一种充气床垫的气压检测与控制装置的制作方法

本发明属于控制与检测技术领域，具体涉及一种充气床垫的气压检测与控制装置。

背景技术：

充气床垫是经过充气后膨胀体积变大的一种床垫，具有很强柔韧性和弹性。充气床垫在使用过程中具有不容易变形、舒适、便宜、收纳方便等特点，更因其pvc材质制作，具有极强的柔韧性并富有弹性，能承受极重的压力毫无损坏而广受欢迎。

目前，由于充气床垫的材质多采用pvc，在充气时容易产生各处压力不均衡的现象；由于气温下降，充气床垫在使用过程中会出现自然漏气现象，床身会变软，需要进行定时补气。且充气床垫在任何时候都不能充气过足，否则容易出现床垫内拉带超负荷工作造成断裂、鼓包等现象。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种充气床垫的气压检测与控制装置，实现对充气床垫内部压力进行的实时监测和控制，进而保证充气床垫的正常气压，充气时保证达到预设值。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种充气床垫的气压检测与控制装置，该装置包括执行模块和检测与控制模块，其中执行模块包括气泵、马达和充气床垫，执行模块是通过检测与控制模块的计算机控制信号输出，传到气泵，马达运转，从而实现对充气床垫进行充气和抽气的动作；马达是气泵的驱动元件，充气或抽气时，气泵内的马达工作，向充气床垫内通入或抽出气体；检测与控制模块包括气压检测装置、信息采集装置和无线接收装置，其中气压检测装置包括压力传感器、射频接收器、微控制器和天线；压力传感器是采用电容式压力传感器，分别设置在充气床垫内压力最小的各边中间和中心处，用于直接测量出充气床垫内部气压的大小，压力检测装置是通过检测充气床垫内的气压并将气压信号传到控制电路进行控制；信息采集装置为直接主动式，其包括采集端和接收端，采集端是安装在充气床垫里的单片机，接收端是rf接收器，单片机与检测与控制模块的计算机相连，并共同对所采集的信号进行分析处理进而控制执行模块；采用射频传输作为数据传输方式，射频发射器将信号调制发射，射频接收器接收信号并解调，其工作过程无须光学可视就能同时识别多个射频卡，从而完成数据传输功能，且无须人工操作即能够完成识别任务；无线接收装置包括无线接收器和天线，无线接收器采用mc33594型射频接收器，其用于接收来自射频发射器的信号，不需要过多的外部元件和射频调节；天线采用单端螺旋天线，其将射频发射器的电信号转换转化为电波信号向空间辐射，同时也能够将空间的电波信号接收并转化为电信号输送到射频接收器。

所述检测与控制模块是利用安装在充气床垫里的单片机，将压力传感器测量的气压信号调制后通过无线射频发射器发射出去；信息接收端将所接收的电波信号解调再传入单片机处理及计算机对此信号进行分析后输出相关控制脉冲信号，通过数字接口传输出来，经d/a转换，数字信号转换成模拟信号，信号被放大传输到执行模块，从而控制执行元件进行动作，使气泵完成对床垫的充气和放气动作，当气压低于预设值时，计算机发送控制指令给执行模块，执行模块接收到控制指令时开始运转，进行充气；当气压达到预设值时，停止充气。

本发明相对比现有技术的有益效果：

本发明相对于传统检测，本发明在充气口设置一个传感器的来检测充气床垫内部气压，并在充气床垫内部设置了环状多点多传感器，以达到检测的充气床垫各个部位的实际压强的目的；并通过无线传输和接收的方式传到控制系统对信号进行处理，再传送到执行元件进行充气或抽气。所述无线传输的信号是传感器检测和采集，采用射频技术作为数据传输传输方式进行无线发送。所述射频技术可以同时识别多个射频卡，完成数据传输功能。本发明采用电容式压力传感器可在工作环境恶劣下工作，其性能更加稳定，系统误差小。因此，本发明大大提高了充气床垫气压检测与控制系统的工作执行的准确性、可靠性和稳定性，实现了床体内部压强的实时检测与控制。

附图说明

图1为本发明装置中充气床垫的结构示意图。

图中标记：1-床体；2-压力检测器；3-马达。

图2为本发明装置中执行模块的工作原理图。

图中标记：3-马达；4-气泵；5-气管；6-单向阀；7-充气床垫。

图3为本发明中电容式压力传感器的检测位置布置图。

图中标记：8-电容式压力传感器。

图4为本发明装置的信号处理流程图。

图5为本发明装置的控制系统流程图。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

充气床垫的气压检测与控制系统主要工作过程：充气床垫系统包括床体1、压力检测器2和马达3。马达3是气泵的驱动器件；压力检测器2是检测压力的器件。充气或抽气时，气泵内的马达工作向床垫内通入或抽出气体，与此同时，压力检测器检测到床垫内的气压并将气压信号传到控制电路进行控制。

传到气泵4，马达3运转，对充气床垫7进行充气和抽气的动作。抽气时，连通器的阀门被大气的气压冲开，气体进入气筒，而向轮胎中打气时，阀门又被气筒内的气压关闭，气体就进入了充气床垫8中。电容式压力传感器9安装在在充气床垫8内。

检测与控制模块的主要工作过程：计算机控制信号输出，传到气泵4，马达3运转，对充气床垫7进行充气和抽气的动作。抽气时，连通器的阀门被大气的气压冲开，气体进入气筒，而向轮胎中打气时，阀门又被气筒内的气压关闭，气体就进入了充气床垫7中。电容式压力传感器8安装在在充气床垫7内直接接触到气垫床中的气压，并将测量的气压信号调制后通过无线射频发射器发射出去；信息接收端将所接收的电波信号解调再传入单片机处理及计算机对此信号进行分析后输出相关控制脉冲信号，通过数字接口传输出来，经d/a转换，数字信号转换成模拟信号，信号被放大传输到执行机构，控制执行元件进行动作，使气泵4完成对充气床垫7的充气和放气动作。当气压低于预设值时，计算机发送控制指令给执行机构，执行机构接收到控制指令时开始运转，进行充气。当气压达到预设值时停止充气。

本实施例结合图3来说明本发明的信号处理流程图：装在充气床垫里的无线传感器即电容式压力传感器8在检测到床垫内部实际气压时，将压力信号传送到传感器电路，对模拟信号进行放大、滤波、调制、解调等处理，再经a/d转换，转换成方便计算机处理的数字信号，通过数字接口传输到计算机对其进行进一步的处理。

本实施例结合图4来说明本发明的控制系统流程图：计算机的控制信号处理好，通过数字接口传输出来，经d/a转换，数字信号转换成模拟信号，信号被放大传输到执行机构，控制执行元件进行动作，使气泵4完成对充气床垫7的充气和放气动作。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种充气床垫的气压检测与控制装置。该装置包括执行模块和检测与控制模块。执行模块包括气泵、马达和充气床垫，检测与控制模块包括气压检测装置、信息采集装置和无线接收装置。气压检测装置通过在充气口设置一个传感器来检测充气床垫内部气压，并在充气床垫内部设置了环状多点多传感器，以达到检测的充气床垫各个部位的实际压强的目的，通过无线传输和接收的方式传到控制系统对信号进行处理，再传送到执行元件进行充气或抽气动作。本发明大大提高了充气床垫气压检测与控制装置的工作执行的准确性、可靠性和稳定性，实现了床体内部压强的实时检测与控制。

技术研发人员：李稳;秦建华;王敦球;邓晨韵;蒋芳明
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2017.11.30
技术公布日：2018.03.16