[發明專利]一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法

有效

• 申請號: 201810588232.1
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108791447B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 李傳江;程璐璐;張慧芳;劉衛鳳
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: B62B5/00
• 分類號: B62B5/00;A61G1/02;A61G1/04
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

1.一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.通過工控觸摸屏平板電腦選擇工作模式；

B.控制器2采集安裝在推手上的分布式柔性薄膜壓力傳感器的數據，經濾波、儲存；

C.設定醫用推車的運動極限和每個運動意圖的閾值范圍；

D.通過分析壓力作用時間長短控制推車速度大小，并通過運動學分析運動意圖；

E.判斷步驟D分析施力者運動意圖的結果：

如果施力者的運動意圖發生改變且未超過設定的運動極限，則控制推車做出相應的運行姿態改變；

如果施力者運動意圖未發生改變或者超過設定的運動極限，則控制推車不做動作改變，按照上一動作繼續運行；

F.對步驟D獲得的施力者運動意圖，根據運動意圖轉換為數據命令：

如果選擇工作模式1，直接繼續步驟G；

如果選擇工作模式2，數據命令經工控觸摸屏平板電腦通過串口發送到控制器1，并把運動意圖顯示于觸摸屏上，控制器1根據收到的命令判斷施力者運動意圖；

G.控制器1根據施力者運動意圖控制相應電機進行工作；

電機接收控制器1的運行命令后，啟動PID算法調整運行姿態；

H.控制器2每一間隔時間T，進行一次數據采集，實時接收分布式柔性薄膜壓力傳感器數據信號獲得即時運動意圖，重復步驟B、C、D、E、F、G。

2.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，所述步驟A有兩種工作模式：

工作模式1，控制器2直接把壓力信號數據串口傳送到控制器1，由控制器1進行施力者的運動意圖分析；

工作模式2，控制器2把采集的壓力信號數據串口傳送到工控觸摸屏平板電腦，由工控觸摸屏平板電腦進行施力者的運動意圖分析。

3.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，所述步驟B的分布式柔性薄膜壓力傳感器的數據信號的電阻，隨壓力的增大而減小，按公式求得：

其中，K為常數，R為分布式柔性薄膜壓力傳感器電阻，F為分布式柔性薄膜壓力傳感器所受壓力大小。

4.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，所述步驟C的設定運動極限：

醫用推車的最大轉速不得超過300rpm；

當前運動意圖的方向與前一運動意圖的方向差不得超過90度；

當前運動意圖的速度與前一種運動意圖轉速差不得超過50rpm；

所述設定每個運動意圖的閾值范圍：

推手兩側壓力差臨界值為F0，F1，F2且F0＜F1＜F2，當推手當前兩側所受壓力差α為：F0＜α＜F1，下一刻檢測到的壓力差β為：F0＜β＜F1時，默認運動意圖不發生改變，如果F1＜β＜F2時，則代表運動意圖發送一次改變。

5.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，通過安裝在電箱上的IMU慣性測量模塊把檢測到的角速度信息與加速度信息反饋給控制器1，并解算出對應的姿態。

6.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，所述步驟D的分布式柔性薄膜壓力傳感器的壓力數據信號的識別方法為：

左右手握在推手上，如果左手向后用力，右手向前用力，則表明運動意圖為向左方向運行；

如果左手按住推手前方用力，右手按住推手后方用力，則表明運動意圖為向右方向運行；

如果左手按住推手后方用力，右手按住推手后方用力，則表明運動意圖為向后方運行；

如果左手按住推手前方用力，右手按住推手前方用力，則表明運動意圖為向前運行；

同時，通過檢測推手左右兩側的壓力差，識別左右方向分別想要轉動的角度；

通過檢測壓力作用時間識別想要的運動速度大小，當檢測推手單側有壓力或者雙側均沒有壓力時，保持上一運動狀態繼續運行。

7.如權利要求1所述的一種基于分布式傳感器的醫用智能推車的控制方法，其特征在于，所述步驟H中的控制器2對分布式柔性薄膜壓力傳感器數據采集時間T為239.5個AD時鐘周期。