一種智能家具防夾傷電子控制系統的制作方法

本發明涉及智能家具技術領域，具體涉及一種智能家具防夾傷電子控制系統。

背景技術：

隨著家具產業與自動化工業的發展，越來越多的自動化技術被應用在現代家具上。家具也將由單純的機械結構產品向更高級的機電一體化產品方向發展。比如，在衣柜上安裝電機，可以驅動衣柜門的開與閉。然而，在自動化家具應用的過程中，已經發生多起用戶被家具夾傷的事故，其中大部分受傷者是兒童。

為了防止用戶被家具夾傷的事故發生，當前家具制造商在家具上采用的防夾傷設計，一種是機械式防夾傷裝置，利用桿桿原理依靠被擠壓物使擠壓物變形聯動微動開關輸出控制信號來控制電機的停止或反轉。然而，這種機械式防夾傷裝置在受到被擠壓物較小的擠壓力時，無法使擠壓物變形并觸動微動開關輸出控制信號；而當受到被擠壓物較大擠壓力時，在擠壓物變形觸動微動開關輸出控制信號來控制電機的停止或反轉之前，用戶(被擠壓物)已經被夾傷，因此，這種機械式防夾傷裝置靈敏度低，無法達到防夾傷的功能要求。另一種防夾傷裝置，其原理是通過檢測伺服電機驅動面板或門板運動時的電流，然后伺服電機控制器根據電流來判斷是否發生擠壓來控制電機的停止或反轉，但是這種防夾傷裝置需要安裝電流檢測器件，導致價格高、難以普及；再則，家具開合部位的運動部件因配合間隙過小，在相對運動時會產生輕微觸碰而引起電流的波動，因此根據電流來判斷是否發生擠壓也容易發生誤判，影響防夾傷裝置的準確度。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種直接作用于家具開合部位且具備高靈敏度、高準確度又物美價廉的智能家具防夾傷電子控制系統。

為解決上述技術問題，本發明提供采用如下所述的技術方案：一種智能家具防夾傷電子控制系統包括有至少一個設置在家具開合部位的壓力檢測器；至少一個與所述壓力檢測器連接的放大比較電路，將所述壓力檢測器輸出的電壓放大后與一參考電壓進行比較，并根據比較結果輸出一相應的電平信號；一與所述放大比較電路連接的開關電路，接收所述放大比較電路輸出的電平信號，并根據電平信號控制繼電器的通斷，進而控制所述開關電路的輸出；一主控單元，與所述開關電路連接，根據所述開關電路輸出的控制信號控制電機的運行。

本發明的有益技術效果在于：上述智能家具防夾傷電子控制系統的壓力檢測器直接安裝于家具的開合部位，壓力檢測器在受到擠壓力時輸出一電壓信號，與現有技術相比，壓力檢測器更加靈敏，能夠判別擠壓力的微弱變化，因此智能家具防夾傷電子控制系統具有很高的靈敏度；另外，設置放大比較電路，將所述壓力檢測器輸出的電壓放大后與參考電壓進行比較，根據比較結果可以區分壓力檢測器因用戶被家具夾住而被擠壓、壓力檢測器因家具的運動部件之間的輕微觸碰而被擠壓這兩種的情形，降低了誤判率，進而提高了準確度；最后，壓力檢測器以及組成放大比較電路、開關電路的元器件比電流檢測器件更便宜，因此也降低了所述家具防夾傷電子控制系統的成本。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例中的一種抽屜柜的結構示意圖；

圖2為本發明第一實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的結構示意圖；

圖3為本發明第一實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的電源電路的電路原理圖；

圖4為本發明第一實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的放大比較電路的電路原理圖；

圖5為本發明第一實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的開關電路的電路原理圖；

圖6為本發明第二實施例中的一種榻榻米的結構示意圖；

圖7為本發明第二實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的結構示意圖；

圖8為本發明第二實施例中的智能家具防夾傷電子控制系統的或門電路的電路原理圖。

具體實施方式

為使本領域的普通技術人員更加清楚地理解本發明的目的、技術方案和優點，以下結合附圖和實施例對本發明做進一步的闡述。

圖1示出了一種抽屜柜。如圖1所示，該抽屜柜包括柜子本體10及抽屜11。所述柜子本體10內安裝有電機，所述電機與抽屜11連接，電機驅動抽屜11的打開與關閉。

如圖2所示，在本發明的一些實施例中，智能家具防夾傷電子控制系統，包括有依次連接的壓力檢測器100、放大比較電路220、開關電路230及主控制單元300，還包括有一電源電路240。所述電源電路240分別與所述壓力檢測器100、放大比較電路220、開關電路230及主控制單元300連接，用于為所述壓力檢測器100、放大比較電路220、開關電路230及主控制單元300供電。

如圖3所示，所述電源電路240包括降壓芯片U1、電阻R1、二極管D1、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C19、電容20。所述降壓芯片U1的輸入端通過電阻R1連接于二極管D1的陰極，所述降壓芯片U1的接地端接地，所述二極管D1的陽極連接外部電源的正極。所述電容C1連接于所述二極管D1的陽極與地之間。所述電容C2、電容C3、電容C4并聯連接于所述降壓芯片U1的輸入端與地之間。所述電容C5、電容C19、電容20并聯連接于所述降壓芯片U1的輸出端與地之間。所述電源電路240還包括發光二極管LED1及電阻R3，組成電源指示電路，用以指示電源電路240的工作狀態。所述發光二極管LED1的陽極與所述降壓芯片U1的輸出端連接，陰極通過電阻R3連接于地。

所述壓力檢測器100安裝于圖2所示的抽屜柜的抽屜11的前擋板12的內表面。在電機驅動抽屜11關閉的過程中，若用戶的肢體或者其他異物伸進所述抽屜柜的抽屜11的容置空間13內，用戶的肢體或者其他異物將被所述抽屜11的前擋板12與所述柜子本體10夾住，安裝于所述抽屜柜的抽屜11的前擋板12的內表面的壓力檢測器100被用戶的肢體或者其他異物擠壓，根據被擠壓的力度大小輸出一相應的電壓。所述壓力檢測器100可以根據實際需要選用不同的規格，如選擇壓力的檢測器100規格為“1kg/5mv”，當壓力檢測器100受到1kg及以上的擠壓力時輸出5mv電壓，當壓力檢測器100受到1kg以下的擠壓力時無電壓輸出。

所述放大比較電路220與所述壓力檢測器100連接，接收所述壓力檢測器100輸出的電壓，并將所述電壓放大后與一參考電壓進行比較，根據比較結果輸出一相應的電平信號。該參考電壓為一預設電壓，其根據壓力檢測器100的規格不同而設置不同的電壓值，其電壓值略小于所述壓力檢測器100輸出的經由所述放大比較電路220放大后的電壓值。假設所述壓力檢測器100規格為“1kg/5mv”，在所述抽屜11關閉的過程中，若所述壓力檢測器100受到1kg及以上的擠壓力時輸出5mv電壓，所述放大比較電路220將5mv電壓進行放大后大于所述參考電壓，放大比較電路220輸出高電平信號；若所述壓力檢測器100受到1kg以下的擠壓力時無電壓輸出，即電壓為零，小于所述參考電壓，所述放大比較電路220輸出低電平信號。偶發的，在所述抽屜11關閉的過程中，相對運動的前擋板12與柜子本體10因配合間隙過小會產生輕微觸碰，安裝于前擋板12的內表面的壓力檢測器100受到來自柜子本體10的擠壓力，由于擠壓力由前擋板12與柜子本體10的輕微觸碰而產生，其大小遠小于1kg的力，因此所述壓力檢測器100無電壓輸出，即電壓為零，小于所述參考電壓，所述放大比較電路220輸出低電平信號。如果在所述智能家具防夾傷電子控制系統的使用過程中，用規格為“2kg/3mv”的壓力檢測器100替換原來的規格為“1kg/5mv”的壓力檢測器100，假定所述放大比較電路220的放大倍數為1000倍，參考電壓設為4.5V，當壓力檢測器100受到2kg及以上的擠壓力時輸出3mv電壓，經由所述放大比較電路220放大1000倍后的電壓值為3V，小于所述參考電壓4.5V，所述放大比較電路220輸出低電平信號。若所述壓力檢測器100受到2kg以下的擠壓力時無電壓輸出，所述放大比較電路220也輸出低電平信號。這種情況表明，參考電壓設置的過高，無論所述壓力檢測器100受到多大的擠壓力，所述放大比較電路220都輸出低電平信號。針對此情況，本發明在所述放大比較電路220內部設置有一電壓調整電路250，在更換不同規格的壓力檢測器100時，調整參考電壓的電壓值，使之與所述放大比較電路220相適配。

如圖4所示，所述放大比較電路220包括比較器A1、運算放大器B1、運算放大器B2、電阻R7、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C7及電容C9。所述運算放大器B1反相輸入端通過電阻R14連接于壓力檢測器100的負極輸出端，運算放大器B1正相輸入端通過電阻R16連接于壓力檢測器100的正極輸出端。所述電阻R13連接于所述運算放大器B1反相輸入端與輸出端之間，所述電阻R15、電容C9并聯連接于所述運算放大器B1正相輸入端與地之間。所述運算放大器B1的輸出端通過電阻R12連接于所述運算放大器B2的正相輸入端，所述運算放大器B2的反相輸入端通過電阻R11接地，所述電阻R10、電容C7并聯連接于所述運算放大器B2的反相輸入端與輸出端之間。所述比較器A1的正相輸入端連接于所述運算放大器B2的輸出端，反相輸入端通過電阻R7接地連接于所述電源電路240的輸出端。所述壓力檢測器100輸出的電壓經運算放大器B1、運算放大器B2放大后，輸入至所述比較器A1的正相輸入端，所述參考電壓輸入至所述比較器A1的反相輸入端，當所述比較器A1正相輸入端的電壓高于反相輸入端的電壓時，比較器A1的輸出端輸出一高電平信號；反之，則輸出一低電平信號。所述放大比較電路220還包括電阻R8、電阻R9、發光二極管LED3及三極管Q2。所述發光二極管LED3的陽極通過電阻R9連接于所述電源電路240的輸出端，陰極與所述三極管Q2的集電極連接。所述三極管Q2的基極通過電阻R8連接于所述運算放大器B2的輸出端，發射極接地。當所述壓力檢測器100有電壓輸出時，三極管Q2導通，進而發光二極管LED3導通發光。優選地，在所述電阻R7與所述電源電路240的輸出端之間還連接有一可調電阻R-1,所述可調電阻R-1的兩個定片引腳分別與所述電源電路240的輸出端、地連接，動片引腳與通過電阻R7與所述比較器A1的反相輸入端連接。調節可調電阻R-1的動片位置，可以改變所述比較器A1的反相輸入端的電壓。

所述開關電路230與所述放大比較電路220連接，接收所述放大比較電路220輸出的電平信號，并根據電平信號并根據電平信號控制繼電器的通斷，進而控制所述開關電路的輸出。

如圖5所示，所述開關電路230包括光耦U2、繼電器KA、開關K1、三極管Q1、隧道二極管D2、電阻R2、電阻R5。所述三極管Q1的基極通過電阻R5連接于所述比較器A1的輸出端，發射極接地，集電極與所述光耦U2的陰極連接。所述光耦U2的陽極通過電阻R2連接于所述電源電路240的輸出端，所述光耦U2的集電極連接于所述電源電路240的二極管D1的陰極，光耦U2的發射極通過繼電器KA連接于地。所述隧道二極管D2的陽極連接于所述光耦U2的集電極，陰極接地。當所述比較器A1輸出高電平時，三極管Q1導通，進而光耦U2導通，繼電器KA通電，使得開關K1活動端與常開觸點連接，開關K1的公共端與常開端連通，所述開關電路230通過開關K1連接至主控單元300，向主控單元300輸出一控制信號。當所述比較器A1輸出低電平時，三極管Q1截止，進而光耦U2截止，繼電器KA不通電，開關K1活動端與常閉觸點連接，開關K1的公共端與常閉端連通，所述開關電路230無控制信號輸出至主控單元300。所述開關電路230還包括發光二極管LED2及電阻R4。所述發光二極管LED2的陽極通過電阻R4連接于所述電源電路240的輸出端，陰極連接于所述三極管Q1的集電極。

所述主控單元300采用一可編程控制器，分別與所述開關電路230及電機連接。當所述開關電路230輸出控制信號時，主控單元300執行內部程序，控制電機停止或反轉，使得與電機連接的抽屜11松開被其夾住的用戶，避免用戶被抽屜11夾傷。當所述開關電路230無控制信號輸出時，主控單元300執行內部程序，不改變電機的運行狀態，電機繼續驅動抽屜11關閉。

上述智能家具防夾傷電子控制系統的壓力檢測器直接安裝于家具的開合部位，壓力檢測器在受到擠壓力時輸出一電壓信號，與現有技術相比，壓力檢測器更加靈敏，能夠判別擠壓力的微弱變化，因此所述智能家具防夾傷電子控制系統具有很高的靈敏度；另外，設置放大比較電路，將所述壓力檢測器輸出的電壓放大后與參考電壓進行比較，根據比較結果可以區分壓力檢測器因用戶被家具夾住而被擠壓、壓力檢測器因家具的運動部件之間的輕微觸碰而被擠壓這兩種的情形，降低了誤判率，進而提高了準確度；最后，壓力檢測器以及組成放大比較電路、開關電路的元器件比電流檢測器件更便宜，因此也降低了所述家具防夾傷電子控制系統的成本。

圖6示出了一種榻榻米，該榻榻米包括有一底盤20，所述底盤20形成有一內腔21，所述內腔21內安裝有一升降裝置22，該升降裝置22的另一端連接有一與所述內腔21適配的升降臺24。所述升降裝置22在電機的驅動下，可以將升降臺24升起，用戶可以圍坐再升降臺24的四周。所述升降裝置22在電機的驅動下，也可以將升降臺24降下，升降臺24與所述內腔21緊密配合，升降臺24與所述底盤平面23處于同一水平線上，形成一大的平臺。

如圖7所示，在本發明的一些實施例中，智能家具防夾傷電子控制系統，包括四個壓力檢測器100、四個放大比較電路220、一或門電路260、一開關電路230及一主控單元300。所述四個壓力檢測器100分別與所述四個放大比較電路220連接，所述四個放大比較電路220通過或門電路260與所述開關電路230連接，所述開關電路230與所述主控單元300連接。

所述四個壓力檢測器100分別安裝于圖6所示出的榻榻米的升降臺24四周朝向升降裝置22的下面，在電機驅動升降臺24降下的過程中，若用戶的肢體或者其他異物伸進所述內腔21中，用戶的肢體或者其他異物將被升降臺24與所述底盤平面23夾住。安裝于所述升降臺24四周下面的任一壓力檢測器100被擠壓，該壓力檢測器100輸出一電壓信號，而與該壓力檢測器100連接的放大比較電路220將所述電壓放大后與一參考電壓進行比較，根據比較結果輸出一相應的電平信號。

所述四個放大比較電路220同時連接至或門電路260，只要存在其中一個或一個以上的放大比較電路220輸出一高電平信號(表示存在有用戶的肢體或者其他異物將被升降臺24與所述底盤平面23夾住)，所述或門電路260即可輸出一高電平信號。只有當四個放大比較電路220都輸出低電平信號(表示沒有用戶的肢體或者其他異物將被升降臺24與所述底盤平面23夾住)時，所述或門電路260才輸出一低電平信號。

如圖8所示，或門電路260包括一或門電路器件U1,該或門電路器件U1選用CD4072B型號的或門電路器件。該或門電路器件U1的第9、10、11、12引腳分別通過電阻R39、電阻R28、電阻R17、電阻R6連接至所述四個放大比較電路220，第13引腳與開關電路230連接。只要或門電路器件U1的第9、10、11、12引腳存在一個或一個以上的引腳輸入高電平信號，該或門電路器件U1的第13引腳輸出一高電平信號。當或門電路器件U1的第9、10、11、12引腳都輸入低電平信號，該或門電路器件U1的第13引腳輸出一低電平信號。

所述開關電路230與所述或門電路260連接，接收所述或門電路260輸出的電平信號，并根據電平信號并根據電平信號控制繼電器的通斷，進而控制所述開關電路的輸出。

所述主控單元300采用一可編程控制器，分別與所述開關電路230及電機連接。在電機驅動榻榻米的升降臺24下降過程中，如果所述開關電路230輸出控制信號時，主控單元300執行內部程序，控制電機停止或反轉，使得與電機連接的榻榻米的升降臺24松開被其夾住的用戶，避免用戶被升降臺24夾傷。如果所述開關電路230無輸出控制信號時，主控單元300執行內部程序，不改變電機的運行狀態，電機繼續驅動榻榻米的升降臺24下降。

上述智能家具防夾傷電子控制系統包括四個壓力檢測器以及與之一一對應的四個放大比較電路，將四個壓力檢測器分別安裝于家具的四個不同位置，可以同時檢測家具的四個部位是否受到擠壓，增大了檢測范圍，提高了智能家具防夾傷電子控制系統的可靠性。

以上所述僅為本發明的優選實施例，而非對本發明做任何形式上的限制。本領域的技術人員可在上述實施例的基礎上施以各種等同的更改和改進，凡在權利要求范圍內所做的等同變化或修飾，均應落入本發明的保護范圍之內。