CN207010584U - 一种模块化动力机构的驱动电路、装置及智能床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模块化动力机构的驱动电路、装置及智能床。本实用新型通过控制模块向切换单元发出切换控制信号，所述切换单元根据所述切换控制信号以对电机单元与主驱动模块和备用驱动模块之间的连接关系进行切换控制；在切换控制过程进行时，控制模块不输出控制脉冲信号，主驱动模块输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号；在切换控制过程完成时，控制模块输出控制脉冲信号，以使主驱动模块受控制脉冲信号的控制，驱动电机单元转动。实现了多个电机转动的控制，并且当电机断开或接通与电机驱动器之间的连接时，不会发生电流突变或电压不稳定的现象，提高了电机的使用寿命。

Description

一种模块化动力机构的驱动电路、装置及智能床

技术领域

本实用新型涉及智能床技术领域，尤其涉及一种模块化动力机构的驱动电路、装置及智能床。

背景技术

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。

在现有技术中，电机驱动器和电机之间通过开关直接连接，由于电机的相线间电阻很小，当电机断开或接通与电机驱动器之间的连接时，会发生电流的突变和电压的不稳定，影响电机的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种模块化动力机构的驱动电路、装置及智能床，旨在解决现有技术中采用电机驱动器和电机之间通过开关直接连接，由于电机的相线间电阻很小，当电机断开或接通与电机驱动器之间的连接时，会发生电流的突变和电压的不稳定，影响电机的使用寿命的问题。

本实用新型实施例提供了一种模块化动力机构的驱动电路，由控制模块控制其工作过程，所述动力机构包括电机，所述驱动电路包括主驱动模块、备用驱动模块和第一预设数量的电机模块，所述电机模块包括切换单元和与所述切换单元连接的电机单元。

所述主驱动模块与所述控制模块连接，所述切换单元分别与所述主驱动模块、所述备用驱动模块和所述控制模块连接。

所述控制模块向所述切换单元发出切换控制信号，所述切换单元根据所述切换控制信号控制第二预设数量的所述电机单元接通与所述主驱动模块之间的连接并断开与所述备用驱动模块之间的连接，或者所述切换单元根据所述切换控制信号控制第三预设数量的所述电机单元接通与所述备用驱动模块之间的连接并断开与所述主驱动模块之间的连接，以对第一预设数量的所述电机单元与所述主驱动模块和所述备用驱动模块之间的连接关系进行切换控制。

在所述切换控制过程进行时，所述控制模块不输出控制脉冲信号，所述主驱动模块输出电压和电流恒定的第一驱动信号，所述备用驱动模块输出与所述第一驱动信号相同的第二驱动信号。

在所述切换控制过程完成时，所述控制模块输出控制脉冲信号，以使所述主驱动模块受所述控制脉冲信号的控制，驱动第二预设数量的所述电机单元转动。

在一个实施例中，所述切换单元包括双掷开关，双掷开关的不动端接所述电机单元，两个动端中的常闭触点接所述备用驱动模块，常开触点接所述主驱动模块。

在一个实施例中，所述电机单元包括步进电机。

本实用新型实施例还提供了一种模块化动力机构的驱动装置，包括第四预设数量的如上所述模块化动力机构的驱动电路，还包括与每个所述模块化动力机构的驱动电路分别连接的控制模块。

在一个实施例中，模块化动力机构的驱动装置还包括电源模块。

本实用新型实施例还提供了一种智能床，包括床体，还包括如上所述的模块化动力机构的驱动装置。

在一个实施例中，所述智能床还包括底盘支撑结构、传动机构、排骨架结构、传感器模块和电源控制箱；

所述排骨架结构通过所述传动机构与所述底盘支撑结构连接，所述模块化动力机构的驱动装置设置在所述电源控制箱中，所述模块化动力机构的驱动装置控制所述传动机构移动。

在一个实施例中，所述传动机构包括丝杠结构。

在一个实施例中，所述传感器模块包括静态压力传感器网络，用于测量所述床体上的压力分布。

在一个实施例中，当所述智能床为单人床时，所述单人床包括一个所述模块化动力机构的驱动装置；两个及以上的单人床可以组合拼接成双人床或多人床，两个及以上的单人床拼接时，每个单人床所对应的模块化动力机构的驱动电路均共同连接至一个控制模块。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过控制模块向切换单元发出切换控制信号，切换单元根据切换控制信号以对第一预设数量的电机单元与主驱动模块和备用驱动模块之间的连接关系进行切换控制；在切换控制过程进行时，控制模块不输出控制脉冲信号，主驱动模块输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号；在切换控制过程完成时，控制模块输出控制脉冲信号，以使主驱动模块受控制脉冲信号的控制，驱动电机单元转动。实现了多个电机转动的控制，并且当电机断开或接通与电机驱动器之间的连接时，不会发生电流突变或电压不稳定的现象，提高了电机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的模块化动力机构的驱动电路的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例提供的模块化动力机构的驱动电路的电路结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例提供的智能床的结构示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

实施例1：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的一种模块化动力机构的驱动电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种模块化动力机构的驱动电路100，由控制模块110控制其工作过程，动力机构包括电机，模块化动力机构的驱动电路100包括主驱动模块120、备用驱动模块130和第一预设数量的电机模块140，电机模块140包括切换单元141和与切换单元141连接的电机单元142。

主驱动模块110与控制模块110连接，切换单元141分别与主驱动模块110、备用驱动模块130和控制模块110连接。

控制模块110向切换单元141发出切换控制信号，切换单元141根据切换控制信号控制第二预设数量的电机单元142接通与主驱动模块120之间的连接并断开与备用驱动模块130之间的连接，或者切换单元141根据切换控制信号控制第三预设数量的电机单元142接通与备用驱动模块130之间的连接并断开与主驱动模块120之间的连接，以对第一预设数量的电机单元142与主驱动模块120和备用驱动模块130之间的连接关系进行切换控制。

在切换控制过程进行时，控制模块110不输出控制脉冲信号，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块130输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号。

在切换控制过程完成时，控制模块110输出控制脉冲信号，以使主驱动模块120受控制脉冲信号的控制，驱动第二预设数量的电机单元142转动。

在一个实施例中，在切换控制过程之前，应使控制模块110不输出控制脉冲信号，以使主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号。

在具体应用中，主驱动模块120和备用驱动模块130均包括相同的电机驱动器，且均处于通电状态。当主驱动模块120和备用驱动模块130没有接收到控制脉冲信号时，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块130输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号，此时不能驱动电机单元142转动。

如图1所示，在一个实施例中，控制模块110的第一输出端接主驱动模块120的输入端，主驱动模块120的多个输出端分别接对应的切换单元141。

在具体应用中，控制模块110的第一输出端输出控制脉冲信号给主驱动模块120，以使主驱动模块120驱动电机单元142转动。当控制模块110的第一输出端停止输出控制脉冲信号，或主驱动模块120的输入端未接收到控制脉冲信号时，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，以使电机单元142不转动。

在具体应用中，备用驱动模块130一直输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号，不能驱动电机单元142转动。

在一个实施例中，控制模块110控制切换单元141，以使电机单元142在与主驱动模块120接通或在与备用驱动模块130接通之间切换，在切换单元141切换的过程中，主驱动模块120与备用驱动模块130的输出信号均保持相同的恒定的电流和电压，具体包括：

电机单元142不能同时与主驱动模块120和备用驱动模块130接通。

当电机单元142与主驱动模块120接通时，电机单元142与备用驱动模块130断开。控制模块110输出控制脉冲信号给主驱动模块120，以使电机单元142转动。

当电机单元142与主驱动模块120断开时，电机单元142与备用驱动模块130接通。

在具体应用中，控制模块110分别控制每一个切换单元141，以使第一预设数量的电机模块140中的第二预设数量的电机单元142与主驱动模块120接通，进而控制电机单元142转动，其余的电机单元142与备用驱动模块130接通并保持静止。当需要变换转动的电机的数量时，只需通过控制模块110控制相应的切换单元141动作实现切换。在切换控制过程中，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块130输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号，避免了发生电流的突变和电压的不稳定现象。

如图2所示，以模块化动力机构的驱动电路100包括一个电机模块140为例，示出了本实用新型一实施例所提供的一种模块化动力机构的驱动电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

如图2所示，模块化动力机构的驱动电路100包括主驱动模块120、备用驱动模块130、切换单元141和电机单元142各一个。

在一个实施例中，切换单元141包括双掷开关，双掷开关的不动端接电机单元142，两个动端中的常闭触点接备用驱动模块130，常开触点接主驱动模块120。双掷开关的刀数不限定，可以为单刀双掷、双刀双掷或四刀双掷。

在一个实施例中，电机单元142包括步进电机。

在一个实施例中，主驱动模块120包括第一步进电机驱动器，备用驱动模块130包括第二步进电机驱动器，第一步进电机驱动器与第二步进电机驱动器相同。

如图2所示，在一个实施例中，步进电机为两相四线的步进电机。

如图2所示，在一个实施例中，切换单元141包括四路单刀双掷开关，每一路单刀双掷开关的不动端均连接电机单元142，每一路单刀双掷开关的两个动端分别与主驱动模块120和备用驱动模块130连接。

在一个实施例中，切换单元141包括四刀双掷开关，四刀双掷开关的不动端连接电机单元142，四刀双掷开关的两个动端分别与主驱动模块120和备用驱动模块130连接。

在一个实施例中，控制模块110包括微处理器、单片机或中央处理器。

如图2所示，以模块化动力机构的驱动电路100包括一个电机模块140为例，模块化动力机构的驱动电路100包括主驱动模块120、备用驱动模块130、切换单元141和电机单元142各一个。

下面以一个具体应用场景说明本实用新型实施例的工作过程：

1.在电机单元142与备用驱动模块130接通，电机单元142与主驱动模块120断开时，备用驱动模块130输出第二驱动信号给电机单元142，电机不转。此时，控制模块110不输出控制脉冲信号给主驱动模块120，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号。

2.当控制模块110输出第一切换信号给切换单元141时，切换单元141动作，使电机单元142与主驱动模块120接通，电机单元142与备用驱动模块130断开。在这个切换控制过程进行时，由于主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块130输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号，因此，电机单元142的相线间的电流和电压不会有变化，不会发生电流突变和电压不稳定的现象。

3.在切换控制过程完成时，在电机单元142与主驱动模块120接通后，控制模块110输出控制脉冲信号，以使主驱动模块120驱动电机单元142转动。

4.控制模块110停止输出控制脉冲信号后，电机单元142停止转动，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号。

5.当控制模块110输出第二切换信号给切换单元141时，切换单元141动作，使电机单元142与主驱动模块120断开，电机单元142与备用驱动模块130接通。在这个切换控制过程进行时，由于主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，备用驱动模块130输出与第一驱动信号相同的第二驱动信号，因此，电机单元142的相线间的电流和电压不会有变化，不会发生电流突变和电压不稳定的现象。

6.重复上述步骤1至5。

在本实用新型实施例中，控制模块110控制切换单元141，以使电机单元142在与主驱动模块120接通或在与备用驱动模块130接通之间切换，在切换控制过程进行时，主驱动模块120与备用驱动模块130的输出信号均保持相同的恒定的电流和电压，解决了当电机断开或接通与电机驱动器之间的连接时，会发生电流的突变和电压的不稳定，影响电机的使用寿命的问题。当控制模块110输出控制脉冲信号给主驱动模块120时，主驱动模块120驱动电机单元142转动，当控制模块110不输出控制脉冲信号时，主驱动模块120输出电压和电流恒定的第一驱动信号，电机单元142不转动。

实施例2：

本实用新型另一实施例提供了一种模块化动力机构的驱动装置，包括第四预设数量的如实施例1所述的模块化动力机构的驱动电路100，还包括与每个模块化动力机构的驱动电路100分别连接的控制模块110。

在一个实施例中，模块化动力机构的驱动装置还包括电源模块。

实施例3：

图3示出了本实用新型又一实施例所提供的智能床的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

本实用新型又一实施例提供了一种智能床，包括床体，还包括如实施例2的模块化动力机构的驱动装置。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，智能床还包括底盘支撑结构1、传动机构2、排骨架结构3、传感器模块4和电源控制箱5。

排骨架结构3通过传动机构2与底盘支撑结构连接1，模块化动力机构的驱动装置设置在电源控制箱5中，模块化动力机构的驱动装置控制传动机构2移动。

在一个实施例中，智能床还包括电源模块，电源模块设置在电源控制箱中。

在一个实施例中，底盘支撑结构1、传动机构2和排骨架结构3在竖直方向由下向上设置，底盘支撑结构1和传动机构2通过螺栓连接，传动机构2和排骨架结构3通过螺栓连接。

在一个实施例中，排骨架结构3两端分别与两组传动结构2的一端连接，两组传动结构2的另一端与底盘支撑结构1的两端分别连接。传动结构2在竖直方向上能够上下移动。

在一个实施例中，排骨架结构3包括平行排列的多个条形板，条形板在长度方向的两端分别与两组传动结构2的一端连接。

在一个实施例中，传感器模块4设置在底盘支撑结构1上。

在一个实施例中，传动机构2包括丝杠结构。

在一个实施例中，传感器模块包括静态压力传感器网络，用于测量床体上的压力分布。

在一个实施例中，当智能床为单人床时，单人床包括一个模块化动力机构的驱动装置；两个及以上的单人床可以组合拼接成双人床或多人床，两个及以上的单人床拼接时，每个单人床所对应的模块化动力机构的驱动电路均共同连接至一个控制模块。

为便于理解，根据图1和图3所描述的实施例，下面以一个实际应用场景对本实用新型实施例进行描述：

单人床的传动机构2包括22个丝杠结构，每一个丝杠结构需要一个电机提供动力，则单人床中的模块化动力机构的驱动装置中包括22个电机单元142。两个单人床组合拼接成双人床。那么，双人床中的模块化动力机构的驱动装置中共包括44个电机单元142和44个切换单元141，设置4个模块化动力机构的驱动电路100对所有的电机单元142进行驱动。每个模块化动力机构的驱动电路100包括11个电机单元142、11个切换单元141、1个主驱动模块和1个备用驱动模块。1个电机单元142和1个切换单元141组成电机模块140。每个模块化动力机构的驱动电路100中的1个主驱动模块和1个备用驱动模块可分别对11个电机模块140进行控制，进而控制每一个丝杠结构的移动。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种模块化动力机构的驱动电路，由控制模块控制其工作过程，所述动力机构包括电机，其特征在于，所述驱动电路包括主驱动模块、备用驱动模块和第一预设数量的电机模块，所述电机模块包括切换单元和与所述切换单元连接的电机单元；

所述主驱动模块与所述控制模块连接，所述切换单元分别与所述主驱动模块、所述备用驱动模块和所述控制模块连接；

所述控制模块向所述切换单元发出切换控制信号，所述切换单元根据所述切换控制信号控制第二预设数量的所述电机单元接通与所述主驱动模块之间的连接并断开与所述备用驱动模块之间的连接，或者所述切换单元根据所述切换控制信号控制第三预设数量的所述电机单元接通与所述备用驱动模块之间的连接并断开与所述主驱动模块之间的连接，以对第一预设数量的所述电机单元与所述主驱动模块和所述备用驱动模块之间的连接关系进行切换控制；

在所述切换控制过程进行时，所述控制模块不输出控制脉冲信号，所述主驱动模块输出电压和电流恒定的第一驱动信号，所述备用驱动模块输出与所述第一驱动信号相同的第二驱动信号；

在所述切换控制过程完成时，所述控制模块输出控制脉冲信号，以使所述主驱动模块受所述控制脉冲信号的控制，驱动第二预设数量的所述电机单元转动。

2.根据权利要求1所述的模块化动力机构的驱动电路，其特征在于，所述切换单元包括双掷开关，双掷开关的不动端接所述电机单元，两个动端中的常闭触点接所述备用驱动模块，常开触点接所述主驱动模块。

3.根据权利要求1所述的模块化动力机构的驱动电路，其特征在于，所述电机单元包括步进电机。

4.一种模块化动力机构的驱动装置，其特征在于，包括第四预设数量的如权利要求1至3任一项所述模块化动力机构的驱动电路，还包括与每个所述模块化动力机构的驱动电路分别连接的控制模块。

5.根据权利要求4所述的模块化动力机构的驱动装置，其特征在于，还包括电源模块。

6.一种智能床，包括床体，其特征在于，还包括如权利要求4或5所述的模块化动力机构的驱动装置。

7.根据权利要求6所述的智能床，其特征在于，还包括底盘支撑结构、传动机构、排骨架结构、传感器模块和电源控制箱；

所述排骨架结构通过所述传动机构与所述底盘支撑结构连接，所述模块化动力机构的驱动装置设置在所述电源控制箱中，所述模块化动力机构的驱动装置控制所述传动机构移动。

8.根据权利要求7所述的智能床，其特征在于，所述传动机构包括丝杠结构。

9.根据权利要求7所述的智能床，其特征在于，所述传感器模块包括静态压力传感器网络，用于测量所述床体上的压力分布。

10.根据权利要求6所述的智能床，其特征在于，当所述智能床为单人床时，所述单人床包括一个所述模块化动力机构的驱动装置；两个及以上的单人床可以组合拼接成双人床或多人床，两个及以上的单人床拼接时，每个单人床所对应的模块化动力机构的驱动电路均共同连接至一个控制模块。