[發(fā)明專利]一種基于分布式傳感器的醫(yī)用智能推車的控制方法

有效

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• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108791447B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 李傳江;程璐璐;張慧芳;劉衛(wèi)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

本發(fā)明一種基于分布式壓力傳感器的醫(yī)用智能推車的控制方法，采用包括通過IMU慣性傳感器、四輪獨立驅(qū)動、獨立轉向控制系統(tǒng)，實現(xiàn)醫(yī)用推車的獨立控制轉向與速度的智能控制，涉及醫(yī)用推車技術領域。本發(fā)明包括步驟A選擇工作模式；步驟B采集分布式柔性薄膜壓力傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波、儲存；判斷施力方向和大小，并通過運動學分析運動意圖，再通過分析作用時間長短來進行推車速度控制；命令判斷施力者運動意圖，控制相應電機進行工作；啟動PID算法調(diào)整運行姿態(tài)到步驟H，分別檢測醫(yī)用推車運行姿態(tài)和施力者動作意圖。本發(fā)明簡單可靠，避免誤操作發(fā)生危險，節(jié)省時間與人力，適應于醫(yī)療行業(yè)復雜環(huán)境條件下現(xiàn)場使用的醫(yī)用智能推車控制更加人性化。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)用推車技術領域，具體指一種基于分布式柔性薄膜壓力傳感器分別檢測醫(yī)用推車運行姿態(tài)和施力者動作意圖結合IMU慣性傳感器，通過四輪獨立驅(qū)動獨立轉向控制系統(tǒng)可以獨立控制轉向與速度的智能控制方法。

背景技術

目前醫(yī)用推車的設計很大程度上還保留著傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，對于醫(yī)用推車的改進僅僅停留在機械上面的改進。據(jù)查，中國專利201620597906.0公布了一種基于轉向系統(tǒng)的病人轉運推車，主要有腳輪組件、底盤以及床體構成，其方向手柄控制推車的方向，不但節(jié)省了時間和人力，而且能夠保證推車方向準確，減少病人躺臥在推車上時受到的影響。但是其轉向與速度不能獨立控制，使其在復雜環(huán)境倒車或者轉彎運行時缺少靈活性且缺少智能化。又，中國專利201220571876.8公開一種可自動移動的醫(yī)用推車，該推車為三輪推車，車架后底部兩側配置方向向前的兩個后方車輪；在車架前方中部，配置有一個能以豎直方向為轉軸旋轉的前方車輪；車架的后置配置有方向盤，與方向盤連接的傳動桿豎直方向配置在車架的后方。對于該發(fā)明，護士推動推車的時候只需旋轉方向盤即可實現(xiàn)對推車方向的控制，簡單實用。但該發(fā)明依然按照傳統(tǒng)推車轉彎運行，無法進行轉向與轉速的單獨控制，不方便推車在復雜環(huán)境運行使用。如上所述，現(xiàn)有很多醫(yī)用推車，如依靠人的推力驅(qū)動萬向輪轉動，推車推行時沒有明確的方向，會出現(xiàn)推車亂轉情況，推車速度依靠推力大小控制，在負載重量較大情況下非常耗力，尤其在復雜環(huán)境進行倒車或者轉彎時控制不靈活，浪費時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺失和不足，提出一種基于分布式傳感器的醫(yī)用智能推車的控制方法。

本發(fā)明醫(yī)用智能推車，包括輪子、輪子支架、連接桿、推車主體、軟墊、護欄架、推手、吊瓶支架等結構(如附圖1所示)，特點在于：

所述輪子由輪轂電機與步進電機組成。輪轂電機一端與輪轂電機相連，減震器另一端通過軸承系統(tǒng)與步進電機相連，電位器裝在軸承系統(tǒng)上。

所述輪子支架上設置電箱，位于推車主體的底端。電箱內(nèi)裝有驅(qū)動控制系統(tǒng)，驅(qū)動控制系統(tǒng)為執(zhí)行驅(qū)動結構提供控制和驅(qū)動。

所述驅(qū)動控制系統(tǒng)包括嵌入式控制器1，輪轂電機驅(qū)動器，步進電機驅(qū)動器。電箱內(nèi)設置有36V電動車專用鋰電池。

所述電箱上面并且位于推車主體底端設置IMU慣性測量模塊，其通過串口線與電箱內(nèi)嵌入式控制器1連接。

所述輪子支架與推車主體通過連接桿連接，且連接桿通過推桿可以上下移動改變推車主體的高度。推車主體前端一側放置有推桿，可以控制推車主體前端位置高度，提高病人臥躺舒服度。軟墊放置于推車主體上，并且位于推車主體的上端。護欄架放置于推車主體上端前后兩側，推手安裝于推車主體前側護欄架上。

所述的推手左右兩側安裝有黑色橡膠管，橡膠管上布滿分布式柔性薄膜壓力傳感器。吊瓶支架安裝在推車主體前側護欄架一側，其可以自由上下移動。在推車主體前側護欄架上放置有急停開關與總電源開關。

在推車主體前側護欄架上設置工控觸摸屏平板電腦，工控觸摸屏平板電腦后面并且位于推車主體前側護欄架前面放置壓力傳感器采集電路板，工控觸摸屏平板電腦與采集電路板和嵌入式控制器1通過串口線連接；同時嵌入式控制器1與嵌入式控制器2通過串口線連接。