一种单核双轮驱动多功能电动病床的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种单核双轮驱动多功能电动病床，所述的床架本体包括左侧挡板及右侧挡板，且一侧挡板的底部设置有凸起的支撑台，两侧挡板之间设置有床板组件，所述的床板组件包括有第一床板、第二床板、第三床板及第四床板，所述的第一床板与所述的第二床板构成镜像的“L”型，所述的第三床板与所述的第四床板之间相连接并且构成镜像的“L”型，所述的第二床板上设置有马桶坑洞，所述的病床控制器设置于所述的床板组件的底部，在病人需要出门散步或者更换病房时，将病床进行折叠，在病人无法活动的时候，可以在床上进行带小便，可以满足不同情况下病人对病床的要求。
【专利说明】
一种单核双轮驱动多功能电动病床
技术领域
[0001 ]本发明涉及电动病床领域，特别是涉及一种单核双轮驱动多功能电动病床。
【背景技术】
[0002] 医用病床系统是一种用于医院病房内提供承载患者的设备。目前发达国家医院中 使用的医用病床基本上全部自动化，家庭病床、社区医院病床也已经使用多功能电动床。部 分医用病床可以通过外力改变形状达到辅助调整患者体位的目的，其中有些附件具有促进 患者康复的效果;可控制电动病床是相对高级的自动化产品，具有省时省力的优点。由于电 控制的特点，控制键可以安装在任何允许病床接受到信号的范围内，提高了控制的自由度。 通过附件升级，还可以实现权限分配。电动驱动产品精度更高，便于流水线作业，已作为ICU 重症监护室、手术室、造影室等中使用的特种医用病床。
[0003] 我国在医用电动病床领域的研究开发相对滞后，整体水平不高，现国内各级医院 均是采用普通的机械病床：由床腿、床体和床面组成。为了移动方便移动，一般均在床腿上 设置机械滚动滑轮;为了方便病人坐起，均在床头部分设置机械手动摇起装置。对于这类型 病床，一般均需要护理人员帮助，很难独自完成，同时病床功能单一，实用性能不强。
[0004] 长时间运行发现存在着很多安全隐患和不便，即： (1)现有的部分病床通过四个固定站脚与地面接触起到支撑作用，病人均被固定在某 一个封闭的环境中，随着病人长时间的住院，对病人的身心造成了极大的伤害。
[0005] (2)虽然部分病床把固定站脚改为了机械万向轮，可以通过医护人员移动病床到 某个空间，但是由于病床移动随意性较大，有时候会出现误操作，甚至有时候会伤害到病 人。
[0006] (3)随着现代人类生活质量的增加，肥胖病人大量增加，而护士人员一般又都比较 瘦小，通过机械万向轮移动病人使得护士人员非常吃力，加重了劳动强度。
[0007] (4)随着老龄化的加重，大量的老人也加重了对病床的需求，现在的护工人员又比 较少，基于机械万向轮的病床加重了护工人员的劳动强度。
[0008] (5)所有的机械病床一般均固定在某个位置，一旦需要移动或者变换方向均需要 外部人员完成，加重了护工人员的劳动量。
[0009] (6)现在的机械病床即使可以通过外力通过病房门口被推到外部环境中，由于人 为操作的自动化程度比较低，通过病房门口都需要点时间调整病床的姿态才可以通过。 [0010] (7)现在的机械病床即使可以通过机械万向轮的支撑到达病房以外的环境，在调 节了病人身心的同时，也加大了护工人员的劳动量，特别是通过爬坡的地方时，对护工人员 的体力提出了更高的要求。
[0011] (8 )虽然单轮驱动的电动病床可以很好的满足对病床速度和方向的解耦，但是单 轮驱动的行走电机功率较大，有时候会造成大马拉小车的现象出现。
[0012] (9)由于单轮驱动的电动病床动力与地面的接触点只有一个，造成人为很难精确 控制其移动的方向，轻微的一点干扰就能造成较大的方向改变。
[0013] (10)现有的机械病床一般均在病床的头部设置了一个摇动杠杠，当病人需要抬起 头部或者是需要仰起上半身时，均有护理人员摇动杠杠达到升起部分病床的目的，病床的 自动化程度较低，而且加重了护理人员的劳动量。
[0014] (11)现有的机械病床一般均没有考虑病人腿部的要求，病人的腿部位置的病床机 械部分不能上下移动，对于长时间卧床的病人来说造成腿部肌肉萎缩等状况发生，不利于 病人的病情治疗。
[0015] (12)现有的机械病床或简易的电动病床在推离病人离开病房时，不论病人的病情 和状况如何，病人均是直直的躺在病床上，没有人性化考虑，有时对病人的心理伤害非常严 重。
【发明内容】
[0016] 本发明主要解决的技术问题是提供一种单核双轮驱动多功能电动病床。
[0017] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种单核双轮驱动多 功能电动病床，包括:床架本体、病床控制器、床板组件， 所述的床架本体包括左侧挡板及右侧挡板，且一侧挡板的底部设置有凸起的支撑台， 两侧挡板之间设置有床板组件 所述的床板组件包括有第一床板、第二床板、第三床板及第四床板，所述的第一床板与 所述的第二床板构成镜像的"L"型，所述的第三床板与所述的第四床板之间相连接并且构 成镜像的"L"型，所述的第二床板上设置有马桶坑洞，马桶底部设置有废物收集器， 所述的床板组件的顶部设置有床垫，所述的床垫与第二床板的连接处设置有开口， 所述的病床控制器设置于所述的床板组件的底部， 在本发明一个较佳实施例中，所述的床架本体上设置有两侧护栏。
[0018] 在本发明一个较佳实施例中，所述的第四床板上设置有防滑垫。
[0019] 在本发明一个较佳实施例中，所述的病床控制器包括ARM控制器、监控传感器、检 测系统、四轴直流无刷伺服电机、驱动放大器、人机界面，所述的ARM控制器与监控传感器以 及检测系统相连接，所述的四轴直流无刷伺服电机与驱动放大器以及人机界面相连接。
[0020] 本发明的有益效果是:本发明单核双轮驱动多功能电动病床，在病人需要出门散 步或者更换病房时，将病床进行折叠，在病人无法活动的时候，可以在床上进行带小便，可 以满足不同情况下病人对病床的要求。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 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发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它 的附图，其中： 图1是本发明单核双轮驱动多功能电动病床的一较佳实施例的立体结构示意图； 图2为本发明基于STM32F407的双轮驱动、自由升降四轴医用病床原理图； 图3为本发明基于单核双轮驱动、自由升降四轴机器人电动病床程序框图； 图4为单核双轮驱动自由升降四轴机器人电动病床运动原理框图； 图5为单核双轮驱动自由升降四轴机器人电动病床通过病房门口自动导航原理图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范 围。
[0023] 本发明一种单核双轮驱动多功能电动病床，包括:床架本体3、病床控制器1、床板 组件2， 所述的床架本体3包括左侧挡板及右侧挡板，且一侧挡板的底部设置有凸起的支撑台 4,两侧挡板之间设置有床板组件2 所述的床板组件2包括有第一床板、第二床板、第三床板及第四床板，所述的第一床板 与所述的第二床板构成镜像的"L"型，所述的第三床板与所述的第四床板之间相连接并且 构成镜像的"L"型，所述的第二床板上设置有马桶坑洞，马桶底部设置有废物收集器， 所述的床板组件2的顶部设置有床垫，所述的床垫与第二床板的连接处设置有开口， 所述的病床控制器1设置于所述的床板组件2的底部， 在本发明一个较佳实施例中，所述的床架本体3上设置有两侧护栏。
[0024] 在本发明一个较佳实施例中，所述的第四床板上设置有防滑垫。
[0025]在本发明一个较佳实施例中，所述的病床控制器包括ARM控制器、监控传感器、检 测系统、四轴直流无刷伺服电机、驱动放大器、人机界面，所述的ARM控制器与监控传感器以 及检测系统相连接，所述的四轴直流无刷伺服电机与驱动放大器以及人机界面相连接。 [0026] 基于ARM(STM32F407 )机器人电动病床控制器，在电源打开状态下，人机界面先工 作，如果确实需要移动电动病床，护工人员、护士人员输入各自的权限密码，机器人电动病 床才可能在屋子里移动，否则机器人电动病床就待在原地等待权限开启命令;如果机器人 电动病床需要推出病房，此时医院负责人需要开启自己的权限密码，否则机器人电动病床 一旦移动到门口位置被门口监控传感器探测到，检测系统会触发控制器上的传感器， STM32F407锁死当前的机器人电动病床并发出误操作警报。在正常运动状态下，机器人电动 病床通过各种传感器读取外部环境比反馈参数给ARM(STM32F407 )，由ARM(STM32F407 )处 理后转化后为四轴直流无刷伺服电机的同步控制PWM信号，PWM波信号经驱动放大后通过直 流无刷电机Z和R完成头部和腿部病床部分的升降，然后通过直流无刷电机X、直流无刷电机 Y两轮差速控制驱动病床向前运动，其运动速度和位移被相对应的磁电编码器Ml、M2、M3、M4 反馈给ARM(STM32F407 )，由ARM(STM32F407 )二次调整同步P丽控制信号满足实际工作需 求。电动床在运行过程中，人机界面在线存储并输出当前状态，使得处理比较直观。
[0027]具体实施步骤是： 把医用电动床控制系统分为两部分:人机界面系统和运动控制系统。其中人机界面系 统完成人机界面、路径规划、在线输出等功能；运动控制系统完成电动病床的四轴伺服控 制、数据存储、I/O控制等功能，系统充分发挥ARM(STM32F407 )信号处理能力较强的优点， 同时又实时处理各种传感器信号。
[0028]其具体的功能实现如下： 1)在机器人电动病床未接到任何指令之前，它一般会和普通医用病床没有区别，被固 定在某一个区域，交流电源对系统中的蓄电池充电，保证机器人电动病床有足够的能源完 成任务。
[0029] 2)-旦接到主控器发出的工作命令后，为了防止机器人电动病床的移动损害充电 连接线，STM32F407控制器会自动断开连接线与交流电源的连接，机器人电动病床转为蓄 电池供电状态。
[0030] 3)为了防止误操作，本发明采用三级启动权限，当确定需要移动机器人电动病床 时，如果只是在病房内部移动机器人电动病床，则需要护工人员和护士先后通过人机界面 输入权限密码开启屋内行走模式;如果是需要推动机器人电动病床走出病房，则需要护工 人员、护士和医院负责人先后通过人机界面输入权限密码开启屋外行走模式。
[0031] 4)当机器人电动病床开启行走模式后，一旦启动键SS按下，系统首先完成初始化 并检测电源电压，如果蓄电池电源不正常，将向STM32F407发出中断请求，STM32F407会对 中断做第一时间响应，如果STM32F407的中断响应没有来得及处理，车体上的自锁装置将 被触发，进而达到自锁的功能，防止误操作;如果电源正常，电动床机器人将开始正常工作。 [0032] 5)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时只有头部上升按钮SHF被触 发，机器人电动病床将开始做病床头部上升部分的运动，STM32F407根据伺服控制器的要求 把按键每次需要运行的距离S转化为电机Z的加速度、速度和位置参考指令值，然后再结合 电机Z对应的磁电传感器M3的速度和位移反馈生成驱动直流无刷伺服电机Z的驱动信号，驱 动信号经功率桥放大后驱动直流无刷伺服电机Z正向运动，机器人电动病床开始缓缓升起， 在运动过程中，一旦护理人员的手不在触发启动键或者是上升按钮SHF，直流无刷伺服电机 Z的伺服控制就结束，完成此次上升过程；当病人的头部需要下降时，护理人员只要同时按 下启动键SS和头部下降按钮SHB，机器人电动病床将开始做病床头部下降部分的运动， STM32F407根据伺服控制器的要求把按键每次需要运行的距离S转化为电机Z的加速度、速 度和位置参考指令值，然后再结合电机Z对应的磁电传感器M3的速度和位移反馈生成驱动 直流无刷伺服电机Z的驱动信号，驱动信号经功率桥放大后驱动直流无刷伺服电机Z反向运 动，机器人电动病床开始缓缓下降，在运动过程中，一旦护理人员的手不在触发启动键或者 是上升按钮SHB，直流无刷伺服电机Z的伺服控制就结束，完成此次下降过程。STM32F407伺 服控制器记录下当前位置与水平位置的位移SHS。
[0033] 6)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时只有腿部上升按钮SLF被触 发，机器人电动病床将开始做病床腿部上升部分的运动，STM32F407根据伺服控制器的要求 把按键每次需要运行的距离S转化为电机R的加速度、速度和位置参考指令值，然后再结合 电机R对应的磁电传感器M4的速度和位移反馈生成驱动直流无刷伺服电机R的驱动信号，驱 动信号经功率桥放大后驱动直流无刷伺服电机R正向运动，机器人电动病床开始缓缓升起， 在运动过程中，一旦护理人员的手不在触发启动键或者是上升按钮SLF，直流无刷伺服电机 R的伺服控制就结束，完成此次上升过程；当病人的腿部需要下降时，护理人员只要同时按 下启动键SS和头部下降按钮SLB，机器人电动病床将开始做病床腿部下降部分的运动， STM32F407根据伺服控制器的要求把按键每次需要运行的距离S转化为电机R的加速度、速 度和位置参考指令值，然后再结合电机R对应的磁电传感器M4的速度和位移反馈生成驱动 直流无刷伺服电机R的驱动信号，驱动信号经功率桥放大后驱动直流无刷伺服电机R反向运 动，机器人电动病床开始缓缓下降，在运动过程中，一旦护理人员的手不在触发启动键或者 是上升按钮SLB，直流无刷伺服电机R的伺服控制就结束，完成此次下降过程。STM32F407伺 服控制器记录下当前位置与水平位置的位移SLS。
[0034] 7)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时恢复按钮SFF被触发，机器 人电动病床根据STM32F407伺服控制器的速度和加速度要求，把位移SLS和SHS转化为电机Z 和电机R的加速度、速度和位置参考指令值，然后再结合电机Z和电机R对应的磁电传感器 M3、M4的速度和位移反馈生成驱动直流无刷伺服电机Z和电机R的驱动信号，驱动信号经功 率桥放大后驱动直流无刷伺服电机Z和电机R运动，床体被恢复到自然状态。
[0035] 8)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，STM32F407控制器将检测侧向转弯 按钮SK是否被触发。如果侧向转弯按钮SK被触发，STM32F407根据机器人运动部分需要旋 转角度没=90**需要，把直流无刷伺服电机X和Y要运转的距离SX转化为加速度、速度和位置 参考指令值，然后STM32F407再结合电机X和电机Y的磁电传感器M1、M2的反馈生成驱动直流 无刷伺服电机X和电机Y的驱动信号，驱动信号经功率桥放大后驱动直流无刷伺服电机X和 电机Y以相反的方向运动，在运动过程Ml和M2实时反馈电机的运行参数给STM32F407， STM32F407根据反馈参数二次微调电机X和电机Y的PffM控制信号，使得旋转系统在规定时间 内完成侧转任务，由于在此过程中只是电机X和电机Y组成的旋转部分旋转90度，并未改 变电动病床的方向，提高了机器人电动病床在狭小空间的实用性。
[0036] 9)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时只有前进按钮SF被触发， 机器人电动病床将开始向前运动，在运动过程中，机器人携带的前方防撞超声波传感器S9 和SlO将工作，并向STM32F407控制器时刻反馈其与前方障碍物的距离。如果防撞超声波传 感器S9或者是SlO读取到前方有障碍物时，STM32F407经内部伺服控制程序调整直流无刷 伺服电机X和电机Y的PWM输出，控制机器人电动病床在安全范围内停车，控制器并开启一个 三秒的计时，如果三秒后控制器依旧读取到障碍物则通知人机界面改换行走轨迹;如果三 秒后障碍物信号消息，则机器人电动病床将按照当前路径继续启动前进。在机器人电动病 床运动过程中，磁电传感器Ml、M2会时刻检测直流无刷伺服电机X和电机Y的运动速度和位 移，并反馈给STM32F407，由STM32F407二次调整直流无刷电机X和电机Y的PffM波控制信号以 满足实际需求。
[0037] 10)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时只有后退按钮SB也被触 发，机器人电动病床将开始后退运动，STM32F407经内部伺服控制程序调整直流无刷伺服 电机X和电机Y的HVM输出，控制机器人电动病床按照设定速度缓慢后退;在后退运动过程 中，磁电传感器Ml、M2会时刻检测直流无刷伺服电机X和电机Y的运动速度和位移，并反馈给 STM32F407，STM32F407根据磁电传感器Ml和M2的速度和位移反馈二次调整直流无刷伺服 电机X和电机Y的PWM输出，保证机器人电动病床在安全速度范围内运行，防止速度过快机器 人电动病床推倒护工人员。
[0038] 11)当STM32F407控制器检测到启动键SS按下，如果此时转弯按钮SK和前进按钮 SF被触发，机器人电动病床将开始侧向右移，在运动过程中，机器人携带的侧方防撞超声波 传感器S6将工作，并向STM32F407控制器时刻反馈其与前方障碍物的距离。如果防撞超声 波传感器S6读取到右方有障碍物时，STM32F407经内部伺服控制程序调整直流无刷伺服电 机X和电机Y的PWM输出，控制机器人电动病床在安全范围内停车，控制器并开启一个三秒的 计时，如果三秒后控制器依旧读取到障碍物存在将向人机界面发出停车报警;如果三秒后 障碍物信号消息，则机器人电动病床将按照当前轨迹继续侧向右移。在机器人电动病床侧 向右移过程中，磁电传感器Ml、M2会时刻检测直流无刷伺服电机X和电机Y的运动速度和位 移，并反馈给STM32F407，由STM32F407二次调整电机X和电机Y的运动参数，保证系统满足 行走要求。
[0039] 12)当STM32F407控制器检测到启动键SS-旦按下，如果此时转弯按钮SK和前进 按钮SB被触发，机器人电动病床将开始侧向左移，在运动过程中，机器人携带的侧方防撞超 声波传感器S7将工作，并向STM32F407控制器时刻反馈其与前方障碍物的距离。如果防撞 超声波传感器S7读取到运动前方有障碍物时，STM32F407经内部伺服控制程序调整直流无 刷伺服电机X和电机Y的PWM输出，控制机器人电动病床在安全范围内停车，控制器并开启一 个三秒的计时，如果三秒后控制器依旧读取到障碍物存在将向人机界面发出停车报警;如 果三秒后障碍物信号消息，则机器人电动病床将按照当前轨迹继续侧向左移。在机器人电 动病床侧向左移过程中，磁电传感器Ml、M2会时刻检测直流无刷伺服电机X和电机Y的运动 速度和位移，并反馈给STM32F407，由STM32F407二次调整电机X和电机Y的运动参数，保证 系统满足实际需求。
[0040] 13)当机器人电动病床需要移出病房时，先有医院负责人开启行走权限密码，可以 有护工人员推出房间，也可以有护工人员把机器人电动病床推到带有地面导航标志的位 置，机器人电动病床进入自动导航状态:其导航的光电传感器SI、S2、S3、S4、S5将工作，地面 标志反射回来的光电信号反馈给STM32F407，经STM32F407判断处理后确定机器人偏移导 航轨道的偏差，STM32F407把此偏差信号转化为电机X和电机Y要运行的加速度、速度和位 移指令，STM32F407再结合磁电编码器Ml和M2的反馈生产驱动直流无刷伺服电机X和电机Y 的驱动信号，驱动信号放大后驱动直流无刷电机X和电机Y向前运动，快速调整机器人电动 病床迅速回到导航轨道中心。机器人电动病床沿着轨道行走过程，STM32F407根据地面标 志和磁电编码器Ml和M2的反馈微调电机X和电机Y的驱动信号，使机器人沿着设定好的轨道 顺利通过病房门口。当铺设的轨道消失后，机器人电动病床就停在原地等待人为移动信号， 防止误操作。
[0041] 14)本机器人电动病床在运动过程为了防止护士的误操作以及遇到紧急状况停 车，加入了紧急停车自动锁车功能。如遇到紧急情况，当紧急按键ESWl按下后，控制器一旦 检测到紧急中断请求会发出原地停车指令，STM32F407通过驱动器封锁直流无刷伺服电机 X和电机Y的PWM波信号，即使电动病床多个万向轮都处于可以滑动状态，由于行走电机X和 电机Y处于锁死状态，这样机器人电动病床也不会运动，保证了机器人在紧急状况下的安全 性。
[0042] 15)本发明在机器人电动病床上加入了湿度检测系统。此湿度检测系统由湿敏传 感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功 能，这样当病人大小便失控时，湿度检测系统会工作，将发出报警信号，护工人员通过人机 界面输出可以查出故障原因，然后更换床褥。
[0043] 16)本电动床装备了多种防障碍物报警系统，机器人障碍物探测系统可以在机器 人病床碰撞到障碍物之前自动探测到障碍物的存在并通过控制器协助自动停车，并根据障 碍物的性质确定二次启动或是一直待在原地不动，这样就保证了机器人病床在运动过程中 对周围环境的适应，减少了环境对其的干扰。
[0044] 17)在机器人电动病床行走过程中，直流无刷伺服电机经常会受到外界因素干扰， 为了减少电机的脉动转矩对机器人行走的影响，控制器在考虑电机特性的基础上加入了对 电机转矩的在线辨识，并利用电机力矩与电流的关系进行及时补偿，削弱了外界环境对机 器人运动的影响。
[0045] 本发明一种单核双轮驱动多功能电动病床的有益效果是： 1、在控制过程中，充分考虑了电池在这个系统中的作用，基于ARM(STM32F407)控制器 时刻都在对机器人电动病床的运行状态和电源来源进行监测和运算，当交流电源切断时， 病床会借助自携带蓄电池电源自锁在固定位置，直至有移动病床的开关信号输入，保证了 病床的自然状态。
[0046] 2:为了方便使用，减少外界对病床的干扰，护工人员、护士人员以及医院管理人员 均需要开启权限才可以启动机器人电动病床，减少了误操作的危险。
[0047] 3:为了方便病人自理，减少对外界条件的依赖，本系统加入了人机界面功能，病人 只要通过电脑触摸屏就可以自动控制病床机器人，这样就可以不需要护理而自己解决部分 简易的日常生活。
[0048] 4:由于此电动病床加入了基于蓄电池的动力助力装置，即使碰到病人身体肥胖或 者护理人员身体瘦弱时，病床本身在电源充足的条件下可以为护工人员和护士人员在屋子 里移动病床提供动力，减少了护士或者护工人员在屋子里移动病床的体力消耗和劳动强 度。
[0049] 5:由于此电动病床加入了基于直流无刷伺服电机的两轮差速驱动系统，使得病床 可以在屋子里实现自由移动，减少了病人在某一个固定位置的压抑感。
[0050] 6:由于此电动病床加入了基于直流无刷伺服电机的两轮差速驱动系统，使得单台 电机的功率大大降低，并且动力与地面的接触点有两点，有利于提高电动病床行驶时的操 控性。
[0051] 7:由于加入了基于直流无刷伺服电机的两轮差速驱动系统，在非常狭小的空间内 可以使病床机器人侧向移动，减少机器人旋转带来的负面问题。
[0052] 8:为了能够使机器人病床能够自由移出病房门口，控制器加入了多种导航传感 器，机器人在移出病房过程中一旦读到地面标志就会自动导航，减少人工移动病床带来的 误差。
[0053] 9:当机器人电动病床遇到爬坡的时，由于自身携带的有动力能源，所以可以很好 的起到助力作用，并且双轮驱动的动力特性远远优越于单轮驱动，进一步减少了对护工人 员体力的要求。
[0054] 10:由STM32F407处理两轴电机差速行驶、两轴电机自由升降的全数字伺服控制， 大大提高了运算速度，解决了单单片机运行较慢的瓶颈，缩短了开发周期短，并且程序可移 植能力强。
[0055] 11:本发明完全实现了单板控制，不仅节省了控制板占用空间，而且还完全实现了 多轴电机控制信号的同步，有利于提高医用机器人电动病床的稳定性和动态性能。
[0056] 12:由于本控制器采用STM32F407处理大量的数据与算法，并充分考虑了周围的 干扰源，有效地防止了程序的"跑飞"，抗干扰能力大大增强。
[0057] 13:本机器人电动病床加入了自动锁车功能，当病床机器人在移动过程中，如遇到 紧急情况，控制器会发出原地停车指令，并锁死两轮差速行驶电机，即使多个万向轮都处于 可以滑动状态，但由于驱动轮处于锁死状态，这样机器人也不会运动。
[0058] 14:本机器人电动病床加入了湿度检测系统。此湿度检测系统由湿敏传感器、测量 电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能，这样当 病人大小便失控或者是床单潮湿时，湿度检测系统会工作，发出更换请求。
[0059] 15:本电动床机器人装备了多种报警系统，在碰撞到障碍物之前自动停车，这样就 保证了在运动过程中的安全性，减少了环境对其的干扰。
[0060] 16:由于本机器人电动病床系统采用直流无刷伺服电机替代了直流电机，不仅进 一步提高了系统的安全性，也可以提高能源的利用率，增加了机器人电动病床在携带能源 一定的条件下一次移动的距离。
[0061] 17:由于本机器人电动病床系统采用直流无刷伺服电机，当电机受到外界干扰产 生脉动转矩时，直流无刷伺服电机可以利用力矩与电流的关系迅速进行补偿，极大减少了 外界干扰对机器人电动病床的影响。
[0062] 18:基于单轴直流无刷伺服电机的头部伺服控制部分可以很好的满足病人需要抬 起头部或者是仰起上半身的活动，护理人员可以通过按键达到升起病床前部，病床的自动 化程度进一步得到提升，减少了护理人员的劳动量。
[0063] 19:基于单轴直流无刷伺服电机的腿部伺服控制部分可以很好的满足病人需要腿 部或者下半身的活动，护理人员可以通过按键达到升起或降低病床后部，病床的自动化程 度进一步得到提升，减少了护理人员的劳动量。
[0064] 20:基于前后两轴直流无刷伺服升降装置组合使得机器人电动病床具有各种机械 组合，在推离病人离开病房时，可以根据病人的病情自由调节病床的姿势，满足了不同病人 的心理要求。
[0065] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种单核双轮驱动多功能电动病床，其特征在于，包括:床架本体、病床控制器、床板 组件， 所述的床架本体包括左侧挡板及右侧挡板，且一侧挡板的底部设置有凸起的支撑台， 两侧挡板之间设置有床板组件 所述的床板组件包括有第一床板、第二床板、第三床板及第四床板，所述的第一床板与 所述的第二床板构成镜像的"L"型，所述的第三床板与所述的第四床板之间相连接并且构 成镜像的"L"型，所述的第二床板上设置有马桶坑洞，马桶底部设置有废物收集器， 所述的床板组件的顶部设置有床垫，所述的床垫与第二床板的连接处设置有开口， 所述的病床控制器设置于所述的床板组件的底部。2. 根据权利要求1所述的单核双轮驱动多功能电动病床，其特征在于，所述的床架本体 上设置有两侧护栏。3. 根据权利要求1所述的单核双轮驱动多功能电动病床，其特征在于，所述的第四床板 上设置有防滑垫。4. 根据权利要求1所述的单核双轮驱动多功能电动病床，其特征在于，所述的病床控制 器包括ARM控制器、监控传感器、检测系统、四轴直流无刷伺服电机、驱动放大器、人机界面， 所述的ARM控制器与监控传感器以及检测系统相连接，所述的四轴直流无刷伺服电机与驱 动放大器以及人机界面相连接。
【文档编号】A61G7/015GK106074042SQ201610600796
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610600796.3, CN 106074042 A, CN 106074042A, CN 201610600796, CN-A-106074042, CN106074042 A, CN106074042A, CN201610600796, CN201610600796.3
【发明人】张好明
【申请人】江苏若博机器人科技有限公司