CN109846624A - 智能病床 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种智能病床，包括床体、床头升降电机、床尾升降电机和电控组件，其中的电控组件包括语音识别模块、传声器、单片机控制板、电机驱动板、床头加速度传感器和床尾加速度传感器。本发明的智能病床采用语音交互方式实现人机交互，彻底摆脱了传统的电动病床的按键控制方式，为手脚不方便的病人提供了一种全新的方便的控制方式。而且采用床头加速度传感器和床尾加速度传感器来精确测量床头和床尾的倾斜角度，能将控制病床的旋转角度误差控制在正负0.2度范围内。

Description

智能病床

技术领域

本发明的实施例涉及一种床具，具体而言，涉及一种智能病床。

背景技术

病床是一种供病人或重度残疾人在家康复，或在住院休养时所用到的床具，其具有多项护理功能，并方便病员休息就餐和移动。病床分有普通病床和多功能起背病床，目前使用较多的是多功能起背病床。多功能起背病床具有多种功能，比如：可以帮助病人坐起和翻身，使病人可根据自身舒适度来调整坐起位置和角度；可以帮助病人屈膝，使腿部始终位于自身舒适姿态；可以便于病人吃饭和看书，让病人在病床上用餐和看书时保持一个较为舒适姿态。

随着科技的发展，在多功能起背病床中加入了电动智能控制功能，依靠按钮和面板实现控制，这类型的智能化病床极大地提高了其使用便捷性，但是却存在一个问题，即，当病人的手活动不方便时将极大地限制了其操作性，因此研制一种基于语音交互的智能病床显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于语音交互的智能病床。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种智能病床，包括床体、床头升降电机、床尾升降电机和电控组件，该电控组件包括传声器、语音识别模块、单片机控制板、电机驱动板、床头加速度传感器和床尾加速度传感器；其中，传声器与语音识别模块数据连接，用于读取用户语音信号并送给语音识别模块；语音识别模块还与单片机控制板数据连接，用于调制用户语音信号并送给单片机控制板；单片机控制板通过电机驱动板控制床头升降电机和床尾升降电机；床头加速度传感器安装在床头，并与单片机控制板数据连接，用于检测床头抬起角度并将角度值送给单片机控制板；床尾加速度传感器安装在床尾，并与单片机控制板数据连接，用于检测床尾抬起角度并将角度值送给单片机控制板。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

电控组件还包括扬声器，该扬声器与语音识别模块数据连接，用于输出提示语音。

电控组件还包括串口转WIFI模块、WIFI发射器和监视服务器，串口转WIFI模块与单片机控制板数据连接、与WIFI发射器无线信号连接，WIFI发射器与监视服务器无线信号连接。

串口转WIFI模块采用TLN13UA06模块。

单片机控制板的型号为STC15W204S。

电机驱动板的型号为L298N模块。

床头加速度传感器的型号为ADXL345型三轴加速度传感器；所述床尾加速度传感器的型号为ADXL345型三轴加速度传感器。

语音识别模块的型号为LM567型通用锁相环电路音调译码器。

相比于现有技术，本发明的优势在于：采用语音交互方式实现人机交互，彻底摆脱了传统的电动病床的按键控制方式，为手脚不方便的病人提供了一种全新的方便的控制方式。而且采用床头加速度传感器和床尾加速度传感器来精确测量床头和床尾的倾斜角度，能将控制病床的旋转角度误差控制在正负0.2度范围内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，并非对本发明的限制。

图1是本发明较佳实施例的智能病床的电控组件的结构框图。

图2是本发明较佳实施例的智能病床的电控组件的电路原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案作进一步非限制性的详细描述。

本实施例的病床主要包括床体、床头升降电机11、床尾升降电机12和电控组件。床体为三段式结构，即床头、床中间和床尾，床头升降电机安装在床头位置，用于驱动床头升降，床尾升降电机安装在床尾位置，用于驱动床尾升降。电控组件分别与床头升降电机和床尾升降电机电气连接，控制床头升降电机和床尾升降电机的转动方向和转动角度，从而实现床头和床尾的角度调整。

见图1和图2，电控组件主要包括传声器1、语音识别模块2、单片机控制板3、电机驱动板4、床头加速度传感器5和床尾加速度传感器6。

传声器1与语音识别模块2数据连接，该传声器1主要用于捕获用户语音信号，在将语音信号功率放大后送给语音识别模块2，有效的用户语音信号包括：升，降，以及角度值。语音识别模块2又与单片机控制板3数据连接，本实施例，语音识别模块2的型号为LM567型通用锁相环电路音调译码器，经传声器1捕获并放大后的语音信号进入语音识别模块后被调制解码变成交变电压信号，然后再通过串口发送给单片机控制板3处理。

单片机控制板3的型号为STC15W204S，电机驱动板4的型号为L298N模块。图2中24V电源为床头升降电机和床尾升降电机供电，5V电源为整个电控组件供电。电机驱动板4的IN1-IN4口分别与单片机控制板3的P1.2-P1.5口数据连接，其中IN1口和IN2口为床头升降电机的控制信息输入口，IN3和IN4为床尾升降电机的控制信息输入口。单片机控制板3接收语音识别模块2送来的交变电压信号，并根据该交变电压信号的指令向电机驱动板4输出电机控制信号，电机控制信号包括速度和方向信号，电机驱动板4根据电机控制信号控制床头升降电机或床尾升降电机启动，完成床头或床尾的升降。

床头加速度传感器5为ADXL345型三轴加速度传感器，其安装在床头位置，与床头同步运动，能实时测量床头与水平面的夹角。同样的，床尾加速度传感器6为ADXL345型三轴加速度传感器，其安装在床尾位置，与床尾同步运动，能实时测量床尾与水平面的夹角。床头加速度传感器5和床尾加速度传感器6与单片机控制板3的接口是同一个为I2C接口，单片机控制板3内通过设置该两个传感器的不同地址来识别该两个传感器。通过单片机控制板3的滤波处理，床头加速度传感器5和床尾加速度传感器6的测量角度的精度可控制在正负0.2度以内。单片机控制板3将上述两个传感器反馈的角度值与用户指令的角度值比较，一旦匹配则控制电机停止工作。

为提高用户使用便利性，电控组件还可以通过图像显示和语音播报的方式反馈病床实时状态，因此，电控组件还包括串口转WIFI模块7、WIFI发射器8、监视服务器9和扬声器10。

串口转WIFI模块7与单片机控制板3通过串口2进行数据连接、与WIFI发射器8无线信号连接，WIFI发射器8与监视服务器9无线信号连接，监视服务器9具有显示器。串口转WIFI模块7用于接受单片机控制板3发送过来的病床实时状态、语音模块状态、传感器状态等信息，并通过WIFI发射器8连接到病房的监视服务器9，监视服务器9接收WIFI发射器8送来的信息，并通过其自身显示器显示出来。

扬声器10与语音识别模块2，单片机控制板3通过串口将提示语音信息发送给语音识别模块2，语音识别模块2将信息调制解码后通过扬声器10进行语音播报。

综上所述，本实施例的智能病床采用语音交互方式实现人机交互，彻底摆脱了传统的电动病床的按键控制方式，为手脚不方便的病人提供了一种全新的方便的控制方式，而且由于是采用模块化的语音识别芯片，设计紧凑，语音识别的使用效果好。本实施例的智能病床还通过采用三轴加速度传感器来精确测量床板的倾斜角度，能将控制病床的旋转角度误差控制在正负0.2度范围内。本实施例的智能病床能在传统的电动病床的基础上进行无缝升级，节约成本。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能病床，包括床体、床头升降电机和床尾升降电机，其特征在于：还包括电控组件，该电控组件包括传声器、语音识别模块、单片机控制板、电机驱动板、床头加速度传感器和床尾加速度传感器；其中，

传声器与语音识别模块数据连接，用于读取用户语音信号并送给语音识别模块；

语音识别模块还与单片机控制板数据连接，用于调制用户语音信号并送给单片机控制板；

单片机控制板通过电机驱动板控制床头升降电机和床尾升降电机；

床头加速度传感器安装在床头，并与单片机控制板数据连接，用于检测床头抬起角度并将角度值送给单片机控制板；

床尾加速度传感器安装在床尾，并与单片机控制板数据连接，用于检测床尾抬起角度并将角度值送给单片机控制板。

2.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：电控组件还包括扬声器，该扬声器与语音识别模块数据连接，用于输出提示语音。

3.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：该电控组件还包括串口转WIFI模块、WIFI发射器和监视服务器，串口转WIFI模块与单片机控制板数据连接、与WIFI发射器无线信号连接，WIFI发射器与监视服务器无线信号连接。

4.根据权利要求3所述的智能病床，其特征在于：所述串口转WIFI模块采用TLN13UA06模块。

5.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：所述单片机控制板的型号为STC15W204S。

6.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：所述电机驱动板的型号为L298N模块。

7.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：所述床头加速度传感器的型号为ADXL345型三轴加速度传感器；所述床尾加速度传感器的型号为ADXL345型三轴加速度传感器。

8.根据权利要求1所述的智能病床，其特征在于：所述语音识别模块的型号为LM567型通用锁相环电路音调译码器。