[發明專利]一種組合式床椅一體化設備及其控制方法

在審

• 申請號: 202011308247.1
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112545790A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 唐煒;譚嘯;盛希文;顧金鳳;趙偉
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: A61G7/015
• 分類號: A61G7/015;A61G7/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種組合式床椅一體化設備，其特征在于，包括輪椅模組(2)和輪床模組(1)，所述輪椅模組(2)包括電動可調的靠背、座板、護腿板和扶手；所述輪椅模組(2)可在平躺狀態與輪椅狀態間切換；所述輪床模組(1)包括輪床主體框架和用于對接輪椅模組(2)的旁側入口；所述輪床模組(1)的旁側入口設有可開合的活動支腿(310)，所述活動支腿(310)在床椅對接時向外側打開；所述輪椅模組(2)在控制系統下從可引導區域自動行進至契合調整區域，經過旁側入口平移駛入對接位置直至實現床椅組合對接。

2.根據權利要求1所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述扶手上設有搖柄(210)和觸摸屏(211)，所述搖柄(210)控制輪椅模組(2)移動，所述觸摸屏(211)包括控制床椅對接的按鈕并顯示對接狀態；所述輪床模組(1)頭部側邊設有一對紅外測距傳感器(317)，所述紅外測距傳感器(317)控制可引導區域內的輪椅模組(2)原地調整方位直至側邊與輪床模組(1)的側邊間隔平行，通過光柵式傳感器(319)限制輪椅模組(2)停在契合口位置，即輪床模組(1)缺口與輪椅模組(2)對齊，使得輪椅模組(2)通過旁側入口進入輪床模組(1)時不會發生碰撞；所述的輪床模組(1)入口內設有激光測距傳感器(313)，用于控制輪椅模組(2)行進速度直至實現對接到位。

3.根據權利要求1所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪椅模組(2)采用四輪全向底盤結構，實現全方位移動及原地旋轉。

4.根據權利要求1所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪椅模組(2)設有U型光電開關(212)、角度傳感器(213)和電感式接近開關(215)，所述U型光電開關(212)用于調整座板升降的高度，所述角度傳感器(213)用于調整靠背與座板之間的角度，所述電感式接近開關(215)用于調整座板與護腿板之間的角度。

5.根據權利要求1所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述的輪床模組(1)頭部兩側設有同步自動升降的護欄(312)，所述護欄(312)由伺服電機(315)帶動連桿機構(316)控制其升降。

6.根據權利要求2所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪椅模組(2)設有紅外光電開關用于識別床椅對接路徑上的障礙物；所述觸摸屏(211)包括急停按鈕用于控制輪椅模組(2)緊急停止。

7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪床模組(1)和輪椅模組(2)均設有陀螺儀和磁力計，用于檢測床椅對接組合時的相對偏轉角度。

8.根據權利要求1或6所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪椅模組(2)設有語音播報系統，用于避障警報和提醒患者做好床椅對接準備。

9.根據權利要求1所述的組合式床椅一體化設備，其特征在于，所述輪椅模組(2)安裝的剪叉式升降機構(216)由電推桿(217)驅動，用于調整座板升降高度并由物理限位開關控制電推桿(217)的行程小于升降機構的行程。

10.一種用于如權利要求1所述的組合式床椅一體化設備的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、控制系統接收搖柄(210)數據控制輪椅模組(2)行進至可引導區域，并對輪椅模組(2)的底盤進行PID協同控制；

步驟2、輪椅模組(2)的U型光電開關(212)調整座板升降的高度，角度傳感器(213)調整靠背與座板之間的角度，電感式接近開關(215)用于調整座板與護腿板之間的角度，以滿足床椅對接的條件；

步驟3、將紅外測距傳感器(317)實時反饋的數據傳輸給主控板，利用迭代法對數據解算得出輪椅模組(2)相對所述輪床模組(1)的相對距離和位姿，從而控制可引導區域內的輪椅模組(2)原地調整方位直至側邊與輪床模組(1)的側邊間隔平行；

步驟4、輪椅模組(2)向輪床模組(1)的旁側入口靠近，到達契合調整區域時，通過光柵式傳感器(319)采集床椅之間的相對距離，使得輪椅模組(2)與輪床模組(1)的旁側入口的高精度契合；期間通過底盤協同算法與電機控制算法保證兩者始終間隔平行；

步驟5、活動支腿(310)在床椅對接時向外側打開，輪椅模組(2)開始橫向平移至床體內部，通過激光測距傳感器(313)實時調整行進速度，并結合光電開關(314)確認對接到位；同時關閉陀螺儀和磁力計，減小長時間工作導致的積分誤差；

步驟6、輪椅模組(2)調整至平躺狀態，輪床模組(1)的護欄(312)同步上升，完成對接。