CN108345257A - 一种护理床控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种护理床控制系统，护理床包括轮椅部分和床部分，包括控制装置；电机组件，用于控制轮椅部分的移动；电动推杆组件，用于控制床部分和轮椅部分的姿态变化；感应装置，用于感应床部分和轮椅部分的动作；激光扫描测量装置，用于为轮椅部分的移动进行自主导航；图像采集装置，用于轮椅部分回库时进行视觉定位；通讯装置，用于轮椅部分与床部分之间的动作发送至控制装置；手柄，用于用户控制轮椅部分与床部的动作；显示器，用于导航的地图显示和操作界面的显示；护理模块，用于对用户进行护理；康复模块，用于对用户进行康复治疗；云存储模块，用于存储用户的操作动作、护理动作和康复动作；监控模块，用于监控用户的状态参数及位置参数。

Description

一种护理床控制系统

技术领域

本发明涉及护理领域，特别是涉及一种护理床控制系统。

背景技术

随着人口老年化的加剧，护理床在未来将会有很好的发展前景，由于护理床的控制系统，又是整个护理床的核心部分，这部分是决定了护理床的性能的最主要因素。虽然国内机器人领域发展的很快，但是主要是工业机器人领域发展较成熟，服务机器人领域仍有较大差距。以往护理床采用以工业计算机为平台开发的windows应用程序作为上位机程序，而且还需要辅助的单片机去实现特定的功能，这种控制系统不仅不经济，而且体积较大，稳定性也欠缺。目前现有的护理床通常采用PC加上运动控制卡的方法实现控制，实时性较差，运动控制不够精确，成本较高，且作用比较单一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种护理床控制系统，用于解决现有技术中实时性较差，运动控制不够精确，成本较高，且作用比较单一的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种护理床控制系统，所述护理床包括轮椅部分和床部分，包括：控制装置；电机组件，连接于所述控制装置，用于控制所述轮椅部分的移动；电动推杆组件，连接于所述控制装置，用于控制所述床部分的姿态变化和所述轮椅部分的姿态变化；感应装置，连接于所述控制装置，用于感应所述床部分和所述轮椅部分的动作；激光扫描测量装置，连接于所述控制装置，用于为所述轮椅部分的移动进行自主导航；图像采集装置，连接于所述控制装置，用于所述轮椅部分回库时进行视觉定位；通讯装置，连接于所述控制装置，用于所述轮椅部分与所述床部分之间的动作发送至所述控制装置；手柄，用于用户控制所述轮椅部分的姿态调整、所述轮椅部分与所述床部分合并后的同步动作以及所述轮椅部分移动速度和方向的控制；显示器，用于导航的地图显示和操作界面的显示；护理模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行护理；康复模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行康复治疗；云存储模块，连接于所述控制装置，用于存储不同操作时段中用户的操作动作、护理动作和康复动作；监控模块，连接于所述控制装置，用于监控用户的不同操作时段的状态参数及位置参数。

于本发明的一实施例中，所述护理模块包括：翻身组件，用于用户在所述床部分上进行翻身；支背及保护组件，用于支撑用户在所述床部分上坐起及保护用户不掉出所述床部分；上下曲腿组件，用于用户在所述床部分进行上下曲腿；坐便器，用于用户排便；办公就餐一体桌，用于用户办公或就餐；站立辅助组件，用于辅助用户在护理床上坐起或站起。

于本发明的一实施例中，所述康复模块包括：锻炼组件，用于用户进行恢复性锻炼；按摩机构，用于用户对身体肌肉进行恢复性按摩。

于本发明的一实施例中，所述控制装置包括：处理器；轮椅姿态控制模块，用于通过所述处理器控制所述电动推杆组件的运动；车床同步动作控制模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分和所述床部分同步动作；导航控制模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分的自动导航；视觉定位入库模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分的回库；人机界面的控制模块，用于用户对所述护理床进行操作。

于本发明的一实施例中，所述电机组件包括：电机，用于带动所述轮椅部分移动；驱动器，用于驱动所述电机运转；编码器，用于反馈所述电机的速度信息和所述轮椅部分的位置信息。

于本发明的一实施例中，所述电动推杆组件包括：电动推杆，用于调整所述床部分和所述轮椅部分的姿态；电动推杆驱动器，用于驱动所述电动推杆。

于本发明的一实施例中，所述感应装置包括：霍尔传感器，用于检测所述电动推杆组件发出的信号，并将信号发送给所述控制装置；压力传感器，用于感应所述床部分和所述轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给所述控制装置；限位开关，用于在所述轮椅部分入库后被触发后发出停止信号，停止所述护理床的动作。

于本发明的一实施例中，所述激光扫描测量装置包括：激光扫描器，用于通过激光扫描建立地图；自动导航单元，用于根据所述地图进行自主定位导航。

本发明还提供一种护理床控制方法，涉及上述的护理床控制系统，包括步骤：所述显示器显示导航的地图和操作界面；所述图像采集装置在所述轮椅部分回库时进行视觉定位；所述激光扫描测量装置对所述轮椅部分的移动进行自主导航；所述电机组件控制所述轮椅部分的移动，所述轮椅部分回库；用户通过所述手柄控制所述轮椅部分的姿态调整、所述轮椅部分与所述床部分合并后的同步动作以及所述轮椅部分移动速度和方向的控制；所述感应装置感应所述床部分和所述轮椅部分的动作；所述通信装置将所述轮椅部分与所述床部分之间的动作发送至所述控制装置；所述控制装置控制所述电动推杆组件控制所述床部分的姿态变化和所述轮椅部分的姿态变化。

于本发明的一实施例中，还包括步骤：用户通过所述人机界面的控制模块对所述护理床进行操作；导航控制模块通过所述处理器控制所述轮椅部分的自动导航；视觉定位入库模块通过所述处理器控制所述轮椅部分的回库；车床同步动作控制模块通过所述处理器控制所述轮椅部分和所述床部分同步动作；轮椅姿态控制模块通过所述处理器控制所述电动推杆组件的运动。

于本发明的一实施例中，还包括步骤：所述激光扫描器通过激光扫描建立地图，所述自动导航单元根据所述地图进行自主定位导航；所述驱动器驱动所述电机运转，所述电机带动所述轮椅部分移动；所述霍尔传感器检测所述电动推杆组件发出的信号，并将信号发送给所述控制装置；所述压力传感器感应所述床部分和所述轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给所述控制装置；所述电动推杆驱动器驱动所述电动推杆；所述电动推杆调整所述床部分和所述轮椅部分的姿态。

于本发明的一实施例中，还包括步骤：通过编码器反馈所述电机的速度信息和所述轮椅部分的位置信息。

如上所述，本发明的护理床控制系统，具有以下有益效果：体积较小，比较稳定，可以实时控制，运动控制更精确，成本较低，且可以通过内嵌Linux系统，使得系统更加开放，便于添加新功能和升级产品。

附图说明

图1显示为本发明护理床控制系统的一实施例的系统方框示意图。

图2显示为本发明护理床控制系统的另一实施例的系统方框示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，图1显示为本发明护理床控制系统的一实施例的系统方框示意图。本发明提供了一种护理床控制系统，护理床包括轮椅部分和床部分，包括：控制装置；用于指示护理床各部分进行运作。电机组件，连接于控制装置，用于控制轮椅部分的移动；电动推杆组件，连接于控制装置，用于控制床部分的姿态变化和轮椅部分的姿态变化；感应装置，连接于控制装置，用于感应床部分和轮椅部分的动作；激光扫描测量装置，连接于控制装置，用于为轮椅部分的移动进行自主导航；图像采集装置，连接于控制装置，用于轮椅部分回库时进行视觉定位；通讯装置，连接于控制装置，用于轮椅部分与床部分之间的动作发送至控制装置；手柄，用于用户控制轮椅部分的姿态调整、所述轮椅部分与所述床部分合并后的同步动作以及所述轮椅部分移动速度和方向的控制，实现对轮椅部分运动的精确控制；显示器，用于导航的地图显示和操作界面的显示。显示器显示导航的地图和操作界面，用户选择轮椅部分回库，图像采集装置在轮椅部分回库时进行视觉定位；激光扫描测量装置对轮椅部分的移动进行自主导航；电机组件控制轮椅部分的移动，轮椅部分回库；用户通过手柄控制轮椅部分的姿态调整；感应装置感应床部分和轮椅部分的动作；通信装置将轮椅部分与床部分之间的动作发送至控制装置；控制装置控制电动推杆组件控制床部分的姿态变化和轮椅部分的姿态变化；护理模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行护理；康复模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行康复治疗；云存储模块，连接于所述控制装置，用于存储不同操作时段中用户的操作动作、护理动作和康复动作；监控模块，连接于所述控制装置，用于监控用户的不同操作时段的状态参数及位置参数。

如图2所示，图2显示为本发明护理床控制系统的另一实施例的系统方框示意图。在本发明的一实施例中所述护理模块包括：翻身组件，用于用户在所述床部分上进行翻身；支背及保护组件，用于支撑用户在所述床部分上坐起及保护用户不掉出所述床部分；上下曲腿组件，用于用户在所述床部分进行上下曲腿；坐便器，用于用户排便；办公就餐一体桌，用于用户办公或就餐；站立辅助组件，用于辅助用户在护理床上坐起或站起。进一步地，所述康复模块包括：锻炼组件，用于用户进行恢复性锻炼；按摩机构，用于用户对身体肌肉进行恢复性按摩。

通常，控制装置；用于指示护理床各部分进行运作。控制装置包括：处理器；在本发明的一优选实施例中，处理器为ARM处理器，以ARM处理器为基础，可以配合嵌入式操作系统Linux的软件平台，更具开放性，可以随时对系统进行升级和修改，以及添加不同的新功能。采用ARM内核的控制器体积更小、成本更低。同时该系统软硬件架构具有模块化和开放性，便于新功能的添加等升级和修改。轮椅姿态控制模块，用于通过处理器控制电动推杆组件的运动；车床同步动作控制模块，用于通过处理器控制轮椅部分和床部分同步动作；导航控制模块，用于通过处理器控制轮椅部分的自动导航；视觉定位入库模块，用于通过处理器控制轮椅部分的回库；人机界面的控制模块，用于用户对护理床进行操作。电机组件，连接于控制装置，用于控制轮椅部分的移动。进一步地，电机组件包括：电机，用于带动轮椅部分移动；驱动器，用于驱动电机运转；编码器，用于反馈所述电机的速度信息和所述轮椅部分的位置信息。电动推杆组件，连接于控制装置，用于控制床部分的姿态变化和轮椅部分的姿态变化；电动推杆组件包括：电动推杆，用于调整床部分和轮椅部分的姿态；电动推杆驱动器，用于驱动电动推杆。在本发明一优选实施例中，电动推杆驱动器的控制接口连接在ARM处理器的IO口，在配合相应的控制程序就可以实现轮椅车姿态的控制。电动推杆驱动器控制电动推杆的伸缩，实现护理床的姿态变化和轮椅部分的姿态变化。感应装置，连接于控制装置，用于感应床部分和轮椅部分的动作；感应装置包括：霍尔传感器，用于检测电动推杆组件发出的信号，并将信号发送给控制装置；压力传感器，用于感应床部分和轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给控制装置。限位开关，用于在轮椅部分入库后被触发后发出停止信号，停止护理床的动作。霍尔传感器检测电动推杆的速度位置信号传递给控制装置，控制装置控制电动推杆驱动器，驱动电动推杆调整床部分的姿态变化和轮椅部分的姿态变化，使得两者的变化同步。压力传感器感应轮椅部分的抬背动作，并将信号发送至控制装置，控制装置控制床部分和轮椅部分的抬背动作同步进行。轮椅姿态控制模块控制电动推杆驱动组件实现电动推杆的伸缩，根据霍尔传感器信号、压力传感器和限位开关信号实现轮椅部分的平躺、坐立、站立和入库姿态等动作的变化。车床同步控制模块主要是通过霍尔传感器信号、压力传感器信号和限位开关信号实现护理床的轮椅部分和床部分合并后抬背、屈腿、翻身等动作的实现。激光扫描测量装置，连接于控制装置，用于为轮椅部分的移动进行自主导航；激光扫描测量装置包括：激光扫描器，用于通过激光扫描建立地图；自动导航单元，用于根据地图进行自主定位导航。图像采集装置，连接于控制装置，用于轮椅部分回库时进行视觉定位；在本发明的一优选实施例中，图像采集装置为工业相机，可以提高图像采集的精度，提高轮椅部分的回库效果。视觉定位入库模块在护理床轮椅车部分在入库与床合并时，通过工业相机的视觉定位程序，实现轮椅车部分的精准回库。通讯装置，连接于控制装置，用于轮椅部分与床部分之间的动作发送至控制装置；通过通讯装置的相互通讯，可以实现轮椅部分和床部分的动作的同步。手柄，用于用户控制轮椅部分的姿态调整、所述轮椅部分与所述床部分合并后的同步动作以及所述轮椅部分移动速度和方向的控制，实现对轮椅部分运动的精确控制；用户可以通过手柄控制轮椅部分的姿态调整，床部分再根据轮椅部分的姿态调整进行同步调整。显示器，用于导航的地图显示和操作界面的显示。

综上所述，本发明护理床控制系统，体积较小，比较稳定，可以实时控制，运动控制更精确，成本较低，且可以通过内嵌Linux系统，使得系统更加开放，便于添加新功能和升级产品。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种护理床控制系统，所述护理床包括轮椅部分和床部分，其特征在于，包括：

控制装置；

电机组件，连接于所述控制装置，用于控制所述轮椅部分的移动；

电动推杆组件，连接于所述控制装置，用于控制所述床部分的姿态变化和所述轮椅部分的姿态变化；

感应装置，连接于所述控制装置，用于感应所述床部分和所述轮椅部分的动作；

激光扫描测量装置，连接于所述控制装置，用于为所述轮椅部分的移动进行自主导航；

图像采集装置，连接于所述控制装置，用于所述轮椅部分回库时进行视觉定位；

通讯装置，连接于所述控制装置，用于所述轮椅部分与所述床部分之间的动作发送至所述控制装置；

手柄，用于用户控制所述轮椅部分的姿态调整、所述轮椅部分与所述床部分合并后的同步动作以及所述轮椅部分移动速度和方向的控制；

显示器，用于导航的地图显示和操作界面的显示；

护理模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行护理；

康复模块，连接于所述控制装置，用于对用户进行康复治疗；

云存储模块，连接于所述控制装置，用于存储不同操作时段中用户的操作动作、护理动作和康复动作；

监控模块，连接于所述控制装置，用于监控用户的不同操作时段的状态参数及位置参数。

2.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述护理模块包括：

翻身组件，用于用户在所述床部分上进行翻身；

支背及保护组件，用于支撑用户在所述床部分上坐起及保护用户不掉出所述床部分；

上下曲腿组件，用于用户在所述床部分进行上下曲腿；

坐便器，用于用户排便；

办公就餐一体桌，用于用户办公或就餐；

站立辅助组件，用于辅助用户在护理床上坐起或站起。

3.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述康复模块包括：

锻炼组件，用于用户进行恢复性锻炼；

按摩机构，用于用户对身体肌肉进行恢复性按摩。

4.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述控制装置包括：

处理器；

轮椅姿态控制模块，用于通过所述处理器控制所述电动推杆组件的运动；

车床同步动作控制模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分和所述床部分同步动作；

导航控制模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分的自动导航；

视觉定位入库模块，用于通过所述处理器控制所述轮椅部分的回库；

人机界面的控制模块，用于用户对所述护理床进行操作。

5.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述电机组件包括：

电机，用于带动所述轮椅部分移动；

驱动器，用于驱动所述电机运转；

编码器，用于反馈所述电机的速度信息和所述轮椅部分的位置信息。

6.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述电动推杆组件包括：

电动推杆，用于调整所述床部分和所述轮椅部分的姿态；

电动推杆驱动器，用于驱动所述电动推杆。

7.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述感应装置包括：

霍尔传感器，用于检测所述电动推杆组件发出的信号，并将信号发送给所述控制装置；

压力传感器，用于感应所述床部分和所述轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给所述控制装置；

限位开关，用于在所述轮椅部分入库后被触发后发出停止信号，停止所述护理床的动作。

8.根据权利要求1所述的护理床控制系统，其特征在于，所述激光扫描测量装置包括：

激光扫描器，用于通过激光扫描建立地图；

自动导航单元，用于根据所述地图进行自主定位导航。