专利名称：电子自控交替式充气垫的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子自控交替式充气垫，可作为床垫使用，用于医院、疗养院、养老院、家庭等，属于医疗、护理和保健技术领域。
背景技术：
本公司于1996年1月15日申请的名为一种充气垫的专利，授权号为96229103.X，它包括垫面和垫底，该垫面和垫底封结形成其内可存气的内腔，该垫面在存气内腔充气后形成条状气道结构，其特征是，该条状气道结构形成为两组呈间隔排列而又相互隔绝的条状气道，该两组气道各设有一根气管以外接空压机实现其各自的充放气。由于充气垫的气道由橡皮垫面和垫底组成，长期使用，橡皮会老化，而且还有气味，影响使用者健康，如果有一处损坏，就要重新换新的而产生浪费，这种充气垫是手控的，充气垫充气后，使用者无法根据自己需要来自由调节充气的多少和时间。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种可更换气管、可由使用者自己控制的电子自控交替式充气垫。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种电子自控交替式充气垫，其特征在于，由气管、气管连接套管、气垫套、枕头、气垫、压缩气体连接套管、控制箱、手控器组成，枕头置于垫子的一端，在枕头的一边排列着数根气管，通过气管两端的按钮固定于气垫上，可脱卸，奇数气管的一端通过气管连接套管连接组成一组气道，偶数气管的另一端通过气管连接套管连接组成另一组气道，两组气道由压缩气体连接套管连接于控制箱，手控器与控制箱连接，气垫套置于气垫和气管外，可脱卸。
本实用新型由充气垫和控制电路两部分组成，气垫采用独立气管交叉排列组成，奇数气管组成一组气道，偶数气管组成另一组气道；控制箱中的气泵通过两路连接气管分别给气垫中两组气道供气，并由控制箱控制给两路气道交替换气的时间频率及供气压力，气垫压力分高、中、低三个档次，实行闭环控制调节，气垫具有自我保护功能，当气压超过规定压力范围，气垫自动排气减压，使人体与气垫的接触面呈动态变化，周期地改变人体与气垫的接触点，从而起到替代人工翻身的作用，用作医疗护理能有效地防治褥疮的产生。同时，气管以适宜的压力交替充气放气，对人体背部起按摩作用，可使人体气血流畅、活血化淤，促进新陈代谢，用作卧具对消除疲劳有明显的功效。
本实用新型的优点是1.采用微电脑控制系统，自动控制压力、时间；2.通过手控器可选择各种操作功能，方便病人自己根据需要进行调节，自由设定气垫软硬程度、轮换充气放气时间；3.可根据需要进行功能锁定，防止他人随意操作；4.由于气管的两端由按钮固定在气垫上，气管坏了，可随意更换，非常方便，并且可以延长充气垫的使用寿命；5.气管、气垫套和气垫的材料均为TPU，使气垫很软，使用者睡在上面非常舒服，同时无味，有利环保。
图1为电子自控交替式充气垫结构示意图；图2为控制箱主视图；图3为控制箱结构示意图；图4为手控器结构示意图；图5为手控器操作面板示意图；图6为控制箱线路板和手控器线路板总线路原理图；图7为程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图1所示，为电子自控交替式充气垫结构示意图，由气管1、气管连接套管2、气垫套3、枕头4、气垫5、压缩气体连接套管6、控制箱7、手控器8组成，枕头4安放在气垫5的一端，在枕头4的一边排列着数根气管1，通过气管1两端的按钮固定于气垫5上，可脱卸，奇数气管的一端通过气管连接套管2连接组成一组气道，偶数气管的另一端通过气管连接套管2连接组成另一组气道，两组气道由压缩气体连接套管6连接于控制箱7，手控器8与控制箱7连接，气垫套3套在气垫5和气管1外，四周有拉2链，可脱卸清洗，气管1、气垫套3和气垫5的材料均为TPU。
如图2、3所示，为控制箱主视图和控制箱结构示意图，由气泵9，两组电磁阀10，操作面板11、控制电路12，手柄13、上盖14、底座15、变压器19，压力传感器20及相关程序软件组成，气泵9安装于底座15的一端，通过压力传感器20与安装在底座15另一端的两组电磁阀10连接，变压器19安装在气泵9和两组电磁阀10之间，操作面板11位于底座15的外边，控制电路12安装于底座15的另一边，分别与气泵9、两组电磁阀10和变压器19连接，上盖14装于底座15上，上盖14的上端装上手柄13。
所述的操作面板11由电源开关16、手控器插座17、两组气压输出插座18组成，电源开关16置于操作面板11的一边，与变压器19连接，两组气压输出插座18置于操作面板11的另一边，与两组电磁阀10连接，手控器插座17置于电源开关16和两组气压输出插座18中间，与手控器8连接。
如图4所示，为手控器结构示意图，所述的手控器8由壳体21、线路板22、操作面板23组成。
如图5所示，为手控器操作面板示意图，手控器操作面板上端置有双、单指示灯指示双组气管共同充放气还是单组气管交替充放气，这个指示灯下面有两排共8个充放气时间指示灯，分别为3min-300min(3分至300分钟)不等，再下面为3个充气压力指示灯，即为低压、中压、高压，另一个是长时间工作指示灯，下面为设置低压、中压、高压按钮及双、单设置按钮来控制双组气管共同充放气还是单组气管交替充放气，手控器操作面板下端有时间加、减、锁定及停止(解锁)按钮。
如图6所示，为控制箱线路板和遥控器线路板总线路原理图，所述的控制电路12由微处理器IC101；3片集成电路IC201、IC301(含IC102A、IC202B)、IC401；1个固态继电器S301；2个三端稳压器W501、W502；3个晶体三极管T301-T303；2个晶体二极管D301、D302；13个发光二极管LED0-LED7、LED MP、LED HP、LEDLP、LED D/S、LED∞、3个光耦合器IC 302-IC 304；2个整流桥堆D501-504、D505-508；1个晶振Y101；21个电阻R101-R105、R201-R205、R301-R309、R401-R402；18个电容C101-C104、C201-C204、C401-C402、C501-508；可调电阻WR、WP1；1个排阻PZ401组成。
稳压电源电路工作原理是交流220伏电压经过两个保险丝和开关后由变压器B501降压为一组交流8伏和一组交流27伏的低电压，然后分别由整流桥堆D501-504、D505-508整流，成为10伏和32伏的直流电，并经电容器C501-502、C505-506滤波，分别提供给三端稳压器W501、W502，在W501、W502的输出端，同时分别再一次经电容器C503-504、C507-508滤波，使W501和W502提供稳定的工作电压VCC和VDD。
振荡电路是由集成块IC101的第19脚、第18脚分别与晶振Y101两端连接，晶振Y101两端分别与C101、C102连接，C101、C102的另一端接地，构成振荡器，电源开启后就自行工作。
复位电路由IC102A、R101、C103组成，与IC101的第9脚连接，电源VCC经R101向C103充电，最初一段时间，C103正极电压为低电平“0”，经反相后输出，使IC101的第9脚保持一段时间高电平“1”而使IC101复位。
电磁阀10(1)控制电路说明IC101的第10脚P3.0＝0，输入IC301E的第11脚，经IC301E反相器反相后，由其第10脚输出，输入IC303光耦合器的第1脚，光耦合器的输出第5脚接T302由三极管组成的反相器，三极管的输出与线插件XS303A的第1脚相连接，XS303A的第2脚接地，电磁阀10的一组线圈DF301与线插件XS303B连接，这样IC101的P3.0输出为“0”，光耦合器导通，电磁阀工作，反之电磁阀不工作。
电磁阀10(2)控制电路说明电磁阀10(2)控制电路与电磁阀10(1)控制电路相似，IC101的第16脚P3.6＝0，输入IC301D的第9脚，经IC301D反相器反相后，由其第8脚输出，输入IC304光耦合器的第1脚，光耦合器的输出第5脚接T303由三极管组成的反相器，三极管的输出与线插件XS304A的第1脚相连接，XS304A的第2脚接地，电磁阀10的另一组线圈DF302与线插件XS304B连接。这样IC101的P3.6输出为“0”，则光耦合器导通，电磁阀工作，反之电磁阀不工作。
气泵控制电路说明IC101的第17脚P3.7＝0，输入IC301C的第5脚，经IC301C反相器反相后，由其第6脚输出高电平“1”，输入IC301F的第13脚，经IC301F反相器反相后，由其第12脚输出低电平“0”，连接光耦合器TC302，电源VCC经R301至光耦合器IC302的第1脚，光耦合器通过电阻R307、R304、晶体三极管T301导通控制固态继电器S301；电源AC220经XS301A、XS301B、S301与连接在线插件XS302B的第1脚和第2脚之间的气泵构成回路，气泵工作。反之，IC101的第17脚P3.7＝1，IC303的光耦合器截止，S301不导通，则气泵不工作。
压力信号的产生、放大、输出电路工作原理说明床垫气管中的压力经导管连接到压力传感器20的引压嘴上，使气管中压力作用于压力传感器，压力传感器产生相应的电信号，经导线及接插件与XS200A对接，压力信号由XS200A的第2脚连接到集成块IC201B的第5脚和IC201C的第10脚，IC201B、IC201C的第7、8脚分别连接到IC101的第12脚、第13脚，IC202B的输出第4脚接IC101的第15脚，并和电位器WR、电容C202、电阻R204组合给IC101提供高、中、低压力范围，供IC101跟踪控制。
所述的手控器线路板22由1片集成电路IC401、13只发光二极管LED0-LED7、LED MP、LED HP、LED LP、LED D/S、LED∞、2只电阻R401、R402、1只排阻PZ401 8*1K、2只电容C401-C402、8只按键开关组成，手控器电路构成电子自控交替式充气垫的工作状态选择(输入设定)和工作状态显示部分，手控器通过电缆和手控器插座17、线插件XS100A、XS100B与控制箱7中的控制电路12连接。LED0显示电路工作原理是电源VCC经R401、发光二极管LED0传输到IC101的P1.0端，若P1.0＝0，则LED0亮，表示工作在交替充放气3分钟，开机机器自动设定或人为设定状态；其余LED1-LED7显示电路同样是由电源VCC经排阻PZ401分别经发光二极管LED1-LED7传输到IC101的P1.1-P1.7，LED1-LED7的显示工作原理与LED0相同。发光二极管LED LP、LED HP、LED∞、LED D/S、LED MP电路都经R402接地，受IC401的Q0、Q1、Q4、Q6、Q7控制，IC401的Q0、Q1、Q4、Q6、Q7输出为高电平“1”，则相应的灯亮，反之不亮。上述所有发光二极管都安装在手控器8的线路板22上，在操作面板23上显示。
按键扫描电路的工作原理是开机时电路处于初始化状态P1.0＝0，其余P1.1-P1.7都为“1”，接着扫描电路置P1.1-P1.7中的一个为“0”，扫描其余是否有为“0”，例如置P1.7＝0，当P1.1＝0时K1(中压)键就被按下，当P1.2＝0时K2(高压)键就被按下，其余依次类推；如果扫描电路置P1.1-P1.7中的一个为“0”，而扫描其余都不为“0”，则控制电路判断没有按键被按下。当某个键被按下时，控制电路通过扫描接受到命令，便发出执行命令的操作，使机器执行要求的工作，同时点亮手控器上相应的发光二极管。上述按键都安装在手控器8的线路板22上，在手控器操作面板23上有按钮。
如图7所示，为程序流程图，电子自控交替式充气垫是这样工作的1.将电子自控交替式充气垫平铺在床上，将电器箱置放于床头底下；2.将连接在气垫的进气口上压缩气体连接套管6一头接插在控制箱7的出气接口上；3.将手控器8插头接插在控制箱7插座17上，拧紧固定螺栓。
4.将电源插头插在220V电源插座上，开通电源开关16，机器已进入工作状态，手控器8已进入初始控制，标有3分钟的红色指示灯亮，高压指示灯亮，充气床垫已进入双气道充气。
手控器操作说明如下①每按时间“+”或“-”键一次，充气床垫单个气道轮换时间就会按档次递增或递减，两个气道会根据时间设置自动轮换。手控器操作面板23上指示灯下标有时间指示，当“∞”指示灯亮就表示进入长时间的恒定工作状态；②根据理疗者的身体感觉要求或需要，按低压、中压、高压键，指示灯亮，机器进入自动恒压状态；
③当气垫不需要进行单气道轮换，改用双气道时，按一下“双/单”键，指示灯亮，气垫进入双气道同时充气状态。
④选择了以上功能后，不允许理疗者自己操作时，操作者可按“锁定”键，待控器上所有指示灯亮三下后，松开键钮，此时手控器便无法操作。如需要解开“锁定”，必须将“停止”键和“双/单”键同时按下，待手控器上所有指示灯闪亮三下后再松开键钮即可。
⑤如果在操作中按错键钮造成误操作、手控器失控时，此时可关闭电源，三分钟后再打开电源，微电脑会自动恢复初始状态。
权利要求1.一种电子自控交替式充气垫，其特征在于，由气管(1)，气管连接套管(2)，气垫套(3)，枕头(4)，气垫(5)、压缩气体连接套管(6)，控制箱(7)、手控器(8)组成，枕头(4)置于气垫(5)的一端，在枕头(4)的一边排列着数根气管(1)，通过气管(1)两端的按钮固定于气垫(5)上，可脱卸，奇数气管的一端通过气管连接套管(2)连接组成一组气道，偶数气管的另一端通过气管连接套管(2)连接组成另一组气道，两组气道由压缩气体连接套管(6)连接于控制箱(7)，手控器(8)与控制箱(7)连接，气垫套(3)置于气垫(5)和气管(1)外，可脱卸。
2.根据权利要求1所述的电子自控交替式充气垫，其特征在于，所述的控制箱(7)由气泵(9)，两组电磁阀(10)，操作面板(11)、控制电路(12)，手柄(13)、上盖(14)、底座(15)、变压器(19)，压力传感器(20)及相关程序软件组成，气泵(9)置于底座(15)的一端，通过压力传感器(20)与置于底座(15)另一端的两组电磁阀(10)连接，变压器(19)置于气泵(9)和两组电磁阀(10)之间，操作面板(11)置于底座(15)的外边，控制电路(12)置于底座(15)的另一边，分别与气泵(9)，两组电磁阀(10)和变压器(19)连接，上盖(14)置于底座(15)上，上盖(14)的上端置有手柄(13)。
3.根据权利要求1或2所述的电子自控交替式充气垫，其特征在于，所述的操作面板(11)由电源开关(16)，手控器插座(17)，两组气压输出插座(18)组成，电源开关(16)置于操作面板(11)的一边，与变压器(19)连接，两组气压输出插座(18)置于操作面板(11)的另一边，与两组电磁阀(10)连接，手控器插座(17)置于电源开关(16)和两组气压输出插座(18)中间，与手控器(8)连接。
4.根据权利要求1或2所述的电子自控交替式充气垫，其特征在于，所述的控制电路(12)由微处理器IC101；3片集成电路IC201，IC301-含IC102A、IC202B，IC401；1个固态继电器S301；2个三端稳压器W501、W502；3个晶体三极管T301-T303；2个晶体二极管D302、D303；3个光电耦合器IC 302-IC 304；2个整流桥堆D501-504、D505-508；1个晶振Y101；19个电阻R101-R105、R201-R205、R301-R309；16个电容C101-C104、C201-C204、C501-508；可调电阻WR、WP1组成。集成块C101的第19脚、第18脚分别与晶振Y101两端连接，晶振Y101两端分别与C101、C102连接，C101、C102的另一端接地，构成振荡器；IC101的第10脚与IC301E的第11脚连接，经IC301E反相器反相后，由第10脚输出，与光耦合器IC303的第1脚连接，光耦合器的输出第5脚接T302由三极管组成的反相器，三极管的输出与线插件XS303A的第1脚相连接XS303A的第2脚接地，电磁阀(10)的一组线圈DF301与线插件XS303B连接；IC101的第16脚与IC301D的第9脚连接，经IC301D反相器反相后，由第8脚输出，与光耦合器IC304的第1脚连接，光耦合器的输出第5脚接T303由三极管组成的反相器，三极管的输出与线插件XS304A的第1脚相连接XS304A的第2脚接地，电磁阀(10)的另一组线圈DF302与线插件XS304B连接；IC101的第17脚与IC301C的第5脚连接，经IC301C反相器反相后，由第6脚连接IC301F的第13脚，经IC301F反相器反相后，由第12脚连接光耦合器IC302，电源VCC经R301至光电耦合器IC302的1脚，光电耦合器通过电阻R307、R304、晶体二极管T301与固态继电器S301连接；电源AC220连接线插件XS301B经XS301A通过S301与连接在线插件XS302B的第1脚和第2脚之间的气泵连接；压力传感器(20)经导线及线插件XS200B与XS200A对接，XS200A的第2脚连接到集成块IC201B的第5脚和IC201C的第10脚，IC201B、IC201C的第7、8脚分别连接到IC101的第12脚、第13脚，IC202B的第4脚接IC101的第15脚，并连接电位器WR、电容C202、电阻R204。
5.根据权利要求1所述的电子自控交替式充气垫，其特征在于，所述的手控器(8)由壳体(21)、线路板(22)、操作面板(23)组成，所述的线路板(22)由1片集成电路IC401、13只发光二极管LED0-LED7、LED MP、LED HP、LEDLP、LED D/S、LED∞、2只电阻R401、R402、1只排阻PZ401 8*1K、2只电容C401-C02组成，电源VCC经R401、发光二极管LED0分别连接到IC401的第1脚和IC401的第11脚，电源VCC经排阻PZ401分别经发光二极管LED1-LED7通过线插件XS100B对接XS100A再连接到控制电路(12)IC101的第1、2、3、4、5、6、7、8脚，同时与操作面板(23)连接，发光二极管MP、D/S、∞、HP、LP都经R402接地。
6.根据权利要求1所述的电子自控交替式充气垫，其特征在于，所述的气管(1)、气垫套(3)和气垫(5)的材料均为TPU。
专利摘要本实用新型涉及一种电子自控交替式充气垫，其特征在于，由气管，气管连接套管，气垫套，枕头，气垫、压缩气体连接套管，控制箱、手控器组成，枕头置于气垫的一端，在枕头的一边排列着数根气管，通过气管两端的按钮固定于气垫上，可脱卸，奇数气管的一端通过气管连接套管连接组成一组气道，偶数气管的另一端通过气管连接套管连接组成另一组气道，两组气道由压缩气体连接套管连接于控制箱，手控器与控制箱连接，气垫套置于气垫和气管外，可脱卸。本实用新型的优点是气管可随意更换，采用微电脑控制系统，自动控制压力、时间；通过手控器可选择各种操作功能，方便使用者自己根据需要进行调节，自由设定充气垫软硬程度、轮换充气放气时间。
文档编号A47C27/10GK2707121SQ200420022499
公开日2005年7月6日 申请日期2004年5月8日 优先权日2004年5月8日
发明者徐建安 申请人:上海南鑫护理设备用品有限公司