一种机器人护理床同步系统和方法与流程

本发明涉及护理领域，特别是涉及一种机器人护理床同步系统和方法。

背景技术：

随着中国人口老年化的加剧，多功能护理床在未来将会有很好的发展前景。市场目前有很多种普通的电动护理床产品，也实现了床的基本动作，但由于目前的产品还只是基于一张完整的护理床，所以抬背、屈腿等动作实现起来并不困难。而本发明是针对车床一体的多功能护理床，整个床由轮椅车部分和床部分组成，所以实现床体的抬背、屈腿动作时的难度更大，需要考虑到轮椅车部分结构与床部分的机械结构上的同步，这样才能保证车床合并时候的动作与普通护理床实现的动作一样。

多传感器自适应的机器人护理床的同步控制系统虽然在理论上能够很好的保证轮椅车部分和床部分同步动作的一致性，但是由于电动推杆和机械结构的缺陷、以及传感器的误差都会影响同步动作的效果。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机器人护理床同步系统和方法，用于解决现有技术中同步效果较差，同步过程缓慢，同步完整性不足的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机器人护理床同步系统，所述机器人护理床包括轮椅部分和床部分，所述轮椅部分可组合地设于所述床部分内且可与所述床部分分离，所述轮椅部分包括：轮椅控制装置，用于控制所述轮椅部分与所述床部分进行同步；第一感应装置，连接于所述轮椅控制装置，用于感应所述轮椅部分的姿态的变化；第一推杆装置，连接于所述轮椅控制装置，用于控制所述轮椅部分的姿态变化；第一驱动装置，连接于所述轮椅控制装置，用于根据所述轮椅控制装置的指令驱动第一推杆装置运动；第一通信装置，连接于所述轮椅控制装置，用于与所述床部分进行数据同步通信；所述床部分包括：床控制装置，用于控制所述床部分与所述轮椅部分进行同步；第二感应装置，连接于所述床控制装置，用于感应所述床部分的姿态的变化；第二推杆装置，连接于所述床控制装置，用于控制所述床部分的姿态变化；第二驱动装置，连接于所述床控制装置，用于根据所述床控制装置的指令驱动第二推杆装置运动；第二通信装置，连接于所述床控制装置，用于与所述轮椅部分进行数据同步通信。

于本发明的一实施例中，所述轮椅控制装置还包括：用于控制所述轮椅控制装置的第一控制电路、用于驱动所述第一驱动装置的第一驱动电路和用于采集所述第一感应装置信号的第一采样模块；所述床控制装置还包括：用于控制所述床控制装置的第二控制电路、用于驱动所述第二驱动装置的第二驱动电路和用于采集所述第二感应装置信号的第二采样模块。

于本发明的一实施例中，所述第一控制电路和所述第二控制电路中均包括有用于分别控制所述第一推杆装置和所述第二推杆装置的继电器。

于本发明的一实施例中，所述第一推杆装置包括：用于调整所述轮椅部分的姿态第一电动推杆组件和用于驱动所述第一电动推杆的第一电动推杆驱动器；所述第二推杆装置包括：用于调整所述床部分的姿态的第二电动推杆组件和用于驱动所述第二电动推杆第二电动推杆驱动器。

于本发明的一实施例中，所述轮椅部分包括第一背板、第一大腿板和第一小腿板；所述床部分包括第二背板、第二大腿板和第二小腿板；所述第一电动推杆组件包括：用于带动所述第一背板运动的第一电动推杆、用于带动所述第一大腿板运动的第二电动推杆和用于带动所述第一小腿板运动的第三电动推杆；第二电动推杆组件包括：用于带动所述第二背板运动的第四电动推杆、用于带动所述第二大腿板运动的第五电动推杆和用于带动所述第二小腿板运动的第六电动推杆。

于本发明的一实施例中，所述第一感应装置还包括第一压力传感器，用于感应所述轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给所述轮椅控制装置；所述第二感应装置还包括第二压力传感器，用于感应所述床部分的同步动作信号，并将信号发送给所述床控制装置。

于本发明的一实施例中，所述第一感应装置包括用于感应所述第一推杆运动状况的第一霍尔传感器、用于感应所述第二推杆运动状况的第二霍尔传感器和用于感应所述第三推杆运动状况的第三霍尔传感器；所述第二感应装置包括用于感应所述第四推杆运动状况的第四霍尔传感器、用于感应所述第五推杆运动状况的五霍尔传感器用于感应所述第六推杆运动状况的第六霍尔传感器。

于本发明的一实施例中，所述机器人护理床同步控制系统还包括至少一个限位开关，用于触发后发停止信号，同时停止所述轮椅部分和所述床部分的动作。

本发明还提供了一种机器人护理床同步控制方法，涉及上述的机器人护理床同步控制系统，包括步骤：所述第一驱动装置根据所述轮椅控制装置的指令驱动第一推杆装置运动；第一推杆装置控制所述轮椅部分的姿态变化；所述第一感应装置感应所述轮椅部分的姿态的变化；所述第一通信装置与所述床部分进行数据同步通信；所述第二通信装置接收同步通信数 据，并反馈至所述床控制装置；所述第二驱动装置根据所述床控制装置的指令驱动第二推杆装置运动；所述第二推杆装置控制所述床部分的姿态变化；所述第二感应装置感应所述床部分的姿态的变化，并反馈给所述床控制装置；所述第二通信装置并与所述轮椅部分进行数据同步通信；所述轮椅部分和所述床部分保持运动的同步。

于本发明的一实施例中，还包括步骤：所述第一控制电路控制所述轮椅控制装置；所述第一驱动电路驱动所述第一驱动装置；所述第一采样模块采集所述第一感应装置信号；所述第二控制电路控制所述床控制装置；所述第二驱动电路驱动所述第二驱动装置；所述第二采样模块采集所述第二感应装置信号；所述第一电动推杆组件调整所述轮椅部分的姿态；所述第一电动推杆驱动器驱动所述第一电动推杆；所述第二电动推杆组件调整所述床部分的姿态；所述第二电动推杆驱动器驱动所述第二电动推杆；所述第一电动推杆带动所述第一背板运动；所述第二电动推杆带动所述第一大腿板运动；所述第三电动推杆带动所述第一小腿板运动；所述第四电动推杆带动所述第二背板运动；所述第五电动推杆带动所述第二大腿板运动；所述第六电动推杆带动所述第二小腿板运动；所述第一压力传感器感应所述轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给所述轮椅控制装置；所述第二压力传感器感应所述床部分的同步动作信号，并将信号发送给所述床控制装置；判断所述第一压力传感器和所述第二压力传感器是否正常；若是，则继续使用所述第一压力传感器和所述第二压力传感器工作；若否，则使用所述第一霍尔传感器、所述第二霍尔传感器、所述第三霍尔传感器、所述第四霍尔传感器、所述第五霍尔传感器和所述第六霍尔传感器工作；所述第一霍尔传感器感应所述第一推杆运动状况；所述第二霍尔传感器感应所述第二推杆运动状况；所述第三霍尔传感器感应所述第三推杆运动状况；所述第四霍尔传感器感应所述第四推杆运动状况；所述第五霍尔传感器感应所述第五推杆运动状况；所述第六霍尔传感器感应所述第六推杆运动状况；所述限位开关在所述床部分和所述轮椅部分到达预设位置后触发后发停止信号，同时停止所述轮椅部分和所述床部分的动作。

如上所述，本发明的机器人护理床同步控制系统和方法，具有以下有益效果：有效的提高了同步动作的协调性，改善轮椅部分和床部分合并后同步动作的完整性，同时可以起到保护作用，防止意外的发生。

附图说明

图1显示为本发明机器人护理床同步系统的一实施例的系统方框示意图。

图2显示为本发明机器人护理床同步系统的另一实施例的系统方框示意图。

图3显示为本发明机器人护理床同步方法的一实施例的流程方框示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，图1显示为本发明机器人护理床同步系统的一实施例的系统方框示意图。本发明提供了一种机器人护理床同步系统，机器人护理床包括轮椅部分和床部分，轮椅部分可组合地设于床部分内且可与床部分分离，轮椅部分包括：轮椅控制装置，用于控制轮椅部分与床部分进行同步；第一感应装置，连接于轮椅控制装置，用于感应轮椅部分的姿态的变化；第一推杆装置，连接于轮椅控制装置，用于控制轮椅部分的姿态变化；第一驱动装置，连接于轮椅控制装置，用于根据轮椅控制装置的指令驱动第一推杆装置运动；第一通信装置，连接于轮椅控制装置，用于与床部分进行数据同步通信；床部分包括：床控制装置，用于控制床部分与轮椅部分进行同步；第二感应装置，连接于床控制装置，用于感应床部分的姿态的变化；第二推杆装置，连接于床控制装置，用于控制床部分的姿态变化；第二驱动装置，连接于床控制装置，用于根据床控制装置的指令驱动第二推杆装置运动；第二通信装置，连接于床控制装置，用于与轮椅部分进行数据同步通信。实现轮椅车与床部分合并后，实现一起抬背、屈腿动作，保证轮椅车与床部分这两部分动作的同步性。

如图2所示，图2显示为本发明机器人护理床同步系统的另一实施例的系统方框示意图。机器人护理床包括轮椅部分和床部分，轮椅部分可组合地设于床部分内且可与床部分分离，轮椅部分包括：轮椅控制装置，用于控制轮椅部分与床部分进行同步；第一感应装置，连接于轮椅控制装置，用于感应轮椅部分的姿态的变化；第一推杆装置，连接于轮椅控制装置，用于控制轮椅部分的姿态变化；第一驱动装置，连接于轮椅控制装置，用于根据轮椅控制装置的指令驱动第一推杆装置运动；第一通信装置，连接于轮椅控制装置，用于与床部分进行 数据同步通信；床部分包括：床控制装置，用于控制床部分与轮椅部分进行同步；第二感应装置，连接于床控制装置，用于感应床部分的姿态的变化；第二推杆装置，连接于床控制装置，用于控制床部分的姿态变化；第二驱动装置，连接于床控制装置，用于根据床控制装置的指令驱动第二推杆装置运动；第二通信装置，连接于床控制装置，用于与轮椅部分进行数据同步通信。实现轮椅车与床部分合并后，实现一起抬背、屈腿动作，保证轮椅车与床部分这两部分动作的同步性。轮椅控制装置还包括：用于控制轮椅控制装置的第一控制电路、用于驱动第一驱动装置的第一驱动电路和用于采集第一感应装置信号的第一采样模块；床控制装置还包括：用于控制床控制装置的第二控制电路、用于驱动第二驱动装置的第二驱动电路和用于采集第二感应装置信号的第二采样模块。第一控制电路和第二控制电路中均包括有用于分别控制第一推杆装置和第二推杆装置的继电器。通过继电器控制推杆的伸出和缩进，调整床部分和轮椅部分的姿态。第一推杆装置包括：用于调整轮椅部分的姿态第一电动推杆组件和用于驱动第一电动推杆的第一电动推杆驱动器；第二推杆装置包括：用于调整床部分的姿态的第二电动推杆组件和用于驱动第二电动推杆第二电动推杆驱动器。轮椅部分包括第一背板、第一大腿板和第一小腿板；床部分包括第二背板、第二大腿板和第二小腿板；第一电动推杆组件包括：用于带动第一背板运动的第一电动推杆、用于带动第一大腿板运动的第二电动推杆和用于带动第一小腿板运动的第三电动推杆；第二电动推杆组件包括：用于带动第二背板运动的第四电动推杆、用于带动第二大腿板运动的第五电动推杆和用于带动第二小腿板运动的第六电动推杆。第一感应装置还包括第一压力传感器，用于感应轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给轮椅控制装置；第二感应装置还包括第二压力传感器，用于感应床部分的同步动作信号，并将信号发送给床控制装置。第一感应装置包括用于感应第一推杆运动状况的第一霍尔传感器、用于感应第二推杆运动状况的第二霍尔传感器和用于感应第三推杆运动状况的第三霍尔传感器；第二感应装置包括用于感应第四推杆运动状况的第四霍尔传感器、用于感应第五推杆运动状况的五霍尔传感器用于感应第六推杆运动状况的第六霍尔传感器。机器人护理床同步控制系统还包括至少一个限位开关，用于触发后发停止信号，同时停止轮椅部分和床部分的动作。本发明通过多传感器自适应控制系统的组成，主要由电动推杆(可以设置多个霍尔传感器)、驱动装置、霍尔传感器(分别安装在轮椅车背板、大腿板、小腿板位置)、压力传感器、通讯模块、轮椅控制装置及床部分控制装置等。例如在本发明的车床合并后的抬背动作的实施例中，护理床还设置有用户用于动作控制的手柄和用于选择操作的显示屏等。抬背动作包括床一侧部分背板部分、大腿部分、小腿部分通过推杆控制与轮椅车一侧的背板部分、大腿部分、小腿部分通过推杆控制共同实现的一种同步动作，但是要 保证同步动作的协调性就需要多传感器的信号反馈，控制系统根据传感器返回数据计算各个推杆的速度，从而保证轮椅部分和床部分动作的一致性。当轮椅侧手柄发送抬背指令后，轮椅控制装置通过通信装置发送抬背指令给床部分，床部分收到抬背信号后，控制电动推杆实现抬背，此时轮椅部分的压力传感器产生信号，根据压力信号的大小轮椅部分的控制单元计算出轮椅部分抬背推杆的转速和方向，这里的背板的霍尔传感器信号是防止压力传感器信号丢失设计的保护措施，可以判断压力信号是否正常，如不正常可以通过霍尔信号反馈信号控制推杆的运动，从而实现轮椅部分抬背与床部分抬背的同步性。抬背动作伴随着屈腿动作，屈腿动作由轮椅侧大腿与小腿动作和床侧大腿与小腿动作共同组成，，轮椅车部分与床部分大腿和小腿都装有霍尔传感器，一旦执行屈腿动作时，轮椅车部分与床部分相应的大腿板与小腿板动作不是很协调，霍尔传感器就会反馈这个信号给控制单元，控制单元计算出对应推杆的速度，控制相应电动推杆以合适的速度伸缩，从而实现轮椅车部分与床部分屈腿动作的一致性。

在本发明的另一实施例中，三个霍尔传感器和压力传感器分别安装于轮椅一侧即可，同步动作时只需要调节轮椅一侧的速度即可，床一侧推杆可以以一个恒定速度动作即可。轮椅车部分压力传感器用于检测床部分背板动作时的压力信号，压力越大的话根据计算，轮椅侧的背板推杆速度也越大，通过检测信号就可以使得车部分的背板部分的速度与床部分背板速度一致。轮椅车背板上的霍尔传感器还可以用于检测动作是否正常，如果不正常可以防止意外动作。轮椅部分的大腿部分和小腿部分的霍尔传感器用于检测大腿板和小腿板与床部分的大腿板和小腿板的偏差，一旦速度不一致就会有信号反馈，就可以调节轮椅部分的推杆速度，保证动作的一致性。

如图3所示，图3显示为本发明机器人护理床同步方法的一实施例的流程方框示意图。本发明还提供了一种机器人护理床同步方法，设计上述的机器人护理床同步系统；包括步骤：第一驱动装置根据轮椅控制装置的指令驱动第一推杆装置运动；第一推杆装置控制轮椅部分的姿态变化；第一感应装置感应轮椅部分的姿态的变化；第一通信装置与床部分进行数据同步通信；第二通信装置接收同步通信数据，并反馈至床控制装置；第二驱动装置根据床控制装置的指令驱动第二推杆装置运动；第二推杆装置控制床部分的姿态变化；第二感应装置感应床部分的姿态的变化，并反馈给床控制装置；第二通信装置并与轮椅部分进行数据同步通信；轮椅部分和床部分保持运动的同步。

在本发明的一实施例中，还包括步骤：第一控制电路控制轮椅控制装置；第一驱动电路驱动第一驱动装置；第一采样模块采集第一感应装置信号；第二控制电路控制床控制装置； 第二驱动电路驱动第二驱动装置；第二采样模块采集第二感应装置信号；第一电动推杆组件调整轮椅部分的姿态；第一电动推杆驱动器驱动第一电动推杆；第二电动推杆组件调整床部分的姿态；第二电动推杆驱动器驱动第二电动推杆；第一电动推杆带动第一背板运动；第二电动推杆带动第一大腿板运动；第三电动推杆带动第一小腿板运动；第四电动推杆带动第二背板运动；第五电动推杆带动第二大腿板运动；第六电动推杆带动第二小腿板运动；第一压力传感器感应轮椅部分的同步动作信号，并将信号发送给轮椅控制装置；第二压力传感器感应床部分的同步动作信号，并将信号发送给床控制装置；判断第一压力传感器和第二压力传感器是否正常；若是，则继续使用第一压力传感器和第二压力传感器工作；若否，则使用第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器、第五霍尔传感器和第六霍尔传感器工作；第一霍尔传感器感应第一推杆运动状况；第二霍尔传感器感应第二推杆运动状况；第三霍尔传感器感应第三推杆运动状况；第四霍尔传感器感应第四推杆运动状况；第五霍尔传感器感应第五推杆运动状况；第六霍尔传感器感应第六推杆运动状况；限位开关在床部分和轮椅部分到达预设位置后触发后发停止信号，同时停止轮椅部分和床部分的动作。

在本发明的车床合并后的抬背动作的实施例中，护理床还设置有用户用于动作控制的手柄和用于选择操作的显示屏等。抬背动作包括床一侧部分背板部分、大腿部分、小腿部分通过推杆控制与轮椅车一侧的背板部分、大腿部分、小腿部分通过推杆控制共同实现的一种同步动作，但是要保证同步动作的协调性就需要多传感器的信号反馈，控制系统根据传感器返回数据计算各个推杆的速度，从而保证轮椅部分和床部分动作的一致性。当轮椅侧手柄发送抬背指令后，轮椅控制装置通过通信装置发送抬背指令给床部分，床部分收到抬背信号后，控制电动推杆实现抬背，此时轮椅部分的压力传感器产生信号，根据压力信号的大小轮椅部分的控制单元计算出轮椅部分抬背推杆的转速和方向，这里的背板的霍尔传感器信号是防止压力传感器信号丢失设计的保护措施，可以判断压力信号是否正常，如不正常可以通过霍尔信号反馈信号控制推杆的运动，从而实现轮椅部分抬背与床部分抬背的同步性。抬背动作伴随着屈腿动作，屈腿动作由轮椅侧大腿与小腿动作和床侧大腿与小腿动作共同组成，，轮椅车部分与床部分大腿和小腿都装有霍尔传感器，一旦执行屈腿动作时，轮椅车部分与床部分相应的大腿板与小腿板动作不是很协调，霍尔传感器就会反馈这个信号给控制单元，控制单元计算出对应推杆的速度，控制相应电动推杆以合适的速度伸缩，从而实现轮椅车部分与床部分屈腿动作的一致性。

在本发明的另一实施例中，三个霍尔传感器和压力传感器分别安装于轮椅一侧即可，同步动作时只需要调节轮椅一侧的速度即可，床一侧推杆可以以一个恒定速度动作即可。轮椅 车部分压力传感器用于检测床部分背板动作时的压力信号，压力越大的话根据计算，轮椅侧的背板推杆速度也越大，通过检测信号就可以使得车部分的背板部分的速度与床部分背板速度一致。轮椅车背板上的霍尔传感器还可以用于检测动作是否正常，如果不正常可以防止意外动作。轮椅部分的大腿部分和小腿部分的霍尔传感器用于检测大腿板和小腿板与床部分的大腿板和小腿板的偏差，一旦速度不一致就会有信号反馈，就可以调节轮椅部分的推杆速度，保证动作的一致性。

综上所述，本发明机器人护理床同步系统和方法，有效的提高了同步动作的协调性，改善轮椅部分和床部分合并后同步动作的完整性，同时可以起到保护作用，防止意外的发生。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。