基于MCS-51单片机的智能化多功能电动康复床控制系统设计

   0 引言

   康复床经历了由手动机械式向电动化、自动化、智能化发展的过程l1.刀。为了降低护理人员的劳动强度，提高受护理人员的护理质t 和自护理能力，康复床需具有多折床面结构特征，可自动完成平躺、抬背、起坐、屈l伸腿、翻身等多种体位调节，并具有多轴同步与智能轮椅等功能卜41。本文 设计了基于MCS-51单片机C8051万℃闷0的智能化多功能电动康复床控制系统，通过硬件设计、软件设计和抗干扰设计实现了病人通过控制手柄或遥控器 对床体各种体位位姿进行控制，床体各部分能按照使用者的要求运动并保持一定的时间，而且可在使用者舒适的角度范围内进行定时体位调整，自动避障，从而实现 康复床的自动化和智能化。

    1  系统组成

    智能化多功能电动康复床的机械结构由6个模块组成—背位调整模块，侧翻模块，腿部锻炼模块，轮椅模块，行走模块，传感器组自动转向模块(见图1)。各模块 的运动是由电动缸的伸缩或电机的正反转来实现的。基于以上运动特点，我们设计了智能化多功能电动床的控制系统(见图2)。该系统是由主控系统与键盘系统组 成的半闭环系统。主控系统又分为主控模块、驱动模块与避障模块，通过键盘系统识别出按键信号，并将其传递给主控系统;根据此输人信号，主控系统控制相应的 执行电机;同时行程控制开关或避障传感器组反馈回康复床的位姿信号，保证系统运行安全可靠。

    2 砚件设计

    2.1 拉创界的选定

    由于智能化多功能电动康复床的控制对象为5个直流电机，12个传感器信号抽人点，且系统工作模式多，控制程序长，这就要求选用一软功能强大的控制器作为控 制核心。C8051万刀闷0作为通用的51类芯片，有64个如接口，并可扩展接口，另外，它内t粉门狗，起到了抗干扰作用，恰好能满足这种播求，因此，智 能化多功能电动康复床控制系统以C8051f刃闷0为控制核心。

    2.2 愉入娜分

    单片机控制系统翰人信号为床身位t传感器采集的信号、递障传感器采集的信号和控制手柄采集的信号，输出为各种运动执行元件的控制信号。在左/右侧翻机构、 服部吸炼机构、床漪转换机构上分别安装了位t传感器，根据安全限位的使用要求，选择A科E普通行程开关。在床体的四周安装了遴障传感器，根据自动避障的要 求，选择了光电开关。它是一种将发光元件和光电元件组合起来达到检测物体有无的传感器，具有应快、结构简单、使用方便等特点。它分为透射型、反射型、及反 射型。本系统选用的是漫反射型，分区布t于床体的四周(见图3)。根据智能化多功能电动康复床的运动特点，光电传感器共分6个区紧贴于床身的下面;在床的 中部放t了信号处理模块，将分区的信号及时汇总处理.便于以较少的数据线传输给控制系统。