氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，升降氣缸內(nèi)的氣壓、溫度信息通過(guò)相連一體的泄壓氣缸內(nèi)的溫度傳感器、氣壓傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓棒內(nèi)的溫度和氣壓，由其采集電路完成對(duì)實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)的采集、調(diào)理和轉(zhuǎn)換，并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)模塊，單片機(jī)模塊負(fù)責(zé)判斷、處理溫度傳感器和氣壓傳感器所感應(yīng)的信號(hào)，若氣壓值和/或溫度值超過(guò)閾值時(shí)，則迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒使用者，同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制泄壓氣缸和無(wú)葉風(fēng)扇工作，以減小升降氣缸內(nèi)的氣壓，實(shí)現(xiàn)安全控制。本發(fā)明還公開(kāi)了一種升降椅，包括座椅底座和座椅本體，還包括本發(fā)明的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)；氣壓棒的下端與座椅底座連接；氣壓棒的上端與座椅本體連接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于氣壓式升降椅，具體涉及一種氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣壓式升降椅具有高度隨意調(diào)節(jié)、坐感舒適、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活等優(yōu) 點(diǎn)，受到廣大消費(fèi)者的歡迎，成為了現(xiàn)代家居和辦公最為普遍的一種實(shí)用坐椅。氣壓升降椅 之所以能夠?qū)崿F(xiàn)高度的靈活調(diào)節(jié)，其主要的原理是依賴(lài)于工作在椅面和底盤(pán)之間，灌裝了 1 至2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓氮?dú)獾臍飧?。該氣缸用密封圈密封，氣缸?nèi)的活塞桿在壓力作用下可以上 下移動(dòng)，與座椅的調(diào)節(jié)手柄(即鎖定裝置)相配合，即可實(shí)現(xiàn)椅子的升降功能。
[0003] 但近年來(lái)，氣壓式升降椅在實(shí)際使用中出現(xiàn)了多起由氣缸爆炸引起的安全事故。 2007年4月20日，浙江省舟山市婁女士坐的椅子發(fā)生爆炸，硬塑料、木肩、海綿、布料、密封圈 等大量碎片崩進(jìn)婁女士體內(nèi)，造成重傷。無(wú)獨(dú)有偶，同年11月26日煙臺(tái)開(kāi)發(fā)區(qū)68歲的吳老先 生也因?yàn)樯狄蔚谋?，?dǎo)致臀部、腿部、直腸肛管和小腸受到嚴(yán)重傷害。2008年、2009年、 2012年也都發(fā)生過(guò)類(lèi)似的氣壓升降椅爆炸的案件，并對(duì)使用者造成不同程度的傷害。一時(shí) 間，人們對(duì)氣壓升降椅的安全問(wèn)題廣泛關(guān)注，眾多氣壓升降椅使用者感到恐慌，擔(dān)心自己正 坐在"炸彈"上。
[0004] 從這些安全事故的調(diào)查中，可以看到氣壓式升降椅之所以發(fā)生爆炸，是由于氣缸 中充入的高純度惰性氣體氮?dú)饧兌炔粔?低于90%)或者混入其他氣體，在環(huán)境溫度太高以 及頻繁地上下調(diào)整高度而使第一活塞桿和氣缸壁不斷摩擦，導(dǎo)致了氣缸氣溫和壓力驟升， 氣體迅速膨脹，從而釀成爆炸慘劇。
[0005] 為了減少或避免爆炸對(duì)人體的傷害，人們對(duì)氣壓式升降椅進(jìn)行了改進(jìn)。如 CN104687822A記載的防護(hù)氣囊式升降椅，包括椅墊、壓桿、支架、支架鋼板、螺桿、內(nèi)鋼管、外 鋼管，支架側(cè)壁上固定有壓桿上的支點(diǎn)，外鋼管的頂部通過(guò)堵頭和密封圈將內(nèi)鋼管底部固 定在外鋼管上，內(nèi)鋼管內(nèi)部設(shè)置有可自由活動(dòng)的螺桿，壓桿在支架內(nèi)部的一端與螺桿頂端 相連，支架內(nèi)部設(shè)有彈性緩沖層，彈性緩沖層的邊緣嵌入支架內(nèi)壁中，所述螺桿頂部設(shè)置有 防護(hù)氣囊，防護(hù)氣囊的邊緣固定在支架與內(nèi)鋼管間，通過(guò)安裝在螺桿上的防護(hù)氣囊，以及在 防護(hù)氣囊部分的上部還安裝了彈性緩沖層，在升降椅內(nèi)部發(fā)生爆炸時(shí)，二者的雙重保護(hù)能 夠有效阻止使用者在升降椅使用不當(dāng)時(shí)爆炸所帶來(lái)的傷害，保證使用者的人身安全。但該 防護(hù)氣囊式升降椅仍存在以下問(wèn)題：
[0006] (1)該方式屬于爆炸時(shí)危害控制手段，不能減少爆炸發(fā)生；
[0007] (2)不能實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警，給人提醒，無(wú)法做到事前危險(xiǎn)預(yù)防。
[0008] (3)爆炸危險(xiǎn)存在時(shí)，不能排除危險(xiǎn)。
[0009] 又如CN 201445170U公開(kāi)的氣壓升降椅安全底盤(pán)，該安全底盤(pán)包括底板、連接孔及 安裝在底板下方的氣壓棒，底板與下方的氣壓棒垂直對(duì)應(yīng)位置不設(shè)置空孔，采用密封結(jié)構(gòu)。 目的是在底盤(pán)與氣缸垂直對(duì)應(yīng)位置加強(qiáng)防護(hù)，防止氣缸爆炸時(shí)第一活塞桿從空孔中沖出直 接傷害到座椅上的人員。但該氣壓升降椅安全底盤(pán)仍存在以下問(wèn)題：
[0010] (I)屬于加強(qiáng)防護(hù)措施，不能減少爆炸發(fā)生；
[0011] (2)不能實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警，給人提醒，無(wú)法做到事前危險(xiǎn)預(yù)防。
[0012] (3)爆炸危險(xiǎn)存在時(shí)，不能排除危險(xiǎn)。
[0013]因此，有必須開(kāi)發(fā)一種新的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是提供一種氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)升降 椅內(nèi)部氣缸的氣壓，在氣壓異常時(shí)對(duì)使用者進(jìn)行危險(xiǎn)提示，并能自適應(yīng)排除座椅爆炸危險(xiǎn)。
[0015] 本發(fā)明所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，包括氣壓棒，該氣壓棒包括升降氣缸 和調(diào)節(jié)組件；
[0016] 升降氣缸包括第一氣缸本體、第一活塞和第一活塞桿，第一活塞設(shè)在第一氣缸本 體內(nèi)并將第一氣缸本體的內(nèi)腔分隔為上下兩個(gè)內(nèi)腔，并在第一氣缸本體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有將 上下兩個(gè)內(nèi)腔連通的氣道，第一活塞桿的上端與第一活塞連接，第一活塞桿的下端伸出到 第一氣缸本體外；
[0017] 調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)桿和開(kāi)關(guān)栓，開(kāi)關(guān)栓設(shè)在第一氣缸本體的上內(nèi)腔與氣道的連通 處，調(diào)節(jié)桿的一端伸入到第一氣缸本體內(nèi)與開(kāi)關(guān)栓連接，通過(guò)調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)升降氣缸，控制 座椅的升降;還包括控制裝置和泄壓裝置；
[0018] 所述控制裝置包括單片機(jī)模塊，分別與單片機(jī)模塊連接的電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào) 警模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0019 ]所述泄壓裝置包括泄壓氣缸、傳動(dòng)組件、步進(jìn)電機(jī)和氣壓傳感器；
[0020] 所述泄壓氣缸包括第二氣缸本體、第二活塞和第二活塞桿，第二活塞設(shè)在第二氣 缸本體內(nèi)并將第二氣缸本體的內(nèi)腔分隔為左右兩個(gè)內(nèi)腔，且第二氣缸本體的左腔體與第一 氣缸本體的上腔體連通，第二活塞桿的左端與第二活塞連接，第二活塞桿的右端伸出到第 二氣缸本體外；
[0021] 所述傳動(dòng)組件設(shè)置在第二活塞桿的右端部，且傳動(dòng)組件的輸入端與步進(jìn)電機(jī)的輸 出軸連接，該步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)模塊電連接，所述氣壓傳感器設(shè)在第二氣缸本體的左腔體內(nèi)， 用于采集該左腔體內(nèi)的氣壓值并發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換模塊，由A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)并發(fā)送至單片機(jī)模塊，在氣壓值大于預(yù)設(shè)氣壓閾值時(shí)，單片機(jī)模塊控制驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū) 動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)組件將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)第二活塞桿帶動(dòng)第二 活塞沿第二氣缸本體的內(nèi)壁左右移動(dòng)。
[0022] 還包括降溫裝置，該降溫裝置包括無(wú)葉風(fēng)扇和溫度傳感器；
[0023] 所述溫度傳感器用于實(shí)時(shí)采集泄壓氣缸的左內(nèi)腔內(nèi)的溫度，并發(fā)送給單片機(jī)模 塊，該溫度傳感器與單片機(jī)模塊連接；
[0024] 所述無(wú)葉風(fēng)扇用于對(duì)升降氣缸進(jìn)行降溫，該無(wú)葉風(fēng)扇呈環(huán)狀，套設(shè)在升降氣缸外， 該無(wú)葉風(fēng)扇與驅(qū)動(dòng)模塊連接，在溫度傳感器所采集的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，單片機(jī) 模塊控制驅(qū)動(dòng)模塊控制無(wú)葉風(fēng)扇工作;通過(guò)風(fēng)冷對(duì)升降氣缸進(jìn)行降溫，防止升降氣缸爆炸。
[0025] 進(jìn)一步，所述傳動(dòng)組件包括齒輪以及與齒輪相嚙合的蝸桿，齒輪與步進(jìn)電機(jī)的輸 出軸連接，蝸桿沿左右方向水平設(shè)在第二活塞桿的右端部，通過(guò)齒輪無(wú)蝸桿配合，將步進(jìn)電 機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。
[0026] 所述控制裝置還包括用于實(shí)時(shí)顯示溫度值和氣壓值的液晶顯示器，該液晶顯示器 與單片機(jī)模塊連接。
[0027] 所述報(bào)警模塊為聲光報(bào)警器，在檢測(cè)的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閥值時(shí)和/或檢測(cè)的 氣壓值大于預(yù)設(shè)氣壓閾值時(shí)，聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。
[0028] 本發(fā)明所述的一種升降椅，包括座椅底座和座椅本體，還包括本發(fā)明所述的氣壓 式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)；
[0029] 所述氣壓棒的下端伸入到座椅底座內(nèi)，且通過(guò)升降氣缸的第一活塞桿的下端與座 椅底座連接;所述升降氣缸的上端與座椅本體連接。
[0030] 進(jìn)一步，所述無(wú)葉風(fēng)扇位于升降氣缸與座椅底座之間。
[0031] 進(jìn)一步，所述升降氣缸的第一活塞桿的下端通過(guò)軸承座與座椅底座連接，且升降 氣缸能相對(duì)于座椅底座繞第一活塞桿的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：以單片機(jī)模塊為核心，以泄壓氣缸和無(wú)葉風(fēng)扇為執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 構(gòu)建了一套升降椅氣壓安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到升降氣缸內(nèi)的氣體的溫度和 氣壓情況，并通過(guò)液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示該溫度值和氣壓值，當(dāng)出現(xiàn)氣缸氣壓或/和溫度過(guò)高 時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，以進(jìn)行安全預(yù)警，做到事前危險(xiǎn)預(yù)防，并通過(guò)泄壓氣缸和無(wú)葉風(fēng)扇實(shí) 現(xiàn)降壓降溫，故能夠有效防止升降椅發(fā)生爆炸。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的電路原理圖；
[0035]圖3為本發(fā)明的流程圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明中單片機(jī)模塊的電路圖；
[0037] 圖5為本發(fā)明中溫度傳感器與單片機(jī)的連接電路圖；
[0038] 圖6為本發(fā)明中溫度傳感器的工作流程圖；
[0039] 圖7為本發(fā)明中ADC0832的引腳圖；
[0040] 圖8為本發(fā)明中氣壓傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及單片機(jī)模塊之間的連接電路圖； [0041]圖9為本發(fā)明中氣壓傳感模塊中的A/D轉(zhuǎn)換的工作流程圖；
[0042]圖10為本發(fā)明中液晶顯示器與單片機(jī)模塊連接電路圖；
[0043]圖11為本發(fā)明中液晶顯示器的工作流程圖；
[0044]圖12為本發(fā)明中報(bào)警模塊的電路圖；
[0045] 圖13為本發(fā)明中直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；
[0046] 圖14為本發(fā)明中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的連接電路圖。
[0047] 圖中：1、座椅本體，2、調(diào)節(jié)桿，3、開(kāi)關(guān)栓，4、無(wú)葉風(fēng)扇，5、第一活塞，6、第一氣缸本 體，7、第一活塞桿，8、軸承座，9、座椅底座，10、氣道，11、第二氣缸本體，12、第二活塞，13、蝸 桿，14、齒輪，15、步進(jìn)電機(jī)，16、控制裝置，17、溫度傳感器，18、氣壓傳感器，19、第二活塞桿， 20、單片機(jī)模塊，21、電源模塊，22、液晶顯示器，23、驅(qū)動(dòng)模塊，34、報(bào)警模塊，25、A/D轉(zhuǎn)換模 塊，26、滾輪。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0049] 如圖1所示的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，包括氣壓棒、控制裝置16、泄壓裝置和 降溫裝置。
[0050] 如圖1所不，氣壓棒包括升降氣缸和調(diào)節(jié)組件。升降氣缸包括第一氣缸本體6、第一 活塞5和第一活塞桿7,第一活塞5設(shè)在第一氣缸本體6內(nèi)并將第一氣缸本體6的內(nèi)腔分隔為 上下兩個(gè)內(nèi)腔，并在第一氣缸本體6的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有將上下兩個(gè)內(nèi)腔連通的氣道10,第一活 塞桿7的上端與第一活塞5連接，第一活塞桿7的下端伸出到第一氣缸本體6外。調(diào)節(jié)組件包 括調(diào)節(jié)桿2和開(kāi)關(guān)栓3,開(kāi)關(guān)栓3設(shè)在第一氣缸本體6的上內(nèi)腔與氣道10的連通處，調(diào)節(jié)桿2呈 L形，調(diào)節(jié)桿2的一端伸入到第一氣缸本體6內(nèi)與開(kāi)關(guān)栓3連接，通過(guò)調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)升降氣缸， 控制座椅的升降。具體調(diào)節(jié)原理如下：當(dāng)把調(diào)節(jié)桿2向下拉時(shí)，使開(kāi)關(guān)栓3打開(kāi)，第一氣缸本 體6內(nèi)的上內(nèi)腔和下內(nèi)腔相通，此時(shí)，上內(nèi)腔和下內(nèi)腔的壓力一樣，可自由調(diào)節(jié)座椅的高度。 當(dāng)將座椅的高度調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置時(shí)，使調(diào)節(jié)桿2復(fù)位，開(kāi)關(guān)栓3閉合，使上內(nèi)腔形成充滿(mǎn)高壓 氮?dú)獾拿荛]空間，以滿(mǎn)足座椅向下的壓力。
[0051]如圖1和圖2所示，所述控制裝置16包括單片機(jī)模塊20,分別與單片機(jī)模塊20連接 的電源模塊21、驅(qū)動(dòng)模塊23、報(bào)警模塊24、A/D轉(zhuǎn)換模塊25和液晶顯示器22。
[0052] 如圖1所示，所述泄壓裝置包括泄壓氣缸、傳動(dòng)組件、步進(jìn)電機(jī)15和氣壓傳感器18。 所述泄壓氣缸包括第二氣缸本體11、第二活塞12和第二活塞桿19,第二活塞12設(shè)在第二氣 缸本體11內(nèi)并將第二氣缸本體11的內(nèi)腔分隔為左右兩個(gè)內(nèi)腔，且第二氣缸本體11的左腔體 與第一氣缸本體6的上腔體連通，第二活塞桿19的左端與第二活塞12連接，第二活塞桿19的 右端伸出到第二氣缸本體11外。所述傳動(dòng)組件設(shè)置在第二活塞桿19的右端部，且傳動(dòng)組件 的輸入端與步進(jìn)電機(jī)15的輸出軸連接，該步進(jìn)電機(jī)15與驅(qū)動(dòng)模塊23電連接，所述氣壓傳感 器18設(shè)在第二氣缸本體11的左腔體內(nèi)，用于采集該左腔體內(nèi)的氣壓值并發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換模 塊25，由A/D轉(zhuǎn)換模塊25將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至單片機(jī)模塊20，在氣壓值大于 預(yù)設(shè)氣壓閾值時(shí)，單片機(jī)模塊20控制驅(qū)動(dòng)模塊23驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)組件將步進(jìn)電 機(jī)15的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)第二活塞桿19帶動(dòng)第二活塞12沿第二氣缸本體11的內(nèi)壁 左右移動(dòng)。
[0053] 如圖1所示，降溫裝置包括無(wú)葉風(fēng)扇4和溫度傳感器17。所述溫度傳感器17用于實(shí) 時(shí)采集泄壓氣缸的左內(nèi)腔內(nèi)的溫度，并發(fā)送給單片機(jī)模塊20,該溫度傳感器17與單片機(jī)模 塊20連接。所述無(wú)葉風(fēng)扇4用于對(duì)升降氣缸進(jìn)行降溫，該無(wú)葉風(fēng)扇4呈環(huán)狀，套設(shè)在升降氣缸 外，該無(wú)葉風(fēng)扇4與驅(qū)動(dòng)模塊23連接，在溫度傳感器17所采集的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度閾值 時(shí)，單片機(jī)模塊20控制驅(qū)動(dòng)模塊23控制無(wú)葉風(fēng)扇4工作;通過(guò)風(fēng)冷對(duì)升降氣缸進(jìn)行降溫，防 止升降氣缸爆炸。
[0054]本發(fā)明所述氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)的工作原理:升降氣缸內(nèi)的氣壓、溫度信 息通過(guò)相連一體的泄壓氣缸內(nèi)的溫度傳感器17、氣壓傳感器18來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩氣缸內(nèi)的溫度 和氣壓，由其采集電路完成對(duì)實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)的采集、調(diào)理和轉(zhuǎn)換，并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)模塊20， 單片機(jī)模塊20負(fù)責(zé)判斷、處理溫度傳感器17和氣壓傳感器18所檢測(cè)的信號(hào)，再通過(guò)液晶顯 示器22實(shí)時(shí)顯所檢測(cè)的溫度值和氣壓值。單片機(jī)模塊20判斷溫度值、氣壓值是否過(guò)高，若當(dāng) 氣壓值和/或溫度值超過(guò)閾值時(shí)，則迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒使用者，以進(jìn)行安全預(yù)警，做到 事前危險(xiǎn)預(yù)防。同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊23控制泄壓氣缸和無(wú)葉風(fēng)扇4工作，以減小升降氣缸內(nèi)的 氣壓，實(shí)現(xiàn)安全控制，從而能夠有效防止升降椅發(fā)生爆炸。
[0055] 如圖3所示，系統(tǒng)工作的主流程:系統(tǒng)在正常啟動(dòng)后，開(kāi)始初始化，并且自動(dòng)讀取泄 壓氣缸內(nèi)溫度值和氣壓值并顯示在液晶顯示器22上。系統(tǒng)一直判斷溫度值、氣壓值是否異 常，若異常，則做出相應(yīng)降溫、泄壓控制。
[0056] 如圖4所示，所述單片機(jī)模塊20即為單片機(jī)最小系統(tǒng)，該單片機(jī)最小系統(tǒng)為升降椅 氣壓安全預(yù)警系統(tǒng)的核心部分，是實(shí)現(xiàn)溫度氣壓檢測(cè)、信號(hào)實(shí)時(shí)顯示、異常報(bào)警與降溫、泄 壓控制的控制模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)STC89C52、時(shí)鐘晶振和復(fù)位電路共同構(gòu)成，單 片機(jī)選用單片機(jī)STC89C52，其具有功耗低保密性強(qiáng)，應(yīng)用方便、靈活，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。 [0057] 如圖5所示，溫度傳感器17采用DS18B20溫度傳感器，安裝在泄壓氣缸的內(nèi)壁，由于 泄壓氣缸與升降氣缸相連通，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩氣缸內(nèi)的溫度。DS18B20溫度傳感器是美國(guó) DALLAS半導(dǎo)體公司推出的第一片支持"一線總線"接口的溫度傳感器，它具有眾多優(yōu)點(diǎn)，比 如體積小、功耗低、較高的性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等，其可將測(cè)得的溫度直接轉(zhuǎn) 化成串行數(shù)字信號(hào)，并供處理器處理。溫度傳感器17的工作流程如圖6所示。
[0058] 氣壓傳感器18選用芯片MPX4250,是一款絕對(duì)壓力集成傳感器。它安裝在泄壓氣缸 的內(nèi)壁上，由于兩氣缸內(nèi)的氣壓平衡，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩氣缸內(nèi)的氣壓。該芯片MPX4250除了有 壓阻式氣壓傳感器模塊以外，還有信號(hào)放大作用的信號(hào)放大器，以及用于溫度補(bǔ)償?shù)谋∧?電阻網(wǎng)絡(luò)。MPX4250系列壓電電阻傳感器是一個(gè)硅氣壓傳感器。MPX4250芯片的特性參數(shù)如 表1。
[0059] 表1 MPX4250特性參數(shù)
[0061] 如圖7所示，A/D轉(zhuǎn)換模塊25用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。因?yàn)闅鈮簜鞲衅?8 輸出的是模擬電壓，所以，必須要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換才能交由單片機(jī)處理。選用芯片ADC0832,轉(zhuǎn) 換分辨率為8位，同時(shí)其具有雙通道輸出。因其內(nèi)部電源的輸入，可以與參考電壓進(jìn)行復(fù)用， 使得芯片ADC0832的模擬電壓輸入一種保持在0-5V之間。芯片ADC0832可實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的 電平與TTL/CM0S相兼容;輸出電壓在0-5V之間；250KHZ的工作頻率，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32yS; -般 功耗僅為15mw。
[0062] ADC0832芯片的接口說(shuō)明：
[0063] 05_片選使能，低電平芯片使能；
[0064] CHO可為模擬輸入通道0，亦或作為IN+/-使用；
[0065] CHl可為模擬輸入通道1，亦或作為IN+/-使用；
[0066] GND芯片參考0電位；
[0067] DI數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；
[0068] DO數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；
[0069] CLK芯片時(shí)鐘輸入；
[0070] Vcc/REF電源輸入及參考電壓輸入。
[0071] 如圖8所示，氣壓傳感器18采用MPX4250，MPX4250的1腳與ADC0832的2腳連接， MPX4250的2腳接地，其3腳接電源。
[0072] 如圖9所示，當(dāng)氣壓傳感器18采集到氣壓信號(hào)時(shí)，氣壓信號(hào)需先經(jīng)過(guò)ADC0832芯片 進(jìn)行A/D裝換后，才能被單片機(jī)接收、處理。
[0073] 如圖10所示，液晶顯示器22選擇字符型液晶顯示器^:016021001602-共可以顯 示兩行字符，并且每行可同時(shí)顯示16個(gè)字符，其采用+5V的電源供電，具有較簡(jiǎn)單的外圍電 路配置。IXD1602是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式IXD，
[0074] IXD1602基本參數(shù)及引腳功能如表2所示。
[0075] 表2 LCD1602引腳接口說(shuō)明
LUU//J 如團(tuán)丄11尸/7不，7儀曲亞不荷乙乙上3平，|機(jī)1'吳狀乙訓(xùn)'、」電峨：1^十女如|':7儀曲^1^；腳乃對(duì) 比度調(diào)節(jié)端，串接一個(gè)IOK的電位器來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)比度;液晶4(RS)腳接單片機(jī)P2.6 口；液晶5 (RW)腳為讀/寫(xiě)選擇端，接單片機(jī)P2.5 口；液晶6(E)腳為使能端，是操作液晶時(shí)必須的，接單 片機(jī)P2.7口； 1(VSS)、2(VDD)腳是電源端；15(BLA)、16(BLK)腳是背光電源端;液晶7-14(D0-D7)腳為數(shù)據(jù)端，接單片機(jī)PO口，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)排阻做上拉電阻。
[0078]如圖11所示，液晶顯示其的工作流程:傳感器采集到的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后，在液 晶顯示器22上實(shí)時(shí)顯示。
[0079] 如圖12所示，報(bào)警裝置采用聲光報(bào)警器，包括蜂鳴器和LED指示燈。通過(guò)單片機(jī)最 小系統(tǒng)判斷來(lái)自氣壓傳感器18、溫度傳感器17的數(shù)據(jù)是否超出閾值門(mén)限，并由單片機(jī)最小 系統(tǒng)觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警機(jī)制，同時(shí)由LED燈來(lái)顯示氣壓、溫度報(bào)警狀態(tài)。
[0080] 在單片機(jī)的I/O里會(huì)輸出高低電平，在PI. 1、P1.2、P1.3和Pl. 4分別接上LED指示 燈，而PI. 〇接上蜂鳴器，而蜂鳴器外接個(gè)三極管Ql起到開(kāi)關(guān)作用，當(dāng)三極管達(dá)到飽和狀態(tài)下 就驅(qū)動(dòng)了蜂鳴器工作了。
[0081] 當(dāng)溫度值過(guò)高超出閾值時(shí)，蜂鳴器工作發(fā)出警報(bào)聲音，紅色發(fā)光二極管Dl發(fā)光指 示超溫狀態(tài)，降溫裝置工作。
[0082]當(dāng)氣壓值過(guò)高超出閾值時(shí)，蜂鳴器工作發(fā)出警報(bào)聲音，黃色發(fā)光二極管D2發(fā)光指 示超壓狀態(tài)，藍(lán)色發(fā)光二極管D4發(fā)光，泄壓裝置工作。
[0083]當(dāng)氣壓和溫度值處于正常范圍時(shí)，綠色發(fā)光二極管D3發(fā)光指示正常狀態(tài)，否則熄 滅；
[0084] 當(dāng)單片機(jī)最小系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到氣缸內(nèi)氣壓或溫度超標(biāo)時(shí)，則通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊23,啟動(dòng)無(wú) 葉風(fēng)扇4和步進(jìn)電機(jī)15工作，實(shí)現(xiàn)降溫和泄壓作業(yè)。驅(qū)動(dòng)模塊23包含兩個(gè)部分，一部分如圖 13所示的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，接單片機(jī)Pl. 5 口，它使用變化的小電流去驅(qū)動(dòng)控制直流電機(jī) M2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制無(wú)葉風(fēng)扇4轉(zhuǎn)動(dòng)，中間有相應(yīng)信號(hào)及功率匹配的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板。另一個(gè)部分 為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，如圖14所示，接單片機(jī)Pl. 6、P1.7 口，由譯碼電路和L298N等芯片構(gòu) 成，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)15來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪蝸桿組，使泄壓氣缸內(nèi)的第二活塞向右方向運(yùn)動(dòng)，從而 實(shí)現(xiàn)泄壓。最終達(dá)到對(duì)氣壓棒的升降氣缸的降溫和泄壓作用，實(shí)現(xiàn)安全控制。
[0085] 如圖1所示，本實(shí)施例中所述傳動(dòng)組件包括齒輪14以及與齒輪14相嚙合的蝸桿13， 齒輪14與步進(jìn)電機(jī)15的輸出軸連接，蝸桿13沿左右方向水平設(shè)在第二活塞桿19的右端部， 通過(guò)齒輪14無(wú)蝸桿13配合，將步進(jìn)電機(jī)15的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。
[0086] 如圖1所示，本發(fā)明所述的一種升降椅，包括座椅底座9、座椅本體1，以及本發(fā)明所 述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng);所述氣壓棒的下端伸入到座椅底座9內(nèi)，且升降氣缸的第 一活塞桿7的下端通過(guò)軸承座8與座椅底座9連接，且升降氣缸能相對(duì)于座椅底座9繞第一活 塞桿7的軸線轉(zhuǎn)動(dòng);所述升降氣缸的上端與座椅本體1連接。且無(wú)葉風(fēng)扇4位于升降氣缸與座 椅底座9之間，并在座椅底座9的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有通風(fēng)孔。
[0087] 如圖1所示，為了方便移動(dòng)，可以在座椅底座9設(shè)置滾輪26。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，包括氣壓棒，該氣壓棒包括升降氣缸和調(diào)節(jié)組件； 升降氣缸包括第一氣缸本體(6)、第一活塞(5)和第一活塞桿(7)，第一活塞(5)設(shè)在第 一氣缸本體(6)內(nèi)并將第一氣缸本體(6)的內(nèi)腔分隔為上下兩個(gè)內(nèi)腔，并在第一氣缸本體 (6)的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有將上下兩個(gè)內(nèi)腔連通的氣道（10)，第一活塞桿（7)的上端與第一活塞 (5)連接，第一活塞桿(7)的下端伸出到第一氣缸本體(6)外； 調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)桿(2)和開(kāi)關(guān)栓(3)，開(kāi)關(guān)栓(3)設(shè)在第一氣缸本體(6)的上內(nèi)腔與氣 道(10)的連通處，調(diào)節(jié)桿(2)的一端伸入到第一氣缸本體(6)內(nèi)與開(kāi)關(guān)栓(3)連接，通過(guò)調(diào)節(jié) 組件調(diào)節(jié)升降氣缸，控制座椅的升降;其特征在于:還包括控制裝置(16)和泄壓裝置； 所述控制裝置（16)包括單片機(jī)模塊（20)，分別與單片機(jī)模塊（20)連接的電源模塊 (21)、驅(qū)動(dòng)模塊(23)、報(bào)警模塊(24)和A/D轉(zhuǎn)換模塊(25); 所述泄壓裝置包括泄壓氣缸、傳動(dòng)組件、步進(jìn)電機(jī)（15)和氣壓傳感器（18); 所述泄壓氣缸包括第二氣缸本體（11 )、第二活塞（12)和第二活塞桿（19)，第二活塞 (12)設(shè)在第二氣缸本體(11)內(nèi)并將第二氣缸本體(11)的內(nèi)腔分隔為左右兩個(gè)內(nèi)腔，且第二 氣缸本體（11)的左腔體與第一氣缸本體(6)的上腔體連通，第二活塞桿（19)的左端與第二 活塞(12 )連接，第二活塞桿(19 )的右端伸出到第二氣缸本體(11)外； 所述傳動(dòng)組件設(shè)置在第二活塞桿（19)的右端部，且傳動(dòng)組件的輸入端與步進(jìn)電機(jī)（15) 的輸出軸連接，該步進(jìn)電機(jī)（15 )與驅(qū)動(dòng)模塊(23 )電連接，所述氣壓傳感器（18 )設(shè)在第二氣 缸本體（11)的左腔體內(nèi)，用于采集該左腔體內(nèi)的氣壓值并發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換模塊(25)，由A/D 轉(zhuǎn)換模塊(25)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至單片機(jī)模塊(20)，在氣壓值大于預(yù)設(shè)氣 壓閾值時(shí)，單片機(jī)模塊(20)控制驅(qū)動(dòng)模塊(23)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（15)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)組件將步進(jìn)電 機(jī)（15)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)第二活塞桿（19)帶動(dòng)第二活塞（12)沿第二氣缸本體 (11)的內(nèi)壁左右移動(dòng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:還包括降溫裝置， 該降溫裝置包括無(wú)葉風(fēng)扇(4)和溫度傳感器(17); 所述溫度傳感器（17)用于實(shí)時(shí)采集泄壓氣缸的左內(nèi)腔內(nèi)的溫度，并發(fā)送給單片機(jī)模塊 (20 )，該溫度傳感器(17 )與單片機(jī)模塊(20 )連接； 所述無(wú)葉風(fēng)扇（4)用于對(duì)升降氣缸進(jìn)行降溫，該無(wú)葉風(fēng)扇(4)呈環(huán)狀，套設(shè)在升降氣缸 外，該無(wú)葉風(fēng)扇(4)與驅(qū)動(dòng)模塊(23)連接，在溫度傳感器（17)所采集的溫度值大于預(yù)設(shè)溫度 閾值時(shí)，單片機(jī)模塊(20)控制驅(qū)動(dòng)模塊(23)控制無(wú)葉風(fēng)扇(4)工作。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)及升降椅，其特征在于:所述 傳動(dòng)組件包括齒輪（14)以及與齒輪（14)相嚙合的蝸桿（13)，齒輪（14)與步進(jìn)電機(jī)（15)的輸 出軸連接，蝸桿(13)沿左右方向水平設(shè)在第二活塞桿(19)的右端部。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述控制裝置 (16)還包括用于實(shí)時(shí)顯示溫度值和氣壓值的液晶顯示器(22)，該液晶顯示器(22)與單片 機(jī)模塊(20)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述報(bào)警模塊 (24)為聲光報(bào)警器。6. -種升降椅，包括座椅底座(9)和座椅本體（1 )，其特征在于:還包括如權(quán)利要求2至5 任一所述的氣壓式升降椅安全預(yù)警系統(tǒng)； 所述氣壓棒的下端伸入到座椅底座(9)內(nèi)，且通過(guò)升降氣缸的第一活塞桿(7)的下端與 座椅底座(9 )連接;所述升降氣缸的上端與座椅本體(1)連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的升降椅，其特征在于:所述無(wú)葉風(fēng)扇(4)位于升降氣缸與座椅 底座(9)之間。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的升降椅，其特征在于:所述升降氣缸的第一活塞桿(7)的下 端通過(guò)軸承座(8)與座椅底座(9)連接，且升降氣缸能相對(duì)于座椅底座(9)繞第一活塞桿(7) 的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】A47C7/74GK106073259SQ201610664964
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月12日 公開(kāi)號(hào)201610664964.5, CN 106073259 A, CN 106073259A, CN 201610664964, CN-A-106073259, CN106073259 A, CN106073259A, CN201610664964, CN201610664964.5
【發(fā)明人】賀付亮, 張彬彬
【申請(qǐng)人】西南大學(xué)