一种双电机驱动的可移动病床及其工作方法技术

本公开公开一种双电机驱动的可移动病床及其工作方法，行走装置包括第一驱动轮、第二驱动轮以及连接第一驱动轮和第二驱动轮的连接杆；驱动装置包括设置在底座上的第一驱动电机、第二驱动电机、两个大齿轮和两个小齿轮；两个小齿轮分别安装在所述第一驱动电机和第二驱动电机的输出轴上，两个大齿轮分别固定安装在连接杆上；所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，在驱动电机运转时，电机输出轴转动，带动大齿轮和小齿轮同时转动，使得连接杆沿轴线自由转动，从而带来两个驱动轮转动。采用的是双电机驱动，能够有效地减少医护人员的不必要的劳动，节约医疗资源；有效地降低医用成本，减轻病人在搬动过程中的痛苦，提高就医的及时性和有效性。

A movable sickbed driven by double motors and its working method

【技术实现步骤摘要】
一种双电机驱动的可移动病床及其工作方法
本公开涉及移动控制
，具体涉及一种双电机驱动的可移动病床及其工作方法。
技术介绍
在当今社会中，医疗资源非常匮乏，往往医院的医护人员数量并不能满足现在病人的需要。并且随着现代社会的快速发展，人们对医疗设备的要求也在不断地提高。传统上，医院里的病床一般是不可移动的，这就需要通过医护人员采用专门的转移病床来搬动病人于各病房之间。医院采用此类病床会加大医护人员的劳动力，造成医疗资源的浪费。随着电机技术的不断发展，电机驱动装置越来越多的应用于人们的日常生活中去。电机驱动装置具有操作性简单，成本低的特点。但专利技术人在研发过程中发现，目前将电机驱动与病床结合在一起的应用还未出现，导致病人在搬动过程中还需要人工操作，还会对病人造成不必要的痛苦。并且，现有的可移动病床常采用普通的控制算法，还存在工作效率低以及准确度低的不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种双电机驱动的可移动病床及其工作方法，采用双电机驱动病床，驱动系统采用专家系统数据库控制病床移动，且结合双轮差速控制算法控制病床转弯，实现对病床的驱动控制，提升可移动病床的工作效率以及准确度，使其更加智能化。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：第一方面，本公开提供一种双电机驱动的可移动病床，包括底座、设置在底座前端的驱动装置、设置在底座前端和后端的行走装置以及控制装置；所述行走装置包括第一驱动轮、第二驱动轮以及连接第一驱动轮和第二驱动轮的连接杆；>所述驱动装置包括设置在底座上的第一驱动电机、第二驱动电机、两个大齿轮和两个小齿轮；两个小齿轮分别安装在所述第一驱动电机和第二驱动电机的输出轴上，两个大齿轮分别固定安装在连接杆上；所述控制装置连接第一驱动电机和第二驱动电机，控制两个驱动电机工作；所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，在驱动电机运转时，电机输出轴转动，带动大齿轮和小齿轮同时转动，使得连接杆沿轴线自由转动，从而带来两个驱动轮转动。作为可能的一些实现方式，所述控制装置包括开关、控制器、变频器和距离传感器，所述控制器连接开关、第一驱动电机、第二驱动电机、变频器和距离传感器，控制器采用两轮差速控制算法产生控制信号，传输给变频器，通过变频器控制两个驱动电机的转速，实现可移动病床的前进、左转和右转控制。作为可能的一些实现方式，所述距离传感器，用于在设定的移动距离下，实时检测已移动的距离以及剩余移动距离；通过获取的病床移动距离输入到控制器，由控制器产生控制信号传输到变频器，通过负反馈回路，在变频器控制驱动电机转速时，距离传感器对移动距离进行实时检测。作为可能的一些实现方式，所述第一驱动电机控制位于可移动病床前端左侧的第一驱动轮，第二驱动电机控制位于可移动病床前端右侧的第二驱动轮；控制器根据接收的病床移动距离，变频器控制第一驱动电机和第二驱动电机同时启动，采用专家系统控制算法，控制病床在直线运动时，距离传感器实时检测移动距离，实现病床停在指定位置处；通过给定控制器的转弯信号，采用两轮差速控制算法产生控制转弯信号，由变频器接收控制转弯信号，以控制第一驱动电机和第二驱动电机的转动速度；作为可能的一些实现方式，所述两轮差速控制算法：通过驱动电机接口输出的角转速和驱动轮半径关系求得第一驱动轮和第二驱动轮对应线速度；根据线速度求得第一驱动轮和第二驱动轮转弯时的瞬时速度以及角速度；通过转弯时的瞬时速度以及角速度求得可移动病房的驱动轮的转动半径。作为可能的一些实现方式，所述控制器包括知识库模块、推理机模块以及解释机模块；所述知识库模块，用于建立电机驱动系统的网络拓扑结构，使用框架表示法来描述拓扑结构，得到框架式电机驱动拓扑结构；采用产生式规则对控制病床移动进行描述，得到产生式病床移动规则；所述推理机模块，用于将用户输入的病床的移动距离和移动速度与知识库模块中框架式电机驱动拓扑结构和产生式病床移动规则进行一一匹配，得到完全配对的病床移动规则；所述解释机模块，用于将完全配对的信息反馈给变频器，通过变频器控制第一驱动电机和第二驱动电机，从而控制可移动病床移动。作为可能的一些实现方式，所述控制器还包括人机交互模块和数据库模块，所述人机交互模块，用于获取用户输入的病床的移动距离和移动速度信息；由推理机模块载入到数据库模块中，所述数据库模块，用于存储用户输入的病床的移动距离和移动速度信息、模糊化规则表和完全配对的病床移动规则。作为可能的一些实现方式，所述模糊化规则表为：将病床所需移动的距离划分为多个模糊集，以最远模糊距离为基准，以停在目标区域为目标设定移动速度；在最远模糊距离下，设定最远模糊距离的前1/2距离驱动轮以匀速进行，后1/2距离，控制驱动轮做匀减速运动，直到正好停在目标区域；在其他模糊距离下，可移动病床的初速度设定一致，匀减速的斜率与最远模糊距离下的速度设定一致，然后实际移动距离、剩余移动距离以及移动速度控制病床在其他模糊距离的后1/2距离下做匀减速值，直到正好停在目标区域，记录每一个模糊距离的速度设定，制作模糊化规则表导入到的数据库模块的综合数据库里。第二方面，本公开提供一种双电机驱动的可移动病床的工作方法，该方法包括以下步骤：获取用户输入的病床移动距离和移动速度信息；建立电机驱动系统的网络拓扑结构，使用框架表示法来描述拓扑结构，得到框架式电机驱动拓扑结构；采用产生式规则对控制病床移动进行描述，得到产生式病床移动规则；将用户输入的病床的移动距离和移动速度与框架式电机驱动拓扑结构和产生式病床移动规则进行一一匹配，得到完全配对的病床移动规则；存储用户输入的病床的移动距离和移动速度信息、模糊化规则表和完全配对的病床移动规则，将完全配对的信息反馈给变频器，通过变频器控制第一驱动电机和第二驱动电机，从而控制病床移动。通过上述技术方案，本公开的有益效果是：(1)本公开采用双电机驱动病床，可以随时停止其运动，有效地降低成本，节省大量的人力物力财力，减轻病人在搬动过程中的痛苦，提高就医的及时性和有效性；(2)本公开采用两轮差速控制算法和专家系统控制算法，实现对病床的驱动控制，提升可移动病床的工作效率以及准确度，使其更加智能化。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。图1是实施例一提供的双电机驱动的可移动病床结构图；图2是实施例一提供的电机与驱动轮的连接装置的主视图；图3是实施例一中电机控制算法框架图；图4是实施例一中控制器的结构图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，包括底座、设置在底座前端的驱动装置、设置在底座前端和后端的行走装置以及控制装置；/n所述行走装置包括第一驱动轮、第二驱动轮以及连接第一驱动轮和第二驱动轮的连接杆；/n所述驱动装置包括设置在底座上的第一驱动电机、第二驱动电机、两个大齿轮和两个小齿轮；两个小齿轮分别安装在所述第一驱动电机和第二驱动电机的输出轴上，两个大齿轮分别固定安装在连接杆上；/n所述控制装置连接第一驱动电机和第二驱动电机，控制两个驱动电机工作；/n所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，在驱动电机运转时，电机输出轴转动，带动大齿轮和小齿轮同时转动，使得连接杆沿轴线自由转动，从而带来两个驱动轮转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，包括底座、设置在底座前端的驱动装置、设置在底座前端和后端的行走装置以及控制装置；
所述行走装置包括第一驱动轮、第二驱动轮以及连接第一驱动轮和第二驱动轮的连接杆；
所述驱动装置包括设置在底座上的第一驱动电机、第二驱动电机、两个大齿轮和两个小齿轮；两个小齿轮分别安装在所述第一驱动电机和第二驱动电机的输出轴上，两个大齿轮分别固定安装在连接杆上；
所述控制装置连接第一驱动电机和第二驱动电机，控制两个驱动电机工作；
所述小齿轮与所述大齿轮相啮合，在驱动电机运转时，电机输出轴转动，带动大齿轮和小齿轮同时转动，使得连接杆沿轴线自由转动，从而带来两个驱动轮转动。


2.如权利要求1所述的一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，
所述控制装置包括开关、控制器、变频器和距离传感器，
所述控制器连接开关、第一驱动电机、第二驱动电机、变频器和距离传感器，控制器采用两轮差速控制算法产生控制信号，传输给变频器，通过变频器控制两个驱动电机的转速，实现可移动病床的前进、左转和右转控制。


3.如权利要求1所述的一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，
所述距离传感器，用于在设定的移动距离下，实时检测已移动的距离以及剩余移动距离；通过获取的病床移动距离输入到控制器，由控制器产生控制信号传输到变频器，通过负反馈回路，在变频器控制驱动电机转速时，距离传感器对移动距离进行实时检测。


4.如权利要求1所述的一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，
所述第一驱动电机控制位于可移动病床前端左侧的第一驱动轮，第二驱动电机控制位于可移动病床前端右侧的第二驱动轮；
控制器根据接收的病床移动距离，变频器控制第一驱动电机和第二驱动电机同时启动，采用专家系统控制算法，控制病床在直线运动时，距离传感器实时检测移动距离，实现病床停在指定位置处；
通过给定控制器的转弯信号，采用两轮差速控制算法产生控制转弯信号，由变频器接收控制转弯信号，以控制第一驱动电机和第二驱动电机的转动速度。


5.如权利要求4所述的一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，
所述两轮差速控制算法：
通过驱动电机接口输出的角转速和驱动轮半径关系求得第一驱动轮和第二驱动轮对应线速度；
根据线速度求得第一驱动轮和第二驱动轮转弯时的瞬时速度以及角速度；
通过转弯时的瞬时速度以及角速度求得可移动病房的驱动轮的转动半径。


6.如权利要求1所述的一种双电机驱动的可移动病床，其特征在于，
所述控制器包括知识库模块、推理机模块以及解释机模块；
所述知识库模块，用于建立电机驱动系统的网络拓扑结构，使用框架表示法来...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，李希元，韩毅，袁双虎，马志祥，孟祥伟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37