專利名稱：變形保健床墊自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本 發明涉及一種家電控制裝置一一種可以使保健床墊自動改變表面形狀的控制系統。
背景技術：
目前，公知的床墊，不論是何種材料和結構的，均表面固定形狀形式，它們的共同特征是或者不能變形或只能微小變形，或者只可被動變形但形變受限，而又是睡臥者本人力所不能為的。對于可波動變形的，盡管可以通過身體不同部位的臥壓，來調整床墊表面的形狀，但還是遠遠不能滿足睡臥者健康睡姿的要求。當睡臥者仰臥時，床墊表面不能臥壓得如所希望的曲線形狀；而睡臥者側臥時，又不能被及時改變成應有的適合曲線形狀。久而久之，以腰椎變形為主要根源的多種疾病隱患逐漸積累，造成了腰椎、脊椎、腰、背、四肢等的各種不適或病癥。因此，為從根源上消除上述病因，必須改善當前床墊工作方式。這就需要改造當前供睡眠者睡臥的床墊，即讓床墊的形狀或不同部位高度隨著睡臥用者的不同睡姿，自動地按睡姿希望而同步變化。而控制并實現這種變化的，就是它的控制裝置。但目前公知的控制裝置并不能直接應用，特別是對性價比要求很高的產品中。因此，設計、研發一種適用于自動變形保健床墊的高性價比控制裝置，就成為一個亟待解決的問題。

發明內容
為實現床墊的形狀或不同部位高度隨著睡臥者的不同睡姿，自動地按睡姿希望而同步變化，不斷地自動調整睡臥者的頭、頸、肩、背、腰、胯、臀、腿、膝蓋及腳等受壓程度，即保持睡眠者臥壓部位舒適的狀態，本發明提供一種變形保健床墊自動控制裝置。它采用壓控開關-伺服閥控制方式，通過壓力控制系統，對床墊的不同部位氣囊進行充、放氣恒壓變形控制。變形保健床墊的墊芯主體由前氣囊、中氣囊、后氣囊、前氣管、中氣管、后氣管、控制盒和電源線構成。自動控制裝置安裝在控制盒內，盒內裝配有控制電路、壓力傳感器、伺服閥和加壓泵；控制電路由壓力信號處理控制電路、伺服閥驅動電路、加壓泵控制執行電路和工作電源電路組成，通過電源線引入市電電源。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是以壓控開關-伺服閥控制方式，利用壓力感知的壓力信號和給定的舒適度信號，通過由信號比較放大、處理、變換、驅動放大、執行單元組成的控制系統，對墊芯的前、中、后三個不同氣囊進行充、放氣恒壓變形控制。整個系統由前、中、后氣囊、前、中、后氣管、氣管束、控制盒和電源線構成。前、中、后氣囊平布包裹在床墊體的墊芯襯瓤夾層中，分別通過氣管束中的前、中、后氣管與控制盒內的前、中、后電氣伺服閥相通。控制裝置安裝在控制盒內，盒內裝配有控制電路、壓力傳感器、電氣伺服閥和加壓泵。控制電路由壓力信號處理控制電路、伺服閥驅動電路、加壓泵控制執行電路和工作電源電路組成，通過電源線引入市電電源。在控制盒內，前、中、后氣管的閥前盒內段分別安裝有前、中、后壓力傳感器；前、中、后電氣伺服閥各通過前、中、后氣管的閥后段與高壓管連通，高壓管與加壓泵的高壓輸出口連通；加壓泵的低壓輸出口連通有低壓管；在高壓管和低壓管之間，有安全閥并聯貫通。前、中、后壓カ傳感器的壓カ信號分別通過前、中、后壓カ傳感信號端引入到前壓力信號放大、處理單元、中壓カ信號放大、處理單元和后壓カ信號放大、處理單元，經放大、處理后，形成前、中、后壓カ低值信號和前、中、后壓カ高值信號輸出。前、中、后壓カ信號放大、處理単元均由比較、運算、放大電路和光耦分離電路組成。在前、中、后各壓カ信號放大、處理単元，壓カ傳感信號端連接到運算放大器的正向輸入端；運算放大器的輸出端通過分離閾值電位器與下拉光耦的輸入端和上提光耦的輸入端連接，再分別以下拉光耦和上提光耦的輸出端構成壓カ低值信號端和壓カ高值信號端。前、中、后各壓カ低值信號和壓カ高值信號通過各壓カ低值信號端和壓カ高值信號端引 入到各電氣伺服閥驅動単元，經處理、放大后，形成前電氣伺服閥驅動信號輸出。前、中、后各電氣伺服閥驅動単元均由或門處理電路和運算放大電路組成。在前、中、后各電氣伺服閥驅動単元中，壓カ低值信號端和壓カ高值信號端分別與構成或門的兩只ニ極管負極連接，兩ニ極管的正極均與運算放大器的反相輸入端連接，運算放大器的輸出端即作為電氣伺服閥驅動信號端。前、中、后各壓カ低值信號分別通過前、中、后對應壓カ低值信號端引入到繼電器驅動單元，經處理、放大后，形成繼電器驅動信號，驅動固體繼電器動作。當前(、中或后)氣囊壓カ低于低限值，而后(、中或前)氣囊壓カ處于高、低限值之間時，前(、中或后)壓カ傳感信號通過前(、中或后)壓カ傳感信號端子，經前(、中或后)壓カ信號放大、處理単元的放大、處理，形成升高的前(、中或后)壓カ低值信號，而后(、中或前)壓カ低值信號仍為零值或低于閾值狀態，該信號經電氣伺服閥驅動単元處理、放大，控制前(、中或后)電氣伺服閥開通，而后(、中或前)電氣伺服閥保持關斷；同時，升高的前(、中或后)壓カ低值信號通過其壓カ低值信號端送入繼電器驅動單元，經繼電器驅動單元的處理、放大，驅動繼電器，接通開啟加壓泵電動機，帶動加壓泵為高壓管加壓。高壓管壓力升高一前(、中或后)氣囊壓力升高一前(、中或后)氣囊膨起；當前(、中或后)氣囊壓カ達到或高于低限值時，前(、中或后)壓カ傳感信號通過前(、中或后)壓カ信號放大、處理単元的放大、處理，形成零值或低于閾值的前(、中或后)壓カ低值信號，該信號不能開啟前(、中或后)電氣伺服閥驅動単元一控制前(、中或后)電氣伺服閥關斷，保持系統當前壓カ和氣囊形態；同時，零值或低于閾值的前、后壓カ低值信號不能開啟繼電器驅動單元一繼電器關斷一加壓泵關停。當前(、中或后)氣囊壓力高于高限值，而后(、中或前)氣囊壓カ處于高、低限值之間時，前(、中或后)壓カ傳感信號通過前(、中或后)壓カ傳感信號端子，經前(、中或后)壓カ信號放大、處理単元的放大、處理，形成升高的前(、中或后)壓カ高值信號，而后(、中或前)壓カ高值信號仍為零值或低于閾值狀態，該信號經前電氣伺服閥驅動単元處理、放大，控制前(、中或后)電氣伺服閥開通，而后(、中或前)電氣伺服閥保持關斷；同時，降低的前(、中或后)壓カ低值信號通過其壓カ低值信號端送入繼電器驅動單元，經繼電器驅動單元的處理、放大，控制泄壓電氣伺服閥開通，使得高壓管通過泄壓電氣伺服閥泄壓。高壓管壓力降低一氣管壓力降低一前(、中或后)氣囊壓力降低一前(、中或后)氣囊收落；當前(、中或后)氣囊壓力降低達到或低于高限值時，前(、中或后)壓カ傳感信號通過前(、中或后)壓カ信號放大、處理単元的放大、處理，形成零值或低于閾值的前(、中或后)壓カ高值信號，該信號不能開啟電氣伺服閥驅動単元一控制電氣伺服閥關斷，保持系統當前壓カ和氣囊形態。本發明的有益效果是在實現床墊表面不同部位在按舒適度需要調整高度的同時，可根據墊面受壓情況自動地改變形狀，從而使睡臥者毫無憂慮地變換睡姿，即徹底消除了由于床墊形態不能與睡姿同步變化而導致各種疾病的源頭。控制裝置集氣動控制系統和控制系統電路于一體，使用安全、可靠，操作簡單、方便。另外，由于系統整潔、結構簡單而極易標準化，可以以不同形式，作為醫院、家庭等床上配套用品，予以批量生產。


下面結合附圖所示的實施例對本發明進ー步說明。圖I是本發明的一個實施例——變形保健床墊的整體構成示意圖。圖2是變形保健床墊的氣動控制系統結構圖。
圖3是變形保健床墊的自動控制系統電路接線圖。圖4是變形保健床墊的自動控制電路結構圖。圖5是本自動控制系統的加壓泵控制執行電路結構圖。圖6是本自動控制系統的工作電源電路結構圖。在圖I飛中1.床墊體，I. I.前氣囊，I. 2.中氣囊，I. 3.后氣囊，2.氣管束，2. I.前氣管，2. 2.中氣管，2. 3.后氣管，3.控制盒，3. a.舒適度調節器，3. b.電源開關，3. I. I.前壓カ傳感器，3. I. 2.中壓カ傳感器，3. I. 3.后壓カ傳感器，3. 2. I.前電氣伺服閥，3. 2. 2.中電氣伺服閥，3. 2. 3.后電氣伺服閥，3. 3.泄壓電氣伺服閥，3. 4.低壓管，3. 5.高壓管，3.6.安全閥，3. 7.加壓泵，4.電源線。在圖2飛中M為電動機；vx為泄壓驅動信號端，g為信號接地端，Ee為執行電源正極端，V1為前電氣伺服閥驅動信號端，V2為中電氣伺服閥驅動信號端，V3為后電氣伺服閥驅動信號端，S1為前壓カ傳感信號端，S2為中壓カ傳感信號端，S3為后壓カ傳感信號端。在圖3、中rgl為前舒適度調節給定端,rg2為中舒適度調節給定端,rg3為后舒適度調節給定端，SCl為前壓力信號放大、處理單元，SC2為中壓力信號放大、處理單元，SC3為后壓カ信號放大、處理単元，B1為前壓カ低值信號端，Id1為前壓カ高值信號端，a2為中壓力低值信號端，b2為中壓カ高值信號端，a3為后壓カ低值信號端，b3為后壓カ高值信號端，VDl為前電氣伺服閥驅動単元，VD2為中電氣伺服閥驅動単元，VD3為后電氣伺服閥驅動単元，JDr為繼電器驅動單元，Pe為繼電器驅動限流端，P0為繼電器驅動信號端，J為固體繼電器，J-I為繼電器常開接點，UPS為工作電源變換單元，m、η為市電輸入端。在圖4中=R11為前信號分壓電阻，Rpl為前壓力傳感器3. I. I的等效電阻，R12為前第一工作點分壓電阻，R13為舒適度調節器3. a的前聯電位器，Es為信號處理電路電源端，A11為第一運算放大器，LC11為前下拉光稱,G1為前分離閾值電位器,LC12為前上提光親,TVS:為前閾值隧道ニ極管，D11為前或門第一ニ極管,D12為前或門第二ニ極管，R14為前或門下拉電阻，R15為前第二工作點上分壓電阻，R134為前第二工作點下分壓電阻，A12為第二運算放大器，D13為前續流ニ極管；R21為中信號分壓電阻，Rp2為中壓力傳感器3. I. 2的等效電阻，R22為中第一工作點分壓電阻，R23為舒適度調節器3. a的中聯電位器，A21為第三運算放大器，LC21為中下拉光稱,G2為中分離閾值電位器,LC22為中上提光親,TVS2為中閾值隧道ニ極管，D21為中或門第一ニ極管，D22為中或門第二ニ極管，R24為中或門下拉電阻，R25為中第二エ作點上分壓電阻，R26為中第二工作點下分壓電阻，A22為第四運算放大器，D23為中續流ニ極管；R31為后信號分壓電阻，Rp3為后壓力傳感器3. I. 3的等效電阻，R32為后第一工作點分壓電阻，R33為舒適度調節器3. a的后聯電位器，A31為第五運算放大器，LC31為后下拉光耦，G3為后分離閾值電位器，LC32為后上提光親,TVS3為后閾值隧道ニ極管,D31為后或門第一ニ極管，D32為后或門第二ニ極管，R34為后或門下拉電阻，R35為后第二工作點上分壓電阻，R36為后第二工作點下分壓電阻，A32為第六運算放大器，D33為后續流ニ極管。在圖5中Del為驅動或門第一ニ極管，De2為驅動或門第二ニ極管，Re3為驅動信號 上分壓電阻，Re4為驅動信號下分壓電阻，Re5為驅動工作點上分壓電阻，Re6為驅動工作點下分壓電阻，Ae2為驅動運算放大器，Rj為繼電器驅動限流電阻，Dj為隔離ニ極管，Dv為泄壓閥續流ニ極管。在圖6中=C1為信號處理端濾波電容，C2為驅動端濾波電容，C3為整流端濾波電容，U1為信號處理電路穩壓電源，U2為驅動電路穩壓電源，Br整流橋，Tr為電源變壓器。
具體實施例方式在圖I所示的變形保健床墊整體構成示意圖和圖2所示的變形保健床墊氣動控制系統結構中在床墊體I的墊芯上層襯瓤夾層腰臥部即中前部，平布裝嵌扁枕形前氣囊I. I ;在床墊體I的墊芯上層襯瓤夾層臀臥部即中部，平布裝嵌扁枕形中氣囊I. 2 ;在床墊體I的墊芯上層襯瓤夾層股臥部即中后部，緊接中氣囊I. 2平布裝嵌扁枕形后氣囊I. 3。氣管束2中包束有前氣管2. I、中氣管2. 2和后氣管2. 3 ;氣管束2在控制盒3的后端側面中部引入控制盒3。在控制盒3正面右側中部，安裝有舒適度調節器3. a ;在控制盒3正面左側前部，安裝有電源開關3. b ;在控制盒3前端側面中部，引入電源線4。前氣囊I. I、中氣囊I. 2、后氣囊I. 3分別通過前氣管2. I、中氣管2. 2、后氣管2. 3與控制盒3內的前電氣伺服閥3. 2. I、中電氣伺服閥3. 2. 2、后電氣伺服閥3. 2. 3相通；控制盒3內裝配有控制電路、前壓力傳感器3. I. I、中壓カ傳感器3. I. 2、后壓カ傳感器3. I. 3、前電氣伺服閥3. 2. I、中電氣伺服閥3. 2. 2、后電氣伺服閥3. 2. 3，加壓泵3. 7和泄壓電氣伺服閥3. 3。加壓泵3. 7采用微型打氣泵；前電氣伺服閥3. 2. I、中電氣伺服閥3. 2. 2、后電氣伺服閥3. 2. 3和泄壓電氣伺服閥3. 3均采用微型負開ロ單邊雙通電氣伺服閥。在控制盒3內，前氣管2. I、中氣管2. I和后氣管2. 3的閥前盒內段分別安裝有前壓カ傳感器3. I. I、中壓カ傳感器3. I. 2、后壓カ傳感器3. I. 3 ;泄壓電氣伺服閥3. 3以泄壓驅動信號端Vx和信號接地端g作為驅動輸入端，前電氣伺服閥3. 2. I以執行電源正極端艮和前電氣伺服閥驅動信號端V1作為泄壓驅動輸入端，中電氣伺服閥3. 2. 2以執行電源正極端Ee和中電氣伺服閥驅動信號端V2作為泄壓驅動輸入端，后電氣伺服閥3. 2. 3以執行電源正極端艮和后電氣伺服閥驅動信號端V3作為驅動輸入端；前壓カ傳感器3. I. I以前壓カ傳感信號端S1和信號接地端g作為壓カ信號輸出端，中壓カ傳感器3. I. 2以中壓カ傳感信號端S2和信號接地端g作為壓カ信號輸出端，后壓カ傳感器3. I. 3以后壓カ傳感信號端S3和信號接地端g作為壓力信號輸出端；前電氣伺服閥3. 2. I、中電氣伺服閥3. 2. 2、后電氣伺服閥3. 2. 3各通過前氣管2. I、中氣管2. 2、后氣管2. 3的閥后段與高壓管3. 5連通，高壓管3. 5與加壓泵3. 7的高壓輸出口連通。
在前氣管2. I、氣管2. 3閥后段與高壓管3. 5的連通處，再連通ー泄壓管，該泄壓管通過泄壓電氣伺服閥3. 3分為受控段與放空段。加壓泵3. 7的低壓輸出ロ連通有低壓管3. 4，低壓管3. 4的另一端接有空氣過濾器；在加壓泵3. 7的近輸出ロ處，高壓管3. 5和低壓管3. 4之間，由安全閥3. 6將高壓管3. 5與低壓管3. 4相貫聯，用以發生過壓吋，從高壓管3.5向低壓管3. 4泄壓。在圖2所不的氣動控制系統結構圖和在圖3所不的自動控制系統電路接線圖中控制盒3內的控制電路由壓力信號處理控制電路、伺服閥驅動電路、加壓泵控制執行電路和工作電源電路組成，通過電源線4引入市電電源。壓カ信號處理控制電路包括前壓カ信號放大、處理單元SCI、中壓カ信號放大、處理單元SC2和后壓カ信號放大、處理單元SC3，伺服閥驅動電路包括前電氣伺服閥驅動単元VD1、中電氣伺服閥驅動単元VD2和后電氣伺服閥驅動単元VD3，加壓泵控制執行電路包括繼電器驅動單元JDr、固體繼電器J和加壓泵3. 7的電動機M，工作電源電路包括工作電源變換單元UPS和電源開關3. b。前壓カ傳感器3. I. I通過前壓カ傳感信號端S1和信號接地端g與前壓カ信號放大、處理単元SCl連接，中壓カ傳感器3. I. 2通過中壓カ傳感信號端S2和信號接地端g與中壓カ信號放大、處理単元SC2連接，后壓カ傳感器3. I. 3通過后壓カ傳感信號端S3和信號接地端g與后壓カ信號放大、處理単元SC3連接；同軸三聯電位器即舒適度調節器3. a的前聯電位器動臂端和零阻端均連接到前壓カ信號放大、處理単元SCl的前舒適度調節給定端rgl，同軸三聯電位器即舒適度調節器3. a的中聯電位器動臂端和零阻端均連接到中壓カ信號放大、處理単元SC2的中舒適度調節給定端rg2，同軸三聯電位器即舒適度調節器3. a的后聯電位器動臂端和零阻端均連接到后壓カ信號放大、處理単元SC3的后舒適度調節給定端rg3，同軸三聯電位器即舒適度調節器3. a的各聯高阻端均連接到信號接地端g ;前壓カ信號放大、處理単元SCl通過前壓カ低值信號端&和前壓カ高值信號端Id1與前電氣伺服閥驅動単元VDl 連接；中壓カ信號放大、處理単元SC2通過中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2與中電氣伺服閥驅動單元VD2連接；后壓カ信號放大、處理単元SC3通過后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3與后電氣伺服閥驅動単元VD3連接；同吋，前壓カ信號放大、處理単元SCl通過前壓カ低值信號端^和前壓カ高值信號端Id1，中壓力信號放大、處理単元SC2通過中壓力低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2，后壓カ信號放大、處理単元SC3通過后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3，均連接到繼電器驅動單元JDr ;前電氣伺服閥3. 2. I的電磁線圈通過前電氣伺服閥驅動信號端V1和執行電源正極端Ee與前電氣伺服閥驅動単元VDl連接，中電氣伺服閥3. 2. 2的電磁線圈通過中電氣伺服閥驅動信號端V2和執行電源正極端氏與中電氣伺服閥驅動単元VD2連接，后電氣伺服閥3. 2. 3的電磁線圈通過后電氣伺服閥驅動信號端V3和執行電源正極端Ee與后電氣伺服閥驅動単元VD3連接；泄壓電氣伺服閥3. 3的電磁線圈通過泄壓驅動信號端Vx和信號接地端g與繼電器驅動單元JDr連接；繼電器驅動單元JDr通過繼電器驅動限流端Pe和繼電器驅動信號端P。與固體繼電器J連接；固體繼電器J的繼電器常開接點J-I與加壓泵3. 7的電動機M相串聯，該串聯支路跨接在電源開關3.b的兩輸出接點之間；工作電源變換單元UPS的兩市電輸入端m、η跨接在電源開關3. b的兩輸出接點之間。前壓カ傳感器3. I. I的壓カ信號通過前壓カ傳感信號端S1引入到前壓カ信號放大、處理単元SC1，經放大、處理后，形成前壓カ低值信號和前壓カ高值信號，通過前壓力低值信號端^和前壓カ高值信號端Id1輸出。中壓カ傳感器3. I. 2的壓カ信號通過中壓カ傳感信號端S2引入到中壓カ信號放大、處理単元SC2，經放大、處理后，形成中壓カ低值信號和中壓カ高值信號，通過中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2輸出。后壓カ傳感器3. I. 3的壓カ信號通過后壓カ傳感信號端V3引入到后壓カ信號放大、處理単元SC3，經放大、處理后，形成后壓カ低值信號和后壓カ高值信號，通過后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3輸出。前壓カ信號放大、處理單元SCI、中壓カ信號放大、處理單元SC2和后壓カ信號放大、處理単元SC3均由比較、運算、放大電路和光耦分離電路組成。在前壓カ信號放大、處理単元SCl中，前壓カ傳感信號端S1連接到第一運算放大器A11的正向輸入端；第一運算放大器A11的輸出端通過前分離閾值電位器G1與前下拉光耦LC11的輸入端和上提光耦LC12的輸入端連接，再分別以前下拉光耦LC11和上提光耦LC12的輸出端構成前壓カ低值信號端和前壓カ高值信號端Iv在中壓カ信號放大、處理単元SC2中，中壓カ傳感信號端S2連接到第三運算放大器A21的正向輸入端；第三運算放大器A21的輸出端通過中分離閾值電位器G2與中下拉光稱LC21的輸入端和中上提光稱LC22的輸入 端連接，再分別以中下拉光耦LC21和中上提光耦LC22的輸出端構成中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2。在后壓カ信號放大、處理単元SC3中，后壓カ傳感信號端^連接到第五運算放大器A31的正向輸入端；第五運算放大器A31的輸出端通過分離閾值電位器G3與下拉光耦LC31的輸入端和上提光耦LC32的輸入端連接，再分別以下拉光耦LC31和上提光耦LC32的輸出端構成后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3。前壓カ低值信號和前壓カ高值信號通過前壓カ低值信號端和前壓カ高值信號端ん引入到前電氣伺服閥驅動単元VD1，經處理、放大后，形成前電氣伺服閥驅動信號，通過前電氣伺服閥驅動信號端V1輸出。中壓カ低值信號和中壓カ高值信號通過中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2引入到中電氣伺服閥驅動単元VD2，經處理、放大后，形成中電氣伺服閥驅動信號，通過中電氣伺服閥驅動信號端V2輸出。后壓カ低值信號和后壓カ高值信號通過后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3引入到后電氣伺服閥驅動単元VD3，經處理、放大后，形成后電氣伺服閥驅動信號，通過后電氣伺服閥驅動信號端V3輸出。前電氣伺服閥驅動単元VD1、中電氣伺服閥驅動単元VD2和后電氣伺服閥驅動單元VD3均由或門處理電路和運算放大電路組成。在前電氣伺服閥驅動単元VDl中，前壓カ低值信號端和前壓カ高值信號端Id1分別與構成或門的低值信號ニ極管即前或門第一ニ極管D11負極和前或門第二ニ極管D12負極連接，前或門第一ニ極管D11的正極和前或門第二ニ極管D12的正極均與第二運算放大器A12的反相輸入端連接，第二運算放大器A12的輸出端即作為前電氣伺服閥驅動信號端Vl。在中電氣伺服閥驅動単元VD2中，中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2分別與構成或門的低值信號ニ極管即中或門第一ニ極管D21負極和中或門第二ニ極管D22負極連接，中或門第一ニ極管D21的正極和中或門第二ニ極管D22的正極均與第四運算放大器A22的反相輸入端連接，第四運算放大器A22的輸出端即作為中電氣伺服閥驅動信號端v2。在后電氣伺服閥驅動單元VD3中，后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3分別與構成或門的低值信號ニ極管即后或門第一ニ極管D31負極和后或門第二ニ極管D32負極連接,后或門第一ニ極管D31的正極和后或門第二ニ極管D32的正極均與第六運算放大器A32的反相輸入端連接，第六運算放大器A32的輸出端即作為后電氣伺服閥驅動信號端v3。前壓カ低值信號、中壓カ低值信號和后壓カ低值信號分別通過前壓カ低值信號端ai、中壓カ低值信號端a2和后壓カ低值信號端a3引入到繼電器驅動單元JDr，經處理、放大后，形成繼電器驅動信號，通過繼電器驅動信號端P。輸出到固體繼電器J控制端，驅動固體繼電器J動作。繼電器驅動單元JDr由或門處理電路和運算放大電路組成。前壓カ低值信號端B1、中壓カ低值信號端a2和后壓カ低值信號端a3分別與構成或門的前ニ極管Del負極、中二極管Del負極和后ニ極管De3負極連接,前ニ極管Del的正極、中二極管Del的正極和后ニ極管De3的正極均與驅動運算放大器A62的反相輸入端連接，驅動運算放大器A62的輸出端即作為繼電器驅動信號端P。，與固體繼電器J的控制端連接，固體繼電器J的繼電器常開接點J-I即作為加壓泵3. 7電動機M的電源執行開關。在圖4所的變形保健床塾自動控制電路結構圖中第一運算放大器A11、第三運算放大器A21和第五運算放大器A31合用ー單電源四運放器件芯片；第二運算放大器A12、第四運算放大器A22、第六運算放大器A32和驅動運算放大器A62合用另ー單電源四運放器件芯片。前信號分壓電阻R11的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第一運算放大器A11的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為前壓カ傳感信號端S1，連接到前壓カ傳感器3. I. I的等效電阻Rpl的一端，前壓カ傳感器3. I. I的等效電阻Rpl的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地。前第一工作點分壓電阻R12的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第一運算放大器A11的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為前舒適度調節給定端rgl，連接到11的前聯電位器R13的動臂端和零阻端，舒適度調節器3. a的前聯電位器R13的另一端連接到信號接地端g。第一運算放大器A11的工作電源正極端與信號處理電路電源端Es連接，第一運算放大器A11的接地端與信號接地端g連接。前下拉光耦LC11的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，前下拉光耦LC11的輸入端正極與前分離閾值電位器G1的一靜臂連接；前下拉光耦LC11的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，前下拉光率禹LC11的輸出端正極連接到前壓カ低值信號端a”前分離閾值電位器G1的動臂與第一運算放大器A11的輸出端連接；前分離閾值電位器G1的另ー靜臂與前上提光耦LC12的輸入端負極連接，前上提光耦LC12的輸入端正極與前閾值隧道ニ極管TVS1的正極連接；前閾值隧道ニ極管TVS1的負極與信號接地端g連接；前上提光耦LC12的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，前上提光耦LC12的輸出端正極連接到前壓カ高值信號端ん。前或門第一ニ極管D11的負極和前或門第二ニ極管D12的負極分別連接到前壓カ低值信號端S1和前壓カ高值信號端b1;前或門第一ニ極管D11的正極和前或門第二ニ極管D12的正極均與前或門下拉電阻R14的一端連接，該連接點連接到第二運算放大器A12的反相輸入端；前或門下拉電阻R14的一端接地。前第二工作點上分壓電阻R15的一端與執行電源正極端艮連接；前第二工作點上分壓電阻R15的另一端與前第二工作點下分壓電阻R16的一端連接，該連接點與第二運算放大器A12的同相輸入端連接；前第二工作點下分壓電阻R16的另一端接地。第二運算放大器A12的工作電源正極端與執行電源正極端Ee連接，第二運算放大器A12的接地端接地。前續流ニ極管D13的正極端與執行電源正極端Ee連接，前續流ニ極管D13的正極端與第二運算放大器A12的輸出端連接，該連接點連接到前電氣伺服閥驅動、信號端V!。中信號分壓電阻R21的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第三運算放大器A21的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為中壓カ傳感信號端S2，連接到中壓カ傳感器3. I. 2的等效電阻Rp2的一端，中壓カ傳感器3. I. 2的等效電阻Rp2的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地。中第一工作點分壓電阻R22的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第三運算放大器A21的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為中舒適度調節給定端rg2，連接到舒適度調節器3. a的中聯電位器R23的動臂端和零阻端，舒適度調節器3. a的中聯電位器R23的另一端連接到信號接地端g。第三運算放大器A21的工作電源正極端與信號處理電路電源端も連接，第三運算放大器A21的接地端與信號接地端g連接。中下拉光耦LC21的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，中下拉光耦LC21的輸入端正極與中分離閾值電位器G2的一靜臂連接；中下拉光耦LC21的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，中下拉光耦LC21的輸出端正極連接到中壓カ低值信號端a2。中分離閾值電位器G2的動臂與第三運算放大器A21的輸出端連接；中分離閾值電位器G2的另ー靜臂與中上提光耦LC22的輸入端負極連接，中上提光耦LC22的輸入端正極與中閾值隧道ニ極管TVS2的正極連 接；中閾值隧道ニ極管TVS2的負極與信號接地端g連接；中上提光耦LC22的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，中上提光耦LC22的輸出端正極連接到中壓カ高值信號端b2。中或門第一ニ極管D21的負極和中或門第二ニ極管D22的負極分別連接到中壓カ低值信號端a2和中壓カ高值信號端b2，中或門第一ニ極管D21的正極和中或門第二ニ極管D22的正極均與中或門下拉電阻R24的一端連接，該連接點連接到第四運算放大器A22的反相輸入端；中或門下拉電阻R24的一端接地。中第二工作點上分壓電阻R25的一端與執行電源正極端艮連接；中第二工作點上分壓電阻R25的另一端與中第二工作點下分壓電阻R26的一端連接，該連接點與第四運算放大器A22的同相輸入端連接；中第二工作點下分壓電阻R26的另一端接地。第四運算放大器A22的工作電源正極端與執行電源正極端Ee連接，第四運算放大器A22的接地端接地。中續流ニ極管D23的正極端與執行電源正極端Ee連接，中續流ニ極管D23的正極端與第四運算放大器A22的輸出端連接，該連接點連接到中電氣伺服閥驅動信號端％。后信號分壓電阻R31的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第五運算放大器A31的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為后壓カ傳感信號端S3，連接到后壓カ傳感器3. I. 3的等效電阻Rp3的一端，后壓カ傳感器3. I. 3的等效電阻Rp3的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地。后第一工作點分壓電阻R32的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第五運算放大器A31的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為后舒適度調節給定端rg3，連接到舒適度調節器3. a的后聯電位器R33的動臂端和零阻端，舒適度調節器3. a的后聯電位器R33的另一端連接到信號接地端g。第五運算放大器A31的工作電源正極端與信號處理電路電源端も連接，第五運算放大器A31的接地端與信號接地端g連接。后下拉光耦LC31的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，后下拉光耦LC31的輸入端正極與后分離閾值電位器G3的一靜臂連接；后下拉光耦LC31的輸出端負極連接到執行電源正極端氏，后下拉光耦LC31的輸出端正極連接到后壓カ低值信號端a3。后分離閾值電位器G3的動臂與第五運算放大器A31的輸出端連接；后分離閾值電位器G3的另ー靜臂與后上提光耦LC32的輸入端負極連接，后上提光耦LC32的輸入端正極與后閾值隧道ニ極管TVS3的正極連接；后閾值隧道ニ極管TVS3的負極與信號接地端g連接；后上提光耦LC32的輸出端負極連接到執行電源正極端艮，后上提光耦LC32的輸出端正極連接到后壓カ高值信號端b3。

后或門第一ニ極管D31的負極和后或門第二ニ極管D32的負極分別連接到后壓カ低值信號端a3和后壓カ高值信號端b3，后或門第一ニ極管D31的正極和后或門第二ニ極管D32的正極均與后或門下拉電阻R34的一端連接，該連接點連接到第六運算放大器A32的反相輸入端；后或門下拉電阻R34的一端接地。后第二工作點上分壓電阻R35的一端與執行電源正極端艮連接；后第二工作點上分壓電阻R35的另一端與后第二工作點下分壓電阻R36的一端連接，該連接點與第六運算放大器A32的同相輸入端連接；后第二工作點下分壓電阻R36的另一端接地。第六運算放大器A32的工作電源正極端與執行電源正極端Ee連接，第六運算放大器A32的接地端接地。后續流ニ極管D33的正極端與執行電源正極端Ee連接，后續流ニ極管D33的正極端與第六運算放大器A32的輸出端連接，該連接點連接到后電氣伺服閥驅動信號端在圖5所示的自動控制系統加壓泵控制執行電路結構圖中驅動或門第一ニ極管Del的負極、驅動或門第二ニ極管De2的負極和驅動或門第三ニ極管！^的負極分別連接到前壓カ低值信號端^、中壓カ低值信號端a2和后壓カ低值信號端a3，驅動或門第一ニ極管Del的正極、驅動或門第二ニ極管De2的正極和驅動或門第三ニ極管De3的正極均與驅動運算放大器A62的反相輸入端連接；該反相連接點與驅動信號上分壓電阻R63的一端和驅動信號下分壓電阻Re4的一端連接；驅動信號上分壓電阻Re3的另一端與執行電源正極端Ee連接；驅動信號下分壓電阻R64的另一端接地。驅動工作點上分壓電阻R65的一端和驅動工作點下分壓電阻R66的一端均與驅動運算放大器A62的同相輸入端連接；驅動工作點上分壓電阻R65的另一端與執行電源正極端E6連接；驅動工作點下分壓電阻R66的另一端接地。驅動運算放大器Ae2的工作電源正極端與執行電源正極端Ee連接，驅動運算放大器Ae2的接地端接地。繼電器驅動限流電阻R1的一端與執行電源正極端E6連接，繼電器驅動限流電阻R1的另ー端連接到固體繼電器J的繼電器驅動限流端Pe0隔離ニ極管Dj的負極端與驅動運算放大器Α 的輸出端連接，該連接點連接到固體繼電器J的繼電器驅動信號端P。；隔離ニ極管も的負極端與泄壓閥續流ニ極管Dv的正極連接，該連接點作為泄壓驅動信號端Vx ;泄壓閥續流ニ極管Dv的負極接地。在圖6所示的自動控制系統工作電源電路結構圖中信號處理端濾波電容C1的正極與信號處理電路穩壓電源U1輸出端正極連接，該連接點作為信號處理電路電源端Es ;信號處理端濾波電容C1的負極接地。驅動端濾波電容C2的正極與信號處理電路穩壓電源U1輸入端正極及驅動電路穩壓電源U2輸出端正極連接，該連接點作為執行電源正極端Ee，驅動端濾波電容C2的負極接地。整流端濾波電容C3的正極與驅動電路穩壓電源U2輸入端正極連接，該連接點與Br整流橋的輸出端正極連接；整流端濾波電容C3的負極接地。信號處理電路穩壓電源U1的接地端、驅動電路穩壓電源U2的接地端和整流橋Br的輸出端負極均接地。整流橋Br的兩輸人端分別連接到電源變壓器Tr的兩輸出端。電源變壓器Tr的兩輸人端作為工作電源變換單元UPS的兩市電輸入端m、η。
權利要求
1.一種變形保健床墊自動控制裝置，其特征是以壓控開關-伺服閥控制方式，利用壓力感知的壓力信號和給定的舒適度信號，通過由信號比較放大、處理、變換、驅動放大、執行單元組成的控制系統，對墊芯的前、中、后三個不同氣囊進行充、放氣恒壓變形控制；整個系統由前、中、后氣囊、前、中、后氣管、氣管束、控制盒和電源線構成；前、中、后氣囊平布包裹在床墊體的墊芯襯瓤夾層中，分別通過氣管束中的前、中、后氣管與控制盒內的前、中、后電氣伺服閥相通；控制裝置安裝在控制盒內，盒內裝配有控制電路、壓力傳感器、電氣伺服閥和加壓泵；控制電路由壓力信號處理控制電路、伺服閥驅動電路、加壓泵控制執行電路和工作電源電路組成，通過電源線引入市電電源；在控制盒內，前、中、后氣管的閥前盒內段分別安裝有前、中、后壓力傳感器；前、中、后電氣伺服閥各通過前、中、后氣管的閥后段與高壓管連通，高壓管與加壓泵的高壓輸出口連通；加壓泵的低壓輸出口連通有低壓管；在高壓管和低壓管之間，有安全閥并聯貫通； 前、中、后壓力傳感器的壓力信號分別通過前、中、后壓力傳感信號端引入到前壓力信號放大、處理單元、中壓力信號放大、處理單元和后壓力信號放大、處理單元,經放大、處理后，形成前、中、后壓力低值信號和前、中、后壓力高值信號輸出；前、中、后壓力信號放大、處理單元均由比較、運算、放大電路和光耦分離電路組成； 在前、中、后各壓力信號放大、處理單元，壓力傳感信號端連接到運算放大器的正向輸入端；運算放大器的輸出端通過分離閾值電位器與下拉光耦的輸入端和上提光耦的輸入端連接，再分別以下拉光耦和上提光耦的輸出端構成壓力低值信號端和壓力高值信號端；前、中、后各壓力低值信號和壓力高值信號通過各壓力低值信號端和壓力高值信號端引入到各電氣伺服閥驅動單元，經處理、放大后，形成前電氣伺服閥驅動信號輸出； 前、中、后各電氣伺服閥驅動單元均由或門處理電路和運算放大電路組成；在前、中、后各電氣伺服閥驅動單元中，壓力低值信號端和壓力高值信號端分別與構成或門的兩只二極管負極連接，兩二極管的正極均與運算放大器的反相輸入端連接，運算放大器的輸出端即作為電氣伺服閥驅動信號端； 前、中、后各壓力低值信號分別通過前、中、后對應壓力低值信號端引入到繼電器驅動單元，經處理、放大后，形成繼電器驅動信號，驅動固體繼電器動作。
2.根據權利要求I所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在床墊體(I)的墊芯上層襯瓤夾層腰臥部即中前部，平布裝嵌扁枕形前氣囊(I. I);在床墊體(I)的墊芯上層襯瓤夾層臀臥部即中部，平布裝嵌扁枕形中氣囊(1.2);在床墊體(I)的墊芯上層襯瓤夾層股臥部即中后部，緊接中氣囊(I. 2)平布裝嵌扁枕形后氣囊(I. 3);氣管束(2)中包束有前氣管(2. I)、中氣管(2. 2)和后氣管(2. 3);氣管束(2)在控制盒(3)的后端側面中部引入控制盒(3);在控制盒(3)正面右側中部，安裝有舒適度調節器(3. a);在控制盒(3)正面左側前部，安裝有電源開關(3. b);在控制盒(3)前端側面中部，引入電源線4); 前氣囊(I. I)、中氣囊(I.2)、后氣囊(I.3)分別通過前氣管(2. I)、中氣管(2.2)、后氣管(2. 3)與控制盒(3)內的前電氣伺服閥(3. 2. I)、中電氣伺服閥(3. 2. 2)、后電氣伺服閥(3. 2. 3)相通；控制盒(3)內裝配有控制電路、前壓力傳感器(3. I. I)、中壓力傳感器(3. I. 2)、后壓力傳感器(3. I. 3)、前電氣伺服閥(3. 2. I)、中電氣伺服閥(3. 2. 2)、后電氣伺服閥(3. 2. 3)，加壓泵(3. 7)和泄壓電氣伺服閥(3. 3);加壓泵(3. 7)采用微型打氣泵；前電氣伺服閥(3. 2. I)、中電氣伺服閥(3. 2. 2)、后電氣伺服閥(3. 2. 3)和泄壓電氣伺服閥(3. 3)均采用微型負開口單邊雙通電氣伺服閥；在控制盒(3)內，前氣管(2. I)、中氣管(2. I)和后氣管(2. 3)的閥前盒內段分別安裝有前壓力傳感器(3. I. I)、中壓力傳感器(3. I. 2)、后壓力傳感器(3. 1.3);泄壓電氣伺服閥(3.3)以泄壓驅動信號端Vx和信號接地端g作為驅動輸入端，前電氣伺服閥(3. 2. I)以執行電源正極端艮和前電氣伺服閥驅動信號端V1作為泄壓驅動輸入端，中電氣伺服閥(3. 2. 2)以執行電源正極端Ee和中電氣伺服閥驅動信號端V2作為泄壓驅動輸入端，后電氣伺服閥(3. 2. 3)以執行電源正極端Ee和后電氣伺服閥驅動信號端V3作為驅動輸入端；前壓力傳感器(3. I. I)以前壓力傳感信號端S1和信號接地端g作為壓力信號輸出端，中壓力傳感器(3. I. 2)以中壓力傳感信號端S2和信號接地端g作為壓力信號輸出端，后壓力傳感器(3. 1.3)以后壓力傳感信號端S3和信號接地端g作為壓力信號輸出端；前電氣伺服閥(3. 2. I)、中電氣伺服閥(3. 2. 2)、后電氣伺服閥(3. 2. 3)各通過前氣管(2. I)、中氣管(2. 2)、后 氣管(2. 3)的閥后段與高壓管(3. 5)連通，高壓管(3. 5)與加壓泵(3. 7)的高壓輸出口連通； 在前氣管(2. I)、氣管(2. 3)閥后段與高壓管(3. 5)的連通處，再連通一泄壓管，該泄壓管通過泄壓電氣伺服閥(3. 3)分為受控段與放空段；加壓泵(3. 7)的低壓輸出口連通有低壓管(3. 4)，低壓管(3. 4)的另一端接有空氣過濾器；在加壓泵(3. 7)的近輸出口處，高壓管(3. 5)和低壓管(3. 4)之間，由安全閥(3. 6)將高壓管(3. 5)與低壓管(3. 4)相貫聯，用以發生過壓時，從高壓管(3. 5)向低壓管(3. 4)泄壓。
3.根據權利要求I所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是壓力信號處理控制電路包括前壓力信號放大、處理單元SCI、中壓力信號放大、處理單元SC2和后壓力信號放大、處理單元SC3，伺服閥驅動電路包括前電氣伺服閥驅動單元VD1、中電氣伺服閥驅動單元VD2和后電氣伺服閥驅動單元VD3，加壓泵控制執行電路包括繼電器驅動單元JDr、固體繼電器J和加壓泵(3. 7 )的電動機M，工作電源電路包括工作電源變換單元UPS和電源開關(3. b);前壓力傳感器(3. I. I)通過前壓力傳感信號端S1和信號接地端g與前壓力信號放大、處理單元SCl連接，中壓力傳感器(3. I. 2)通過中壓力傳感信號端S2和信號接地端g與中壓力信號放大、處理單元SC2連接，后壓力傳感器(3. I. 3)通過后壓力傳感信號端S3和信號接地端g與后壓力信號放大、處理單元SC3連接；同軸三聯電位器即舒適度調節器(3. a)的前聯電位器動臂端和零阻端均連接到前壓力信號放大、處理單元SCl的前舒適度調節給定端rgl，同軸三聯電位器即舒適度調節器(3. a)的中聯電位器動臂端和零阻端均連接到中壓力信號放大、處理單元SC2的中舒適度調節給定端rg2，同軸三聯電位器即舒適度調節器(3. a)的后聯電位器動臂端和零阻端均連接到后壓力信號放大、處理單元SC3的后舒適度調節給定端rg3，同軸三聯電位器即舒適度調節器(3. a)的各聯高阻端均連接到信號接地端g ;前壓力信號放大、處理單元SCl通過前壓力低值信號端和前壓力高值信號端h與前電氣伺服閥驅動單元VDl連接；中壓力信號放大、處理單元SC2通過中壓力低值信號端&2和中壓力高值信號端b2與中電氣伺服閥驅動單元VD2連接；后壓力信號放大、處理單元SC3通過后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3與后電氣伺服閥驅動單元VD3連接；同時，前壓力信號放大、處理單元SCl通過前壓力低值信號端和前壓力高值信號端匕，中壓力信號放大、處理單元SC2通過中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2，后壓力信號放大、處理單元SC3通過后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3，均連接到繼電器驅動單元JDr ;前電氣伺服閥(3. 2. I)的電磁線圈通過前電氣伺服閥驅動信號端V1和執行電源正極端Ee與前電氣伺服閥驅動單元VDl連接，中電氣伺服閥(3. 2. 2)的電磁線圈通過中電氣伺服閥驅動信號端V2和執行電源正極端Ee與中電氣伺服閥驅動單元VD2連接，后電氣伺服閥(3. 2. 3)的電磁線圈通過后電氣伺服閥驅動信號端V3和執行電源正極端Ee與后電氣伺服閥驅動單元VD3連接；泄壓電氣伺服閥(3. 3)的電磁線圈通過泄壓驅動信號端Vx和信號接地端g與繼電器驅動單元JDr連接；繼電器驅動單元JDr通過繼電器驅動限流端Pe和繼電器驅動信號端P。與固體繼電器J連接；固體繼電器J的繼電器常開接點J-I與加壓泵(3.7)的電動機M相串聯，該串聯支路跨接在電源開關(3. b)的兩輸出接點之間；工作電源 變換單元UPS的兩市電輸入端m、n跨接在電源開關(3.b)的兩輸出接點之間； 前壓力傳感器(3. I. I)的壓力信號通過前壓力傳感信號端S1引入到前壓力信號放大、處理單元SC1，經放大、處理后，形成前壓力低值信號和前壓力高值信號，通過前壓力低值信號端％和前壓力高值信號端Id1輸出；中壓力傳感器(3. I. 2)的壓力信號通過中壓力傳感信號端S2引入到中壓力信號放大、處理單元SC2，經放大、處理后，形成中壓力低值信號和中壓力高值信號，通過中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2輸出；后壓力傳感器(3. I. 3)的壓力信號通過后壓力傳感信號端V3引入到后壓力信號放大、處理單元SC3，經放大、處理后，形成后壓力低值信號和后壓力高值信號，通過后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3輸出； 前壓力信號放大、處理單元SCI、中壓力信號放大、處理單元SC2和后壓力信號放大、處理單元SC3均由比較、運算、放大電路和光耦分離電路組成； 在前壓力信號放大、處理單元SCl中，前壓力傳感信號端S1連接到第一運算放大器A11的正向輸入端；第一運算放大器A11的輸出端通過前分離閾值電位器G1與前下拉光I禹LC11的輸入端和上提光耦LC12的輸入端連接，再分別以前下拉光耦LC11和上提光耦LC12的輸出端構成前壓力低值信號端和前壓力高值信號端Id1 ;在中壓力信號放大、處理單元SC2中，中壓力傳感信號端S2連接到第三運算放大器A21的正向輸入端；第三運算放大器A21的輸出端通過中分離閾值電位器G2與中下拉光耦LC21的輸入端和中上提光耦LC22的輸入端連接，再分別以中下拉光耦LC21和中上提光耦LC22的輸出端構成中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2 ;在后壓力信號放大、處理單元SC3中，后壓力傳感信號端V3連接到第五運算放大器A31的正向輸入端；第五運算放大器A31的輸出端通過分離閾值電位器G3與下拉光率禹LC31的輸入端和上提光耦LC32的輸入端連接，再分別以下拉光耦LC31和上提光耦LC32的輸出端構成后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3 ； 第一運算放大器An、第三運算放大器A21和第五運算放大器A31合用一單電源四運放器件芯片。
4.根據權利要求I或3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在伺服閥驅動電路中，前壓力低值信號和前壓力高值信號通過前壓力低值信號端和前壓力高值信號端匕引入到前電氣伺服閥驅動單元VD1，經處理、放大后，形成前電氣伺服閥驅動信號，通過前電氣伺服閥驅動信號端V1輸出；中壓力低值信號和中壓力高值信號通過中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2引入到中電氣伺服閥驅動單元VD2，經處理、放大后，形成中電氣伺服閥驅動信號，通過中電氣伺服閥驅動信號端V2輸出；后壓力低值信號和后壓力高值信號通過后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端匕引入到后電氣伺服閥驅動單元VD3，經處理、放大后，形成后電氣伺服閥驅動信號，通過后電氣伺服閥驅動信號端V3輸出；前電氣伺服閥驅動單元VD1、中電氣伺服閥驅動單元VD2和后電氣伺服閥驅動單元VD3均由或門處理電路和運算放大電路組成； 在前電氣伺服閥驅動單元VDl中，前壓力低值信號端和前壓力高值信號端Id1分別與構成或門的低值信號二極管即前或門第一二極管D11負極和前或門第二二極管D12負極連接，前或門第一二極管D11的正極和前或門第二二極管D12的正極均與第二運算放大器A12的反相輸入端連接，第二運算放大器A12的輸出端即作為前電氣伺服閥驅動信號端V1 ;在中電氣伺服閥驅動單元VD2中 ，中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2分別與構成或門的低值信號二極管即中或門第一二極管D21負極和中或門第二二極管D22負極連接，中或門第一二極管D21的正極和中或門第二二極管D22的正極均與第四運算放大器A22的反相輸入端連接，第四運算放大器A22的輸出端即作為中電氣伺服閥驅動信號端V2 ;在后電氣伺服閥驅動單元VD3中，后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3分別與構成或門的低值信號二極管即后或門第一二極管D31負極和后或門第二二極管D32負極連接,后或門第一二極管D3I的正極和后或門第二二極管D32的正極均與第六運算放大器A32的反相輸入端連接，第六運算放大器A32的輸出端即作為后電氣伺服閥驅動信號端V3 ； 前壓力低值信號、中壓力低值信號和后壓力低值信號分別通過前壓力低值信號端％、中壓力低值信號端a2和后壓力低值信號端a3引入到繼電器驅動單元JDr，經處理、放大后，形成繼電器驅動信號，通過繼電器驅動信號端P。輸出到固體繼電器J控制端，驅動固體繼電器J動作； 繼電器驅動單元JDr由或門處理電路和運算放大電路組成；前壓力低值信號端B1、中壓力低值信號端a2和后壓力低值信號端a3分別與構成或門的前二極管Del負極、中二極管Del負極和后二極管De3負極連接,前二極管Del的正極、中二極管Del的正極和后二極管De3的正極均與驅動運算放大器A62的反相輸入端連接，驅動運算放大器A62的輸出端即作為繼電器驅動信號端P。，與固體繼電器J的控制端連接，固體繼電器J的繼電器常開接點J-I即作為加壓泵(3. 7)電動機M的電源執行開關； 第二運算放大器A12、第四運算放大器A22、第六運算放大器A32和驅動運算放大器A62合用一單電源四運放器件芯片。
5.根據權利要求I或3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是繼電器驅動單元JDr由或門處理電路和運算放大電路組成；前壓力低值信號、中壓力低值信號和后壓力低值信號分別通過前壓力低值信號端a:、中壓力低值信號端a2和后壓力低值信號端a3引入到繼電器驅動單元JDr，經處理、放大后，形成繼電器驅動信號，通過繼電器驅動信號端P。輸出到固體繼電器J控制端，驅動固體繼電器J動作； 前壓力低值信號端、中壓力低值信號端a2和后壓力低值信號端a3分別與構成或門的前二極管Dejl負極、中二極管Dejl負極和后二極管Dej3負極連接,前二極管Dejl的正極、中二極管Del的正極和后二極管De3的正極均與驅動運算放大器Ae2的反相輸入端連接，驅動運算放大器Ae2的輸出端即作為繼電器驅動信號端p。，與固體繼電器J的控制端連接，固體繼電器J的繼電器常開接點J-I即作為加壓泵(3. 7)電動機M的電源執行開關； 驅動或門第一二極管D61的負極、驅動或門第二二極管D62的負極和驅動或門第三二極管De3的負極分別連接到前壓力低值信號端&1、中壓力低值信號端a2和后壓力低值信號端a3，驅動或門第一二極管Del的正極、驅動或門第二二極管De2的正極和驅動或門第三二極管De3的正極均與驅動運算放大器Ae2的反相輸入端連接；該反相連接點與驅動信號上分壓電阻R63的一端和驅動信號下分壓電阻R64的一端連接；驅動信號上分壓電阻R63的另一端與執行電源正極端Ee連接；驅動信號下分壓電阻Re4的另一端接地；驅動工作點上分壓電阻Re5的一端和驅動工作點下分壓電阻R66的一端均與驅動運算放大器A62的同相輸入端連接；驅動工作點上分壓電阻Re5的另一端與執行電源正極端Ee連接；驅動工作點下分壓電阻Re6的另一端接地；驅動運算放大器Ae2的工作電源正極端與執行電源正極端Ee連接，驅動運算放大器A62的接地端接地；繼電器驅動限流電阻R1的一端與執行電源正極端E6連接，繼電器驅動限流電阻Rj的另一端連接到固體繼電器J的繼電器驅動限流端Pe ;隔離二極管Dj的負極端與驅動運算放大器A62的輸出端連接，該連接點連接到固體繼電器J的繼電器驅動信號端P。；隔離二極管D1的負極端與泄壓閥續流二極管Dv的正極連接，該連接點作為泄壓驅動信號端Vx ;泄壓閥續流二極管Dv的負極接地。
6.根據權利要求I或3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在前壓力信號放大、處理單元SCl中，前信號分壓電阻R11的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第一運算放大器A11的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為前壓力傳感信號端S1，連接到前壓力傳感器(3. I. I)的等效電阻Rpl的一端，前壓力傳感器(3. I. I)的等效電阻Rpl的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地；前第一工作點分壓電阻R12的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第一運算放大器A11的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為前舒適度調節給定端rgl，連接到舒適度調節器(3. a)的前聯電位器R13的動臂端和零阻端，舒適度調節器(3. a)的前聯電位器R13的另一端連接到信號接地端g ;第一運算放大器A11的工作電源正極端與信號處理電路電源端Es連接，第一運算放大器A11的接地端與信號接地端g連接；前下拉光耦LC11的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，前下拉光稱LC11的輸入端正極與前分離閾值電位器G1的一靜臂連接；前下拉光稱LC11的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，前下拉光耦LC11的輸出端正極連接到前壓力低值信號端ai ；前分離閾值電位器G1的動臂與第一運算放大器A11的輸出端連接；前分離閾值電位器G1的另一靜臂與前上提光耦LC12的輸入端負極連接，前上提光耦LC12的輸入端正極與前閾值隧道二極管TVS1的正極連接；前閾值隧道二極管TVS1的負極與信號接地端g連接；前上提光耦LC12的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，前上提光耦LC12的輸出端正極連接到前壓力高值信號端匕； 前或門第一二極管D11的負極和前或門第二二極管D12的負極分別連接到前壓力低值信號端S1和前壓力高值信號端Id1，前或門第一二極管D11的正極和前或門第二二極管D12的正極均與前或門下拉電阻R14的一端連接，該連接點連接到第二運算放大器A12的反相輸入端；前或門下拉電阻R14的一端接地；前第二工作點上分壓電阻R15的一端與執行電源正極端艮連接；前第二工作點上分壓電阻R15的另一端與前第二工作點下分壓電阻R16的一端連接，該連接點與第二運算放大器A12的同相輸入端連接；前第二工作點下分壓電阻R16的另一端接地；第二運算放大器A12的工作電源正極端與執行電源正極端氏連接，第二運算放大器A12的接地端接地；前續流二極管D13的正極端與執行電源正極端Ee連接，前續流二極管D13的正極端與第二運算放大器A12的輸出端連接，該連接點連接到前電氣伺服閥驅動信號端Vl。
7.根據權利要求I或3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在中壓力信號放大、處理單元SC2中，中信號分壓電阻R21的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第三運算放大器A21的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為中壓力傳感信號端S2，連接到中壓力傳感器(3. I. 2)的等效電阻Rp2的一端，中壓力傳感器(3. I. 2)的等效電阻Rp2的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地；中第一工作點分壓電阻R22的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第三運算放大器A21的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為中舒適度調節給定端rg2，連接到舒適度調節器(3. a)的中聯電位器R23的動臂端和零阻端，舒適度調節器(3. a)的中聯電位器R23的另一端連接到信號接地端g ;第三運算放大器A21的工作電源正極端與信號處理電路電源端Es連接，第三運算放大器A21的接地端與信號接地端g連接；中下拉光耦LC21的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，中下拉光I禹LC21的輸入端正極與中分離閾值電位器G2的一靜臂連接；中下拉光I禹LC21的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，中下拉光耦LC21的輸出端正極連接到中壓力低值信號端a2 ；中分離閾值電位器G2的動臂與第三運算放大器A21的輸出端連接；中分離閾值電位器G2的另一靜臂與中上提光耦LC22的輸入端負極連接，中上提光耦LC22的輸入端正極與中閾值隧道二極管TVS2的正極連接；中閾值隧道二極管TVS2的負極與信號接地端g連接；中上提光耦LC22的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，中上提光耦LC22的輸出端正極連接到中壓力高值信號端b2 ； 中或門第一二極管D21的負極和中或門第二二極管D22的負極分別連接到中壓力低值信號端a2和中壓力高值信號端b2，中或門第一二極管D21的正極和中或門第二二極管D22的正極均與中或門下拉電阻R24的一端連接，該連接點連接到第四運算放大器A22的反相輸入端；中或門下拉電阻R24的一端接地；中第二工作點上分壓電阻R25的一端與執行電源正極端Ee連接；中第二工作點上分壓電阻R25的另一端與中第二工作點下分壓電阻R26的一端連接，該連接點與第四運算放大器A22的同相輸入端連接；中第二工作點下分壓電阻R26的另一端接地；第四運算放大器A22的工作電源正極端與執行電源正極端氏連接，第四運算放大器A22的接地端接地；中續流二極管D23的正極端與執行電源正極端Ee連接，中續流二極管D23的正極端與第四運算放大器A22的輸出端連接，該連接點連接到中電氣伺服閥驅動信號端v2。
8.根據權利要求I或3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在后壓力信號放大、處理單元SC3中，后信號分壓電阻R31的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第五運算放大器A31的同相輸入端連接；該同相輸入連接點作為后壓力傳感信號端S3，連接到后壓力傳感器(3. I. 3)的等效電阻Rp3的一端，后壓力傳感器(3. I. 3)的等效電阻Rp3的另一端連接到信號接地端g ;信號接地端g接地；后第一工作點分壓電阻R32的一端與信號處理電路電源端Es連接，另一端與第五運算放大器A31的反相輸入端連接；該反相輸入連接點作為后舒適度調節給定端rg3，連接到舒適度調節器(3. a)的后聯電位器R33的動臂端和零阻端，舒適度調節器(3. a)的后聯電位器R33的另一端連接到信號接地端g ;第五運算放大器A31的工作電源正極端與信號處理電路電源端Es連接，第五運算放大器A31的接地端與信號接地端g連接；后下拉光耦LC31的輸入端負極連接到信號處理電路電源端Es，后下拉光稱LC31的輸入端正極與后分離閾值電位器G3的一靜臂連接；后下拉光稱LC31的輸出端負極連接到執行電源正極端Ee，后下拉光耦LC31的輸出端正極連接到后壓力低值信號端a3 ；后分離閾值電位器G3的動臂與第五運算放大器A31的輸出端連接；后分離閾值電位器G3的另一靜臂與后上提光耦LC32的輸入端負極連接，后上提光耦LC32的輸入端正極與后閾值隧道二極管TVS3的正極連接；后閾值隧道二極管TVS3的負極與信號接地端g連接；后上提光、、、、耦LC32的輸出端負極連接到執行電源正極端艮，后上提光耦LC32的輸出端正極連接到后壓力高值信號端b3; 后或門第一二極管D31的負極和后或門第二二極管D32的負極分別連接到后壓力低值信號端a3和后壓力高值信號端b3，后或門第一二極管D31的正極和后或門第二二極管D32的正極均與后或門下拉電阻R34的一端連接，該連接點連接到第六運算放大器A32的反相輸入端；后或門下拉電阻R34的一端接地；后第二工作點上分壓電阻R35的一端與執行電源正極端Ee連接；后第二工作點上分壓電阻R35的另一端與后第二工作點下分壓電阻R36的一端連接，該連接點與第六運算放大器A32的同相輸入端連接；后第二工作點下分壓電阻R36的另一端接地；第六運算放大器A32的工作電源正極端與執行電源正極端氏連接，第六運算放大器A32的接地端接地；后續流二極管D33的正極端與執行電源正極端Ee連接，后續流二極管D33的正極端與第六運算放大器A32的輸出端連接，該連接點連接到后電氣伺服閥驅動信號端v3。
9.根據權利要求3所述的變形保健床墊自動控制裝置，其特征是在工作電源變換單元UPS中，信號處理端濾波電容C1的正極與信號處理電路穩壓電源U1輸出端正極連接，該連接點作為信號處理電路電源端Es ;信號處理端濾波電容C1的負極接地；驅動端濾波電容C2的正極與信號處理電路穩壓電源U1輸入端正極及驅動電路穩壓電源U2輸出端正極連接，該連接點作為執行電源正極端Ee，驅動端濾波電容C2的負極接地；整流端濾波電容C3的正極與驅動電路穩壓電源U2輸入端正極連接，該連接點與Br整流橋的輸出端正極連接；整流端濾波電容C3的負極接地；信號處理電路穩壓電源U1的接地端、驅動電路穩壓電源U2的接地端和整流橋Br的輸出端負極均接地；整流橋Br的兩輸人端分別連接到電源變壓器Tr的兩輸出端；電源變壓器Tr的兩輸人端作為工作電源變換單元UPS的兩市電輸入端m、n。
全文摘要
一種變形保健床墊自動控制裝置。它采用壓控開關-伺服閥控制方式，通過壓力控制系統，對床墊的不同部位氣囊進行充、放氣恒壓變形控制。變形保健床墊的墊芯主體由前氣囊、中氣囊、后氣囊、前氣管、中氣管、后氣管、控制盒和電源線構成。自動控制裝置安裝在控制盒內，盒內裝配有控制電路、壓力傳感器、伺服閥和加壓泵；控制電路由壓力信號處理控制電路、伺服閥驅動電路、加壓泵控制執行電路和工作電源電路組成，通過電源線引入市電電源。
文檔編號A47C27/10GK102662416SQ20121014920
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者屈百達 申請人:江南大學