多功能自助起居床方案设计

刘效臣 谷铭鑫 高志林 崔 博 肖 宇 魏 丹

(沈阳工学院，辽宁 抚顺 113122)

1 研究背景

在这个现代科技发达的社会，年轻的人们都在奋斗。奋斗是为了更好地提高自己，但是，不能忘记家里的老人。他们辛苦地把我们养大成人，我们也需要去回报他们。考虑到老人晚上睡觉的安全问题，团队设计了多功能自助起居床。这样既有一定的安全保障又有一定的实用性[1]。

多功能自助起居床的操作非常简单便捷，实用功能多：自带特殊的灯光和声音效果可以隔绝外面的噪声，床边带有电控调节按钮，可以让床上下调节，找到合适舒服的位置。侧围与床体的两侧分离组装，可以左右摆动，防止老人翻身不小心摔倒。

床，是休息的地方，更是每家每户的必备家具。那么，如果从老人的起居入手，就能使老人的生活更加方便快捷，家人也更加放心。这样更能体现出所制作出产品的实用性、可靠性，解决传统床型的普遍性、单一性。

2 设备主要结构及功能

结构基本分为3个部分：床身组成、控制驱动和机械系统。整体结构如图1。作为多功能自助起居床的主要组成部分，床身骨架均采用不锈钢材制，具有材料坚固且便于加工等诸多好处。机械系统为丝杠组、丝杠有2组，每组2个，其中两大两小分别带动不同部位运行，丝杠采用45号钢材质，具有高精度、高速进给、传动效率高的优点。内部还装配了STM32F103ZET6、miniSTM32F103rct，能通过传感器反馈信息，通过数据处理，自动做出相应反应[2]。之所以选择丝杠传动，是因为丝杠更能够适应复杂传动，其传动效率高，且比较稳定，自助起居床经过长时间使用，在不同程度磨损情况下也能更长时间使用。控制驱动部分则分为2块，即控制器与驱动装置，控制驱动器采用(YF-18步进电机控制器)高标准高性能，而且接收效率高，与控制器相辅相成。

图1 多功能自助起居床整体结构

多功能自助起居床主要功能分为起床和下降2个部分，起床部分具有智能识别系统，使用控制器发送指令，驱动器执行起床指令。并通过传感器识别所处位置，进行准确定位运行主床身至实现位置。

本设备属于助老机械产品，工作时通过上半身两侧板传感器进行识别，判断起居床两侧板是否正常工作，当实现起床功能后电机停止运行，在不发出下一步指令期间床身一直处于当前位置车位置。而下降这一功能也是利用控制器发出指令，步进电机带动丝杠运行，传感器精准识别，使床身回归初始位置。当途中发生突发事件时丝杠装置将进行锁死不再运行，且床身侧边有报警装置，在突发事故排除之后丝杠装置将解除锁死，电机继续带动运行，直至实现动作后停止，保证老人的安全和产品的实用性。

3 功能特点

(1)多功能自助起居床设计用于帮助高龄老人，可以帮助孤寡老人起床，稳定传动且结构稳定。

(2)采用高精度高强度设施以维持长期工作。

(3)正常承载80kg，最大载重150kg。

(4)实现自助起床这一功能，并辅以其他功能于内，如：报警装置等。

4 创新点

(1)自助起居床可以实现30°旋转，保证实现预期工作目的。

(2)自助起居床采用标准床型尺寸，机械结构等放置床身下方，节省空间提高利用率。

(3)自助起居床床身为三部6块，实现自由角度切换。

(4)自助起居床采用丝杠传动，传动稳定，精度高。

(5)自助起居床采用双驱动双电机装置，精准分级，实现分布操作。

(6)整体采用稳定坚固材料，防撞防挤压。

(7)造价亲民，符合实际需求，适用多数高龄老人。