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一种模拟脚踏 开关

阅读：733发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种模拟脚踏开关专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种模拟脚踏开关，包括座体、左脚尖探测红外发射器、左脚尖探测红外接收器、左脚掌探测红外发射器、左脚掌探测红外接收器、右脚尖探测红外发射器、右脚尖探测红外接收器、右脚掌探测红外发射器、右脚掌探测红外接收器、扬声器、控制电路以及为电路供电的直流电源；控制电路包括语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4以及第一T触发器、第二T触发器；本实用新型利用红外线收发器从脚尖和脚侧同时监测脚的踩踏动作，来控制仪器设备的开或关；可实现左右脚分别控制不同设备或同一设备的不同操作；伴有语音播报开关的当前状态，让操作更直观；本实用新型结构简单，制作成本低，功能全面，控制更方便，人员更轻松，值得推广和应用。，下面是一种模拟脚踏开关专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种模拟脚踏开关，其特征在于：包括座体(1)、左脚尖探测红外发射器(2)、左脚尖探测红外接收器(3)、左脚掌探测红外发射器(4)、左脚掌探测红外接收器(5)、右脚尖探测红外发射器(6)、右脚尖探测红外接收器(7)、右脚掌探测红外发射器(8)、右脚掌探测红外接收器(9)、扬声器(18)、控制电路(10)以及为电路供电的直流电源；
所述座体(1)包括横向设置于前部的左前板(12)和右前板(14)，以及纵向设置、横向依次排列的左侧板(11)、中隔板(13)和右侧板(15)，构成高度为2～6cm的柱体；左前板(12)左右两端分别与左侧板(11)和中隔板(13)的前端固定连接，围合成开口朝后的左踏区(16)；
右前板(14)左右两端分别与中隔板(13)和右侧板(15)的前端固定连接，围合成开口朝后的右踏区(17)；所述左踏区(16)和右踏区(17)区域的横向宽度分别为10～16cm；
所述左脚尖探测红外发射器(2)和左脚尖探测红外接收器(3)设置在左前板(12)中部内侧壁，探测方向朝后，用于探测左脚尖的动态；所述左脚掌探测红外发射器(4)和左脚掌探测红外接收器(5)相对设置在左侧板(11)内侧壁和中隔板(13)左侧壁，用于探测左脚掌的动态；
所述右脚尖探测红外发射器(6)和右脚尖探测红外接收器(7)设置在右前板(14)中部内侧壁，探测方向朝后，用于探测右脚尖的动态；所述右脚掌探测红外发射器(8)和右脚掌探测红外接收器(9)相对设置在右侧板(15)内侧壁和中隔板(13)右侧壁，用于探测右脚掌的动态；
扬声器(18)和控制电路(10)设置在座体(1)内，用于根据左脚或右脚的动作触发相应的声音信号播出。
2.根据权利要求1所述的模拟脚踏开关，其特征在于：所述控制电路(10)包括语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4以及第一T触发器、第二T触发器；
直流电源串接电源开关后为电路提供VCC端电源；VCC端电源驱动左脚尖探测红外发射器(2)、左脚掌探测红外发射器(4)、右脚尖探测红外发射器(6)和右脚掌探测红外发射器(8)发光，左脚尖探测红外接收器(3)、左脚掌探测红外接收器(5)、右脚尖探测红外接收器(7)、右脚掌探测红外接收器(9)均为NPN型管，发射极皆与公共端GND连接，集电极分别通过电阻连接到VCC端，同时，左脚掌探测红外接收器(5)的集电极经非门G1后与左脚尖探测红外接收器(3)集电极分别接入与门F1的输入端，左脚尖探测红外接收器(3)集电极经非门G3后与左脚掌探测红外接收器(5)集电极分别接入与门F4的输入端，右脚掌探测红外接收器(9)集电极经非门G2后与右脚尖探测红外接收器(7)集电极分别接入与门F2的输入端，右脚尖探测红外接收器(7)集电极经非门G4后与右脚掌探测红外接收器(9)集电极分别接入与门F5的输入端；
与门F1和与门F2的输出端分别连接到与门F3的两个输入端，F3的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC1的供电端，用于触发语音提醒双脚已离开踏区；
与门F4和与门F5的输出端分别连接到与门F6的两个输入端，F6的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC3的供电端，以便于触发语音提醒双脚位于踏区内，模拟开关处于就绪状态；
与门F4的输出端经过非门G5连接到第一T触发器的T端，第一T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC2的供电端以及用于控制负载1的电子开关VT1的控制端，用于左脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载1接通供电，同时以语音方式提醒负载1已接通；
而当左脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT1关闭；
与门F5的输出端经过非门G6连接到第二T触发器的T端，第二T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC4的供电端以及用于控制负载2的电子开关VT2的控制端，以便于右脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载2接通供电，同时以语音方式提醒负载2已接通；而当右脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT2关闭。
3.根据权利要求2所述的模拟脚踏开关，其特征在于：所述语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4为NVC系列语音芯片，语音芯片的PA0和PA1端通过外接开关用于选择语音片段，PWM1和PWM2分别连接到扬声器(18)的两极。
4.根据权利要求1所述的模拟脚踏开关，其特征在于：所述直流电源包括设置在座体(1)内侧的可充电池组(19)、充电管理模块(20)以及设置在座体(1)面板上的充电接口(21)；可充电池组(19)的正电源端通过充电管理模块(20)与充电接口(21)连接。
5.根据权利要求1所述的模拟脚踏开关，其特征在于：在座体(1)的底面安装有便于滑移的滚轮。
6.根据权利要求1所述的模拟脚踏开关，其特征在于：所述中隔板(13)是由两块分离的纵板组成，分别是左踏区(16)的右板和右踏区(17)的左板，使得左踏区(16)和右踏区(17)分离，左踏区(16)和右踏区(17)分别设置有独立的控制电路、扬声器和直流电源。

说明书全文

一种模拟脚踏 开关

技术领域

[0001] 本实用新型涉及医疗设备控制开关，具体说是一种模拟脚踏开关。

背景技术

[0002] 现在很多医疗仪器设备在设计时为了将医护人员的双手解脱出来，特别为仪器设备提供了脚踩式开关，在实践中我们发现确实给操作者带来了方便。然而，目前的脚踩开关多采用的是机械式的控制，踩下启动仪器或设备，松开脚踩则停止。由于脚踏面板有一定的高度，因此在控制时，操作者须抬脚向前迈步踩下踏板，由于手术中医护人员的关注力多集中在手部操作，脚部多为盲操作，因此，实际操作时可能会因抬脚过低或不是垂直踩下而将脚踏开关踢远或向前滑开，亦或踏偏开关面板，同时这种操作方式会使人站立不稳；而在另一种操作方式中，为防止踏偏，以脚后跟承力，脚掌保持轻踏在面板上，再或踩或松，但这种方式不适长久站立，更不适用带双开关的操作面板。鉴于此，为了准确、轻松地用脚来控制仪器设备，我们需要一种模拟脚踏开关。发明内容

[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种操作更准确、更轻松的模拟脚踏开关。

[0004] 所述的模拟脚踏开关，包括座体、左脚尖探测红外发射器、左脚尖探测红外接收器、左脚掌探测红外发射器、左脚掌探测红外接收器、右脚尖探测红外发射器、右脚尖探测红外接收器、右脚掌探测红外发射器、右脚掌探测红外接收器、扬声器、控制电路以及为电路供电的直流电源；

[0005] 所述座体包括横向设置于前部的左前板和右前板，以及纵向设置横向依次排列的左侧板、中隔板和右侧板，构成高度为2～6cm的柱体；左前板左右两端分别与左侧板和中隔板的前端固定连接，围合成开口朝后的左踏区；右前板左右两端分别与中隔板和右侧板的前端固定连接，围合成开口朝后的右踏区；所述左踏区和右踏区区域的横向宽度分别为10～16cm；

[0006] 所述左脚尖探测红外发射器和左脚尖探测红外接收器设置在左前板中部内侧壁，探测方向朝后，用于探测左脚尖的动态；所述左脚掌探测红外发射器和左脚掌探测红外接收器相对设置在左侧板内侧壁和中隔板左侧壁，用于探测左脚掌的动态；

[0007] 所述右脚尖探测红外发射器和右脚尖探测红外接收器设置在右前板中部内侧壁，探测方向朝后，用于探测右脚尖的动态；所述右脚掌探测红外发射器和右脚掌探测红外接收器相对设置在右侧板内侧壁和中隔板右侧壁，用于探测右脚掌的动态；

[0008] 扬声器和控制电路设置在座体内，用于根据左脚或右脚的动作触发相应的声音信号播出。

[0009] 优选地，所述控制电路包括语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4以及第一T触发器、第二T触发器；

[0010] 直流电源串接电源开关后为电路提供VCC端电源；VCC端电源驱动左脚尖探测红外发射器、左脚掌探测红外发射器、右脚尖探测红外发射器和右脚掌探测红外发射器发光，左脚尖探测红外接收器、左脚掌探测红外接收器、右脚尖探测红外接收器、右脚掌探测红外接收器均为NPN型管，发射极皆与公共端GND连接，集电极分别通过电阻连接到VCC端，同时，左脚掌探测红外接收器的集电极经非门G1后与左脚尖探测红外接收器集电极分别接入与门F1的输入端，左脚尖探测红外接收器集电极经非门G3后与左脚掌探测红外接收器集电极分别接入与门F4的输入端，右脚掌探测红外接收器集电极经非门G2后与右脚尖探测红外接收器集电极分别接入与门F2的输入端，右脚尖探测红外接收器集电极经非门G4后与右脚掌探测红外接收器集电极分别接入与门F5的输入端；

[0011] 与门F1和与门F2的输出端分别连接到与门F3的两个输入端，F3的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC1的供电端，用于触发语音提醒双脚已离开踏区；

[0012] 与门F4和与门F5的输出端分别连接到与门F6的两个输入端，F6的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC3的供电端，以便于触发语音提醒双脚位于踏区内，模拟开关处于就绪状态；

[0013] 与门F4的输出端经过非门G5连接到第一T触发器的T端，第一T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC2的供电端以及用于控制负载1的电子开关VT1的控制端，用于左脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载1接通供电，同时以语音方式提醒负载1已接通；而当左脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT1关闭；

[0014] 与门F5的输出端经过非门G6连接到第二T触发器的T端，第二T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC4的供电端以及用于控制负载2的电子开关VT2的控制端，以便于右脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载2接通供电，同时以语音方式提醒负载2已接通；而当右脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT2关闭。

[0015] 优选地，所述语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4为NVC系列语音芯片，语音芯片的PA0和PA1端通过外接开关用于选择语音片段，PWM1和PWM2分别连接到扬声器的两极。

[0016] 优选地，所述直流电源包括设置在座体内侧的可充电池组、充电管理模块以及设置在座体面板上的充电接口；可充电池组的正电源端通过充电管理模块与充电接口连接。

[0017] 优选地，在座体的底面安装有便于滑移的滚轮。

[0018] 一种实施例为，所述中隔板是由两块分离的纵板组成，分别是左踏区的右板和右踏区的左板，使得左踏区和右踏区分离，左踏区和右踏区分别设置有独立的控制电路、扬声器和直流电源。

[0019] 本实用新型利用红外线收发器从脚尖和脚侧同时监测脚的踩踏动作，来控制仪器设备的开或关，达到模拟机械踏板开关的效果；可实现左右脚分别控制不同设备或同一设备的不同操作；伴有语音播报开关的当前状态，让操作更直观；能让操作者脚踏实地的自然站立操作控制，通过虚拟开关代替实体开关，避免了实体开关固有的易于出现机械损坏、容易受到液体侵蚀和环境污染等问题，不会出现机械式脚踏开关在盲踩时易踏偏或将开关踢飞等失败操作或使人员站立不稳；本实用新型结构简单，控制电路亦不复杂，制作成本低，但功能全面，控制更方便，人员更轻松，值得推广和应用。附图说明

[0020] 图1是本实用新型整体结构示意图，

[0021] 图2是本实用新型控制电路实施例电路图。

[0022] 图中：1—座体，2—左脚尖探测红外发射器，3—左脚尖探测红外接收器，4—左脚掌探测红外发射器，5—左脚掌探测红外接收器，6—右脚尖探测红外发射器，7—右脚尖探测红外接收器，8—右脚掌探测红外发射器，9—右脚掌探测红外接收器，10—控制电路，11—左侧板，12—左前板，13—中隔板，14—右前板，15—右侧板，16—左踏区，17—右踏区，
18—扬声器，19—可充电池组，20—充电管理模块，21—充电接口。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：如图1－2中所示的一种模拟脚踏开关，通过虚拟开关代替实体开关，避免了实体开关固有的易于出现机械损坏、容易受到液体侵蚀和环境污染等问题。

[0024] 所述的模拟脚踏开关包括座体1、左脚尖探测红外发射器2、左脚尖探测红外接收器3、左脚掌探测红外发射器4、左脚掌探测红外接收器5、右脚尖探测红外发射器6、右脚尖探测红外接收器7、右脚掌探测红外发射器8、右脚掌探测红外接收器9、扬声器18、控制电路10以及为电路供电的直流电源；图1中可以清楚地看到整体的结构特点和布局。

[0025] 如图1中所示，所述座体1包括横向设置于前部的左前板12和右前板14，以及纵向设置横向依次排列的左侧板11、中隔板13和右侧板15，构成高度为2～6cm的柱体。左前板12左右两端分别与左侧板11和中隔板13的前端固定连接，围合成开口朝后的左踏区16；右前板14左右两端分别与中隔板13和右侧板15的前端固定连接，围合成开口朝后的右踏区17；所述左踏区16和右踏区17区域的横向宽度分别为10～16cm；图1实施例中可以看到，左侧板
11、中隔板13、右侧板15、左前板12、右前板14组合成“M”字形，形成左踏区16和右踏区17两个脚站立区。座体结构可以是左右一体，也可以是左右分体。左右分体时，所述中隔板13是由两块分离的纵板组成，分别是左踏区16的右板和右踏区17的左板，使得左踏区16和右踏区17分离，左踏区16和右踏区17分别设置有独立的控制电路、扬声器和直流电源。

[0026] 如图1中所示，所述左脚尖探测红外发射器2和左脚尖探测红外接收器3设置在左前板12中部内侧，探测方向朝后，用于探测左脚尖的动态；所述左脚掌探测红外发射器4和左脚掌探测红外接收器5相对设置在左侧板11内侧和中隔板13左侧，用于探测左脚掌的动态。

[0027] 如图1中所示，所述右脚尖探测红外发射器6和右脚尖探测红外接收器7设置在右前板14中部内侧，探测方向朝后，用于探测右脚尖的动态；所述右脚掌探测红外发射器8和右脚掌探测红外接收器9相对设置在右侧板15内侧和中隔板13右侧，用于探测右脚掌的动态。

[0028] 在左踏区16和右踏区17内同时设有脚尖探测和脚掌探测，能增强对脚部动作探测的准确度，特别是在控制初始，只有当操作人员的双脚都站立到位后，才会语音提示：“开关就绪”，这样，在保证人员站立姿势准确后，对脚部动作的识别才会更准确。两个踏区的设置，也可以让操作者自然的站立和控制时自然的踩踏，而不会象使用机械式踏板开关那样需要迈步踩踏，因而不会出现踩偏或踢飞踏板的情形。同时，这样式的自然站立操作，让人感到舒适，而之前那种抬脚踩的方式会让人站立不稳。

[0029] 如图1中所示，扬声器18和控制电路10设置在座体1内侧。

[0030] 在座体1的底面安装有便于滑移的滚轮。安装滚轮能让座体移动更方便，特别是当操作人员在手术台前站位时，需要寻求一个最佳的操作体位，当确定了最佳站位时，再将模拟踏板开关的座体移到最佳位置，人员站在踏区内操作。

[0031] 如图2中所示，是控制电路的一种纯硬件实施例，纯硬件电路具有工作可靠、开发周期短和便于维护的特点。图2实施例中的所述控制电路10包括语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4以及第一T触发器、第二T触发器。语音芯片可以预存播放语音内容。

[0032] 如图2中所示，直流电源串接电源开关后为电路提供VCC端电源；VCC端电源驱动左脚尖探测红外发射器2、左脚掌探测红外发射器4、右脚尖探测红外发射器6和右脚掌探测红外发射器8发光，左脚尖探测红外接收器3、左脚掌探测红外接收器5、右脚尖探测红外接收器7、右脚掌探测红外接收器9均为NPN型管，发射极皆与公共端连接，集电极分别通过电阻连接到VCC端，同时，左脚掌探测红外接收器5的集电极经非门G1后与左脚尖探测红外接收器3集电极分别接入与门F1的输入端，左脚尖探测红外接收器3集电极经非门G3后与左脚掌探测红外接收器5集电极分别接入与门F4的输入端，右脚掌探测红外接收器9集电极经非门G2后与右脚尖探测红外接收器7集电极分别接入与门F2的输入端，右脚尖探测红外接收器7集电极经非门G4后与右脚掌探测红外接收器9集电极分别接入与门F5的输入端。

[0033] 如图2中所示，与门F1和与门F2的输出端分别连接到与门F3的两个输入端，F3的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC1的供电端，用于触发语音提醒双脚已离开踏区；当人员双脚离开踏区时，为非控状态。

[0034] 如图2中所示，与门F4和与门F5的输出端分别连接到与门F6的两个输入端，F6的输出端通过二极管正向连接到语音芯片IC3的供电端，以便于触发语音提醒双脚位于踏区内，模拟开关处于就绪状态；本实用新型是当双脚都正确地站立在踏区内时，才会处于就绪状态。同时，双脚探测也可实现左右脚分别控制不同设备或同一设备的不同操作。

[0035] 如图2中所示，与门F4的输出端经过非门G5连接到第一T触发器的T端，第一T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC2的供电端以及用于控制负载1的电子开关VT1的控制端，用于左脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载1接通供电，同时以语音方式提醒负载1已接通；而当左脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT1关闭；本实用新型的操作控制方式是：一上一下的单次踏步动作视为一个控制操作，比如：在就绪状态时，一个一上一下的单次踏步动作，可触发开关接通设备，T触发器用于保持开关的控制状态，而当下一个一上一下的单次踏步动作时，则会触发开关断开设备，这样的操作方式能让操作者感觉很自然，而机械踏板开关，踩下接通，松开断开，会使人站立不稳，操作也不自然。

[0036] 如图2中所示，与门F5的输出端经过非门G6连接到第二T触发器的T端，第二T触发器的输出端Q端经二极管正向连接到语音芯片IC4的供电端以及用于控制负载2的电子开关VT2的控制端，以便于右脚作出一上一下的单次踏步动作后，负载2接通供电，同时以语音方式提醒负载2已接通；而当右脚再次作出一上一下的单次踏步动作后，电子开关VT2关闭。

[0037] 作为优选方案，所述语音芯片IC1、IC2、IC3、IC4为NVC系列语音芯片，如型号NV020C等，语音芯片的PA0和PA1端通过外接开关用于选择语音片段，PWM1和PWM2分别连接到扬声器18的两极。

[0038] 如图1、图2中所示，所述直流电源包括设置在座体1内侧的可充电池组19、充电管理模块20以及设置在座体1面板上的充电接口21；可充电池组19的正电源端通过充电管理模块20与充电接口21连接。充电电池作为供电电源，更方便，也更安全。

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