电动床的安全电路及其装置的制作方法

本实用新型涉及一种电动床的安全电路和安全装置，以及具有该安全装置的电动床。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，电动床越来越受到人们的喜爱。不同于传统的摇杆式机械床，电动床通过运行电机调节床板以适应人体的各种姿势，从而使人缓解疲劳，释放压力。

然而，由于电动床的床架为各种钢结构部件拼接而成，在电动床运行过程时，人们因意外碰触这些运动部件会造成碰伤、夹伤等伤残问题。此外，如果物体夹在电动床的运动部件中，也会对电动床造成损害。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术中提及的缺点。

为了这个目的，本实用新型利用电动床床架为金属导体特性，运用触摸感应原理而提出了一种安全电路和安全装置，以及具有该安全装置的电动床。

第一方面，本实用新型提出了一种电动床的安全电路，其包括驱动IO、采集IO、感应电极。当人体触摸感应电极时，所述采集IO的电压变化到稳态的时间延长。

在一个实施例中，所述安全电路包括感应电极3、电阻R1和电阻R2，其中感应电极3对地电容Cx不是实际电容，而是等效电容，不是一个固定值，而是与靠近感应电极的环境介质有关，当人体靠近或触碰到感应电极时，等效电容Cx增大。该电路以下列方式连接：感应电极3连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接采集IO；电阻R1的另一端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接驱动IO。

在一个实施例中，感应电极连接钢结构床架。

可选地，电阻R1等于10K欧姆。电阻R2等于100K欧姆。

第二方面，本实用新型提出了一种电动床的安全装置，其包括钢结构床架、检测装置和上述的安全电路，钢结构床架连接上述安全电路中的感应电极，检测装置用于检测上述安全电路中采集IO的电平逻辑翻转周期，当检测到所述电平逻辑翻转周期延长时，停止电动床驱动器的运行。

在一个实施例中，检测装置通过单片机的计数器和定时器来测定采集IO的电平逻辑翻转频率，当采集IO因等效电容变大致使电平逻辑翻转周期延长时，电平逻辑翻转频率变小，当计数频率小于某一阈值，停止电动床驱动器的运行。所述阈值与具体电路参数有关系。例如定时10ms检测电平翻转次数。当翻转次数少于某个数值，认为有人体触碰到铁架。该数值就是阈值。

可选地，电阻R1等于10K欧姆。电阻R2等于100K欧姆。

第三方面，本实用新型还提出了一种具有上述安全装置的电动床。

本实用新型所提出的安全电路和安全装置结构简单，成本低廉，通过人体接触电动床床架时改变了相关电容的电容值，从而有效地防止电动床运行过程中的人员夹伤事故。此外，通过调节电路中的电阻值，还能调整安全装置的灵敏度。

附图说明

应理解的是，在本实用新型中，除明显矛盾或不兼容的情况外全部特征、变形方式和/或具体实施例可以根据多种组合相结合。

通过阅读以下作为非限制性说明的具体实施例，并结合附图，本实用新型的其它特征和优点将显而易见，图中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的电动床的安全电路图。

图2示出了图1的安全电路图中采集IO的电压随时间的变化图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

图1出了根据本实用新型的一个实施例的安全电路图。所述电路包括驱动IO 1(驱动输入输出端)、采集IO 2(采集输入输出端)、感应电极3和阻容器件，当触摸感应电极时，所述采集IO的电压变化到稳态的时间延长。

进一步，所述安全电路可以下列方式连接：基本组件包括R1，R2及感应电极3。感应电极3连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接采集IO 2；电阻R1的另一端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接驱动IO 1。

在另一个实施例中展示了一种电动床的安全装置，其包括钢结构床架、检测装置和上述的安全电路，钢结构床架连接上述安全电路中的感应电极，检测装置用于检测上述安全电路中采集IO的电平逻辑翻转周期，当检测到所述电平逻辑翻转周期延长时，停止电动床驱动器的运行。

在一个实施例中，感应电极连接钢结构床架，当人手按在床架时相当于在感应电极上并联了一个电容CT，增加了感应电极与地极之间的电容值，则此时电容的充放电时间会增加，从而检测装置可以检测到人体碰触感应电极的状态。因此，通过检测感应电极对地电容Cx的充电/放电时间的变化能够用来检测人体是否触摸到电动床。检测装置通过单片机的计数器和定时器来测定采集IO的电平逻辑翻转频率，当采集IO因等效电容变大致使电平逻辑翻转周期延长时，电平逻辑翻转频率变小，当计数频率小于某一阈值，停止电动床驱动器的运行。

图2示出了图1的安全电路图中采集IO的电压随时间的变化图。采集IO使能施密特触发器功能，对于高低电平变化的检测具有回程差的特性。时间1到时间3，采集IO设置为浮空输入，驱动IO设置为推挽输出低；时间3，驱动IO设置为推挽输出高，时间3～4，采集IO端口电压决定电容充电的时间，电压升至ViH；时间4，采集IO逻辑电平变为高，则立即设置为推挽输出，时间4～5，采集IO电压保持VDD，时间5，采集IO设置为浮空输入，驱动IO设置为推挽输出低，时间5～6，为电容放电时间，电压降为Vi。依此方法，当人体触摸床架时，电容Cx增大，充放电时间延长，总的切换频率减小。

此外，通过调整电阻R1和R2，可调整电路中的采集灵敏度。

在一个实施例中，可以通过设置单片机以实现上述的步骤。单片机使用到的硬件资源主要有：驱动IO、采集IO和定时器/计数器。

主函数初始化参数及启动安全装置监测功能。

初始化状态时：

Pluse_Count(脉冲计数)＝0；

Input_IO(采集IO)推挽输出低；

Output_IO(驱动IO)推挽输出低。

在时间3，主函数启动：

Input_IO(采集IO)设置为浮空输入；

Input_IO(采集IO)设置为高电平触发中断；

Output_IO(驱动IO)推挽输出高；

打开外部中断。

安全装置监测功能在中断函数中实现。

Input_IO(采集IO)中断函数具有如下的形式：

读取Input_IO(采集IO)电平状态，

电平为高，进入时间4的设置；

电平为低，进入时间6的设置。

其中，时间4的设置具体为：

关闭外部中断；

设置Input_IO(采集IO)推挽输出高；

固定延迟5～10us，待IO电平稳定；

Input_IO(采集IO)设置为浮空输入；

Input_IO(采集IO)设置为低电平触发中断；

Output_IO(驱动IO)推挽输出低；

Pluse_Count++；

打开外部中断。

时间6的设置具体为：

关闭外部中断；

设置Input_IO(采集IO)推挽输出低；

固定延迟5～10us，待IO电平稳定；

Input_IO(采集IO)设置为浮空输入；

Input_IO(采集IO)设置为高电平触发中断；

Output_IO(驱动IO)推挽输出高；

Pluse_Count++；

打开外部中断。

定时器中断函数(50ms定时)具有如下的形式：

读取Pluse_Count；

Pluse_Count计数大于某个阈值，认为无人体接触床架，装置正常工作。

Pluse_Count计数小于等于某个阈值，则判断为有人体接触床架，停止当前床架动作。

Pluse_Count＝0

以上实施例仅作为实例，不对本实用新型的范围起到限定作用。本领域技术人员在此基础上，可以在本实用新型权利要求的保护范围内，预想到能实现相同功能的其它实施方式。

本领域技术人员掌握多种实施例及多种变形及改进。尤其是，需明确的是，除明显矛盾或不兼容的情况外，本实用新型的上述特征、变形方式和/或具体实施例可以相互结合。所有这些实施例及变形及改进都属于本实用新型的保护范围。