專利名稱:用于電動(dòng)病床、椅等的邏緝控制系統(tǒng)的制作方法
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域，確切地說(shuō)是一種用于電動(dòng)病床的邏輯控制系統(tǒng)。
美國(guó)Hill－Rom公司曾于八四年生產(chǎn)了一種電動(dòng)病床邏輯控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)只能對(duì)各獨(dú)立動(dòng)作分別控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作的循環(huán)，況且動(dòng)作狀態(tài)少，僅能定成床面的平行升降，背部床面的升起或下降、膝部床面彎曲等有限的幾種狀態(tài)，病人需根據(jù)床面的現(xiàn)有狀態(tài)，按一次、二次、甚至三次按鈕，才能實(shí)現(xiàn)自己所需要的床面狀態(tài)。
日本特許公告昭和57～35973“齒種治療椅子四制御裝置”、采用了極其復(fù)雜的線性電路和數(shù)字電路，除了上述各獨(dú)立動(dòng)作分別控制外，增加了兩種特定組合狀態(tài)(如附圖6所示M、N二種狀態(tài))的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。完成這種自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的原理是將各活動(dòng)部分位置變化通過(guò)變阻器成為電壓的變化，電壓的變化再通過(guò)運(yùn)算放大器所構(gòu)成的比較器與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓相比較、輸出高，低電平控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，直至達(dá)到所需狀態(tài)為止。由于所用線路復(fù)雜，故成本較高。
本實(shí)用新型的目的就是克服上述二種現(xiàn)有技術(shù)的局現(xiàn)性，旨在提供一種。
① 簡(jiǎn)單、安全、可靠、成本低廉的控制系統(tǒng)。
② 完成多種狀態(tài)的自動(dòng)改變，使病人躺在床上即可隨意，方便地實(shí)現(xiàn)床的平躺、坐起、坐蹺、躺蹺、椅子等五種狀態(tài)。
③ 實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作狀態(tài)的自動(dòng)循環(huán)，成為做操機(jī)。
④ 床面可根據(jù)病人需要、隨時(shí)停止動(dòng)作。保持病人所需要的狀態(tài)位置。
為了實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)目的，本實(shí)用新型是利用EPROM存貯器和八位鎖存器，通過(guò)功率驅(qū)動(dòng)元件對(duì)電動(dòng)機(jī)或電磁離合器進(jìn)行控制，將床面各種狀態(tài)變化由行程開關(guān)通過(guò)R－S鎖閂以三位二進(jìn)制碼來(lái)表示，并視其為狀態(tài)變量；將所需實(shí)現(xiàn)的各狀態(tài)也分別以“0”或“1”來(lái)代表，并視其為控制變量，將這二種變量接入EPROM的輸入端，將可能發(fā)生的變化狀態(tài)及其相應(yīng)的輸出作為程序預(yù)先寫入EPROM中去，這樣，整個(gè)控制系統(tǒng)可根據(jù)床面的不同狀態(tài)作出邏輯判斷，并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)打入八位鎖存器中、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或電磁離合器，以實(shí)現(xiàn)床面狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
以下參照附圖及具體工作過(guò)程說(shuō)明本實(shí)用新型之實(shí)施例。
附圖為本案具體實(shí)施例。圖1為原理方框圖，圖2為具體原理線路圖，圖3為電動(dòng)病床動(dòng)作機(jī)構(gòu)圖。圖4為床面狀態(tài)圖，圖5為各床面狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖。圖1中的邏輯控制部分由振蕩電路，延遲電路，EPROM2716及八位鎖存器構(gòu)成，病床狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換部分由行程開關(guān)x1～x6及四R～S鎖閂實(shí)現(xiàn)。
按鍵開關(guān)由八位互鎖互復(fù)位琴鍵開關(guān)構(gòu)成，由病人根據(jù)需要對(duì)各種床面狀態(tài)加以控制。
附圖2的原理線路圖工作原理如下振蕩電路，發(fā)出一定頻率的負(fù)脈沖，作為八位鎖存器3的寫入信號(hào)，同時(shí)負(fù)脈沖經(jīng)過(guò)延遲電路2后，驅(qū)動(dòng)存貯器4的輸出、由鎖存器3鎖存，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器5、…、12，去控制繼電器J1、…、J3。
控制變量由病人通過(guò)八位互鎖互復(fù)位開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，按鍵接地，EPROM輸入為“0”電平，輸入為邏輯“0”信號(hào)；(圖3中，當(dāng)K1－K7按下后呈現(xiàn)上述狀態(tài))。當(dāng)開關(guān)锨起時(shí)，A3－A9，通過(guò)電阻R接高位5伏上，即為“1”信號(hào)。
狀態(tài)變量由行程開關(guān)(x1－x6)通過(guò)四R－S鎖閂來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)螺母(Ⅰ)處于a處時(shí)，x1接地a′＝1；當(dāng)螺母(Ⅰ)運(yùn)動(dòng)至b處時(shí)，x2接地，則a′＝0。其余以此類推。a′c′e′分別接2716的A0A1A2端。
功率驅(qū)動(dòng)5～12是依靠八位鎖存器E1－E3輸出邏輯電平為“1”或“0”來(lái)控制J1－J8是否吸合，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制。
下面結(jié)合圖2～圖5說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)對(duì)病床的自動(dòng)控制。
床的動(dòng)作機(jī)構(gòu)示意圖如圖3所示，傳動(dòng)部分由電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)，電磁離合器，絲桿、螺母杠桿構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)減速后，通過(guò)電磁離合器離合，分別帶動(dòng)兩根絲桿旋轉(zhuǎn)，再由其螺母的平行移動(dòng)分別帶動(dòng)杠桿使床面動(dòng)作(床面由三塊板組成，床面可實(shí)現(xiàn)躺蹺(附圖4－f)，平躺(4～g)，坐蹺(4～h)，坐起(4～i)，椅子(4～j)五種狀態(tài)。病人躺在床上控制琴鍵按鈕，可實(shí)現(xiàn)上述狀態(tài)，并可實(shí)現(xiàn)上述狀態(tài)的自動(dòng)循環(huán)，成為做操機(jī)。也可在其間的任意位置停下。
二個(gè)螺母共有五個(gè)位置，即a、b、c、d、e、床面的狀態(tài)變量存三個(gè)，并其為a′，c′，e′其中a′＝1為躺，即螺母(1)處于絲桿的位置a處，背部床面處于平躺狀態(tài)；a′＝0為不躺，即坐起，螺母處在絲桿的b位置、背部床面處于坐起狀態(tài)。
c′＝1為蹺，即螺母(Ⅱ)處在絲桿的位置e處，腿部床面處于下蹺狀態(tài)，反之e′＝0就代表不踩。
如果c′＝0、e′＝0，則螺母(Ⅱ)處于絲桿的位置d處，即不蹺不踩，腿部床面處于平直狀態(tài)。
三個(gè)狀態(tài)變量可組成23＝8種不同狀態(tài)，其狀態(tài)列表如下
在上表的八種狀態(tài)中、101代碼為不允許，見圖4～K、這種狀態(tài)會(huì)使病人難受，此外，011與111，為腿部床面又蹺又踩，這是不可能出現(xiàn)的。因此，供床面可實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)有五種。
控制變量由病人或者護(hù)士按動(dòng)八位琴鍵開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，共設(shè)七位，分別表示為K1＝蹺起，K2＝平躺，K3＝坐蹺，K4＝坐起，K5＝椅子，K6＝循環(huán)，K7＝暫停。
病床的三個(gè)狀態(tài)變量加上由病人輸入的七個(gè)控制變量共有A0－A9十個(gè)序列輸入變量。其中，A0，A1，A2分別為a′，c′，e′；A3－A9分別按K1－K7(參見附圖2)。
邏輯控制部分的輸出變量取3個(gè)，(根據(jù)需要也可取至八個(gè)或更多)設(shè)其為Z1，Z2，Z3其中
下面結(jié)合附圖5說(shuō)明各狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換如何實(shí)現(xiàn)的。
圖5表示各床面狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換圖。圖中轉(zhuǎn)移線旁邊是轉(zhuǎn)換條件和輸出情況，寫成輸入／輸出。圓圈內(nèi)表示的是床面狀態(tài)，假設(shè)床面的初始狀態(tài)為平躺，床面狀態(tài)為100，如果病人需要坐起，按下K4鍵，此時(shí)2716中A6為“0”、這時(shí)，A0－A9輸入序列為A0－A9＝100110 1111，根據(jù)事先寫入2716中的程序，八位鎖存器輸出序列為Z1、Z2、Z3為001，通過(guò)繼電器，分別使電動(dòng)機(jī)及離合器動(dòng)作① 通電(Z3＝1)；② 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)(Z2＝0)； ③ 背部床面動(dòng)作(Z1＝0)。
于是，螺母(Ⅰ)由a向b運(yùn)動(dòng)，通過(guò)杠桿帶動(dòng)背部床面升起。當(dāng)螺母運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)，觸到行程開關(guān)x2，通過(guò)R－S鎖閂，(圖2)使a′由“1”變?yōu)椤?”。這時(shí)的輸入序列變?yōu)?00 111 0111，根據(jù)程序，此時(shí)的輸出Z1、Z2、Z3＝000，即背部床面的運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到坐起狀態(tài)。
其他床面狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)可如此類推。
本實(shí)用新型設(shè)置了K6循環(huán)鍵，只要按下K6，不論床面的初始狀態(tài)如何，則開始按照規(guī)定的順序進(jìn)行循環(huán)動(dòng)作，幫助病人活動(dòng)做操，直至使K6鍵復(fù)位為止。其工作過(guò)程如下設(shè)床面初始狀態(tài)為坐起，a′c′e′＝000，按下K6鍵，輸入序列為0001111101，2716按規(guī)定輸出Z1、Z2、Z3＝111，即腿部床面向上蹺，螺母(Ⅱ)由d向c運(yùn)動(dòng)。當(dāng)螺母到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，磁到行程開關(guān)x3，床面為坐蹺狀態(tài)；x3按地，R～S鎖閂翻轉(zhuǎn)，a′由“0”變?yōu)椤?”，此時(shí)床面狀態(tài)為110躺蹺狀態(tài)。由于輸入序列變?yōu)?101111101，2716按規(guī)定輸出Z1Z2Z3＝101，所以腿部床面開始向下動(dòng)作，即螺母(Ⅱ)由c向d運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其到達(dá)d處時(shí)，使R－S觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，c′由“1”變?yōu)椤?”，床面成為100，即平躺狀態(tài)。由于輸入序列變?yōu)?001111101，按照程序，Z1Z2Z3＝001，使背部床面向上運(yùn)動(dòng)，即螺母(Ⅰ)由a向b運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其到達(dá)b處時(shí)，床面重新成為坐起狀態(tài)，R－S觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)，a′由“1”變?yōu)椤?”，這時(shí)的輸入序列變?yōu)?001111101，輸出Z1Z2Z3＝111，重復(fù)開始時(shí)的過(guò)程，沿著坐起→坐蹺→躺蹺→平躺→坐起循環(huán)動(dòng)作不止，直至按下K6復(fù)往鍵復(fù)位為止。
琴鍵開關(guān)K7為暫停鍵，不論床面運(yùn)動(dòng)在什么狀態(tài)之間，只要按一下K7，則EPROM就輸出000信號(hào)，床面立即停止動(dòng)作。這樣的功能可以滿足病人的不同需要，若床面由于某種原因(如調(diào)試初期狀態(tài)隨機(jī)不定)已經(jīng)處于a′c′e′＝101的不允許狀態(tài)，此時(shí)，不論按下那只鍵，按預(yù)定程序，Z1Z2Z3只能為111，使腿部床面向上運(yùn)動(dòng)，然后再作別動(dòng)作，從而使病床使用更加安全。
由于采用了EPROM存貯器及八鎖存器，從而使線路簡(jiǎn)化，之器件減少，成本低廉，也因?yàn)樵O(shè)置K6，循環(huán)鍵，完成了自動(dòng)循環(huán)功能，從而使該病床成為做操機(jī)，即便因調(diào)試期狀態(tài)隨機(jī)不定的情況暫傳出現(xiàn)不允許狀態(tài)，只要按下K1、K2、K3、K4、K5、K6中的任何一鍵就能立刻改成其他狀態(tài)，按K7鍵則能使病床暫停動(dòng)作，滿足病床安全的需要。
將該控制系統(tǒng)用于牙科治療椅子上，可以更加簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)其全部組合狀態(tài)間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，也可以使其在任意位置停下。
權(quán)利要求
1.一種由動(dòng)病床的邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由邏輯控制單元，功率驅(qū)動(dòng)部分，及傳動(dòng)部分構(gòu)成a、邏輯控制單元由EPROM存貯器，八位鎖存器，振蕩器，R-S鎖閂及琴鍵開關(guān)和行程開關(guān)X1-X6構(gòu)成。b、傳動(dòng)部分由電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)構(gòu)，電磁離合器，絲桿、螺母、杠桿構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于所述琴鍵開關(guān)設(shè)置K6循環(huán)鍵，完成坐起→坐蹺→躺蹺→平躺→坐起等床面動(dòng)作循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于所述琴鍵開關(guān)設(shè)置K7暫停鍵，可以隨時(shí)停止床面動(dòng)作，保持病人所需狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述邏輯控制系統(tǒng)，其特征在于所述琴鍵開關(guān)，不論按下那位鍵，都能校正床面上出現(xiàn)的101不允許狀態(tài)。
專利摘要
一種用于電動(dòng)病床的邏輯控制系統(tǒng)，是由EPROM存貯器，八位鎖存器，R-S觸發(fā)器，振蕩器及八位互鎖互復(fù)位開關(guān)及行程開關(guān)x
文檔編號(hào)A61G7/00GK87202232SQ87202232
公開日1987年11月4日 申請(qǐng)日期1987年2月24日
發(fā)明者陸啟建 申請(qǐng)人:陸啟建導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan