驱动信号，能用半步(八拍)和全步(四拍)等方式驱动微处理器U1控制两相双极或四相单极步进电机。该芯片内部的PWM斩波器允许在关模式下控制步进电动机绕组电流，由于相序信号也是由内部产生的，因此它只需要时钟、方向和模式输入信号便能控制步进电动机，可减轻微处理器和程序设计的负担。

第一步进电机驱动芯片U3和第二步进电机驱动芯片U5均为L298N。L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，可以直接通过电源来调节输出电压；并可以直接用微处理器U1的I/O口提供信号，电路简单，使用比较方便。

如图9为微处理器U1的电路图，各元器件的连接如图9所示。微处理器U1功能是接收采样值，通过算法处理，计算电压有效值、电流有效值、电能值、有功功率、无功功率、功率因数，并将计算结果发送给通信电路。微控制器选用瑞萨电子公司(Renesas ElectronicsCompany)生产的D78F8053型集成电路。这款芯片共有64个引脚，内部集成了看门狗、通用I/O、两个UART等串行接口、定时/计数器、A/D等功能和外设。D78F8053芯片内部包括10bit逐次逼近型A/D转换器、24bitΔΣ型A/D转换器以及功率计算电路、电能质量测量电路和数字变频电路，可通过控制程序配置芯片内部相关寄存器来计算待测信号的有功功率、无功功率以及电流、电压有效值等参数。D78F8053芯片提供64KB的数据存储空间，其中包括32Byte的通用寄存器以及32KB的可写、可擦除FLASH存储空间，主要用来存储校正参数、电能累加值等。

微处理器U1还另外设置了扩展接口和WIFI通信电路，能够连接多种对人体健康状况进行监测的智能监测仪器，具有良好的扩展性能，比如可通过RS232或WIFI模式与数字血压计、心电监护仪和温度传感器等设备之间进行数据交换，并通过控制器内部设置的远程医疗模块对监测的参数进行初步判断，一旦发现心率、心电、温度或血压等数据异常，马上将相应的异常数据发送给预定的医院诊疗系统，由医生进行及时的诊断。

如图10为电源电路的电路图，各元器件的连接如图10所示。电源电路为系统提供+5V电源，将蓄电池的电压转为稳定的+5V电源。电源芯片U6为LM2596。LM2596系列是德州仪器(TI)生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器(150KHZ)和基准稳压器(1.23v)，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。提供的有：3.3V、5V、12V及可调(-ADJ)等多个电压档次产品。具体应用时可根据需要选择：LM2596可调电压型、LM2596-5V、LM2596-3.3等定压输出型。LM2596支持输出可调。

如图11为数据采集电路的电路图，各元器件的连接如图11所示。

数据采集电路包括分流芯片U7、电阻R101～R1011、压敏电阻RV101、电容C101～C108、连接端子P101、连接端子P102和连接端子P103。压敏电阻RV101、连接端子P101、连接端子P102均与所述分流芯片U7的引脚1相连接，所述连接端子P103与所述分流芯片U7的引脚2相连接。分流芯片U7的端子I+通过电阻R106连接微处理器U1的引脚11，分流芯片U7的端子I-通过电阻R107连接微处理器U1的引脚12；

电容C105的一端连接微处理器U1的引脚11，电容C105的另一端接地；所述电容C106的一端连接微处理器U1的引脚12，电容C106的另一端接地；电阻R1010的一端连接微处理器U1的引脚8，电阻R1010的另一端接地；电阻R1011的一端连接微处理器U1的引脚9，电阻R1011的另一端接地；电容C104和电容C108相互并联后的一端连接微处理器U1的引脚10，电容C104和电容C108相互并联后的另一端接地；电容C101和电容102并联后的一端连接微处理器U1的引脚5，电容C101和电容102并联后的另一端接地；电容C104和电阻R109并联后的一端连接微处理器U1的引脚6，电容C104和电阻R109并联后的另一端接地；电阻R101的一端依次通过电阻R102、电阻R103、电阻R104和电阻R105连接微处理器U1的引脚7；电容C103和电阻R108并联后的一端连接微处理器U1的引脚7，电容C103和电阻R108并联后的另一端接地。

数据采集电路的功能是对各个传感器的输出信号进行电压、电流采样。电压信号通过降压整流电路后传输至微处理器U1的电压模拟采集端口，实现电压信号采样；电流信号通过分流芯片U7及降压整流电路后传输至微处理器U1的电流模拟采集端口，实现电流采样。微处理器U1接收到电压、电流采样信号后，根据内嵌的程序，对数据进行处理后存储在控制器的内部存储器中，或在触摸显示屏上显示。

如图1所示，本发明的老年电动保健椅，在所述靠背2上设置有一个枕垫15。所述枕垫15与所述靠背2之间通过魔术贴粘贴在一起。所述连接杆16通过两个踏板固定杆17设置有左右两个脚踏板18，使得本发明的保健椅更为舒适。所述套筒26还通过一根辅助杆27固定连接在所述椅座1上。所述椅座1与所述支撑板5之间的腔体内，设置了所述蓄电池、行走电机、控制器等组件。

所述控制手柄11包括握杆20和底座21，所述握杆20的下端插入于所述底座21之内，所述底座21的上方设置有手柄转套22，在所述手柄转套22之内设置有永磁钢块23和霍尔传感器24；所述永磁钢块23设置于所述手柄转套22上，所述霍尔传感器24设置于所述握杆20上。底座21嵌入于所述控制盘25之内。

如图2-5所示，控制手柄11包括握杆20和底座21，二者相对应的位置分别安装一对霍尔元件(即霍尔传感器)和永磁钢块(即磁钢)。当手柄转套动作时，霍尔元件和磁钢的相对位置变化，传感器发出的信号随其距离变化而变化，当手柄位于中位时，其输出信号在2.5±0.3V之间，当操作该操纵位时，手柄转套转动，其输出信号在2.8～4.4V或0.6～2.2V之间，输出信号随操作幅度增大而远离2.5V，手柄顶部按钮按动是，为中位停止操作，此时输出信号为2.5V。操纵手柄位置传感器，即霍尔传感器发出的信号随其操纵位置的变化而变化。

在所述控制器上设置有钥匙孔，通过钥匙实现保健椅的电源开关。为确保安全，在打开电源和起动前，控制器需确认各操纵位置位于中位，否则以握杆20不在中位而对保健椅进行锁定保护，禁止其工作。按下刹车按钮13时，控制器发送控制信号给行走电机和制动闸，给行走电机断电且有制动闸自动锁死驱动轮，使得保健椅停止。控制手柄11的操作动作发送给微处理器U1，微处理器U1输出的控制信号分别通过由芯片L297和L298以及晶体管组成的电机驱动电路行走电机的前进和后退动作。

控制器放置于椅座之下支撑板之上的空间内。控制器之内设有SIM卡插槽，将SIM卡插入于所述控制器，通过控制器内置的GPRS无线通信电路，实现无线网络的连接和无线通信。控制器内置的GPS定位单元，实时地将位置信息发送给微处理器U1。控制器内置存储器，通过软件模块和触摸显示屏的人机界面实现整个保健椅的控制。

如图6为本发明的控制器的硬件结构示意图。心电监控仪、数字血压计和温度传感器均与数据采集电路相连接，由数据采集电路采集使用者的健康数据，然后发送给微控制器U1，由微控制器U1通过软件模块对数据进行分析处理和显示，并将数据通过GPRS无线通信电路发送到预先设定的医院的接收终端，医院接收终端内设医院诊疗系统的软件模块，接收数据后将数据发送给医生，由医生对健康数据进行分析和诊断，从而对病人进行远程诊断。太阳能电池板设置于保健椅顶端，并可通过电机控制太阳能电池板与椅面之间的角度，由此可为使用者遮阴或晒太阳，控制方便自如。太阳能电池板还可在蓄电池没电时充电，使得使用者能通过紧急呼叫按钮或者触摸显示屏求助，以避免使用者在没电时处于无助状态。蓄电池为各种电路和电机提供驱动电源。使用者可通过控制盘控制转向，通过控制盘上的控制手柄控制保健椅的前进和后退。控制盘上还设有紧急呼叫按钮和触摸显示屏。如图13，触摸显示屏选择翻盖式结构，使用者可通过屏幕观看视频、听音乐或听戏，也可通过控制器内置的视频通话模块与外部进行视频通话，以便于使用者联系家人。

同时，微控制器U1根据外部指令，控制行走电机、按摩电机和太阳能电池板驱动电机，控制行走、按摩和太阳能电池板。另外，控制器内置GPS模块，可随时获取保健椅的位置信息并在需要的时候将位置信息发出，以使得医院急救120或使用者的家人能够使用者的位置，便于在急救时能够在第一时间找到使用者。GPRS无线通信电路使得控制器可接入4G网络，通过4G网络联系家人、获取视频和音乐、接入医院诊疗系统等。

如图7为控制器的软件模块示意图，包括主程序和各种辅助模块。通过数据库模块存储数据和处理数据，通过远程医疗模块与医院诊疗系统之间交换数据，通过视频播放模块和音频播放模块看电影电视和听音乐听戏等，通过紧急呼叫模块和报警控制模块给家人、医院发送警报以通知使用者处于紧急状态，使得使用者第一时间能获得外部救助，通过触摸显示屏控制模块提供人机界面对各种功能模块进行操作，通过电机控制模块对各种电机进行控制，通过视频监控模块使得家人能够实时监控使用者的状态，GPS模块可随时获取保健椅的位置信息并在需要的时候将位置信息发出，视频通话模块还可使得使用者可随时与家人视频通话。

本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，是针对人口老龄化发展，高龄老人、行动不便老人、空巢老人不断增多，开发的一种便于老人休闲出行、便于和子女拉近距离增进亲情、实现远程监护、方便及时呼救救助的老年人电动保健椅。该产品是在现行的多种老年人保健椅功能基础上，利用最新技术，加装智能电驱动装置、音乐视频播放装置和光伏充电系统，便于老年人出行休闲。同时保健椅上新增设置了智能信息平台、手镯式血压心律随身检测器和便携式心电监测仪等高集成监护设备、报警呼救模块、GPS定位模块、视频监视设备以及网络传输系统，通过实时对保健椅乘用人的人体生理有关数据监测采集、存储和视频跟踪以及数据的远程传输，实现对保健椅乘用人身体健康状况异地视频监护和远程诊断。特别是当保健椅乘用人突发心脑血管等急症时，可以利用保健椅上的报警设备及时向子女亲属发出报警，以便子女亲属第一时间赶到现场组织施救，同时系统能就近呼叫120，向急救中心求救，将患者个人信息、电子病历和GPS定位数据传输给救治医院和医生，让医生第一时间了解掌握患者病情，患者还可利用设备的对话系统及时向医生自述病症，并在医生远程指导下，利用保健椅上配置的急救装备进行自救，缩短患者无治疗期，为后续的医护人员抢救争取宝贵时间，赢得成功机会。

本发明的一种高智能化的老年电动保健椅，具有以下几个优点。

1、先进的网络视频，方便远程监护。使子女亲属可实时通过远程视频了解老年人身体状况和行踪，实现远程监护。

2、便携的监测装备，方便远程诊断。设备配置的手镯式血压心律随身检测器和便携式心电监测仪等高集成监护设备，可随时监测乘用人的血压、心律、心电、体温等医疗指征，检测数据通过远程传输，可让医生第一时间了解乘用人健康情况，及时进行诊断治疗。

3、便捷的应急系统，方便医疗呼救。当出现危急时，乘用人只需简单的按应急钮操作，就能利用先进的GPRS信息传输手段，将预置的乘用人个人信息、电子病历和实时的GPS定位数据通过网络传输给120急救中心，可以在第一时间获得救助。

4、快速的信息传输，方便亲属呼叫。当出现危急时，乘用人只需简单地操作应急按钮，就能利用先进的GPRS信息传输手段，向预先设定的子女亲属手机发送报警信息，方便子女亲属第一时间赶到现场组织施救。

5、完善的急救装备，方便患者自救。利用保健椅上配备的急救药箱，患者可自主选药或在远程医生指导下用药，实现应急自救，为后续抢救赢得时间和机会。

6、配套的语音系统，方便互动对话。在智能信息平台中，设置有语音通话功能，乘用人可随时随地与设定的医疗机构进行通话咨询，与设定的子女亲属交流沟通，拉近距离，消除孤独感，增强安全感。

7、智能的电动装置，方便控制操作。保健椅加装了电驱动装置和智能控制系统，控制手柄通过电路的智能控制程序控制行走电机，实现保健椅的前进、后退、转向和制动，使乘用人出行灵活方便易行。

8、人性化娱乐设施，便于颐养天年。触摸式音乐视频播放设施，让老年人在愉悦的环境中享受生活，充满乐趣，充分体现对老年人的关爱。方便老年人出行和休闲娱乐。

9、独特的光伏装置，便于设备应急。在遮阳棚上设计安装光伏充电系统，可以避免电池储能耗尽影响应急，确保关键设备能够持续供电。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，包括椅座(1)和椅背(2)；所述椅座(1)下方的后侧设置有两个驱动轮(3)；所述椅座(1)下方设置有支撑板(5)，所述支撑板(5)上设置有用于驱动所述驱动轮的行走电机、控制器(6)、用于为行走电机和控制器(6)提供电源的蓄电池(7)；所述椅背(2)设置于所述椅座(1)之上，所述椅背(2)之内设置有按摩电机，所述椅背(2)上设置有由所述按摩电机驱动的按摩器(8)；所述椅座(1)的两侧还设置有两个扶手；所述两个扶手包括第一扶手(9)和第二扶手(10)；在所述扶手上的仪器设备箱(37)内设置有心电监护仪、血压传感器和温度传感器；

所述支撑板(5)下方还固定有一根向前伸出的连接杆(16)，所述连接杆(16)的一端固定于所述支撑板(5)下方，所述连接杆(16)的另一端设置有一个套筒(26)，所述套筒(26)内插设有一根所述立杆(19)，所述立杆(19)与所述套筒(26)同轴且能在所述套筒内转动；所述立杆(19)的顶端设置有控制盘(25)，所述立杆(19)的下端设置有一个转向轮(4)，由所述控制盘(25)带动所述立杆(19)转动进而实现所述转向轮(4)左右偏移，以控制保健椅的左右转向；所述控制盘(25)上设置有触摸显示屏(12)和控制手柄(11)，通过所述控制手柄(11)控制保健椅的前进、后退和停止，通过所述触摸显示屏(12)使得使用者能设置保健椅的控制参数；

所述控制器(6)之内设置有控制电路；所述控制电路包括数据采集电路、微处理器U1、电源电路、GPRS无线通信电路、电机驱动单元、GPS定位单元和扬声器；

所述电机驱动单元包括第一电机驱动电路和第二电机驱动电路；

所述第一电机驱动电路包括第一步进电机控制芯片U2、第一步进电机驱动芯片U3、电阻R31～R34、电容C31；所述第二电机驱动电路包括第二步进电机控制芯片U4、第二步进电机驱动芯片U5、电阻R35～R38、电容C32；所述霍尔传感器与所述微处理器U1相连接；所述第一步进电机驱动芯片U3通过所述第一步进电机控制芯片U2与所述微处理器U1相连接，所述第二步进电机驱动芯片U5通过第二步进电机控制芯片U4与所述微处理器U1相连接；

所述微处理器U1上连接有电容C71～C77、电阻R71～R74、晶振Y1；

所述电源电路包括电源芯片U6、电阻R91、电容C91～电容C95、二极管91、发光二极管D92和电感L91；所述电源芯片U6的VIN端子连接蓄电池的+24V直流电源输出端，所述电源芯片U6的GND端子接地，所述电容C91～电容C93的一端连接电源芯片U6的VIN端子，所述电容C91～电容C93的另一端接地；所述二极管D91的负极连接电源芯片U6的OUTPUT端子，二极管D91的正极接地；所述电感L91的一端连接电源芯片U6的OUTPUT端子，电感L91的另一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，所述电源芯片U6的FEEDBACK端子为VDD5V输出端；所述电容C94～电容C95的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端接地；所述电阻R91的一端连接电源芯片U6的FEEDBACK端子，另一端通过所述发光二极管D92接地。

2.根据权利要求1所述的一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，所述控制手柄(11)上设置有一个刹车按钮(13)，用于使得保健椅在行走时能够随时刹车停止。

3.根据权利要求1所述的一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，所述控制盘(25)的一侧设置有一个紧急呼叫按钮(14)。

4.根据权利要求1所述的一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，所述第一扶手(9)的外壁面上设置有一个急救药箱(35)和仪器设备箱(37)。

5.根据权利要求1所述的一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，所述椅背(2)上设置有一个U形架(28)和一个太阳能电池板驱动电机(29)；所述U形架()上安装有太阳能电池板(30)，所述太阳能电池板(30)由所述太阳能电池板驱动电机(29)驱动，可以围绕所述U形架(28)的一侧转动。

6.根据权利要求5所述的一种高智能化的老年电动保健椅，其特征是，所述U形架(28)上设置有一个摄像头(36)，摄像头正对座位，用于随时远程监视乘坐者活动和健康情况。