专利名称：医疗保健床垫电气控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气控制器，特别是用于保健医疗床垫上的 电气控制器。
背景技术：
目前，已有多项有关保健床垫的专利公开以及多种保健床垫产品 面世，这些专利或产品的控制器基本上都是控制器和操纵器一体化的模式。 它的不足之处是操作不方便。发明内容本实用新型的目的在于提供一种方便于人体卧床操作的医疗保健 床墊电气控制器。本实用新型主要是以一个单片计算机为核心，配以外围电 路组成控制微型电动机、电磁线圈、热线、电针灸极板、负离子发生器及电磁幅射屏蔽层的主控制单元；以另一个单片计算机为核心，配以外围电路组 成操作键盘及显示器件操纵控制单元。两个单片计算机间用串行口适时通 讯，从而实现完整的控制功能，并在结构上使操纵控制单元可以和主控制单 元分离。本实用新型的电气控制器是由两部分组成的即主控制器和操纵器。其中 主控制器外壳有一侧开口，该开口上设有操作面板。该主控制器设有供电 单元、主控制单元、音频功放单元、电针灸控制单元和操纵器接口。其中， ①操纵器接口在主控制器面板上设操纵器接口，通过操纵器接口连线与主 控制电路板相连。②供电单元在主控制器面板上设电源插座电源开关及保 险丝，通过AC220V连线与开关电源电路板相连，经该开关电源电路板后输 出的电流为直流12伏。(D电针灸控制单元在主控制器面板上设电针极板接 口，通过电针连线与电针灸控制电路板相连。电针极板信号采用与按摩电机相同的电压脉冲波形，主控制器单片机输出信号经功率放大和电压升压(DC12V升压到DC24V)后驱动电针正、负极板。电针极板上电压脉冲信号的 強度调节由操纵器上按键来控制单片机输出信号的強度。④音频功放单元 在主控制器面板上设MP3接口 ，通过MP3连线与音频功率放大电路板相连， 插入MP3即可收听音乐节目。该音频功率放大电路板还可设两个接口，其分 别与扬声器左右声道相连。⑤主控制单元a按摩电机组件的控制电路在主 控制器内的主控制电路板上设有振动按摩电机接口。主控制器单片机输出信 号经功率放大后驱动直流微型电动机，微型电动机的运行状态取决于单片机 控制软件程序。振动按摩是由电动机轴上连接的偏心輪因离心力而产生的， 为保护电动机不因过载而损坏，在电动机主回路取反馈信号输入到单片机， 在单片机控制软件中设有保护程序，当电动机过载时会撤消单片机输出信号， 切断电动机电源，过载消失后自动恢复正常状态。该按摩电机控制电路可以是一组也可以是多组。b热线加温控制电路在主控制器内的主控制电路板设有热线接口。主控制器单片机输出DC5V加温信号经光电隔离器件触发双 向可控硅管，作为双向可控硅管主回路负载的炭素纤维热线接通AC220V电 压加热。埋入热线介质层的热敏电阻作为温度传感器自动反馈信号输入主控 制器单片机，由单片机程序软件判断加热是否达到操纵器设定的温度，如果 达到设定的温度则关断双向可控硅管停止加热。为防止温度自动控制失灵可 能造成过热，在热线中串入恒温开关，当温度超过恒温开关设定值时，恒温 开关断开切断加热。该热线控制电路可以是一组也可以是两组。c交变磁场控 制电路在主控制器内的主控制电路板上设有电磁线圈接口。本实用新型釆 用通50Hz交流电的多组电磁线圈产生交变磁场。主控制器单片机输出DC5V 信号经光电隔离器件触发双向可控硅管，作为双向可控硅管主回路负载的多组串连的电磁线圈接通AC220V电压。每个电磁线圈内轭铁的两端为S、N极， 产生磁场。d负离子发生器控制电路主控制器单片机输出DC5V信号触发结型晶闸管， 使由L、 C组成的高频振荡器工作，高频振荡器的输出电压再经过多组电容倍 压电路，产生高频高压电压加到两个放电极片上，因放电使空气中产生负氧 离子。在主控制器面板上设有通孔，与其对应的主控制器壳体内设有风机， 其可将负离子发生器产生的负离子吹出。e电磁辐射屏蔽层控制电路在主控 制器面板上设电磁波屏蔽调节电位器和电磁屏蔽显示灯，其通过电磁波屏蔽 调节连线与电磁波屏蔽层相连。操纵器壳体内设单片机、数码管、LED发光二极管外设键盘和显示器， 与其电路相连的电缆线自由端可插在主控制器接口上。键盘指令通过单片机 通讯电路把指令传递给主控制器单片机，执行相应控制，同时接受主控制器 单片机返回的执行状态信号，在屏幕上或用LED器件显示执行状态。 本实用新型的操作程序如下1、 将操纵器电缆线的自由端插在主控制器面板的接口上。2、 将与电源相连的插头插在主控制器面板的插座上，开启电源按钮。3、 选择操纵器上自动或手动方式按键之一按下，对应的显示灯则亮起。如 选择自动方式，间隔一定时间就会自动更换按摩方式；如选择手动方式， 则根据需要自动调整按摩方式，每种方式在显示屏有一个数字对应，与 该数字对应的按键有两个， 一个表示往前调，另一个则表示往后调。按 摩方式确定后，需通过定时按键选择按摩时间，其有几个档，确定哪一 时间档与其对应的显示灯即亮起。加热温度也可自行选择，每个级别的温度有一个数字对应，与该数字对应的按键有两个， 一个表示往前调，另一个则表示往后调。如果有两 组热线，那么数字和按键均为两组。4、 如需要使用电针极板，需通过强度按键选择按摩强度，其有几个档，确 定哪一强度档与其对应的显示灯即亮起。5、 如需要负离子发生和磁场时，按下操纵器相应的按键即可。6、 如临时需要停止程序，按下暂停按键即可。 本实用新型与现有技术相比具有如下优点-1、 采用单片计算机为核心的控制技术，硬件电路结构简洁，有可靠性高、性 能/价格比高的优点。2、 用主控制器和操纵器分开的分体结构，有安装方便和便于操作的优点。3、 在主控制器内，各种不同功能的电路也可采用分板安装，按需要综合各种 功能单元板。
图1是本实用新型主控制器主视剖面示意简图。图2是本实用新型主控制器面板主视图。图3是本实用新型操纵器主视示意图。图4是本实用新型框图。图5是本实用新型主控制器电路原理图。图6是本实用新型操纵器电路原理图。
具体实施方式
在图1和图2所示的医疗保健床垫电气控制器主控制器的示 意图中，主控制器外壳l有一侧开口，该开口上设有操作面板2。在主控制器 面板上设操纵器接口 3，通过操纵器接口连线与主控制电路板4相连。在主控 制器面板上设电源插座5、电源开关6及保险丝座7，通过AC220V连线与开关电源电路板8相连，经该开关电源电路板后输出的电流为直流12伏。在主 控制器面板上设电针极板接口 9，通过电针连线与电针灸控制电路板IO相连。 在主控制器面板上设MP3接口 11，通过MP3连线与音频功率放大电路板12 相连。该音频功率放大电路板还设两个接口，其分别与10-15W立体声扬声器 左13右14声道相连。在主控制器内的主控制电路板上设有4组振动按摩电 机接口 15。在主控制器内的主控制电路板上设有2组热线接口及电磁线圈接 口 16。另在主控制器内的主控制电路板上还设有温度传感器接口 17。在主控 制器面板上设电磁波屏蔽调节电位器18和电磁屏蔽显示灯19，其通过电磁波 屏蔽调节连线20与主控制电路板相连。在主控制器面板上设有通孔21，与其 对应的主控制器壳体内设有风机22。在图3所示的医疗保健床垫电气控制器 主操纵器主视示意图中，操纵器壳体23内设单片机、数码管、LED发光二极 管、键盘和显示器，与其电路相连的电缆线24自由端可插在主控制器接口上。 操纵器键盘上有12个微动按键它们分别与下述功能相对应，即自动方式25、 手动方式26、强度27、磁场28、定时29、负离子30、左加热+31、左加热-32、 右加热+33、右加热-34、振动模式+35、振动模式-36。在上述各按键的附近分 别设有与其对应的显示该按键功能执行情况的显示屏，它们依次是自动方 式显示37，手动方式显示38，强度显示(强、中、弱)39，磁场开、关显示 40，定时显示(10分、20分、30分)41，负离子通、断显示42，左温度级 别显示43，左加热显示44，右温度级别显示45，右加热显示46，振动按摩 模式程序号显示47， Ml~ M4四组振动按摩模式显示48及暂停显示49。在图 4所示的医疗保健床垫电气控制器的框图中，以主控制器单片计算机为核心， 配以外围电路组成控制微型电动机1~4组、电磁线圈、热线1~2、电针灸极板、 负离子发生器及电磁幅射屏蔽层的主控制单元；以另一个操纵器单片计算机为核心，配以外围电路组成操作键盘及显示器操纵控制单元，两个单片计算机间用通讯电路相连。在图5所示的医疗保健床垫电气控制器主控制器电路 原理图中，1、振动按摩电机驱动电路单片机U1的PB1、 PB2、 PD5、 PD6 口输出信号连接到Q1 Q4三极管基极，经三极管放大后驱动振动按摩电机。 在各三极管发射极串入一小电阻，当电机电流增大时，小电阻上的电压增加， 将该电压反馈至单片机U1的PC0 PC3输入口，由单片机U1中的程序判断 是否切断三极管输入信号，从而实现对电机的过载保护。2、热线及磁场线圈 的驱动电路单片机U1的PB0、 PB3、 PD7 口输出信号经光电耦合器触发双 向可控硅管，双向可控硅管主回路接AC220V为热线及磁场线圈供电。3、热 线的温度自动控制在床体中埋入热敏电阻Rtl、 Rt2，取Rtl与R19， Rt2与 R20的分压电位信号分别加到单片机Ul的PC4和PC5 口 ，当床体温度升高 时热敏电阻Rtl、 Rt2阻值降低，加到PC4和PC5 口的电位升高，由单片机 Ul中的程序判断是否切断热线供电。4、负离子发生器电路单片机Ul的 PB4 口信号触发结型晶闸管Q8,使由三极管Q9、高频变压器T2、电容器C7、 C8组成的振荡电路接电启振，振荡电路的输出电压经电容器C9 C16和二极 管D17 D24组成的倍压电路，得到1000V的高频电压，加到放电极片上， 放电使空气产生负离子。5、电磁波屏蔽调整和显示电路将屏蔽层(铝纤维 箔胶布)经髙阻值电阻R33、 R32与氖泡指示灯一极连接，氖泡指示灯的另一 极连接电位器手柄，当屏蔽层因电磁感应所带电压〉40V,人体触及手柄时氖 泡启辉发亮，调整电位器RZ,使屏蔽层所带电压经R33、 RZ、 R35接零，当 调整电位器RZ使屏蔽层所带电压〈40V时氖泡指示灯灭。在图6所示的医疗 保健床垫电气控制器操纵器电路原理图中，微动按键K1 K12组成矩阵电路， 因此由单片机U2的PC4、 PC5、 PD6、 PD7、 PD2、 PD3、 PD4 口信号状态和软件程序即可判断操作指令，并经PD0、 PD1将指令信号发给主控制器单片 机U1。而主控制器的执行情况也经PD0、 PD1 口返回给单片机U2，由软件 程序决定PB0 PB7、 PC0 PC4 口的输出状态，口的输出信号驱动数码管和 发光二极管显示相应的执行情况。
权利要求1、一种医疗保健床垫电气控制器，主控制器外壳有一侧开口，该开口上设有操作面板，其特征在于①在主控制器面板上设操纵器接口，操纵器通过接口连线与主控制电路板相连，②在主控制器面板上设电源插座、电源开关及保险丝座，通过220V连线与开关电源电路板相连，③在主控制器面板上设电磁波屏蔽调节电位器和电磁屏蔽显示灯，其通过电磁波屏蔽调节连线与主控制电路板相连，④在主控制器内的主控制电路板上设有振动按摩电机接口，⑤在主控制器内的主控制电路板上设有热线接口及电磁线圈接口，⑥另在主控制器内的主控制电路板上还设有温度传感器接口。
2、 根据权利要求1所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于在主 控制器面板上设电磁波屏蔽调节电位器和电磁屏蔽显示灯，其通过电磁波屏 蔽调节连线与电磁波屏蔽层相连。
3、 根据权利要求1或2所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于 在主控制器面板上设电针极板接口 ，通过电针连线与电针灸控制电路板相连。
4、 根据权利要求3所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于在主 控制器面板上设有通孔，与其对应的主控制器壳体内设有风机。
5、 根据权利要求4所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于在主控制器面板上设MP3接口，通过MP3连线与音频功率放大电路板相连，该音 频功率放大电路板还设两个接口，其分别与扬声器左右声道相连。
6、 根据权利要求l所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于操纵器壳体内设单片机、数码管、LED发光二极管外设键盘和显示器，与其电路 相连的电缆线自由端可插在主控制器接口上。
7、 根据权利要求6所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于其键 盘上的微动按键它们分别与下述功能相对应，即自动方式、手动方式、强度、 磁场、定时、负离子、加热+、加热-、振动模式+、振动模式-。
8、 根据权利要求7所述的医疗保健床垫电气控制器，其特征在于在各 按键附近分别设有与其对应的显示该按键功能执行情况的显示屏，即自动方 式显示，手动方式显示，强度显示，磁场开、关显示，定时显示，负离子通、 断显示，温度级别显示，加热显示，振动按摩模式程序号显示，振动按摩模 式显示。
专利摘要一种医疗保健床垫电气控制器，主控制器外壳有一侧开口，该开口上设有操作面板，其在主控制器面板上设操纵器接口，通过接口连线与主控制电路板相连。在主控制器面板上设电源插座、电源开关及保险丝座，通过连线与开关电源电路板相连。在主控制器面板上设电磁波屏蔽调节电位器和电磁屏蔽显示灯，其与主控制电路板相连。在主控制器内的主控制电路板上设有振动按摩电机接口、热线接口、电磁线圈接口以及温度传感器接口。本实用新型采用单片计算机为核心的控制技术，硬件电路结构简洁，有可靠性高、性能/价格比高的优点；用主控制器和操纵器分开的分体结构，有安装方便和便于操作的优点。
文档编号G05B19/00GK201097174SQ20072001551
公开日2008年8月6日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者吴远宁 申请人:吴远宁