CN205094837U - 一种眼控电动床装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种眼控电动床装置，包括用于控制电动床上电机的电机控制单元，其特征在于：还包括用于捕捉使用者眼球动作的眼控仪、用于显示控制按键的主显示单元、上位机及用于根据上位机的控制信号产生相应的电机控制信号的眼控执行单元，其中，眼控仪、主显示单元及眼控执行单元均与上位机建立数据通信，眼控执行单元还与电机控制单元建立数据通信。本实用新型的优点在于：不改变电动床的原有结构，生产或改装方便且成本低；眼控模拟手柄和原来用手操作的手柄功能一致，使用简单易用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通过眼球运动来控制电动床的装置。
背景技术
现有电动床通常是通过手柄按键来控制其上的电机转动，进而控制电动床实现不同位置的升降、翻身、便盆开关等功能。这种结构的电动床虽然解决了一部分人的需求，但是对于手不方便的残疾人或老年人使用者而言，在大多数情况下是无法完成手柄按键的操作的，只能通过家人或医护人员来间接操作，从而带来使用上的不便。甚至其中一些较严重的病人，如渐冻人或戴呼吸机者，连通过语言交流由家人或医护人员间接地控制电动床也难以实现。
眼控仪，即通过眼球运动来进行电脑控制的设备，是近年来发展迅速的一项新兴技术，其原理是通过近红外线反射原理，对人眼进行定位，并精确检测眼睛瞳孔所看的位置，从而代替鼠标和键盘对电脑实现操作，通过打字或鼠标点击和他人进行常用的沟通表达。国外使用眼控仪的典型代表是著名理论物理学家、渐冻人患者斯蒂芬.霍金。申请人也就其算法申请过发明专利并已获授权，专利号为ZL201010513239.0，名称为基于近红外反射点特性的视线跟踪预处理方法。
对于上文提到的手不方便的残疾人或者老年人使用者而言，虽然通过目前的眼控仪能在一定程度上解决病人与家人或医护人员的交流问题，但是从控制电动床的角度，仍是依赖他人进行间接控制，无法做到自己独立控制电动床。对于有时身边没有护理人员或者深夜护理人员休息时，是很不方便的。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是使得手部不便的使用者能够独立控制电动床。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种眼控电动床装置，包括用于控制电动床上电机的电机控制单元，其特征在于：还包括用于捕捉使用者眼球动作的眼控仪、用于显示控制按键的主显示单元、上位机及用于根据上位机的控制信号产生相应的电机控制信号的眼控执行单元，其中，眼控仪、主显示单元及眼控执行单元均与上位机建立数据通信，眼控执行单元还与电机控制单元建立数据通信。
优选地，所述主显示单元固定在主支架上，主支架或固定在所述电动床上，或位于所述电动床的侧边。
优选地，所述眼控仪通过副支架固定在所述主显示单元上。
优选地，还包括与所述主显示单元同步显示的副显示单元，该副显示单元与所述上位机建立数据通信。
优选地，所述眼控仪、所述主显示单元及所述眼控执行单元经由数据线与所述上位机相连，该数据线通过掩蔽式走线管布线。
优选地，所述眼控执行单元包括电源模块、控制模块、输入模块及输出模块，其中，由电源模块为控制模块、输入模块及输出模块提供工作电压，输入模块及输出模块均连接控制模块，输入模块与所述上位机建立数据通信，输出模块与所述电机控制模块建立数据通信。
优选地，所述电源模块包括总线电源单元和/或独立电源单元，当采用至少两个电源单元时，通过电源选通控制单元在不同电源单元之间切换。
优选地，所述输入模块包括有线输入单元和/或无线输入单元，当采用至少两个输入单元时，通过通讯选通控制单元在不同输入单元之间切换。
优选地，所述有线输入单元包括USB输入接口单元、CAN总线输入接口单元、TCP/IP输入接口单元、RS-485总线输入接口单元、或RS-232总线输入接口单元中的至少一种；
所述无线输入单元包括WIFI输入单元、IRDA输入单元、ZIGBEE输入单元、NFC输入单元、蓝牙输入单元、Z-WARE输入单元、EnOcean输入单元、或RF输入单元中的至少一种。
优选地，所述输出模块包括继电器输出单元、光耦输出单元、或晶体管输出单元中的至少一种，当采用至少两个输出单元时，通过输出选通控制单元在不同输出单元之间切换。
本实用新型在显示装置上显示模拟手柄按键，通过眼控仪实时检测人眼所看位置，当人眼看到显示装置上的某个模拟手柄按键功能时，电脑或Pad、手机等上位机通过USB、串口、WIFI等接口发出相应指令到眼控执行盒，眼控执行盒闭合或打开相应的继电器或光耦、晶体管等输出选通控制装置，控制相应的电机转动，从而完成电动床的操作，实现和按下电动床手柄完全相同的功能。
本实用新型的优点在于：
1、不改变电动床的原有结构，生产或改装方便且成本低；
2、眼控模拟手柄和原来用手操作的手柄功能一致，使用简单易用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为眼控执行单元的电路模块图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本实用新型提供的一种眼控电动床装置包括电动床5，电动床5的附近安装有电机控制单元4、眼控执行单元3及线控手柄9。其中，眼控执行单元3和线控手柄9的控制线直接接入到电机控制单元4，用以控制电动床5上电机的各种动作。电动床5上或侧边安装有主支架6，主支架6上安装有主显示单元1以及眼控仪10，眼控仪10是通过副支架安装在主显示单元1上的。眼控仪10的电源线数据线、主显示单元1的电源线数据线、眼控执行单元3的电源线数据线通过掩蔽式走线管8布线，数据部分接到上位机2上做分析处理。副显示单元7作为备用显示单元可以给家人或医护人员使用，与主显示单元1显示相同的内容。
在主显示单元1上用于显示模拟手柄上各功能按键的模拟按键，模拟按键的功能和线控手柄9上手按的各个功能按键的功能一一对应。例如线控手柄9上有“床头升、床头降、床尾升、床尾降、便盆开、便盆关”这6个按键，则在主显示单元1上的显示界面显示这6个功能的模拟按键。眼控仪10实时检测用户的眼球所看的位置坐标，数据实时传送给上位机2做分析处理。这里的上位机2指的是带计算功能并包含输出接口的计算机、平板电脑或手机。上位机2将眼睛所看的位置坐标和所显示的模拟按键进行比对，如用户在看相应的模拟按键位置，且满足一定的判定条件(如注视模拟按键区域一定时间阈值以上确认，或眨眼确认，以防止误操作)，则向眼控执行单元3发送与该模拟按键相对应的命令。
如图2所示，为眼控执行单元3的电路模块框图，该模块通过有线或者无线的方式接收上位机2发来的眼控模拟手柄按键命令。通讯方式可以是USB、CAN、TCP/IP、485总线、232、并口等有线接口中的一种或几种、也可以是WIFI、IRDA、ZIGBEE、NFC、蓝牙、Z-WARE、EnOcean、RF等无线接口中的一种或几种，当采用多种通讯方式时，通过通讯选通控制单元在不同的通讯方式间切换。随后将命令传送给微处理器MCU做实时处理，最后通过输出接口模块控制电机控制单元4。输出接口模块可以是继电器输出模块、光耦输出模块、晶体管输出模块中的一种或几种，当采用多种输出接口模块时，可以采用输出选通控制模块在不同的输出接口模块间切换。
本实用新型的工作过程为：
眼控仪10捕捉使用者的眼球动作，从而判断出是眼睛在主显示单元1上所看到的是“床尾升”指令，则由上位机2将与“床尾升”对应的指令发送给眼控执行单元3，由眼控执行单元3将其转换为电机控制指令后，通过输出接口发送到电机控制单元4。电机控制单元4接收到眼控执行单元3发来的指令后，控制电动床1上的电机做出相应的动作，从而实现了用眼球的运动控制电动床的目的。
尽管本实用新型在此做了图示和说明，对于本领域技术人员来说很明显，只要未偏离本实用新型的主旨可以做些不同的修改，增加，替换等，这皆属于权利要求中定义的本实用新型的范围。
Claims (10)
1.一种眼控电动床装置，包括用于控制电动床（5）上电机的电机控制单元（4），其特征在于：还包括用于捕捉使用者眼球动作的眼控仪（10）、用于显示控制按键的主显示单元（1）、上位机（2）及用于根据上位机（2）的控制信号产生相应的电机控制信号的眼控执行单元（3），其中，眼控仪（10）、主显示单元（1）及眼控执行单元（3）均与上位机（2）建立数据通信，眼控执行单元（3）还与电机控制单元（4）建立数据通信。
2.如权利要求1所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述主显示单元（1）固定在主支架（6）上，主支架（6）或固定在所述电动床（5）上，或位于所述电动床（5）的侧边。
3.如权利要求1所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述眼控仪（10）通过副支架固定在所述主显示单元（1）上。
4.如权利要求1所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：还包括与所述主显示单元（1）同步显示的副显示单元（7），该副显示单元（7）与所述上位机（2）建立数据通信。
5.如权利要求1所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述眼控仪（10）、所述主显示单元（1）及所述眼控执行单元（3）经由数据线与所述上位机（2）相连，该数据线通过掩蔽式走线管（8）布线。
6.如权利要求1所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述眼控执行单元（3）包括电源模块、控制模块、输入模块及输出模块，其中，由电源模块为控制模块、输入模块及输出模块提供工作电压，输入模块及输出模块均连接控制模块，输入模块与所述上位机（2）建立数据通信，输出模块与所述电机控制单元（4）建立数据通信。
7.如权利要求6所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述电源模块包括总线电源单元和/或独立电源单元，当采用至少两个电源单元时，通过电源选通控制单元在不同电源单元之间切换。
8.如权利要求6所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述输入模块包括有线输入单元和/或无线输入单元，当采用至少两个输入单元时，通过通讯选通控制单元在不同输入单元之间切换。
9.如权利要求8所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述有线输入单元包括USB输入接口单元、CAN总线输入接口单元、TCP/IP输入接口单元、RS-485总线输入接口单元、或RS-232总线输入接口单元中的至少一种；
所述无线输入单元包括WIFI输入单元、IRDA输入单元、ZIGBEE输入单元、NFC输入单元、蓝牙输入单元、Z-WARE输入单元、EnOcean输入单元、或RF输入单元中的至少一种。
10.如权利要求6所述的一种眼控电动床装置，其特征在于：所述输出模块包括继电器输出单元、光耦输出单元、或晶体管输出单元中的至少一种，当采用至少两个输出单元时，通过输出选通控制单元在不同输出单元之间切换。
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|---|---|---|---|---|
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| CN110787006A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-14 | 南京航空航天大学 | 一种基于眼球驱动与调节的新型电动病床 |
| CN115120436A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-30 | 广东技术师范大学 | 一种眼睛控制的智慧医疗床及其控制方法 |
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| CN110787006A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-14 | 南京航空航天大学 | 一种基于眼球驱动与调节的新型电动病床 |
| CN110787006B (zh) * | 2019-10-22 | 2021-07-30 | 南京航空航天大学 | 一种基于眼球驱动与调节的新型电动病床 |
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