变形保健床垫自动控制装置的制作方法

专利名称：变形保健床垫自动控制装置的制作方法
技术领域：
本 发明涉及一种家电控制装置一一种可以使保健床垫自动改变表面形状的控制系统。
背景技术：
目前，公知的床垫，不论是何种材料和结构的，均表面固定形状形式，它们的共同特征是或者不能变形或只能微小变形，或者只可被动变形但形变受限，而又是睡卧者本人力所不能为的。对于可波动变形的，尽管可以通过身体不同部位的卧压，来调整床垫表面的形状，但还是远远不能满足睡卧者健康睡姿的要求。当睡卧者仰卧时，床垫表面不能卧压得如所希望的曲线形状；而睡卧者侧卧时，又不能被及时改变成应有的适合曲线形状。久而久之，以腰椎变形为主要根源的多种疾病隐患逐渐积累，造成了腰椎、脊椎、腰、背、四肢等的各种不适或病症。因此，为从根源上消除上述病因，必须改善当前床垫工作方式。这就需要改造当前供睡眠者睡卧的床垫，即让床垫的形状或不同部位高度随着睡卧用者的不同睡姿，自动地按睡姿希望而同步变化。而控制并实现这种变化的，就是它的控制装置。但目前公知的控制装置并不能直接应用，特别是对性价比要求很高的产品中。因此，设计、研发一种适用于自动变形保健床垫的高性价比控制装置，就成为一个亟待解决的问题。

发明内容
为实现床垫的形状或不同部位高度随着睡卧者的不同睡姿，自动地按睡姿希望而同步变化，不断地自动调整睡卧者的头、颈、肩、背、腰、胯、臀、腿、膝盖及脚等受压程度，即保持睡眠者卧压部位舒适的状态，本发明提供一种变形保健床垫自动控制装置。它采用压控开关-伺服阀控制方式，通过压力控制系统，对床垫的不同部位气囊进行充、放气恒压变形控制。变形保健床垫的垫芯主体由前气囊、中气囊、后气囊、前气管、中气管、后气管、控制盒和电源线构成。自动控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、伺服阀和加压泵；控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是以压控开关-伺服阀控制方式，利用压力感知的压力信号和给定的舒适度信号，通过由信号比较放大、处理、变换、驱动放大、执行单元组成的控制系统，对垫芯的前、中、后三个不同气囊进行充、放气恒压变形控制。整个系统由前、中、后气囊、前、中、后气管、气管束、控制盒和电源线构成。前、中、后气囊平布包裹在床垫体的垫芯衬瓤夹层中，分别通过气管束中的前、中、后气管与控制盒内的前、中、后电气伺服阀相通。控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、电气伺服阀和加压泵。控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源。在控制盒内，前、中、后气管的阀前盒内段分别安装有前、中、后压力传感器；前、中、后电气伺服阀各通过前、中、后气管的阀后段与高压管连通，高压管与加压泵的高压输出口连通；加压泵的低压输出口连通有低压管；在高压管和低压管之间，有安全阀并联贯通。前、中、后压カ传感器的压カ信号分别通过前、中、后压カ传感信号端引入到前压力信号放大、处理单元、中压カ信号放大、处理单元和后压カ信号放大、处理单元，经放大、处理后，形成前、中、后压カ低值信号和前、中、后压カ高值信号输出。前、中、后压カ信号放大、处理単元均由比较、运算、放大电路和光耦分离电路组成。在前、中、后各压カ信号放大、处理単元，压カ传感信号端连接到运算放大器的正向输入端；运算放大器的输出端通过分离阈值电位器与下拉光耦的输入端和上提光耦的输入端连接，再分别以下拉光耦和上提光耦的输出端构成压カ低值信号端和压カ高值信号端。前、中、后各压カ低值信号和压カ高值信号通过各压カ低值信号端和压カ高值信号端引 入到各电气伺服阀驱动単元，经处理、放大后，形成前电气伺服阀驱动信号输出。前、中、后各电气伺服阀驱动単元均由或门处理电路和运算放大电路组成。在前、中、后各电气伺服阀驱动単元中，压カ低值信号端和压カ高值信号端分别与构成或门的两只ニ极管负极连接，两ニ极管的正极均与运算放大器的反相输入端连接，运算放大器的输出端即作为电气伺服阀驱动信号端。前、中、后各压カ低值信号分别通过前、中、后对应压カ低值信号端引入到继电器驱动单元，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，驱动固体继电器动作。当前(、中或后)气囊压カ低于低限值，而后(、中或前)气囊压カ处于高、低限值之间时，前(、中或后)压カ传感信号通过前(、中或后)压カ传感信号端子，经前(、中或后)压カ信号放大、处理単元的放大、处理，形成升高的前(、中或后)压カ低值信号，而后(、中或前)压カ低值信号仍为零值或低于阈值状态，该信号经电气伺服阀驱动単元处理、放大，控制前(、中或后)电气伺服阀开通，而后(、中或前)电气伺服阀保持关断；同时，升高的前(、中或后)压カ低值信号通过其压カ低值信号端送入继电器驱动单元，经继电器驱动单元的处理、放大，驱动继电器，接通开启加压泵电动机，带动加压泵为高压管加压。高压管压力升高一前(、中或后)气囊压力升高一前(、中或后)气囊膨起；当前(、中或后)气囊压カ达到或高于低限值时，前(、中或后)压カ传感信号通过前(、中或后)压カ信号放大、处理単元的放大、处理，形成零值或低于阈值的前(、中或后)压カ低值信号，该信号不能开启前(、中或后)电气伺服阀驱动単元一控制前(、中或后)电气伺服阀关断，保持系统当前压カ和气囊形态；同时，零值或低于阈值的前、后压カ低值信号不能开启继电器驱动单元一继电器关断一加压泵关停。当前(、中或后)气囊压力高于高限值，而后(、中或前)气囊压カ处于高、低限值之间时，前(、中或后)压カ传感信号通过前(、中或后)压カ传感信号端子，经前(、中或后)压カ信号放大、处理単元的放大、处理，形成升高的前(、中或后)压カ高值信号，而后(、中或前)压カ高值信号仍为零值或低于阈值状态，该信号经前电气伺服阀驱动単元处理、放大，控制前(、中或后)电气伺服阀开通，而后(、中或前)电气伺服阀保持关断；同时，降低的前(、中或后)压カ低值信号通过其压カ低值信号端送入继电器驱动单元，经继电器驱动单元的处理、放大，控制泄压电气伺服阀开通，使得高压管通过泄压电气伺服阀泄压。高压管压力降低一气管压力降低一前(、中或后)气囊压力降低一前(、中或后)气囊收落；当前(、中或后)气囊压力降低达到或低于高限值时，前(、中或后)压カ传感信号通过前(、中或后)压カ信号放大、处理単元的放大、处理，形成零值或低于阈值的前(、中或后)压カ高值信号，该信号不能开启电气伺服阀驱动単元一控制电气伺服阀关断，保持系统当前压カ和气囊形态。本发明的有益效果是在实现床垫表面不同部位在按舒适度需要调整高度的同时，可根据垫面受压情况自动地改变形状，从而使睡卧者毫无忧虑地变换睡姿，即彻底消除了由于床垫形态不能与睡姿同步变化而导致各种疾病的源头。控制装置集气动控制系统和控制系统电路于一体，使用安全、可靠，操作简单、方便。另外，由于系统整洁、结构简单而极易标准化，可以以不同形式，作为医院、家庭等床上配套用品，予以批量生产。


下面结合附图所示的实施例对本发明进ー步说明。图I是本发明的一个实施例——变形保健床垫的整体构成示意图。图2是变形保健床垫的气动控制系统结构图。
图3是变形保健床垫的自动控制系统电路接线图。图4是变形保健床垫的自动控制电路结构图。图5是本自动控制系统的加压泵控制执行电路结构图。图6是本自动控制系统的工作电源电路结构图。在图I飞中1.床垫体，I. I.前气囊，I. 2.中气囊，I. 3.后气囊，2.气管束，2. I.前气管，2. 2.中气管，2. 3.后气管，3.控制盒，3. a.舒适度调节器，3. b.电源开关，3. I. I.前压カ传感器，3. I. 2.中压カ传感器，3. I. 3.后压カ传感器，3. 2. I.前电气伺服阀，3. 2. 2.中电气伺服阀，3. 2. 3.后电气伺服阀，3. 3.泄压电气伺服阀，3. 4.低压管，3. 5.高压管，3.6.安全阀，3. 7.加压泵，4.电源线。在图2飞中M为电动机；vx为泄压驱动信号端，g为信号接地端，Ee为执行电源正极端，V1为前电气伺服阀驱动信号端，V2为中电气伺服阀驱动信号端，V3为后电气伺服阀驱动信号端，S1为前压カ传感信号端，S2为中压カ传感信号端，S3为后压カ传感信号端。在图3、中rgl为前舒适度调节给定端,rg2为中舒适度调节给定端,rg3为后舒适度调节给定端，SCl为前压力信号放大、处理单元，SC2为中压力信号放大、处理单元，SC3为后压カ信号放大、处理単元，B1为前压カ低值信号端，Id1为前压カ高值信号端，a2为中压力低值信号端，b2为中压カ高值信号端，a3为后压カ低值信号端，b3为后压カ高值信号端，VDl为前电气伺服阀驱动単元，VD2为中电气伺服阀驱动単元，VD3为后电气伺服阀驱动単元，JDr为继电器驱动单元，Pe为继电器驱动限流端，P0为继电器驱动信号端，J为固体继电器，J-I为继电器常开接点，UPS为工作电源变换单元，m、η为市电输入端。在图4中=R11为前信号分压电阻，Rpl为前压力传感器3. I. I的等效电阻，R12为前第一工作点分压电阻，R13为舒适度调节器3. a的前联电位器，Es为信号处理电路电源端，A11为第一运算放大器，LC11为前下拉光稱,G1为前分离阈值电位器,LC12为前上提光親,TVS:为前阈值隧道ニ极管，D11为前或门第一ニ极管,D12为前或门第二ニ极管，R14为前或门下拉电阻，R15为前第二工作点上分压电阻，R134为前第二工作点下分压电阻，A12为第二运算放大器，D13为前续流ニ极管；R21为中信号分压电阻，Rp2为中压力传感器3. I. 2的等效电阻，R22为中第一工作点分压电阻，R23为舒适度调节器3. a的中联电位器，A21为第三运算放大器，LC21为中下拉光稱,G2为中分离阈值电位器,LC22为中上提光親,TVS2为中阈值隧道ニ极管，D21为中或门第一ニ极管，D22为中或门第二ニ极管，R24为中或门下拉电阻，R25为中第二エ作点上分压电阻，R26为中第二工作点下分压电阻，A22为第四运算放大器，D23为中续流ニ极管；R31为后信号分压电阻，Rp3为后压力传感器3. I. 3的等效电阻，R32为后第一工作点分压电阻，R33为舒适度调节器3. a的后联电位器，A31为第五运算放大器，LC31为后下拉光耦，G3为后分离阈值电位器，LC32为后上提光親,TVS3为后阈值隧道ニ极管,D31为后或门第一ニ极管，D32为后或门第二ニ极管，R34为后或门下拉电阻，R35为后第二工作点上分压电阻，R36为后第二工作点下分压电阻，A32为第六运算放大器，D33为后续流ニ极管。在图5中Del为驱动或门第一ニ极管，De2为驱动或门第二ニ极管，Re3为驱动信号 上分压电阻，Re4为驱动信号下分压电阻，Re5为驱动工作点上分压电阻，Re6为驱动工作点下分压电阻，Ae2为驱动运算放大器，Rj为继电器驱动限流电阻，Dj为隔离ニ极管，Dv为泄压阀续流ニ极管。在图6中=C1为信号处理端滤波电容，C2为驱动端滤波电容，C3为整流端滤波电容，U1为信号处理电路稳压电源，U2为驱动电路稳压电源，Br整流桥，Tr为电源变压器。
具体实施例方式在图I所示的变形保健床垫整体构成示意图和图2所示的变形保健床垫气动控制系统结构中在床垫体I的垫芯上层衬瓤夹层腰卧部即中前部，平布装嵌扁枕形前气囊I. I ;在床垫体I的垫芯上层衬瓤夹层臀卧部即中部，平布装嵌扁枕形中气囊I. 2 ;在床垫体I的垫芯上层衬瓤夹层股卧部即中后部，紧接中气囊I. 2平布装嵌扁枕形后气囊I. 3。气管束2中包束有前气管2. I、中气管2. 2和后气管2. 3 ;气管束2在控制盒3的后端侧面中部引入控制盒3。在控制盒3正面右侧中部，安装有舒适度调节器3. a ;在控制盒3正面左侧前部，安装有电源开关3. b ;在控制盒3前端侧面中部，引入电源线4。前气囊I. I、中气囊I. 2、后气囊I. 3分别通过前气管2. I、中气管2. 2、后气管2. 3与控制盒3内的前电气伺服阀3. 2. I、中电气伺服阀3. 2. 2、后电气伺服阀3. 2. 3相通；控制盒3内装配有控制电路、前压力传感器3. I. I、中压カ传感器3. I. 2、后压カ传感器3. I. 3、前电气伺服阀3. 2. I、中电气伺服阀3. 2. 2、后电气伺服阀3. 2. 3，加压泵3. 7和泄压电气伺服阀3. 3。加压泵3. 7采用微型打气泵；前电气伺服阀3. 2. I、中电气伺服阀3. 2. 2、后电气伺服阀3. 2. 3和泄压电气伺服阀3. 3均采用微型负开ロ单边双通电气伺服阀。在控制盒3内，前气管2. I、中气管2. I和后气管2. 3的阀前盒内段分别安装有前压カ传感器3. I. I、中压カ传感器3. I. 2、后压カ传感器3. I. 3 ;泄压电气伺服阀3. 3以泄压驱动信号端Vx和信号接地端g作为驱动输入端，前电气伺服阀3. 2. I以执行电源正极端艮和前电气伺服阀驱动信号端V1作为泄压驱动输入端，中电气伺服阀3. 2. 2以执行电源正极端Ee和中电气伺服阀驱动信号端V2作为泄压驱动输入端，后电气伺服阀3. 2. 3以执行电源正极端艮和后电气伺服阀驱动信号端V3作为驱动输入端；前压カ传感器3. I. I以前压カ传感信号端S1和信号接地端g作为压カ信号输出端，中压カ传感器3. I. 2以中压カ传感信号端S2和信号接地端g作为压カ信号输出端，后压カ传感器3. I. 3以后压カ传感信号端S3和信号接地端g作为压力信号输出端；前电气伺服阀3. 2. I、中电气伺服阀3. 2. 2、后电气伺服阀3. 2. 3各通过前气管2. I、中气管2. 2、后气管2. 3的阀后段与高压管3. 5连通，高压管3. 5与加压泵3. 7的高压输出口连通。
在前气管2. I、气管2. 3阀后段与高压管3. 5的连通处，再连通ー泄压管，该泄压管通过泄压电气伺服阀3. 3分为受控段与放空段。加压泵3. 7的低压输出ロ连通有低压管3. 4，低压管3. 4的另一端接有空气过滤器；在加压泵3. 7的近输出ロ处，高压管3. 5和低压管3. 4之间，由安全阀3. 6将高压管3. 5与低压管3. 4相贯联，用以发生过压吋，从高压管3.5向低压管3. 4泄压。在图2所不的气动控制系统结构图和在图3所不的自动控制系统电路接线图中控制盒3内的控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线4引入市电电源。压カ信号处理控制电路包括前压カ信号放大、处理单元SCI、中压カ信号放大、处理单元SC2和后压カ信号放大、处理单元SC3，伺服阀驱动电路包括前电气伺服阀驱动単元VD1、中电气伺服阀驱动単元VD2和后电气伺服阀驱动単元VD3，加压泵控制执行电路包括继电器驱动单元JDr、固体继电器J和加压泵3. 7的电动机M，工作电源电路包括工作电源变换单元UPS和电源开关3. b。前压カ传感器3. I. I通过前压カ传感信号端S1和信号接地端g与前压カ信号放大、处理単元SCl连接，中压カ传感器3. I. 2通过中压カ传感信号端S2和信号接地端g与中压カ信号放大、处理単元SC2连接，后压カ传感器3. I. 3通过后压カ传感信号端S3和信号接地端g与后压カ信号放大、处理単元SC3连接；同轴三联电位器即舒适度调节器3. a的前联电位器动臂端和零阻端均连接到前压カ信号放大、处理単元SCl的前舒适度调节给定端rgl，同轴三联电位器即舒适度调节器3. a的中联电位器动臂端和零阻端均连接到中压カ信号放大、处理単元SC2的中舒适度调节给定端rg2，同轴三联电位器即舒适度调节器3. a的后联电位器动臂端和零阻端均连接到后压カ信号放大、处理単元SC3的后舒适度调节给定端rg3，同轴三联电位器即舒适度调节器3. a的各联高阻端均连接到信号接地端g ;前压カ信号放大、处理単元SCl通过前压カ低值信号端&和前压カ高值信号端Id1与前电气伺服阀驱动単元VDl 连接；中压カ信号放大、处理単元SC2通过中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2与中电气伺服阀驱动单元VD2连接；后压カ信号放大、处理単元SC3通过后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3与后电气伺服阀驱动単元VD3连接；同吋，前压カ信号放大、处理単元SCl通过前压カ低值信号端^和前压カ高值信号端Id1，中压力信号放大、处理単元SC2通过中压力低值信号端a2和中压カ高值信号端b2，后压カ信号放大、处理単元SC3通过后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3，均连接到继电器驱动单元JDr ;前电气伺服阀3. 2. I的电磁线圈通过前电气伺服阀驱动信号端V1和执行电源正极端Ee与前电气伺服阀驱动単元VDl连接，中电气伺服阀3. 2. 2的电磁线圈通过中电气伺服阀驱动信号端V2和执行电源正极端氏与中电气伺服阀驱动単元VD2连接，后电气伺服阀3. 2. 3的电磁线圈通过后电气伺服阀驱动信号端V3和执行电源正极端Ee与后电气伺服阀驱动単元VD3连接；泄压电气伺服阀3. 3的电磁线圈通过泄压驱动信号端Vx和信号接地端g与继电器驱动单元JDr连接；继电器驱动单元JDr通过继电器驱动限流端Pe和继电器驱动信号端P。与固体继电器J连接；固体继电器J的继电器常开接点J-I与加压泵3. 7的电动机M相串联，该串联支路跨接在电源开关3.b的两输出接点之间；工作电源变换单元UPS的两市电输入端m、η跨接在电源开关3. b的两输出接点之间。前压カ传感器3. I. I的压カ信号通过前压カ传感信号端S1引入到前压カ信号放大、处理単元SC1，经放大、处理后，形成前压カ低值信号和前压カ高值信号，通过前压力低值信号端^和前压カ高值信号端Id1输出。中压カ传感器3. I. 2的压カ信号通过中压カ传感信号端S2引入到中压カ信号放大、处理単元SC2，经放大、处理后，形成中压カ低值信号和中压カ高值信号，通过中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2输出。后压カ传感器3. I. 3的压カ信号通过后压カ传感信号端V3引入到后压カ信号放大、处理単元SC3，经放大、处理后，形成后压カ低值信号和后压カ高值信号，通过后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3输出。前压カ信号放大、处理单元SCI、中压カ信号放大、处理单元SC2和后压カ信号放大、处理単元SC3均由比较、运算、放大电路和光耦分离电路组成。在前压カ信号放大、处理単元SCl中，前压カ传感信号端S1连接到第一运算放大器A11的正向输入端；第一运算放大器A11的输出端通过前分离阈值电位器G1与前下拉光耦LC11的输入端和上提光耦LC12的输入端连接，再分别以前下拉光耦LC11和上提光耦LC12的输出端构成前压カ低值信号端和前压カ高值信号端Iv在中压カ信号放大、处理単元SC2中，中压カ传感信号端S2连接到第三运算放大器A21的正向输入端；第三运算放大器A21的输出端通过中分离阈值电位器G2与中下拉光稱LC21的输入端和中上提光稱LC22的输入 端连接，再分别以中下拉光耦LC21和中上提光耦LC22的输出端构成中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2。在后压カ信号放大、处理単元SC3中，后压カ传感信号端^连接到第五运算放大器A31的正向输入端；第五运算放大器A31的输出端通过分离阈值电位器G3与下拉光耦LC31的输入端和上提光耦LC32的输入端连接，再分别以下拉光耦LC31和上提光耦LC32的输出端构成后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3。前压カ低值信号和前压カ高值信号通过前压カ低值信号端和前压カ高值信号端ん引入到前电气伺服阀驱动単元VD1，经处理、放大后，形成前电气伺服阀驱动信号，通过前电气伺服阀驱动信号端V1输出。中压カ低值信号和中压カ高值信号通过中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2引入到中电气伺服阀驱动単元VD2，经处理、放大后，形成中电气伺服阀驱动信号，通过中电气伺服阀驱动信号端V2输出。后压カ低值信号和后压カ高值信号通过后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3引入到后电气伺服阀驱动単元VD3，经处理、放大后，形成后电气伺服阀驱动信号，通过后电气伺服阀驱动信号端V3输出。前电气伺服阀驱动単元VD1、中电气伺服阀驱动単元VD2和后电气伺服阀驱动单元VD3均由或门处理电路和运算放大电路组成。在前电气伺服阀驱动単元VDl中，前压カ低值信号端和前压カ高值信号端Id1分别与构成或门的低值信号ニ极管即前或门第一ニ极管D11负极和前或门第二ニ极管D12负极连接，前或门第一ニ极管D11的正极和前或门第二ニ极管D12的正极均与第二运算放大器A12的反相输入端连接，第二运算放大器A12的输出端即作为前电气伺服阀驱动信号端Vl。在中电气伺服阀驱动単元VD2中，中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2分别与构成或门的低值信号ニ极管即中或门第一ニ极管D21负极和中或门第二ニ极管D22负极连接，中或门第一ニ极管D21的正极和中或门第二ニ极管D22的正极均与第四运算放大器A22的反相输入端连接，第四运算放大器A22的输出端即作为中电气伺服阀驱动信号端v2。在后电气伺服阀驱动单元VD3中，后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3分别与构成或门的低值信号ニ极管即后或门第一ニ极管D31负极和后或门第二ニ极管D32负极连接,后或门第一ニ极管D31的正极和后或门第二ニ极管D32的正极均与第六运算放大器A32的反相输入端连接，第六运算放大器A32的输出端即作为后电气伺服阀驱动信号端v3。前压カ低值信号、中压カ低值信号和后压カ低值信号分别通过前压カ低值信号端ai、中压カ低值信号端a2和后压カ低值信号端a3引入到继电器驱动单元JDr，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，通过继电器驱动信号端P。输出到固体继电器J控制端，驱动固体继电器J动作。继电器驱动单元JDr由或门处理电路和运算放大电路组成。前压カ低值信号端B1、中压カ低值信号端a2和后压カ低值信号端a3分别与构成或门的前ニ极管Del负极、中二极管Del负极和后ニ极管De3负极连接,前ニ极管Del的正极、中二极管Del的正极和后ニ极管De3的正极均与驱动运算放大器A62的反相输入端连接，驱动运算放大器A62的输出端即作为继电器驱动信号端P。，与固体继电器J的控制端连接，固体继电器J的继电器常开接点J-I即作为加压泵3. 7电动机M的电源执行开关。在图4所的变形保健床塾自动控制电路结构图中第一运算放大器A11、第三运算放大器A21和第五运算放大器A31合用ー单电源四运放器件芯片；第二运算放大器A12、第四运算放大器A22、第六运算放大器A32和驱动运算放大器A62合用另ー单电源四运放器件芯片。前信号分压电阻R11的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第一运算放大器A11的同相输入端连接；该同相输入连接点作为前压カ传感信号端S1，连接到前压カ传感器3. I. I的等效电阻Rpl的一端，前压カ传感器3. I. I的等效电阻Rpl的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地。前第一工作点分压电阻R12的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第一运算放大器A11的反相输入端连接；该反相输入连接点作为前舒适度调节给定端rgl，连接到11的前联电位器R13的动臂端和零阻端，舒适度调节器3. a的前联电位器R13的另一端连接到信号接地端g。第一运算放大器A11的工作电源正极端与信号处理电路电源端Es连接，第一运算放大器A11的接地端与信号接地端g连接。前下拉光耦LC11的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，前下拉光耦LC11的输入端正极与前分离阈值电位器G1的一静臂连接；前下拉光耦LC11的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，前下拉光率禹LC11的输出端正极连接到前压カ低值信号端a”前分离阈值电位器G1的动臂与第一运算放大器A11的输出端连接；前分离阈值电位器G1的另ー静臂与前上提光耦LC12的输入端负极连接，前上提光耦LC12的输入端正极与前阈值隧道ニ极管TVS1的正极连接；前阈值隧道ニ极管TVS1的负极与信号接地端g连接；前上提光耦LC12的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，前上提光耦LC12的输出端正极连接到前压カ高值信号端ん。前或门第一ニ极管D11的负极和前或门第二ニ极管D12的负极分别连接到前压カ低值信号端S1和前压カ高值信号端b1;前或门第一ニ极管D11的正极和前或门第二ニ极管D12的正极均与前或门下拉电阻R14的一端连接，该连接点连接到第二运算放大器A12的反相输入端；前或门下拉电阻R14的一端接地。前第二工作点上分压电阻R15的一端与执行电源正极端艮连接；前第二工作点上分压电阻R15的另一端与前第二工作点下分压电阻R16的一端连接，该连接点与第二运算放大器A12的同相输入端连接；前第二工作点下分压电阻R16的另一端接地。第二运算放大器A12的工作电源正极端与执行电源正极端Ee连接，第二运算放大器A12的接地端接地。前续流ニ极管D13的正极端与执行电源正极端Ee连接，前续流ニ极管D13的正极端与第二运算放大器A12的输出端连接，该连接点连接到前电气伺服阀驱动、信号端V!。中信号分压电阻R21的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第三运算放大器A21的同相输入端连接；该同相输入连接点作为中压カ传感信号端S2，连接到中压カ传感器3. I. 2的等效电阻Rp2的一端，中压カ传感器3. I. 2的等效电阻Rp2的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地。中第一工作点分压电阻R22的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第三运算放大器A21的反相输入端连接；该反相输入连接点作为中舒适度调节给定端rg2，连接到舒适度调节器3. a的中联电位器R23的动臂端和零阻端，舒适度调节器3. a的中联电位器R23的另一端连接到信号接地端g。第三运算放大器A21的工作电源正极端与信号处理电路电源端も连接，第三运算放大器A21的接地端与信号接地端g连接。中下拉光耦LC21的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，中下拉光耦LC21的输入端正极与中分离阈值电位器G2的一静臂连接；中下拉光耦LC21的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，中下拉光耦LC21的输出端正极连接到中压カ低值信号端a2。中分离阈值电位器G2的动臂与第三运算放大器A21的输出端连接；中分离阈值电位器G2的另ー静臂与中上提光耦LC22的输入端负极连接，中上提光耦LC22的输入端正极与中阈值隧道ニ极管TVS2的正极连 接；中阈值隧道ニ极管TVS2的负极与信号接地端g连接；中上提光耦LC22的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，中上提光耦LC22的输出端正极连接到中压カ高值信号端b2。中或门第一ニ极管D21的负极和中或门第二ニ极管D22的负极分别连接到中压カ低值信号端a2和中压カ高值信号端b2，中或门第一ニ极管D21的正极和中或门第二ニ极管D22的正极均与中或门下拉电阻R24的一端连接，该连接点连接到第四运算放大器A22的反相输入端；中或门下拉电阻R24的一端接地。中第二工作点上分压电阻R25的一端与执行电源正极端艮连接；中第二工作点上分压电阻R25的另一端与中第二工作点下分压电阻R26的一端连接，该连接点与第四运算放大器A22的同相输入端连接；中第二工作点下分压电阻R26的另一端接地。第四运算放大器A22的工作电源正极端与执行电源正极端Ee连接，第四运算放大器A22的接地端接地。中续流ニ极管D23的正极端与执行电源正极端Ee连接，中续流ニ极管D23的正极端与第四运算放大器A22的输出端连接，该连接点连接到中电气伺服阀驱动信号端％。后信号分压电阻R31的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第五运算放大器A31的同相输入端连接；该同相输入连接点作为后压カ传感信号端S3，连接到后压カ传感器3. I. 3的等效电阻Rp3的一端，后压カ传感器3. I. 3的等效电阻Rp3的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地。后第一工作点分压电阻R32的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第五运算放大器A31的反相输入端连接；该反相输入连接点作为后舒适度调节给定端rg3，连接到舒适度调节器3. a的后联电位器R33的动臂端和零阻端，舒适度调节器3. a的后联电位器R33的另一端连接到信号接地端g。第五运算放大器A31的工作电源正极端与信号处理电路电源端も连接，第五运算放大器A31的接地端与信号接地端g连接。后下拉光耦LC31的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，后下拉光耦LC31的输入端正极与后分离阈值电位器G3的一静臂连接；后下拉光耦LC31的输出端负极连接到执行电源正极端氏，后下拉光耦LC31的输出端正极连接到后压カ低值信号端a3。后分离阈值电位器G3的动臂与第五运算放大器A31的输出端连接；后分离阈值电位器G3的另ー静臂与后上提光耦LC32的输入端负极连接，后上提光耦LC32的输入端正极与后阈值隧道ニ极管TVS3的正极连接；后阈值隧道ニ极管TVS3的负极与信号接地端g连接；后上提光耦LC32的输出端负极连接到执行电源正极端艮，后上提光耦LC32的输出端正极连接到后压カ高值信号端b3。

后或门第一ニ极管D31的负极和后或门第二ニ极管D32的负极分别连接到后压カ低值信号端a3和后压カ高值信号端b3，后或门第一ニ极管D31的正极和后或门第二ニ极管D32的正极均与后或门下拉电阻R34的一端连接，该连接点连接到第六运算放大器A32的反相输入端；后或门下拉电阻R34的一端接地。后第二工作点上分压电阻R35的一端与执行电源正极端艮连接；后第二工作点上分压电阻R35的另一端与后第二工作点下分压电阻R36的一端连接，该连接点与第六运算放大器A32的同相输入端连接；后第二工作点下分压电阻R36的另一端接地。第六运算放大器A32的工作电源正极端与执行电源正极端Ee连接，第六运算放大器A32的接地端接地。后续流ニ极管D33的正极端与执行电源正极端Ee连接，后续流ニ极管D33的正极端与第六运算放大器A32的输出端连接，该连接点连接到后电气伺服阀驱动信号端在图5所示的自动控制系统加压泵控制执行电路结构图中驱动或门第一ニ极管Del的负极、驱动或门第二ニ极管De2的负极和驱动或门第三ニ极管！^的负极分别连接到前压カ低值信号端^、中压カ低值信号端a2和后压カ低值信号端a3，驱动或门第一ニ极管Del的正极、驱动或门第二ニ极管De2的正极和驱动或门第三ニ极管De3的正极均与驱动运算放大器A62的反相输入端连接；该反相连接点与驱动信号上分压电阻R63的一端和驱动信号下分压电阻Re4的一端连接；驱动信号上分压电阻Re3的另一端与执行电源正极端Ee连接；驱动信号下分压电阻R64的另一端接地。驱动工作点上分压电阻R65的一端和驱动工作点下分压电阻R66的一端均与驱动运算放大器A62的同相输入端连接；驱动工作点上分压电阻R65的另一端与执行电源正极端E6连接；驱动工作点下分压电阻R66的另一端接地。驱动运算放大器Ae2的工作电源正极端与执行电源正极端Ee连接，驱动运算放大器Ae2的接地端接地。继电器驱动限流电阻R1的一端与执行电源正极端E6连接，继电器驱动限流电阻R1的另ー端连接到固体继电器J的继电器驱动限流端Pe0隔离ニ极管Dj的负极端与驱动运算放大器Α 的输出端连接，该连接点连接到固体继电器J的继电器驱动信号端P。；隔离ニ极管も的负极端与泄压阀续流ニ极管Dv的正极连接，该连接点作为泄压驱动信号端Vx ;泄压阀续流ニ极管Dv的负极接地。在图6所示的自动控制系统工作电源电路结构图中信号处理端滤波电容C1的正极与信号处理电路稳压电源U1输出端正极连接，该连接点作为信号处理电路电源端Es ;信号处理端滤波电容C1的负极接地。驱动端滤波电容C2的正极与信号处理电路稳压电源U1输入端正极及驱动电路稳压电源U2输出端正极连接，该连接点作为执行电源正极端Ee，驱动端滤波电容C2的负极接地。整流端滤波电容C3的正极与驱动电路稳压电源U2输入端正极连接，该连接点与Br整流桥的输出端正极连接；整流端滤波电容C3的负极接地。信号处理电路稳压电源U1的接地端、驱动电路稳压电源U2的接地端和整流桥Br的输出端负极均接地。整流桥Br的两输人端分别连接到电源变压器Tr的两输出端。电源变压器Tr的两输人端作为工作电源变换单元UPS的两市电输入端m、η。
权利要求
1.一种变形保健床垫自动控制装置，其特征是以压控开关-伺服阀控制方式，利用压力感知的压力信号和给定的舒适度信号，通过由信号比较放大、处理、变换、驱动放大、执行单元组成的控制系统，对垫芯的前、中、后三个不同气囊进行充、放气恒压变形控制；整个系统由前、中、后气囊、前、中、后气管、气管束、控制盒和电源线构成；前、中、后气囊平布包裹在床垫体的垫芯衬瓤夹层中，分别通过气管束中的前、中、后气管与控制盒内的前、中、后电气伺服阀相通；控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、电气伺服阀和加压泵；控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源；在控制盒内，前、中、后气管的阀前盒内段分别安装有前、中、后压力传感器；前、中、后电气伺服阀各通过前、中、后气管的阀后段与高压管连通，高压管与加压泵的高压输出口连通；加压泵的低压输出口连通有低压管；在高压管和低压管之间，有安全阀并联贯通； 前、中、后压力传感器的压力信号分别通过前、中、后压力传感信号端引入到前压力信号放大、处理单元、中压力信号放大、处理单元和后压力信号放大、处理单元,经放大、处理后，形成前、中、后压力低值信号和前、中、后压力高值信号输出；前、中、后压力信号放大、处理单元均由比较、运算、放大电路和光耦分离电路组成； 在前、中、后各压力信号放大、处理单元，压力传感信号端连接到运算放大器的正向输入端；运算放大器的输出端通过分离阈值电位器与下拉光耦的输入端和上提光耦的输入端连接，再分别以下拉光耦和上提光耦的输出端构成压力低值信号端和压力高值信号端；前、中、后各压力低值信号和压力高值信号通过各压力低值信号端和压力高值信号端引入到各电气伺服阀驱动单元，经处理、放大后，形成前电气伺服阀驱动信号输出； 前、中、后各电气伺服阀驱动单元均由或门处理电路和运算放大电路组成；在前、中、后各电气伺服阀驱动单元中，压力低值信号端和压力高值信号端分别与构成或门的两只二极管负极连接，两二极管的正极均与运算放大器的反相输入端连接，运算放大器的输出端即作为电气伺服阀驱动信号端； 前、中、后各压力低值信号分别通过前、中、后对应压力低值信号端引入到继电器驱动单元，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，驱动固体继电器动作。
2.根据权利要求I所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在床垫体(I)的垫芯上层衬瓤夹层腰卧部即中前部，平布装嵌扁枕形前气囊(I. I);在床垫体(I)的垫芯上层衬瓤夹层臀卧部即中部，平布装嵌扁枕形中气囊(1.2);在床垫体(I)的垫芯上层衬瓤夹层股卧部即中后部，紧接中气囊(I. 2)平布装嵌扁枕形后气囊(I. 3);气管束(2)中包束有前气管(2. I)、中气管(2. 2)和后气管(2. 3);气管束(2)在控制盒(3)的后端侧面中部引入控制盒(3);在控制盒(3)正面右侧中部，安装有舒适度调节器(3. a);在控制盒(3)正面左侧前部，安装有电源开关(3. b);在控制盒(3)前端侧面中部，引入电源线4); 前气囊(I. I)、中气囊(I.2)、后气囊(I.3)分别通过前气管(2. I)、中气管(2.2)、后气管(2. 3)与控制盒(3)内的前电气伺服阀(3. 2. I)、中电气伺服阀(3. 2. 2)、后电气伺服阀(3. 2. 3)相通；控制盒(3)内装配有控制电路、前压力传感器(3. I. I)、中压力传感器(3. I. 2)、后压力传感器(3. I. 3)、前电气伺服阀(3. 2. I)、中电气伺服阀(3. 2. 2)、后电气伺服阀(3. 2. 3)，加压泵(3. 7)和泄压电气伺服阀(3. 3);加压泵(3. 7)采用微型打气泵；前电气伺服阀(3. 2. I)、中电气伺服阀(3. 2. 2)、后电气伺服阀(3. 2. 3)和泄压电气伺服阀(3. 3)均采用微型负开口单边双通电气伺服阀；在控制盒(3)内，前气管(2. I)、中气管(2. I)和后气管(2. 3)的阀前盒内段分别安装有前压力传感器(3. I. I)、中压力传感器(3. I. 2)、后压力传感器(3. 1.3);泄压电气伺服阀(3.3)以泄压驱动信号端Vx和信号接地端g作为驱动输入端，前电气伺服阀(3. 2. I)以执行电源正极端艮和前电气伺服阀驱动信号端V1作为泄压驱动输入端，中电气伺服阀(3. 2. 2)以执行电源正极端Ee和中电气伺服阀驱动信号端V2作为泄压驱动输入端，后电气伺服阀(3. 2. 3)以执行电源正极端Ee和后电气伺服阀驱动信号端V3作为驱动输入端；前压力传感器(3. I. I)以前压力传感信号端S1和信号接地端g作为压力信号输出端，中压力传感器(3. I. 2)以中压力传感信号端S2和信号接地端g作为压力信号输出端，后压力传感器(3. 1.3)以后压力传感信号端S3和信号接地端g作为压力信号输出端；前电气伺服阀(3. 2. I)、中电气伺服阀(3. 2. 2)、后电气伺服阀(3. 2. 3)各通过前气管(2. I)、中气管(2. 2)、后 气管(2. 3)的阀后段与高压管(3. 5)连通，高压管(3. 5)与加压泵(3. 7)的高压输出口连通； 在前气管(2. I)、气管(2. 3)阀后段与高压管(3. 5)的连通处，再连通一泄压管，该泄压管通过泄压电气伺服阀(3. 3)分为受控段与放空段；加压泵(3. 7)的低压输出口连通有低压管(3. 4)，低压管(3. 4)的另一端接有空气过滤器；在加压泵(3. 7)的近输出口处，高压管(3. 5)和低压管(3. 4)之间，由安全阀(3. 6)将高压管(3. 5)与低压管(3. 4)相贯联，用以发生过压时，从高压管(3. 5)向低压管(3. 4)泄压。
3.根据权利要求I所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是压力信号处理控制电路包括前压力信号放大、处理单元SCI、中压力信号放大、处理单元SC2和后压力信号放大、处理单元SC3，伺服阀驱动电路包括前电气伺服阀驱动单元VD1、中电气伺服阀驱动单元VD2和后电气伺服阀驱动单元VD3，加压泵控制执行电路包括继电器驱动单元JDr、固体继电器J和加压泵(3. 7 )的电动机M，工作电源电路包括工作电源变换单元UPS和电源开关(3. b);前压力传感器(3. I. I)通过前压力传感信号端S1和信号接地端g与前压力信号放大、处理单元SCl连接，中压力传感器(3. I. 2)通过中压力传感信号端S2和信号接地端g与中压力信号放大、处理单元SC2连接，后压力传感器(3. I. 3)通过后压力传感信号端S3和信号接地端g与后压力信号放大、处理单元SC3连接；同轴三联电位器即舒适度调节器(3. a)的前联电位器动臂端和零阻端均连接到前压力信号放大、处理单元SCl的前舒适度调节给定端rgl，同轴三联电位器即舒适度调节器(3. a)的中联电位器动臂端和零阻端均连接到中压力信号放大、处理单元SC2的中舒适度调节给定端rg2，同轴三联电位器即舒适度调节器(3. a)的后联电位器动臂端和零阻端均连接到后压力信号放大、处理单元SC3的后舒适度调节给定端rg3，同轴三联电位器即舒适度调节器(3. a)的各联高阻端均连接到信号接地端g ;前压力信号放大、处理单元SCl通过前压力低值信号端和前压力高值信号端h与前电气伺服阀驱动单元VDl连接；中压力信号放大、处理单元SC2通过中压力低值信号端&2和中压力高值信号端b2与中电气伺服阀驱动单元VD2连接；后压力信号放大、处理单元SC3通过后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3与后电气伺服阀驱动单元VD3连接；同时，前压力信号放大、处理单元SCl通过前压力低值信号端和前压力高值信号端匕，中压力信号放大、处理单元SC2通过中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2，后压力信号放大、处理单元SC3通过后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3，均连接到继电器驱动单元JDr ;前电气伺服阀(3. 2. I)的电磁线圈通过前电气伺服阀驱动信号端V1和执行电源正极端Ee与前电气伺服阀驱动单元VDl连接，中电气伺服阀(3. 2. 2)的电磁线圈通过中电气伺服阀驱动信号端V2和执行电源正极端Ee与中电气伺服阀驱动单元VD2连接，后电气伺服阀(3. 2. 3)的电磁线圈通过后电气伺服阀驱动信号端V3和执行电源正极端Ee与后电气伺服阀驱动单元VD3连接；泄压电气伺服阀(3. 3)的电磁线圈通过泄压驱动信号端Vx和信号接地端g与继电器驱动单元JDr连接；继电器驱动单元JDr通过继电器驱动限流端Pe和继电器驱动信号端P。与固体继电器J连接；固体继电器J的继电器常开接点J-I与加压泵(3.7)的电动机M相串联，该串联支路跨接在电源开关(3. b)的两输出接点之间；工作电源 变换单元UPS的两市电输入端m、n跨接在电源开关(3.b)的两输出接点之间； 前压力传感器(3. I. I)的压力信号通过前压力传感信号端S1引入到前压力信号放大、处理单元SC1，经放大、处理后，形成前压力低值信号和前压力高值信号，通过前压力低值信号端％和前压力高值信号端Id1输出；中压力传感器(3. I. 2)的压力信号通过中压力传感信号端S2引入到中压力信号放大、处理单元SC2，经放大、处理后，形成中压力低值信号和中压力高值信号，通过中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2输出；后压力传感器(3. I. 3)的压力信号通过后压力传感信号端V3引入到后压力信号放大、处理单元SC3，经放大、处理后，形成后压力低值信号和后压力高值信号，通过后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3输出； 前压力信号放大、处理单元SCI、中压力信号放大、处理单元SC2和后压力信号放大、处理单元SC3均由比较、运算、放大电路和光耦分离电路组成； 在前压力信号放大、处理单元SCl中，前压力传感信号端S1连接到第一运算放大器A11的正向输入端；第一运算放大器A11的输出端通过前分离阈值电位器G1与前下拉光I禹LC11的输入端和上提光耦LC12的输入端连接，再分别以前下拉光耦LC11和上提光耦LC12的输出端构成前压力低值信号端和前压力高值信号端Id1 ;在中压力信号放大、处理单元SC2中，中压力传感信号端S2连接到第三运算放大器A21的正向输入端；第三运算放大器A21的输出端通过中分离阈值电位器G2与中下拉光耦LC21的输入端和中上提光耦LC22的输入端连接，再分别以中下拉光耦LC21和中上提光耦LC22的输出端构成中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2 ;在后压力信号放大、处理单元SC3中，后压力传感信号端V3连接到第五运算放大器A31的正向输入端；第五运算放大器A31的输出端通过分离阈值电位器G3与下拉光率禹LC31的输入端和上提光耦LC32的输入端连接，再分别以下拉光耦LC31和上提光耦LC32的输出端构成后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3 ； 第一运算放大器An、第三运算放大器A21和第五运算放大器A31合用一单电源四运放器件芯片。
4.根据权利要求I或3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在伺服阀驱动电路中，前压力低值信号和前压力高值信号通过前压力低值信号端和前压力高值信号端匕引入到前电气伺服阀驱动单元VD1，经处理、放大后，形成前电气伺服阀驱动信号，通过前电气伺服阀驱动信号端V1输出；中压力低值信号和中压力高值信号通过中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2引入到中电气伺服阀驱动单元VD2，经处理、放大后，形成中电气伺服阀驱动信号，通过中电气伺服阀驱动信号端V2输出；后压力低值信号和后压力高值信号通过后压力低值信号端a3和后压力高值信号端匕引入到后电气伺服阀驱动单元VD3，经处理、放大后，形成后电气伺服阀驱动信号，通过后电气伺服阀驱动信号端V3输出；前电气伺服阀驱动单元VD1、中电气伺服阀驱动单元VD2和后电气伺服阀驱动单元VD3均由或门处理电路和运算放大电路组成； 在前电气伺服阀驱动单元VDl中，前压力低值信号端和前压力高值信号端Id1分别与构成或门的低值信号二极管即前或门第一二极管D11负极和前或门第二二极管D12负极连接，前或门第一二极管D11的正极和前或门第二二极管D12的正极均与第二运算放大器A12的反相输入端连接，第二运算放大器A12的输出端即作为前电气伺服阀驱动信号端V1 ;在中电气伺服阀驱动单元VD2中 ，中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2分别与构成或门的低值信号二极管即中或门第一二极管D21负极和中或门第二二极管D22负极连接，中或门第一二极管D21的正极和中或门第二二极管D22的正极均与第四运算放大器A22的反相输入端连接，第四运算放大器A22的输出端即作为中电气伺服阀驱动信号端V2 ;在后电气伺服阀驱动单元VD3中，后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3分别与构成或门的低值信号二极管即后或门第一二极管D31负极和后或门第二二极管D32负极连接,后或门第一二极管D3I的正极和后或门第二二极管D32的正极均与第六运算放大器A32的反相输入端连接，第六运算放大器A32的输出端即作为后电气伺服阀驱动信号端V3 ； 前压力低值信号、中压力低值信号和后压力低值信号分别通过前压力低值信号端％、中压力低值信号端a2和后压力低值信号端a3引入到继电器驱动单元JDr，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，通过继电器驱动信号端P。输出到固体继电器J控制端，驱动固体继电器J动作； 继电器驱动单元JDr由或门处理电路和运算放大电路组成；前压力低值信号端B1、中压力低值信号端a2和后压力低值信号端a3分别与构成或门的前二极管Del负极、中二极管Del负极和后二极管De3负极连接,前二极管Del的正极、中二极管Del的正极和后二极管De3的正极均与驱动运算放大器A62的反相输入端连接，驱动运算放大器A62的输出端即作为继电器驱动信号端P。，与固体继电器J的控制端连接，固体继电器J的继电器常开接点J-I即作为加压泵(3. 7)电动机M的电源执行开关； 第二运算放大器A12、第四运算放大器A22、第六运算放大器A32和驱动运算放大器A62合用一单电源四运放器件芯片。
5.根据权利要求I或3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是继电器驱动单元JDr由或门处理电路和运算放大电路组成；前压力低值信号、中压力低值信号和后压力低值信号分别通过前压力低值信号端a:、中压力低值信号端a2和后压力低值信号端a3引入到继电器驱动单元JDr，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，通过继电器驱动信号端P。输出到固体继电器J控制端，驱动固体继电器J动作； 前压力低值信号端、中压力低值信号端a2和后压力低值信号端a3分别与构成或门的前二极管Dejl负极、中二极管Dejl负极和后二极管Dej3负极连接,前二极管Dejl的正极、中二极管Del的正极和后二极管De3的正极均与驱动运算放大器Ae2的反相输入端连接，驱动运算放大器Ae2的输出端即作为继电器驱动信号端p。，与固体继电器J的控制端连接，固体继电器J的继电器常开接点J-I即作为加压泵(3. 7)电动机M的电源执行开关； 驱动或门第一二极管D61的负极、驱动或门第二二极管D62的负极和驱动或门第三二极管De3的负极分别连接到前压力低值信号端&1、中压力低值信号端a2和后压力低值信号端a3，驱动或门第一二极管Del的正极、驱动或门第二二极管De2的正极和驱动或门第三二极管De3的正极均与驱动运算放大器Ae2的反相输入端连接；该反相连接点与驱动信号上分压电阻R63的一端和驱动信号下分压电阻R64的一端连接；驱动信号上分压电阻R63的另一端与执行电源正极端Ee连接；驱动信号下分压电阻Re4的另一端接地；驱动工作点上分压电阻Re5的一端和驱动工作点下分压电阻R66的一端均与驱动运算放大器A62的同相输入端连接；驱动工作点上分压电阻Re5的另一端与执行电源正极端Ee连接；驱动工作点下分压电阻Re6的另一端接地；驱动运算放大器Ae2的工作电源正极端与执行电源正极端Ee连接，驱动运算放大器A62的接地端接地；继电器驱动限流电阻R1的一端与执行电源正极端E6连接，继电器驱动限流电阻Rj的另一端连接到固体继电器J的继电器驱动限流端Pe ;隔离二极管Dj的负极端与驱动运算放大器A62的输出端连接，该连接点连接到固体继电器J的继电器驱动信号端P。；隔离二极管D1的负极端与泄压阀续流二极管Dv的正极连接，该连接点作为泄压驱动信号端Vx ;泄压阀续流二极管Dv的负极接地。
6.根据权利要求I或3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在前压力信号放大、处理单元SCl中，前信号分压电阻R11的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第一运算放大器A11的同相输入端连接；该同相输入连接点作为前压力传感信号端S1，连接到前压力传感器(3. I. I)的等效电阻Rpl的一端，前压力传感器(3. I. I)的等效电阻Rpl的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地；前第一工作点分压电阻R12的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第一运算放大器A11的反相输入端连接；该反相输入连接点作为前舒适度调节给定端rgl，连接到舒适度调节器(3. a)的前联电位器R13的动臂端和零阻端，舒适度调节器(3. a)的前联电位器R13的另一端连接到信号接地端g ;第一运算放大器A11的工作电源正极端与信号处理电路电源端Es连接，第一运算放大器A11的接地端与信号接地端g连接；前下拉光耦LC11的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，前下拉光稱LC11的输入端正极与前分离阈值电位器G1的一静臂连接；前下拉光稱LC11的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，前下拉光耦LC11的输出端正极连接到前压力低值信号端ai ；前分离阈值电位器G1的动臂与第一运算放大器A11的输出端连接；前分离阈值电位器G1的另一静臂与前上提光耦LC12的输入端负极连接，前上提光耦LC12的输入端正极与前阈值隧道二极管TVS1的正极连接；前阈值隧道二极管TVS1的负极与信号接地端g连接；前上提光耦LC12的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，前上提光耦LC12的输出端正极连接到前压力高值信号端匕； 前或门第一二极管D11的负极和前或门第二二极管D12的负极分别连接到前压力低值信号端S1和前压力高值信号端Id1，前或门第一二极管D11的正极和前或门第二二极管D12的正极均与前或门下拉电阻R14的一端连接，该连接点连接到第二运算放大器A12的反相输入端；前或门下拉电阻R14的一端接地；前第二工作点上分压电阻R15的一端与执行电源正极端艮连接；前第二工作点上分压电阻R15的另一端与前第二工作点下分压电阻R16的一端连接，该连接点与第二运算放大器A12的同相输入端连接；前第二工作点下分压电阻R16的另一端接地；第二运算放大器A12的工作电源正极端与执行电源正极端氏连接，第二运算放大器A12的接地端接地；前续流二极管D13的正极端与执行电源正极端Ee连接，前续流二极管D13的正极端与第二运算放大器A12的输出端连接，该连接点连接到前电气伺服阀驱动信号端Vl。
7.根据权利要求I或3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在中压力信号放大、处理单元SC2中，中信号分压电阻R21的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第三运算放大器A21的同相输入端连接；该同相输入连接点作为中压力传感信号端S2，连接到中压力传感器(3. I. 2)的等效电阻Rp2的一端，中压力传感器(3. I. 2)的等效电阻Rp2的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地；中第一工作点分压电阻R22的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第三运算放大器A21的反相输入端连接；该反相输入连接点作为中舒适度调节给定端rg2，连接到舒适度调节器(3. a)的中联电位器R23的动臂端和零阻端，舒适度调节器(3. a)的中联电位器R23的另一端连接到信号接地端g ;第三运算放大器A21的工作电源正极端与信号处理电路电源端Es连接，第三运算放大器A21的接地端与信号接地端g连接；中下拉光耦LC21的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，中下拉光I禹LC21的输入端正极与中分离阈值电位器G2的一静臂连接；中下拉光I禹LC21的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，中下拉光耦LC21的输出端正极连接到中压力低值信号端a2 ；中分离阈值电位器G2的动臂与第三运算放大器A21的输出端连接；中分离阈值电位器G2的另一静臂与中上提光耦LC22的输入端负极连接，中上提光耦LC22的输入端正极与中阈值隧道二极管TVS2的正极连接；中阈值隧道二极管TVS2的负极与信号接地端g连接；中上提光耦LC22的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，中上提光耦LC22的输出端正极连接到中压力高值信号端b2 ； 中或门第一二极管D21的负极和中或门第二二极管D22的负极分别连接到中压力低值信号端a2和中压力高值信号端b2，中或门第一二极管D21的正极和中或门第二二极管D22的正极均与中或门下拉电阻R24的一端连接，该连接点连接到第四运算放大器A22的反相输入端；中或门下拉电阻R24的一端接地；中第二工作点上分压电阻R25的一端与执行电源正极端Ee连接；中第二工作点上分压电阻R25的另一端与中第二工作点下分压电阻R26的一端连接，该连接点与第四运算放大器A22的同相输入端连接；中第二工作点下分压电阻R26的另一端接地；第四运算放大器A22的工作电源正极端与执行电源正极端氏连接，第四运算放大器A22的接地端接地；中续流二极管D23的正极端与执行电源正极端Ee连接，中续流二极管D23的正极端与第四运算放大器A22的输出端连接，该连接点连接到中电气伺服阀驱动信号端v2。
8.根据权利要求I或3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在后压力信号放大、处理单元SC3中，后信号分压电阻R31的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第五运算放大器A31的同相输入端连接；该同相输入连接点作为后压力传感信号端S3，连接到后压力传感器(3. I. 3)的等效电阻Rp3的一端，后压力传感器(3. I. 3)的等效电阻Rp3的另一端连接到信号接地端g ;信号接地端g接地；后第一工作点分压电阻R32的一端与信号处理电路电源端Es连接，另一端与第五运算放大器A31的反相输入端连接；该反相输入连接点作为后舒适度调节给定端rg3，连接到舒适度调节器(3. a)的后联电位器R33的动臂端和零阻端，舒适度调节器(3. a)的后联电位器R33的另一端连接到信号接地端g ;第五运算放大器A31的工作电源正极端与信号处理电路电源端Es连接，第五运算放大器A31的接地端与信号接地端g连接；后下拉光耦LC31的输入端负极连接到信号处理电路电源端Es，后下拉光稱LC31的输入端正极与后分离阈值电位器G3的一静臂连接；后下拉光稱LC31的输出端负极连接到执行电源正极端Ee，后下拉光耦LC31的输出端正极连接到后压力低值信号端a3 ；后分离阈值电位器G3的动臂与第五运算放大器A31的输出端连接；后分离阈值电位器G3的另一静臂与后上提光耦LC32的输入端负极连接，后上提光耦LC32的输入端正极与后阈值隧道二极管TVS3的正极连接；后阈值隧道二极管TVS3的负极与信号接地端g连接；后上提光、、、、耦LC32的输出端负极连接到执行电源正极端艮，后上提光耦LC32的输出端正极连接到后压力高值信号端b3; 后或门第一二极管D31的负极和后或门第二二极管D32的负极分别连接到后压力低值信号端a3和后压力高值信号端b3，后或门第一二极管D31的正极和后或门第二二极管D32的正极均与后或门下拉电阻R34的一端连接，该连接点连接到第六运算放大器A32的反相输入端；后或门下拉电阻R34的一端接地；后第二工作点上分压电阻R35的一端与执行电源正极端Ee连接；后第二工作点上分压电阻R35的另一端与后第二工作点下分压电阻R36的一端连接，该连接点与第六运算放大器A32的同相输入端连接；后第二工作点下分压电阻R36的另一端接地；第六运算放大器A32的工作电源正极端与执行电源正极端氏连接，第六运算放大器A32的接地端接地；后续流二极管D33的正极端与执行电源正极端Ee连接，后续流二极管D33的正极端与第六运算放大器A32的输出端连接，该连接点连接到后电气伺服阀驱动信号端v3。
9.根据权利要求3所述的变形保健床垫自动控制装置，其特征是在工作电源变换单元UPS中，信号处理端滤波电容C1的正极与信号处理电路稳压电源U1输出端正极连接，该连接点作为信号处理电路电源端Es ;信号处理端滤波电容C1的负极接地；驱动端滤波电容C2的正极与信号处理电路稳压电源U1输入端正极及驱动电路稳压电源U2输出端正极连接，该连接点作为执行电源正极端Ee，驱动端滤波电容C2的负极接地；整流端滤波电容C3的正极与驱动电路稳压电源U2输入端正极连接，该连接点与Br整流桥的输出端正极连接；整流端滤波电容C3的负极接地；信号处理电路稳压电源U1的接地端、驱动电路稳压电源U2的接地端和整流桥Br的输出端负极均接地；整流桥Br的两输人端分别连接到电源变压器Tr的两输出端；电源变压器Tr的两输人端作为工作电源变换单元UPS的两市电输入端m、n。
全文摘要
一种变形保健床垫自动控制装置。它采用压控开关-伺服阀控制方式，通过压力控制系统，对床垫的不同部位气囊进行充、放气恒压变形控制。变形保健床垫的垫芯主体由前气囊、中气囊、后气囊、前气管、中气管、后气管、控制盒和电源线构成。自动控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、伺服阀和加压泵；控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源。
文档编号A47C27/10GK102662416SQ20121014920
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者屈百达 申请人:江南大学