智能防跌落电动床的制作方法

本实用新型涉及一种电动床，具体是一种智能防跌落电动床，属于智能家居技术领域。

背景技术：

随着我国综合国力日益增强，人们的生活水平不断提高，随之而来对个人健康安全的保障需求更高。传统的床主要由床体和床头板构成，床体四周没有防止人意外跌落的预防措施，年幼的小孩或年长的老人从床上跌落的情况时有发生，很容易造成无法估量的伤害。为了防止从床上意外跌落的情况发生，市场上逐渐出现了一些带有防跌落功能的电动床。当前市面上具有防跌落功能的电动床主要是通过在床体两侧设置升降护栏来进行遮挡，当电动床判断入睡者有可能跌落时，就会自动升起护栏进行阻拦，但当入睡者突然翻身时，即使升降护栏反应及时，快速升起护栏，也很有可能在升起的过程中，刚好将正在翻身的入睡者顶起，此时，升降护栏不仅不能及时遮挡，反而会将人抬起从更高处跌落，造成更大伤害。其次床在使用过程中通常需要在床板上铺设一定厚度且规格稍大于床板的床单，对于床体两侧设置升降护栏的床来说，升起护栏时，需要掀起床单，才能升起护栏，有时还会出现卡阻现象，造成护栏难以升起，使用起来非常不便。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种智能防跌落电动床，能够智能判断使用者是否有跌落的危险，并根据判断结果自动转换成防跌落的形式，避免护栏将使用者从更高处跌落，造成更大地伤害，且不会出现卡阻现象，能够保证使用者的人身安全。

本实用新型一种智能防跌落电动床，包括床体，以及安装在床体两侧的床头板和床尾板，床体左右两侧安装有防跌落装置，防跌落装置包括挡板和舵机，舵机安装在床头板和床尾板上，通过连接件与挡板连接，挡板一侧与床体边缘相接触，并能够在舵机的带动下以床体边缘为轴心转动；床头板上安装有控制器和控制面板，控制面板上安装有自动调节开关，床体上表面左右两侧边缘处安装有多个排列均匀的压力传感器；自动调节开关、压力传感器和舵机分别与控制器电连接，控制器内部预先设定有压力值。

进一步，还包括由红外接收模块和红外发射模块组成的红外传感器，红外接收模块安装在床头板左右两侧上部，红外发射模块安装在床尾板上，且与红外接收模块位置相对应，红外接收模块与控制器电连接。

优选地，控制器为stm32单片机，包括信号接收模块、分析处理模块和控制模块，控制器为stm32单片机，包括信号接收模块、分析处理模块和控制模块，压力值预先设定在分析处理模块中。信号接收模块，用于接收压力传感器以及红外传感器检测到的电信号，并将该电信号传送至分析处理模块；分析处理模块，用于根据接收到的电信号，向控制模块发送控制指令；控制模块，用于根据控制指令控制防跌落装置开启或关闭。信号接收模块，用于接收压力传感器以及红外传感器检测到的电信号，并将该电信号传送至分析处理模块；分析处理模块，内部预先设定有压力值，用于对接收到的电信号进行分析，并根据分析结果，向控制模块发送控制指令；控制模块，用于根据控制指令控制防跌落装置开启或关闭，即控制舵机转动，从而带动挡板向上或向下翻转。

进一步，本实用新型还包括安装在控制面板上的第一手动开关和第二手动开关，第一、第二手动开关与控制器电连接。

进一步，在床体上安装有蜂鸣器，蜂鸣器与控制器连接。

进一步，挡板上套装有毛绒护套。

优选地，床体左右两侧压力传感器至少分别设置有4个。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型智能化程度高，通过控制器接收并分析压力传感器和红外传感器采集的电信号，判断使用者是否有从床上跌落的危险，如有，则启动防跌落装置，控制舵机带动挡板向上转动至床体表面以上，从而有效地防止了使用者从床上跌落，如无，则不启动防跌落装置或关闭防跌落装置，控制舵机带动挡板向下转动、垂直放置在床体一侧。本实用新型在空闲时，挡板垂直放置在床体两侧，不会影响用户日常生活。

2)由于本实用新型挡板不是直接垂直从床体一侧升起，而是从床体一侧翻转至床体上方，有效地防止了使用者突然翻身跌落时，升降护栏不仅不能及时遮挡，反而将使用者从更高处跌落，造成更大伤害的情况。

3)本实用新型通过床头板上红外传感器检测判断使用者是否起身，有效地防止了因使用者下床致使控制器误判有跌落风险而启动的情况。

3)本实用新型结构简单，易于制造，且制造成本低，具有较高的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型空闲状态立体图；

图2是本实用新型工作状态立体图；

图3是本实用新型控制器电路框图

图4是本实用新型控制器电路原理图；

图5是本实用新型电原理框图；

图6是本实用新型电路原理图。

图中：1.床体，1-1.床头板，u1.控制器，s1.自动调节开关，s2.第一手动开关，s3.第二手动开关，g1.红外接收模块，g2.红外发射模块，p.压力传感器，h.蜂鸣器，1-5.控制面板，1-8.床尾板，3-1.挡板，3-2.舵机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型一种智能防跌落电动床，包括床体1，以及安装在床体1两侧的床头板1-1和床尾板1-8，床体1左右两侧安装有防跌落装置，防跌落装置包括挡板3-1和舵机3-2，舵机3-2安装在床头板1-1和床尾板1-8上，通过螺母与挡板3-1连接，挡板3-1一侧与床体1边缘相接触，并在能够在舵机3-2的带动下以床体1边缘为轴心转动。床头板1-1上安装有控制器u1和控制面板1-5，控制器u1内部预先设定有压力值，控制面板1-5上安装有自动调节开关s1，床体1上表面左右两侧边缘处安装有多个排列均匀的压力传感器p，压力传感器p用于实时检测压力信息。

为使使用者正常下床不受影响，本实用新型还包括由红外接收模块g1和红外发射模块g2组成的红外传感器，红外接收模块g1安装在床头板1-1左右两侧上部，红外发射模块g2安装在床尾板1-8上，且与红外接收模块g1位置相对应，红外接收模块g1与控制器u1电连接，红外接收模块g1不断接收红外发射模块g2发射的红外线，并将接收到的红外线信号传送至控制器u1，控制器u1通过是否接收到红外线信号，判断使用者是否属于正常下床的情况，若控制器u1接收到2个以上的压力传感器p检测的压力信号大于设定的压力值，但同时接收不到红外线信号，则判断使用者正常下床或有人坐在床边，此时，控制器u1不启动防跌落装置。若控制器u1接收到2个以上的压力传感器p检测的压力信号大于设定的压力值，但同时接收到红外线信号，则判断使用者即将跌落，控制器u1启动防跌落装置，从而避免了使用者正常下床时，被控制器u1误判为跌落的情况。

如图3和图4所示，具体的，控制器u1为stm32单片机，包括信号接收模块、分析处理模块和控制模块，信号接收模块，用于接收压力传感器p检测到的压力信号以及红外接收模块g1检测到的红外线信号，并将上述接收信号传送至分析处理模块；分析处理模块，内部预先设定有压力值，用于对接收到的信号进行分析，并根据分析结果，向控制模块发送控制指令；控制模块，用于根据控制指令控制防跌落装置开启或关闭，即控制舵机3-2转动，从而带动挡板3-1向上或向下翻转。

如图5和图6所示，舵机3-2内的步进电机的in1、in2、in3、in4输入端分别接控制器u1的pb3、pb4、pb5、pb6端口，并通过上述端口接收控制器u1的控制指令。自动调节开关s1接在控制器u1的pb0端口与地之间，压力传感器p的do、ao端口接控制器u1的pa0、pa1端口，并通过上述端口向控制器u1传送检测到的压力信号。红外接收模块g1的out输出端接控制器u1的pa15端口，红外发射模块g2为红外发光二极管d3，红外接收模块g1用于接收红外发光二极管d3发出的红外线。

按下自动调节开关s1，本电动床进入自动调节模式，控制器u1的pb0端口接收到低电平信号，控制压力传感器p、红外接收模块g1工作。当使用者下床时，红外发射模块g2发出的红外线被人体阻挡，红外接收模块g1接收不到红外发射模块g2发出的红外线，无法将红外线信号传送至控制器u1，虽然此时控制器u1接收到2个以上的压力传感器p的压力信号大于压力值，但由于控制器u1未接收到红外线信号，因此，控制器u1判断这种情况属于使用者正常下床，不属于意外跌落情况，不启动防跌落装置。

为了节省电能，本实用新型还包括安装在控制面板1-5上的第一手动开关s2和第二手动开关s3，第一手动开关s2和第二手动开关s3均为自动复位按钮，第一手动开关s2接在控制器u1的pb1端口与地之间，第二手动开关s3接在单片机pb10端口与地之间，按下第一手动开关s2或第二手动开关s3，进入手动启动模式，当使用者按下第一手动开关s2，控制器u1的pb1端口接收到低电平信号，控制舵机3-2内的步进电机正转m，即舵机3-2正转，带动挡板3-1向上翻转至床体1平面上方。当使用者按下第二手动开关s3，控制器u1的pb10端口接收到低电平信号，控制舵机3-2内的步进电机m反转，即舵机3-2反转，带动挡板3-1向下反转至床体1一侧。

为了进一步避免使用者从床上跌落，在床体1上安装有蜂鸣器h，蜂鸣器h的in输入端接控制器u1的pc13端口，并通过该端口接收控制器u1发出的控制指令。当控制器u1判断出使用者有跌落床下的危险时，控制蜂鸣器h发出报警声音，使用者的监护人听到到报警声后，能够及时查看使用者身体状况，从而作出适当的处理，进一步保证了使用者的人身安全。

本实用新型挡板3-1有钢管和板材构成，为了增加使用者的舒适感和安全性，本实用新型在挡板3-1上套装有毛绒护套，一方面增加了使用者与挡板3-1接触时的舒适感，另一方面，防止了构成档板3-1的钢管、板材等材料外露，避免了挡板3-1对人的伤害。

为了保证控制器u1判断的准确性，床体1左右两侧压力传感器p至少分别设置有4个。

使用时，按下自动调节开关s1，本电动床进入自动调节模式，压力传感器p实时检测压力信号，并传送至控制器u1的信号接收模块，红外接收模块g1实时接收红外发射模块g2发射的红外线，并将接收到的红外线信号传送至控制器u1的信号接收模块，信号接收模块将接收到的信号传送至分析处理模块进行分析，若信号经分析处理模块分析后，得出床体1一侧2个以上的压力传感器p检测到的压力信号大于内部设定压力值时，则判断使用者身体靠近床体1边缘，有跌落的危险，向控制模块发出开启该侧防跌落装置和蜂鸣器h的控制指令，控制模块控制该侧舵机3-2正转，从而带动床体1挡板3-1向上转动至床体1平面上方，并与床体1平面呈大概15°的夹角，有效地防止了使用者跌落，同时控制蜂鸣器h发出报警声明，告知家人使用者有跌落的风险，及时帮助使用者调整入睡位置，有效地避免了使用者跌落床下的危险。若信号经分析处理模块分析后，得出床体1一侧s2个压力传感器p检测到的压力信号大于设定压力值时，则判断使用者为安全状态，向控制模块发送关闭该侧防跌落装置和蜂鸣器h的控制指令，控制模块控制该侧的防跌落装置关闭，即控制床体1该侧舵机3-2反转，从而带动挡板3-1向下转动至床体1平面下方，并紧贴在床体1一侧，同时控制蜂鸣器h停止工作。

若分析处理模块对信号分析后，得出床体1一侧多个压力传感器p检测到的压力信号大于设定值，同时红外接收模块g1接收不到红外线，无法将红外线信号传送至控制器u1时，控制器u1判断使用者正常下床，不存在跌落危险，不向控制模块发送控制指令。

当不需要防跌落装置自动调节时，使用者可通过手动模式开启或关闭防跌落装置，使用者按下第一手动开关s2，控制器u1的pb1端口接收到低电平信号，控制舵机3-2正转，带动挡板3-1向上翻转至床体1平面上方。使用者按下第二手动开关s3，控制器u1的pb10端口接收到低电平信号，控制舵机3-2反转，带动挡板3-1向下反转至床体1一侧，有效地节省了电源。