床体倾斜装置及床体倾斜的控制方法 |
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| 申请号 | CN201610016909.5 | 申请日 | 2016-01-08 | 公开(公告)号 | CN105662754A | 公开(公告)日 | 2016-06-15 |
| 申请人 | 深圳市科曼医疗设备有限公司; | 发明人 | 许俊红; | ||||
| 摘要 | 一种床体倾斜装置及床体倾斜的控制方法，床体倾斜装置包括 支撑 底座、升降 推杆 、床本体、主控器和交互模 块 ；支撑底座与升降推杆连接；升降推杆与床本体的一端连接，在床本体的中点设有中 心轴 ，床本体绕中心轴倾斜；主控器与升降推杆连接，用于控制升降推杆的升降和根据升降推杆的行程计算床本体倾斜的 角 度；交互模块与主控器连接，用于设置床本体倾斜角度。此外，还提供一种床体倾斜的控制方法。在上述装置中的床本体的中点设有中心轴，升降推杆的升降将驱动床本体绕中心轴倾斜。同时主控器控制升降推杆的升降和根据升降推杆的行程计算床本体倾斜的角度。该床体倾斜装置和床体倾斜控制方法可以将该装置中的床本体倾斜角度标准化，结构简单。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种床体倾斜装置，包括支撑底座、升降推杆、床本体、主控器和交互模块；所述支撑底座与所述升降推杆连接；所述升降推杆与所述床本体的一端连接，用于驱动所述床本体的倾斜； |
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| 说明书全文 | 床体倾斜装置及床体倾斜的控制方法技术领域[0001] 本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及床体倾斜装置和床体倾斜的控制方法。 背景技术[0002] 随着社会经济的不断发展，医疗设备器械也随之更新换代，现在的婴儿培养箱的样式功能多种多样。婴儿培养箱通过对箱内温度(箱温/肤温)实施调控，根据预设温度与实测温度进行比例加热控制。内部空气采用热对流原理进行调节，营造一个空气适宜、温湿度适宜、类似母体子宫的优良环境，从而对婴儿进行培养和护理。婴儿培养箱的床本体倾斜在新生儿科室里使用比较频繁，每个培养箱平均每天5次以上，同时还需要给婴儿培养箱床本体做清洁处理，至少每周一次。 [0003] 但是，一般的婴儿培养箱的床体倾斜都是手动调节的，其床本倾斜角度的大小也是无法检查的，这样婴儿培养箱内的床体倾斜角度就无法标准化，不利于临床统计；另外，手动倾斜要配合箱内的风道循环系统，这样箱内的结构相对复杂一些，整个清洁过程比较麻烦，不利于安装电子传感器或角度检测单元。一个新生儿科室有上百台培养箱，每天手动调节工作量也是非常大的。 发明内容[0004] 基于此，有必要针对婴儿培养箱的床体倾斜需手动调节，且倾斜角度不可控的问题，提供一种床体倾斜装置及床体倾斜的控制方法。 [0006] 在所述床本体的中点设有中心轴，所述床本体绕所述中心轴倾斜； [0007] 所述主控器与所述升降推杆连接；用于控制所述升降推杆的升降和根据所述升降推杆的行程计算所述床本体倾斜的角度； [0008] 所述交互模块与所述主控器连接，用于设置所述床本体倾斜角度。 [0011] 所述电机推杆驱动单元与所述升降推杆连接；用于驱动所述升降推杆的运动； [0012] 所述微处理单元分别与所述交互模块、行程检测单元、电机推杆驱动单元通讯连接；所述微处理单元控制所述电机推杆驱动单元驱动所述电机推杆运动，并根据所述行程检测单元检测到的所述升降推杆的移动信号计算所述床本体倾斜的角度。 [0014] 在其中一个实施例中，所述主控器还包括存储单元，用于存储所述升降推杆移动距离与床本体倾斜角度一一对应关系表。 [0015] 在其中一个实施例中，所述升降推杆移动距离与床本体倾斜角度的对应关系满足三角函数关系，其中，升降推杆移动距离为所述床本体倾斜角度所对应的直角边。 [0016] 在其中一个实施例中，所述交互模块包括用于显示所述床本体倾斜角度的显示单元和用于预设所述床本体倾斜的角度的控制单元； [0018] 所述控制单元为按键、飞梭或触摸屏中的一种。 [0019] 在其中一个实施例中，所述升降推杆为电动升降推杆或者气动升降推杆。 [0020] 此外，还提供一种床体倾斜的控制方法，包括： [0021] 预设所述床本体倾斜的目标角度，并将所述目标角度根据三角函数转换为正切值θ，并计算所述床本体倾斜角度对应直角边的目标长度； [0022] 比较所述床本体倾斜角度对应直角边的当前高度与目标高度的大小； [0023] 根据比较结果，驱动所述升降推杆运动，使所述升降推杆的当前高度与目标高度相等。 [0024] 在其中一个实施例中，还包括：判断所述目标角度的大小；若为目标角度大于零，则进入正角度调节程序；若为目标角度小于零，则进入负角度调节程序；若目标角度等于零，则所述床本体与所述升降推杆垂直，所述床本体水平放置。 [0025] 在其中一个实施例中，所述正角度调节程序包括： [0026] 判断所述当前角度与目标角度的大小； [0027] 若所述当前角度小于目标角度，则驱动升降推杆上升至所述目标角度对应的所述升降推杆的高度； [0028] 若所述当前角度大于目标角度，则驱动升降推杆下降至所述目标角度对应的所述升降推杆的高度； [0029] 所述负角度调节程序包括： [0030] 判断所述当前角度与目标角度的大小； [0031] 若所述当前角度小于目标角度，则驱动升降推杆下降至所述目标角度对应的所述升降推杆的高度； [0032] 若所述当前角度大于目标角度，则驱动升降推杆上升至所述目标角度对应的所述升降推杆的高度。 [0033] 在上述床体倾斜装置中的床本体的中点设有中心轴，升降推杆的与床本体的一端连接，驱动床本体绕中心轴倾斜。主控器与升降推杆连接，控制升降推杆的升降和根据升降推杆的行程计算床本体倾斜的角度；且交互模块与主控器连接，可以实时设置床本体倾斜的角度。该床体倾斜装置和床体倾斜控制方法可以将该装置中的床本体倾斜角度标准化，同时还能减少工作量，结构简单，方便维护和清洁。附图说明 [0034] 图1为床体倾斜装置的结构示意图 [0035] 图2为床体正角度倾斜示意图； [0036] 图3为床体负角度倾斜示意图； [0038] 图5为床体倾斜的控制方法流程图。 具体实施方式[0039] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。 [0040] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 [0041] 如图1所示的为床体倾斜装置结构示意图，床体倾斜装置包括支撑底座100、升降推杆200、床本体300、主控器400和交互模块500。支撑底座100与升降推杆200连接；升降推杆200与床本体300的一端连接，用于驱动床本体300的倾斜；在床本体300的中点设有中心轴310，床本体300可绕中心轴310倾斜旋转；主控器400与升降推杆200连接，用于控制升降推杆200的升降和根据升降推杆200的行程计算床本体300倾斜的角度；交互模块500与主控器400连接，用于设置床本体300倾斜的角度。 [0042] 在本实施例中，升降推杆200垂直固定在支撑底座100上，升降推杆200可以用来实现升降直线运动。在床本体300的中点设有中心轴310，中心轴310还与床体底座与风道系统连接，用于固定中心轴310和支撑床本体300。由于升降推杆200与床本体300的一端连接，当升降推杆200做升降直线运动的时，可以通过中心轴310带动床本体300实现倾斜旋转，也就是可以达到床本体300一边高一边低的倾斜效果。其中，中心轴310位于床本体300的中心，也可以理解为对称分割轴，可将床本体300与升降推杆200等效为三角模型。 [0043] 在床本体300与升降推杆200的连接处还设有一滑动凹槽，用于升降推杆200上下直线运动推动床本体300，其床本体300倾斜旋转具有缓存的空间。当升降推杆200上升时，参考图2，床本体300为正角度倾斜。当升降推杆200下降时，参考图3，床本体300为负角度倾斜。 [0044] 参考图2和图3，当床本体300水平放置时(或者床本体300与升降推杆200相互垂直时)，中心轴310到升降推杆200的距离为固定值，定义为第一尺寸，用字母a表示。第一尺寸a可以等效为三角模块的第一直角边a，可以通过测量尺测量出具体的参数值。当床本体300水平放置时(或者床本体300与升降推杆200相互垂直时)，升降推杆200的高度定义为第二尺寸，用字母H表示，当升降推杆200上升或下降时，其上升或下降的行程定义为第三尺寸，用字母h表示。 [0045] 第三尺寸h可以等效为三角模型的第二直角边h，可以通过主控器400检测得到。在构成的三角模型中，床本体300倾斜后的倾斜角θ所对应的直角边为第二直角边h；已经第一直角边a、第二直角边h，根据三角函数中的正切与反切公式，就可以推导出倾斜角θ的大小，即：tanθ＝h/a；θ＝arctan(h/a)，即可实时计算出当前床本体300的倾斜角度θ。 [0046] 如图4所示的为床体倾斜装置的模块框架图，图中主控器400包括行程检测单元410、电机推杆驱动单元420和微处理单元430。其中，行程检测单元410与升降推杆200连接，用于检测升降推200的移动信号；电机推杆驱动单元420与升降推杆200连接，用于驱动升降推200的运动；微处理单元430分别与交互模块500、行程检测单元410、电机推杆驱动单元 420通讯连接。微处理单元430控制电机推杆驱动单元420驱动电机推杆200运动，并根据行程检测单元410检测到的升降推杆200的移动信号，根据上述公式计算床本体300倾斜的角度。参考图1，主控器400内置于升降推杆200中，在其他实施例中，主控器400还可以放置在该床体倾斜装置中的其他合适的位置。 [0047] 升降推杆200为电动升降推杆或气动升降推杆。在本实施例中，使用的为电动升降推杆。电动推杆又名直线驱动器，由电机推杆和控制装置等机构组成的一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，以实现远距离控制、集中控制或自动控制。 [0048] 其中升降推杆200与行程检测单元410配合使用，行程检测单元410为霍尔传感器、光电开关传感器、编码器或电位计。当升降推杆200上升或下降时，会有对应的脉冲输出或电压值的变化，被微处理器430检测并用来计算移动距离。 [0049] 在本实施例中，行程检测单元410为霍尔传感器，可将线性型霍尔传感器置于中间，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时，传感器有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比。假设升降推杆200每移动1mm，就会有10mv的电压变化，这样行程检测单元410就可以检测出升降推杆200的行程移动信号。 [0050] 在其他实施例中，行程检测单元410可以为光电开关，利用光电开关中的光学元件，使光束在传播媒介中间发生变化；假设，升降推杆200每移动1mm，就会有1个脉冲输出；利用光束来反射物体；使光束发射经过长距离后瞬间返回，从而检测、判别物体的距离。由于霍尔传感器或光电开关传感器是非连续信号输出，当使用这类传感器检测行程时需要保存上一次关机前的当前位置。上述假设的信号值仅为了方便描述，实际升降推杆200移动 1mm输出的脉冲数或电压变化值要根据升降推杆200的丝杆螺纹间距和行程检测单元410的个数或量程来定。 [0051] 在其他实施例中，行程检测单元410可以是编码器，通过脉冲数准确反馈马达主轴转动圈数，从而精确计算电动推杆行程变化，实现精确控制的；行程检测单元410也可以为电位计，用来反馈电机电阻的大小，从而反映推杆所在的行程位置，最终达到控制推杆在行程中间任一位置停止的目的。 [0052] 升降推杆驱动单元420与升降推杆200连接，用于对驱动升降推杆200，并管理升降控制信号。微处理单元430根据行程检测单元410的检测信号，计算出当前升降推杆200的移动距离h及床本体300的倾斜角度θ。 [0053] 主控器400还包括存储单元440，存储单元440为RAM(Random Access Memory)存储器或FLASH存储器；用于存储升降推杆200移动距离与床本体300倾斜角度一一对应关系表。升降推杆200移动距离h与床本体300倾斜角度θ的对应关系满足三角函数关系，其中，升降推杆200的移动距离h为床本体倾斜角度θ所对应的第二直角边h。鉴于，反正切计算在主控器400里运行起来非常耗资源，通过关系对应表将床本体300倾斜的角度和正切值一一对应的存储到主控器400里，正切值可以通过两条直角边的比值计算出来，有了正切值可以通过查表找到对应的倾斜角度，可更节省系统资源，效率高。 [0054] 在上述床本体倾斜装置中，其关键点在于将床本体300与升降推杆200等效为三角模型，其中，中心轴310到升降推杆200的距离为固定值，定义为第一尺寸，用字母a表示。当升降推杆200上升或下降时，其上升或下降行程的移动距离定义为第三尺寸，用字母h表示。在构成的三角模型中，床本体300倾斜后的倾斜角θ所对应的直角边为第二直角边h；已经第一直角边a、第二直角边h，根据三角函数中的正切与反切公式，就可以推导出倾斜角θ的大小，即：tanθ＝h/a；θ＝arctan(h/a)，即可实时计算出当前床本体300的倾斜角度θ。 [0055] 当床本体300水平时，也是床本体300倾斜为0度时的情况；当倾斜角度为正时，第二直角边h与倾斜角度θ的关系为正，即第二直角边h越大，床本体300倾斜角度θ越大；当倾斜角度θ为负时，第二直角边h与倾斜角度θ的关系为负，即第二直角边h越高，床本体300倾斜角度θ越小。床本体300水平位置可通过光电开关或霍尔传感器等来检测得到，也可以不用传感器，通过出厂设置和校准来认为确定，上升或下降由主控器根据实际需要来控制。通过主控器400对控制升降推杆200的升降直线运动，带动床本体300的倾斜旋转，微处理单元430根据行程检测单元410的检测信号，计算出当前升降推杆200的移动距离h及床本体300的倾斜角度θ。 [0056] 在本实施例中，交互模块500包括显示单元510和控制单元520；显示单元510为液晶屏、数码管、LED显示屏或指针表盘中的至少一种；用于显示床本体300倾斜的角度。控制单元520为按键、飞梭或触摸屏中的一种；用于输入床本体300倾斜的目标角度，也具有人机交互的功能。参考图1，在本实施例中，交互模块500外挂在升降推杆200的顶端，在其实施例中，交互模块500还可以为了方便设置床本体300的倾斜角度和实时显示床本体300的倾斜角，设置在其他位置。 [0057] 如图4所示的为床本体倾斜的控制方法流程图，包括如下步骤： [0058] S100：预设床本体倾斜的目标角度，并将目标角度根据三角函数转换为正切值，并计算床本体倾斜角度θ对应直角边的目标长度。 [0059] 根据需求，在交互模块中的控制单元输入床本体300倾斜的目标角度，然后微处理单元430根据三角模型中的参数，通过三角函数的正切公式，计算出对应的正切值t＝tanθ。在三角模型中，正切公式为tanθ＝h/a；中心轴310到升降推杆200的距离为固定值；也就是第一直角边a为已经值，上述正切值t＝tanθ也为已知量，由此就可以计算出床本体300倾斜角度对应直角边的目标长度，也就是升降推杆200的目标移动距离h。 [0060] 在本实施例中，当床本体300水平放置时(或者床本体300与升降推杆200相互垂直时)，升降推杆200的高度定义为第二尺寸，用字母H表示，当升降推杆200上升或下降时，其上升或下降行程的移动距离定义为第三尺寸，用字母h表示。 [0061] S200：比较升降推杆的当前高度与目标高度的大小。 [0062] 首先根据行程检测单元410检测出升降推杆200的当前高度，然后与上述计算升降推杆200的目标高度进行比较。 [0063] 同时微处理单元430判断所设定的目标角度的大小。定义目标角度所对应的直角边为升降推杆200的移动距离。 [0064] 若为目标角度大于零，即升降推杆相对于水平床本体300向上运动(远离支撑底座)则进入正角度调节程序。 [0065] 若为目标角度小于零，即升降推杆相对于水平床本体300向下运动(靠近支撑底座)则进入负角度调节程序。 [0066] 若目标角度等于零，则床本体300与升降推杆200垂直，也就是床本体300水平放置，无倾斜。 [0067] S300：根据比较结果，驱动升降推杆运动，使升降推杆的当前高度与目标高度相等。 [0068] 若进入正角度调节程序，则根据升降推杆的当前高度与目标高度来判断当前角度与目标角度的大小。 [0069] 若当前高度小于目标高度，则当前角度小于目标角度，由主控器400控制升降推杆200上升，并实时检测当前高度，直到当前高度与目标高度相等，主控器400控制升降推杆 200停止工作，完成整个上升角度调节过程。相应的，若当前高度大于目标高度，则当前角度大于目标角度，由主控器400控制升降推杆200下降，并实时检测当前高度，直到当前高度与目标高度相等，主控器400控制升降推杆200停止工作，完成整个下降角度调节过程。 [0070] 若进入负角度调节程序，则根据升降推杆的当前高度与目标高度来判断当前角度与目标角度的大小。 [0071] 若当前高度小于目标高度，则当前角度大于目标角度，由主控器400控制升降推杆200上升，并实时检测当前高度，直到当前高度与目标高度相等，主控器400控制升降推杆 200停止工作，完成整个上升角度调节过程。相应的，若当前高度小于目标高度，则当前角度大于目标角度，由主控器400控制升降推杆200下降，并实时检测当前高度，直到当前高度与目标高度相等，主控器400控制升降推杆200停止工作，完成整个下降角度调节过程。 [0072] 当设定倾斜角度为零时，表示水平状态，此时控制升降推杆200保持原有的高度H即可。 [0073] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 |
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