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JP6936476B2 - Electric bed - Google Patents
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JP6936476B2 - Electric bed - Google Patents

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Description

本発明は、起伏動作を制御可能とする電動ベッドの技術に関し、特に、治療用又は介護用の電動ベッドに関する。 The present invention relates to an electric bed technique capable of controlling undulating motion, and more particularly to an electric bed for treatment or nursing care.

従来からモーターを介してアクチュエーターを駆動してリンク機構を作動させ、ベッドを起伏させる技法が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような電動ベッドは、主に、病院内の治療用や家庭内での介護用に利用される。 Conventionally, a technique has been known in which an actuator is driven via a motor to operate a link mechanism to raise and lower the bed (see, for example, Patent Document 1). Such electric beds are mainly used for medical treatment in hospitals and long-term care in homes.

電動ベッドにおけるこの起伏動作を実現するために、様々な構造のリンク機構が実用化され、油圧式のアクチュエーターを利用するものやモーター式のアクチュエーターを利用するものがあるが、一般的には、モーターを介してアクチュエーターを駆動してリンク機構を作動させるものが多い。特に、治療用或いは介護用の電動ベッドは、その起伏動作として、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの3つの動作をそれぞれほぼ無段階に調整できるのが一般的である。 In order to realize this undulating operation in the electric bed, link mechanisms with various structures have been put into practical use, and some use hydraulic actuators and some use motor actuators, but in general, motors. In many cases, the actuator is driven via the above to operate the link mechanism. In particular, in the electric bed for treatment or nursing care, it is general that the three movements of the back raising angle, the knee raising height, and the bed height can be adjusted almost steplessly as the undulating movements.

ただし、このような電動ベッドは、大別してフィードバック制御を行わない第1のタイプと、フィードバック制御を行う第2のタイプの二種類がある。 However, such an electric bed is roughly classified into two types, a first type in which feedback control is not performed and a second type in which feedback control is performed.

第1のタイプは、操作用のスイッチに表示される表示値を操作者が確認しながら、モーターを介してアクチュエーターを駆動してリンク機構を作動させ、所望値となる位置で操作者の操作により停止させるものである。この第1のタイプの電動ベッドは、比較的廉価のものが多い。 In the first type, while the operator confirms the displayed value displayed on the switch for operation, the actuator is driven via the motor to operate the link mechanism, and the operator operates the position at the desired value. It is to stop. This first type of electric bed is often relatively inexpensive.

しかしながら、例えば電動ベッドを利用する治療又は介護の対象者が医師の指導を受けてその背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについて制限されている場合、第1のタイプの電動ベッドでは、操作者の判断によって任意に背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さを調整することになるため、誤って操作してしまうおそれがある。 However, for example, if the subject of treatment or care using an electric bed is restricted in terms of its back-raising angle, knee-raising height, and bed height under the guidance of a doctor, the first type of electric bed may be used. Since the back-raising angle, knee-raising height, and bed height are arbitrarily adjusted at the discretion of the operator, there is a risk of erroneous operation.

そこで、第2のタイプは、操作用のスイッチにて予め背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについて制限する設定値を入力しておき、モーターを介してアクチュエーターを駆動してリンク機構を作動させるにあたり、そのモーターの回転量をエンコーダーやポテンションメーターにより検知してフィードバック制御を行うよう構成したものである。 Therefore, in the second type, the setting values that limit the back-raising angle, knee-raising height, and bed height are input in advance with the operation switch, and the actuator is driven via the motor to drive the link mechanism. Is configured to detect the amount of rotation of the motor with an encoder or potentiometer and perform feedback control when operating the motor.

この第2のタイプの電動ベッドでは、例えば電動ベッドを利用する治療又は介護の対象者が医師の指導を受けてその背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについて制限されている場合、予め対応する設定値を操作用のスイッチにて設定しておく。そして、操作者が操作用のスイッチにてモーターを介してアクチュエーターを駆動してリンク機構を作動させたとき、フィードバック制御によりその設定値を超えることなく作動する。このため、第2のタイプの電動ベッドは、操作者にとって、或いは治療又は介護の対象者にとって、安心・安全な電動ベッドとして実現される。 In this second type of electric bed, for example, when the subject of treatment or care using the electric bed is restricted in terms of its back-raising angle, knee-raising height, and bed height under the guidance of a doctor. Set the corresponding setting value in advance with the operation switch. Then, when the operator drives the actuator via the motor with the switch for operation to operate the link mechanism, the feedback control operates without exceeding the set value. Therefore, the second type of electric bed is realized as a safe and secure electric bed for the operator or the person to be treated or cared for.

特に、第2のタイプの電動ベッドでは、着床する対象者の身体的負担を少なくするよう細やかな動き、例えば背上げ角及び膝上げ高さを同時に可変に制御することや、背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御を実現することができ、このような制御は、第1のタイプの電動ベッドでは実現できない。 In particular, in the second type of electric bed, delicate movements such as simultaneously variably controlling the back-raising angle and the knee-raising height, and the back-raising angle and Interlocking control with respect to knee-raising height can be realized, and such control cannot be realized with the first type electric bed.

図17に、従来の典型的な第2のタイプの電動ベッド10の例を示している。図17を参照するに、従来の典型的な第2のタイプの電動ベッド10は、人体を支えるベッドフレーム17の下方に、コントローラー12、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16が配設される。特に、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれの調整ができるように、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16を一組として合計3組設けられている。 FIG. 17 shows an example of a conventional typical second type electric bed 10. With reference to FIG. 17, in a conventional typical second type electric bed 10, a controller 12, a motor 13, an actuator 14, and a link mechanism 16 are arranged below a bed frame 17 that supports a human body. .. In particular, a total of three sets of the motor 13, the actuator 14, and the link mechanism 16 are provided so that the back raising angle, the knee raising height, and the bed height can be adjusted respectively.

コントローラー12には各モーター13を駆動するためのハーネスが接続されている。各モーター13の出力軸にはそれぞれのアクチュエーター14が連結され、各アクチュエーター14のシリンダはそれぞれのリンク機構16に接続される。また、各モーター13の出力軸には、エンコーダーやポテンションメーターなどの回転量を検知する回転量検知センサー15がそれぞれ設けられ、この回転量検知センサー15の出力信号は、それぞれの信号ケーブル(図示せず)を経てコントローラー12に接続される。 A harness for driving each motor 13 is connected to the controller 12. Each actuator 14 is connected to the output shaft of each motor 13, and the cylinder of each actuator 14 is connected to each link mechanism 16. Further, the output shaft of each motor 13 is provided with a rotation amount detection sensor 15 for detecting the rotation amount of an encoder, a potentiometer, etc., and the output signal of the rotation amount detection sensor 15 is a signal cable (FIG. It is connected to the controller 12 via (not shown).

そして、操作用のスイッチ11はコントローラー12に接続されており、操作者は、スイッチ11を用いて着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれほぼ無段階の調整ができるようになっている。 Then, the switch 11 for operation is connected to the controller 12, and the operator uses the switch 11 to adjust the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18 almost steplessly. Can be done.

第2のタイプの電動ベッド10のスイッチ11は、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの可変動作の操作が可能となっており、フィードバック制御により設定変更可能な設定値を超えることなく作動する。 The switch 11 of the second type electric bed 10 is capable of operating variable movements of the back raising angle, the knee raising height, and the bed height, and exceeds the setting value that can be changed by feedback control. Works without.

このような従来の典型的な第2のタイプの電動ベッド10の全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を図18に示している。図18を参照するに、まず、スイッチ11から操作信号がコントローラー12へ出力される。 FIG. 18 shows a schematic configuration of a functional unit that realizes an operation during operation of the entire conventional typical second type electric bed 10. With reference to FIG. 18, first, the operation signal is output from the switch 11 to the controller 12.

コントローラー12は、当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する所定の設定値に基づく操作信号を受け付けると、対応する動作を実現するため、駆動信号をモーター13に供給するとともに、エンコーダーやポテンションメーターなどのそれぞれの回転量検知センサー15から対応するモーター13の回転量を示す回転量信号を入力して監視し、当該回転量を基に当該所定の設定値に対応する状態となるようフィードバック制御を行う。 When the controller 12 receives an operation signal based on predetermined set values regarding the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height, the controller 12 supplies a drive signal to the motor 13 and an encoder in order to realize the corresponding operation. A rotation amount signal indicating the rotation amount of the corresponding motor 13 is input from each rotation amount detection sensor 15 such as a potentiometer or a potentiometer to monitor the rotation amount, and the state corresponds to the predetermined set value based on the rotation amount. Feedback control is performed.

当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの調整をそれぞれ行う各アクチュエーター14のシリンダは、モーター13の回転に応じて伸縮し、この伸縮に応じてそれぞれのリンク機構16を介して電動ベッド10における着床部18の可変動作が行われる。 The cylinders of the actuators 14 that adjust the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height are respectively expanded and contracted according to the rotation of the motor 13, and are electrically driven via the respective link mechanisms 16 according to the expansion and contraction. The variable operation of the landing portion 18 on the bed 10 is performed.

また、第2のタイプの電動ベッド10の中には、背上げ又は背下げに係る動作と膝上げ又は膝下げに係る動作とを連動制御して、その使い勝手を向上させるものがある。 Further, in the second type electric bed 10, there is one that improves the usability by interlocking control of the movement related to the back raising or lowering and the movement related to the knee raising or knee lowering.

例えば、背ボトム及び膝ボトムをそれぞれ上下揺動可能とし、背ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である背角度と、膝ボトムの水平状態からの持ち上がり角度である膝角度が、予め設定し記憶したパターンに沿って変化するように背角度及び膝角度を連動制御する技法が知られている(例えば、特許文献2,3参照)。 For example, the back bottom and the knee bottom can be swung up and down, respectively, and the back angle, which is the lifting angle of the back bottom from the horizontal state, and the knee angle, which is the lifting angle of the knee bottom from the horizontal state, are preset and stored. A technique for interlocking and controlling the dorsal angle and the knee angle so as to change along the pattern is known (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

即ち、特許文献2の技法では、背ボトム及び膝ボトムが水平状態である座標点と、背ボトムが起き上がった座標点との間を複数の点で結ぶ当該予め設定されたパターンを記憶部に格納しておき、背角度及び膝角度がそのパターンに沿って変化するように連動制御するものとなっている。特に、特許文献2,3の技法では、背角度及び膝角度の双方の位置制御を行うときは、常に背角度及び膝角度の双方を動作させて、点と点とを結ぶパターンに沿って連動動作を行うものとなっている。尚、背上げ及び背下げに関する各パターンを予め用意しておき、各座標点のばらつきを許容しつつ、3°以下とするのが好ましいとされている。 That is, in the technique of Patent Document 2, the preset pattern connecting the coordinate points where the back bottom and the knee bottom are in the horizontal state and the coordinate points where the back bottom is raised at a plurality of points is stored in the storage unit. However, the back angle and the knee angle are interlocked and controlled so as to change according to the pattern. In particular, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, when the positions of both the back angle and the knee angle are controlled, both the back angle and the knee angle are always operated and interlocked along the pattern connecting the points. It is supposed to operate. It is preferable that each pattern for raising and lowering the back is prepared in advance, and the temperature is set to 3 ° or less while allowing variation in each coordinate point.

また、特許文献3の技法では、背角度及び膝角度の座標平面を当該パターンに基づいて複数のエリアに分割し、エリア毎に、背角度及び膝角度の実座標がパターン上でない位置に位置しているときに当該パターン上に一致させるための背ボトム及び膝ボトムの動作態様を予め定めて記憶部に記憶しておき、その予め定めた動作態様に従って背角度及び膝角度を連動制御するものとなっている。 Further, in the technique of Patent Document 3, the coordinate planes of the dorsal angle and the knee angle are divided into a plurality of areas based on the pattern, and the actual coordinates of the dorsal angle and the knee angle are located at positions not on the pattern for each area. The motion mode of the back bottom and the knee bottom for matching on the pattern is predetermined and stored in the storage unit, and the back angle and the knee angle are interlocked and controlled according to the predetermined motion mode. It has become.

尚、特許文献2,3の技法では、上述した図17及び図18に示すものと同様に、背ボトム及び膝ボトムをそれぞれ上下揺動可能とする各アクチュエーターをそれぞれのモーターの回転を制御して伸縮させる際に、そのモーターに付随する回転量検知センサーを監視してフィードバック制御を行うものとなっている。 In the techniques of Patent Documents 2 and 3, similarly to those shown in FIGS. 17 and 18 described above, each actuator that enables the back bottom and the knee bottom to swing up and down respectively controls the rotation of each motor. When expanding and contracting, the rotation amount detection sensor attached to the motor is monitored and feedback control is performed.

ところで、電動ベッドではないが、当該背上げ角(即ち、背角度)の検出のために1軸加速度センサーを用いる技法が開示されている(例えば、特許文献4参照)。 By the way, although it is not an electric bed, a technique of using a uniaxial acceleration sensor for detecting the back-raising angle (that is, the back angle) is disclosed (see, for example, Patent Document 4).

特開2014−12054号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-12054 特許第3707555号明細書Japanese Patent No. 3707555 特許第4179852号明細書Japanese Patent No. 4179852 特開2015−136579号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-136579

前述したように、フィードバック制御を行わない第1のタイプの電動ベッドでは、誤って操作してしまうおそれがある。 As described above, the first type electric bed that does not perform feedback control may be operated by mistake.

一方、フィードバック制御を行う第2のタイプの電動ベッドは、操作者にとって、或いは治療又は介護の対象者にとって、安心・安全な電動ベッドとして実現される。 On the other hand, the second type of electric bed that performs feedback control is realized as a safe and secure electric bed for the operator or the target person for treatment or long-term care.

しかしながら、従来の第2のタイプの電動ベッドは、エンコーダーやポテンションメーターなどの回転量を検知する回転量検知センサーを用いてフィードバック制御を行うよう構成しており、一般的に、エンコーダーやポテンションメーターは累積誤差が発生するという性質を持つ。このため、治療用や介護用の電動ベッドに利用するエンコーダーやポテンションメーターは極めて高精度・低誤差の仕様が要求され高価なものとなる。結果として、電動ベッドも高価なものとなる。 However, the conventional second type electric bed is configured to perform feedback control using a rotation amount detection sensor that detects the rotation amount such as an encoder or a potentiometer, and generally, an encoder or a potentiometer or a potentiometer is used. The meter has the property that a cumulative error occurs. For this reason, encoders and potentiometers used for electric beds for treatment and long-term care are required to have extremely high accuracy and low error specifications, and are expensive. As a result, electric beds are also expensive.

また、特許文献2,3にも開示されるように、従来の第2のタイプの電動ベッドは、実際の着床部の位置を検知するものではなく、エンコーダーやポテンションメーターによりモーターの回転量から着床部の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについて間接的に推定してフィードバック制御を行うものであるため、実際の着床部の位置とモーターの回転量とが誤差がある場合や、経年変化で着床部が変形してしまうなどの状態が起こると改めて設定し直すか、又は再較正することが必要となる。 Further, as disclosed in Patent Documents 2 and 3, the conventional second type electric bed does not detect the actual position of the landing portion, but the amount of rotation of the motor by an encoder or a potentiometer. Since feedback control is performed by indirectly estimating the back-raising angle, knee-raising height, and bed height of the landing part, there is an error between the actual position of the landing part and the rotation amount of the motor. In some cases, or when a condition such as deformation of the landing portion occurs due to aging, it is necessary to reset or recalibrate.

従って、フィードバック制御を行う第2のタイプの電動ベッドについて、より低廉化可能とし、尚且つ高精度のフィードバック制御を実現する技法が望まれる。 Therefore, for the second type of electric bed that performs feedback control, a technique that can be made cheaper and realizes highly accurate feedback control is desired.

より好適には、第1のタイプの電動ベッドについて、第2のタイプの電動ベッドを新たに購入するよりも低廉で、尚且つ後付け容易な構成の部品の追加及び変更のみで、第2のタイプの電動ベッドへと変様させる技法が望まれる。 More preferably, for the first type electric bed, the second type is cheaper than purchasing a new second type electric bed, and only by adding or changing parts having a configuration that is easy to retrofit. A technique for transforming into an electric bed is desired.

より好適には、第2のタイプの電動ベッドについて、後付け容易な構成の部品の追加及び変更のみで、高精度化した第2のタイプの電動ベッドへと変様させる技法が望まれる。 More preferably, it is desired to have a technique for transforming the second type electric bed into a highly accurate second type electric bed only by adding or changing parts having a structure that can be easily retrofitted.

ところで、特許文献2の技法では、「複数の点で結ぶパターンを予め設定し記憶部に格納」し、この予め記憶されたパターンに沿って背角度と膝角度が変化するように背角度及び膝角度を連動制御するものとなっている。また、特許文献3の技法では、背角度及び膝角度の座標平面を「当該パターンに基づいて分割した複数のエリア毎に、当該パターン上でない背ボトム及び膝ボトムに対して当該パターン上に一致させるための動作態様を予め定めて記憶部に記憶」しておき、その予め定めた動作態様に従って背角度及び膝角度を連動制御するものとなっている。 By the way, in the technique of Patent Document 2, "a pattern connecting at a plurality of points is preset and stored in a storage unit", and the dorsal angle and the knee are changed so that the dorsal angle and the knee angle change along the pre-stored pattern. The angle is interlocked and controlled. Further, in the technique of Patent Document 3, the coordinate planes of the dorsal angle and the knee angle are "matched on the pattern with respect to the dorsal bottom and the knee bottom not on the pattern for each of a plurality of areas divided based on the pattern. The motion mode for this purpose is predetermined and stored in the storage unit, and the back angle and the knee angle are interlocked and controlled according to the predetermined motion mode.

そして、特許文献2,3の技法では、エンコーダーやポテンションメーターによるモーターの回転量の検出を基に演算する背角度及び膝角度を想定しているため、背角度及び膝角度の双方を連動させるために「複数の点で結ぶパターン」として直線状に結ぶ場合でも、単純なモーターの回転量に基づく幾何学変換で制御可能であるが、背角度及び膝角度の双方の位置制御を行うときは、常に背角度及び膝角度の双方を動作させて、点と点とを結ぶパターンに沿って連動動作を行うものとなっている。 Then, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, since the back angle and the knee angle calculated based on the detection of the rotation amount of the motor by the encoder and the potentiometer are assumed, both the back angle and the knee angle are linked. Therefore, even when connecting linearly as a "pattern connecting at multiple points", it can be controlled by a simple geometric conversion based on the amount of rotation of the motor, but when performing position control of both the back angle and the knee angle, , Both the back angle and the knee angle are always operated, and the interlocking operation is performed along the pattern connecting the points.

しかしながら、特許文献2,3の技法のような「パターン」や「エリアごとの動作態様」を記憶部に記憶する構成では、電動ベッドの構造が変わるとき、記憶部としてROMを使用するときはそのROMの取り換えを要しRAMを使用するときはそのRAMの書き換えを要すると説明されていることからも理解されるように、利用者がそのパターンを変更可能とすることが予定されておらず、使い勝手の点で改善の余地がある。 However, in the configuration in which the "pattern" and the "operation mode for each area" are stored in the storage unit as in the techniques of Patent Documents 2 and 3, when the structure of the electric bed changes, when the ROM is used as the storage unit, the configuration is such. As it is explained that when the ROM needs to be replaced and the RAM is used, the RAM needs to be rewritten, it is not planned that the pattern can be changed by the user. There is room for improvement in terms of usability.

また、特許文献2,3の技法のような「パターン」や「エリアごとの動作態様」を記憶部に記憶する構成では、そのための記憶部の記憶容量が必要となるが、記憶容量の削減に伴うコスト削減が望まれる。特に、特許文献2,3の技法では、利用者が「パターン」や「エリアごとの動作態様」を変更できず、変更可能とするのも容易ではないため、予め利用者が選択可能な複数種のパターンの記憶を要することになり、その場合には更なる記憶容量の増大を伴うものとなる。 Further, in the configuration of storing the "pattern" and the "operation mode for each area" in the storage unit as in the techniques of Patent Documents 2 and 3, the storage capacity of the storage unit for that purpose is required, but the storage capacity can be reduced. The accompanying cost reduction is desired. In particular, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, the user cannot change the "pattern" and the "operation mode for each area", and it is not easy to change the "pattern" and the "operation mode for each area". It is necessary to memorize the pattern of the above, and in that case, the storage capacity is further increased.

そして、特許文献2,3の技法では、エンコーダーやポテンションメーターによるモーターの回転量の検出を基に演算する背角度及び膝角度を想定しているため、上述したように、実際の着床部の位置とモーターの回転量とが誤差がある場合や、経年変化で着床部が変形してしまうなどの状態が起こると改めて設定し直すか、又は再較正することが必要となる問題が依然として残る。 Then, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, since the back angle and the knee angle calculated based on the detection of the rotation amount of the motor by the encoder and the potentiometer are assumed, as described above, the actual landing portion. There is still a problem that it is necessary to reset or recalibrate if there is an error between the position of the motor and the amount of rotation of the motor, or if the landing part is deformed due to aging. Remain.

また、特許文献2,3の技法のような「パターン」や「エリアごとの動作態様」に沿って連動制御する構成では、特にパターンに従う「エリアごとの動作態様」に沿って連動制御すると、背角度及び膝角度の位置によってはギクシャクした動作となることがあり、このギクシャクした動作を抑制し、好適にはより滑らかな動作となる連動制御で使い勝手を向上させる技法が望まれる。 Further, in a configuration in which interlocking control is performed according to a "pattern" or "operation mode for each area" as in the techniques of Patent Documents 2 and 3, in particular, when interlocking control is performed according to the "operation mode for each area" according to the pattern, the back is Depending on the position of the angle and the knee angle, the jerky motion may be performed, and a technique for suppressing this jerky motion and preferably improving the usability by interlocking control that makes the motion smoother is desired.

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、より低廉で尚且つ高精度のフィードバック制御を実現し、使い勝手を向上させて背角度及び膝角度の連動制御を可能とする電動ベッドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric bed that realizes cheaper and more accurate feedback control in view of the above problems, improves usability, and enables interlocking control of the back angle and the knee angle. It is in.

本発明による第1態様の電動ベッドは、フィードバック制御で起伏動作を制御可能とする電動ベッドであって、着床部に対し背上げ又は背下げの動作と膝上げ又は膝下げの動作を含む所定の起伏動作を実行する駆動機構を制御するための操作信号を基に、前記背上げ又は背下げの動作と前記膝上げ又は膝下げの動作の連動制御を行う設定値を演算し、前記着床部の可動に係る可動部位の動作を直接又は間接的に検知する所定のセンサーからのセンサー信号と前記設定値を基に、前記駆動機構による前記所定の起伏動作の実行をフィードバック制御する操作信号制御部を備え、前記操作信号制御部は、前記背上げ又は背下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度、及び前記膝上げ又は膝下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度で表される座標平面上で、複数の連動制御点を予め記憶する記憶部と、前記センサー信号に基づく背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点を演算し、前記開始基準点から動作方向に最近位置の連動制御点を目標連動制御点とし、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線を演算して2本の制御線を設定し、該2本の制御線と前記目標連動制御点とに基づいて、前記目標連動制御点における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ前記目標連動制御点から所定の閾値以内で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点を算出し、前記開始基準点から前記実目標点に向かって背角度及び膝角度の連動制御を行う設定値を演算する連動制御設定値演算部と、前記設定値に基づいて、前記開始基準点に対し前記実目標点を目標として前記駆動機構を制御し、膝角度と背角度の連動動作が2本の制御線のうち一方に到達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該一方に到達後、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする、膝角度と背角度の連動動作を当該2本の制御線内で遷移させる切り替え式フィードバック制御を行い、目標に到達したと判定したときに当該開始基準点を更新し、前記連動制御設定値演算部に対し新たな実目標点を示す設定値を更新指示してフィードバック制御し、更新した当該開始基準点及び当該目標とする連動制御点に基づいて背上げ角及び膝上げ高さの動作点の連動制御を行う連動モードの操作終了まで継続動作するよう制御するフィードバック制御部と、を備えることを特徴とする。 The electric bed of the first aspect according to the present invention is an electric bed capable of controlling an undulating operation by feedback control, and includes a predetermined operation of raising or lowering the back and an operation of raising or lowering the knee with respect to the landing portion. Based on the operation signal for controlling the drive mechanism that executes the undulating operation of, the set value for interlocking control of the back-raising or back-lowering operation and the knee-raising or knee-lowering operation is calculated, and the landing is performed. Operation signal control that feedback-controls the execution of the predetermined undulating operation by the drive mechanism based on the sensor signal from the predetermined sensor that directly or indirectly detects the operation of the movable part related to the movement of the unit and the set value. The operation signal control unit includes a back angle, which is an angle at which the movable portion of the landing portion is lifted from a horizontal state corresponding to the back-raising or back-lowering operation, and the knee-raising or knee-lowering operation. A storage unit that stores a plurality of interlocking control points in advance on a coordinate plane represented by a knee angle, which is an angle at which the movable part of the landing portion corresponding to the above is lifted from the horizontal state, and a back angle based on the sensor signal. And the start reference point indicating the coordinate point of the knee angle is calculated, the interlocking control point at the latest position in the operation direction from the start reference point is set as the target interlocking control point, and the reference connecting the start reference point and the target interlocking control point. Two control lines are set by calculating a parallel virtual line separated from the line by a predetermined Euclidean distance, and the target interlocking control point is based on the two control lines and the target interlocking control point. The actual target point, which is located on the coordinate axis of either the back angle or the knee angle and is the latest position between the two control lines within a predetermined threshold from the target interlocking control point, is calculated, and the start is described. An interlocking control set value calculation unit that calculates a set value for interlocking control of the back angle and the knee angle from the reference point toward the actual target point, and the actual target point with respect to the start reference point based on the set value. The drive mechanism is controlled with the target of, and feedback control is performed based on monitoring of both the knee angle and the back angle until the interlocking operation of the knee angle and the back angle reaches one of the two control lines. After that, feedback control based on monitoring one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction, is performed, and switchable feedback control is performed to transition the interlocking movement of the knee angle and the back angle within the two control lines, and the target is When it is determined that the start reference point has been reached, the start reference point is updated, the interlocking control set value calculation unit is instructed to update the set value indicating a new actual target point, feedback control is performed, and the updated start reference point and the updated start reference point and Interlocking control to be the target It is characterized by including a feedback control unit that controls continuous operation until the end of the operation of the interlocking mode that performs interlocking control of the operating points of the back raising angle and the knee raising height based on the points.

また、本発明による第1態様の電動ベッドにおいて、前記連動制御設定値演算部は、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し、前記基準線を中心として挟むように所定のユークリッド距離で離間した平行な2本の仮想線を想定したときに、該2本の仮想線のうち予め定めた一方についてプラス側、他方についてマイナス側とする仮想線のうちいずれか一方の仮想線、或いはその双方仮想線を演算し、前記プラス側及び前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とするか、前記基準線と前記プラス側の仮想線を前記2線の制御線とするか、或いは前記基準線と前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とするよう予め定めた演算を行うことを特徴とする。 Further, in the electric bed of the first aspect according to the present invention, the interlocking control set value calculation unit is determined so as to sandwich the reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point with the reference line as the center. when the assumed Euclidean distance two parallel imaginary lines spaced, said two of the imaginary line predetermined one for positive and the other negative side to one any of the virtual line virtual About line, or calculate the virtual line of both, or a virtual line of the plus-side and the negative side and the control lines of the two-wire control line of a virtual line of the plus-side and the reference line the two-wire and either or and wherein the negative side of the virtual line and the reference line to perform a predetermined operation to the control line of the two-wire.

また、本発明による第1態様の電動ベッドにおいて、前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記プラス側及び前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記プラス側の仮想線に到達したときには前記マイナス側の仮想線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記マイナス側の仮想線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返し、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記マイナス側の仮想線に到達したときには前記プラス側の仮想線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記プラス側の仮想線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする。 Further, in the electric bed of the first aspect according to the present invention, when the feedback control unit has a difference larger than a predetermined threshold for both the knee angle and the back angle in comparison between the start reference point and the actual target point. as feedback control, the imaginary line of the plus-side and the negative side when performing the switched feedback control and the control line of the two-wire, interlocking operation of the knee angle and the back angle of the two control lines out when it reaches the positive side of the imaginary line performs feedback control based on the monitoring of the back angle and constant knee angle only until reaching the imaginary line of the negative, after reaching the imaginary line of the negative, the knee angle and repeatedly switching control to the feedback control based on both the monitoring of the back angle, the virtual the plus side when the interlocking operation of the knee angle and the back angle has reached the imaginary line of the negative side of the said two control lines the knee angle provides feedback control based on the monitoring of the back angle only to a constant until it reaches the line, after reaching the imaginary line of the plus side, repeat the control for switching the feedback control based on the monitoring of both the knee angle and the back angle It is characterized in that it is configured as follows.

また、本発明による第1態様の電動ベッドにおいて、前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記基準線と前記プラス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記プラス側の仮想線に到達したときには前記基準線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする。 Further, in the electric bed of the first aspect according to the present invention, when the feedback control unit has a difference larger than a predetermined threshold for both the knee angle and the back angle in comparison between the start reference point and the actual target point. as feedback control, the imaginary line of the plus-side and the reference line when performing the switched feedback control and the control line of the two-wire, interlocking operation of the knee angle and the back angle of the two control lines when it reaches the out the positive side of the imaginary line performs feedback control based on the monitoring of only the knee angle and the back angle constant until reaching the reference line, after reaching the reference line, both of knee angle and the back angle It is characterized in that it is configured to repeat the control to switch to the feedback control based on monitoring.

また、本発明による第1態様の電動ベッドにおいて、前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記基準線と前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記マイナス側の仮想線に到達したときには前記基準線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする。 Further, in the electric bed of the first aspect according to the present invention, when the feedback control unit has a difference larger than a predetermined threshold for both the knee angle and the back angle in comparison between the start reference point and the actual target point. as feedback control, the minus side of the virtual line and the reference line when performing the switched feedback control and the control line of the two-wire, interlocking operation of the knee angle and the back angle of the two control lines when it reaches the out the negative side of the imaginary line performs feedback control based on the monitoring of only the back angle and constant knee angle until reaching the reference line, after reaching the reference line, both of knee angle and the back angle It is characterized in that it is configured to repeat the control to switch to the feedback control based on monitoring.

更に、本発明による第2態様の電動ベッドは、フィードバック制御で起伏動作を制御可能とする電動ベッドであって、着床部に対し背上げ又は背下げの動作と膝上げ又は膝下げの動作を含む所定の起伏動作を実行する駆動機構を制御するための操作信号を基に、前記背上げ又は背下げの動作と前記膝上げ又は膝下げの動作の連動制御を行う設定値を演算し、前記着床部の可動に係る可動部位の動作を直接又は間接的に検知する所定のセンサーからのセンサー信号と前記設定値を基に、前記駆動機構による前記所定の起伏動作の実行をフィードバック制御する操作信号制御部を備え、前記操作信号制御部は、前記背上げ又は背下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度、及び前記膝上げ又は膝下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度で表される座標平面上で、複数の連動制御点を予め記憶する記憶部と、前記センサー信号に基づく背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点を演算し、前記開始基準点から動作方向に最近位置の連動制御点を目標連動制御点とし、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線を制御線とし、且つ前記目標連動制御点を実目標点として、前記開始基準点から前記実目標点に向かって背角度及び膝角度の連動制御を行う設定値を演算する連動制御設定値演算部と、前記設定値に基づいて、前記開始基準点に対し前記実目標点を目標として前記駆動機構を制御し、当該膝角度と背角度の連動動作が所定時間に達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該所定時間の経過後、当該1本の制御線に到達するまで、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする、膝角度と背角度の連動動作を当該所定時間単位で1本の制御線に従うよう補正して遷移させる切り替え式フィードバック制御を行い、目標に到達したと判定したときに当該開始基準点を更新し、前記連動制御設定値演算部に対し新たな実目標点を示す設定値を更新指示してフィードバック制御し、更新した当該開始基準点及び当該目標とする連動制御点に基づいて背上げ角及び膝上げ高さの動作点の連動制御を行う連動モードの操作終了まで継続動作するよう制御するフィードバック制御部と、を備えることを特徴とする。 Further, the electric bed of the second aspect according to the present invention is an electric bed that can control the undulating operation by feedback control, and performs a back-raising or back-lowering operation and a knee-raising or knee-lowering operation with respect to the landing portion. Based on the operation signal for controlling the drive mechanism that executes the predetermined undulating operation including the operation signal, the set value for interlocking control of the back-raising or back-lowering operation and the knee-raising or knee-lowering operation is calculated, and the setting value is calculated. An operation that feedback-controls the execution of the predetermined undulating motion by the drive mechanism based on the sensor signal from the predetermined sensor that directly or indirectly detects the motion of the movable part related to the movement of the landing portion and the set value. The operation signal control unit includes a signal control unit, and the operation signal control unit includes a back angle which is a lift angle of a movable part of the landing portion from a horizontal state corresponding to the back-raising or back-lowering operation, and the knee-raising or knee-lowering. Based on the sensor signal and a storage unit that stores a plurality of interlocking control points in advance on the coordinate plane represented by the knee angle, which is the lifting angle of the movable part of the landing portion from the horizontal state corresponding to the operation of. The start reference point indicating the coordinate points of the back angle and the knee angle is calculated, the interlocking control point at the latest position in the operation direction from the start reference point is set as the target interlocking control point, and the start reference point and the target interlocking control point are set. An interlocking control setting that calculates a set value for interlocking control of the back angle and the knee angle from the start reference point to the actual target point, with the connecting reference line as the control line and the target interlocking control point as the actual target point. Based on the value calculation unit and the set value, the drive mechanism is controlled with respect to the actual target point with respect to the start reference point, and the knee angle is adjusted until the interlocking operation of the knee angle and the back angle reaches a predetermined time. Feedback control is based on monitoring of both the back angle, and after the lapse of the predetermined time, feedback control is performed based on monitoring of one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction, until the one control line is reached. , Performs switchable feedback control that corrects and transitions the interlocking motion of the knee angle and back angle so as to follow one control line in the predetermined time unit, and updates the start reference point when it is determined that the target has been reached. , the interlocking control set value the setting value update instruction and feedback control shown the new real target point to computing unit, back lifting angle and the knee based on the synchronous control point to updated the start reference point and the target It is characterized by including a feedback control unit that controls continuous operation until the end of the operation of the interlocking mode that performs interlocking control of the operating point of the raised height.

また、本発明による第2態様の電動ベッドにおいて、前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し、前記基準線を中心として挟むように前記所定時間の経過で規定される距離で離間した2点の仮想点を想定したときに、該2点の仮想点のうち予め定めた一方についてプラス側、他方についてマイナス側とし、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、当該切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が前記所定時間の経過後に前記基準線に対し前記プラス側に遷移したときは前記基準線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返し、当該膝角度と背角度の連動動作が前記所定時間の経過後に前記基準線に対し前記マイナス側に遷移したときは前記基準線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする。
Further, in the electric bed of the second aspect according to the present invention, the feedback control unit takes the predetermined time so as to sandwich the reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point with the reference line as the center. Assuming two virtual points separated by a distance specified by the progress, one of the two virtual points predetermined is set to the plus side and the other is set to the minus side, and the start reference point and the actual target are set. As a feedback control when there is a difference larger than a predetermined threshold for both the knee angle and the back angle in comparison with the point, when the switchable feedback control is performed, the interlocking operation of the knee angle and the back angle is the predetermined when a transition is made to the positive side with respect to the reference line after a time performs feedback control based on monitoring only the knee angle and the back angle constant until reaching the reference line, after reaching the reference line, the knee angle the back angle both repeat control to switch the feedback control based on the monitoring of, when the interlocking operation of the knee angle and the back angle is shifted to the minus side with respect to the reference line after the elapse of the predetermined time to the reference line It is configured to keep the knee angle constant until it reaches, perform feedback control based on monitoring only the dorsal angle, and after reaching the reference line, repeat control to switch to feedback control based on monitoring both the knee angle and the dorsal angle. It is characterized by that.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記記憶部に記憶される複数の連動制御点は、外部操作によって設定変更可能に構成されていることを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, the plurality of interlocking control points stored in the storage unit are configured to be reconfigurable by an external operation.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記フィードバック制御部は、当該実目標点の座標値における背角度と膝角度のいずれか一方の予め定めた基準に従う座標軸に到達したときに当該目標に到達したと判定することを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, when the feedback control unit reaches a coordinate axis according to a predetermined reference of either a back angle or a knee angle in the coordinate value of the actual target point. It is characterized in that it is determined that the target has been reached.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記駆動機構はモーター駆動によるアクチュエーターからなることを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, the drive mechanism is characterized by including an actuator driven by a motor.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記所定のセンサーは、前記駆動機構の駆動を行うモーターの回転量を検知する回転量検知センサーからなることを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, the predetermined sensor is characterized by including a rotation amount detection sensor that detects the rotation amount of the motor that drives the drive mechanism.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記所定のセンサーは、前記着床部の可動に係る可動部位に設置され、ジャイロセンサー、角度センサー、加速度センサー、又は衝撃センサーからなる状態センサーからなることを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, the predetermined sensor is installed in a movable portion related to the movement of the landing portion, and includes a gyro sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, or an impact sensor. It is characterized by consisting of a status sensor.

また、本発明による第1及び第2態様の電動ベッドにおいて、前記状態センサーは、前記可動部位に少なくとも1つ設置され、鉛直方向の1軸、鉛直及び水平方向の2軸、鉛直方向と縦・横の水平方向の3軸、或いは鉛直方向と縦・横の水平方向以外の方向を含む3軸以上の絶対座標軸に対し各軸に対応する状態値を検出し、少なくとも前記可動部位における前記膝角度と前記背角度を検出可能なセンサーよりなることを特徴とする。 Further, in the electric beds of the first and second aspects according to the present invention, at least one of the state sensors is installed in the movable portion, and one axis in the vertical direction, two axes in the vertical and horizontal directions, and vertical and vertical. A state value corresponding to each axis is detected with respect to three horizontal axes or three or more absolute coordinate axes including directions other than the vertical and vertical / horizontal horizontal directions, and at least the knee angle at the movable part is detected. It is characterized by comprising a sensor capable of detecting the plumb bob angle.

本発明によれば、より低廉で尚且つ高精度のフィードバック制御を実現し、使い勝手を向上させて背角度及び膝角度の連動制御を可能とする電動ベッドを構成することができる。 According to the present invention, it is possible to construct an electric bed that realizes less expensive and highly accurate feedback control, improves usability, and enables interlocking control of the back angle and the knee angle.

本発明による第1実施形態の電動ベッドの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドの全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the functional part which realizes the operation at the time of operation of the whole electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドのスイッチの概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the switch of the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおけるコントローラーの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the controller in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドの概略的なフィードバック動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic feedback operation of the electric bed of 1st Embodiment by this invention. (a)は本発明による第1実施形態の電動ベッド1における背上げ時の連動制御点の設定値の例を示す背角度及び膝角度の座標平面図であり、(b)は比較例(従来技術に基づく背上げパターン)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。(A) is a coordinate plan view of a back angle and a knee angle showing an example of set values of interlocking control points when raising the back in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention, and (b) is a comparative example (conventional). It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the back raising pattern based on the technique. (a)は本発明による第1実施形態の電動ベッド1における背下げ時の連動制御点の設定値の例を示す背角度及び膝角度の座標平面図であり、(b)は比較例(従来技術に基づく背下げパターン)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。(A) is a coordinate plan view of a back angle and a knee angle showing an example of set values of interlocking control points when the back is lowered in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention, and (b) is a comparative example (conventional). It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the back lowering pattern based on the technique. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例1の連動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the interlocking control of Example 1 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例1の連動制御の動作例(例1)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the operation example (example 1) of the interlocking control of Example 1 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例1の連動制御の動作例(例2)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the operation example (example 2) of the interlocking control of Example 1 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例1の連動制御の動作例(例3)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the operation example (example 3) of the interlocking control of Example 1 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例2の連動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the interlocking control of Example 2 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第1実施形態の電動ベッドにおける実施例2の連動制御の動作例を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。It is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle which shows the operation example of the interlocking control of Example 2 in the electric bed of 1st Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態の電動ベッドの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the electric bed of the 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態の電動ベッドの全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the functional part which realizes the operation at the time of operation of the whole electric bed of 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第2実施形態の電動ベッドの概略的なフィードバック動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic feedback operation of the electric bed of 2nd Embodiment by this invention. 従来の典型的な第2のタイプの電動ベッドの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the electric bed of a typical 2nd type of the conventional. 従来の典型的な第2のタイプの電動ベッドの全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the functional part which realizes the operation at the time of the whole operation of the conventional typical 2nd type electric bed.

以下、図面を参照して、本発明による各実施形態の電動ベッド1について説明する。 Hereinafter, the electric bed 1 of each embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
(装置構成)
図1は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1の概略構成を示す図である。また、図2は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1の全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を示すブロック図である。尚、図1及び図2において、図17及び図18に示す従来の電動ベッド10と同様の構成要素には、同一の参照番号を付している。
[First Embodiment]
(Device configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric bed 1 according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a functional unit that realizes an operation during operation of the entire electric bed 1 according to the first embodiment of the present invention. In addition, in FIGS. 1 and 2, the same reference numbers are given to the same components as the conventional electric bed 10 shown in FIGS. 17 and 18.

図1及び図2を参照するに、本発明による第1実施形態の電動ベッド1は、図17及び図18に示す従来の電動ベッド10と比較して、エンコーダーやポテンションメーターなどの回転量を検知する回転量検知センサーが設けられていない点、3つの状態センサー20a,20b,20cが設けられている点、及び、コントローラー12の内部に操作信号制御部50が設けられ、操作信号制御部50にて状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づくフィードバック(FB)制御部30が設けられている点で相違しているが、その他の構成要素は同様である。ここでは、操作信号制御部50の詳細は後述するものとし、フィードバック(FB)制御部30の作用について主として説明する。 With reference to FIGS. 1 and 2, the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention has a rotation amount of an encoder, a potentiometer, or the like as compared with the conventional electric bed 10 shown in FIGS. 17 and 18. The point that the rotation amount detection sensor to detect is not provided, the point that three state sensors 20a, 20b, and 20c are provided, and the operation signal control unit 50 is provided inside the controller 12, and the operation signal control unit 50 is provided. The difference is that the feedback (FB) control unit 30 based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c is provided, but the other components are the same. Here, the details of the operation signal control unit 50 will be described later, and the operation of the feedback (FB) control unit 30 will be mainly described.

より具体的には、図1に示す第1実施形態の電動ベッド1は、人体を支えるベッドフレーム17の下方に、コントローラー12、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16が配設される。特に、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれほぼ無段階の調整ができるように、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16を一組として合計3組設けられている。 More specifically, in the electric bed 1 of the first embodiment shown in FIG. 1, a controller 12, a motor 13, an actuator 14, and a link mechanism 16 are arranged below a bed frame 17 that supports a human body. In particular, a total of three sets of the motor 13, the actuator 14, and the link mechanism 16 are provided so that the back raising angle, the knee raising height, and the bed height can be adjusted almost steplessly.

コントローラー12には各モーター13を駆動するためのハーネスが接続されている。各モーター13の出力軸にはそれぞれのアクチュエーター14が連結され、各アクチュエーター14のシリンダはそれぞれのリンク機構16に接続される。 A harness for driving each motor 13 is connected to the controller 12. Each actuator 14 is connected to the output shaft of each motor 13, and the cylinder of each actuator 14 is connected to each link mechanism 16.

そして、操作用のスイッチ11はコントローラー12に接続されており、操作者は、スイッチ11を用いて着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれ所定の設定値の範囲内でほぼ無段階の調整を行う個別操作と、詳細は後述するが、設定変更可能な連動制御点を基に、背上げ角及び膝上げ高さを連動動作させる連動操作を選択的に操作できるようになっている。 Then, the switch 11 for operation is connected to the controller 12, and the operator uses the switch 11 to set predetermined values for the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height of the landing portion 18. Individual operations that make almost stepless adjustments within the range, and interlocking operations that interlock the back-raising angle and knee-raising height based on the interlocking control points whose settings can be changed, which will be described in detail later, are selectively operated. You can do it.

ところで、第1実施形態の電動ベッド1には、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての可動部位の位置に、それぞれ3つの状態センサー20a,20b,20cが設けられている。状態センサー20a,20b,20cは、それぞれ状態変化を1次元以上で検出するためのジャイロセンサーや、角度センサー、加速度センサー、衝撃センサーのうちいずれかとすることができる。3つの状態センサー20a,20b,20cから出力される各センサー信号は、破線で示すそれぞれの信号ケーブルを経てコントローラー12に接続される。 By the way, in the electric bed 1 of the first embodiment, three state sensors 20a, 20b, and 20c are provided at the positions of the back raising angle, the knee raising height, and the movable portion with respect to the bed height of the landing portion 18, respectively. It is provided. The state sensors 20a, 20b, and 20c can be any one of a gyro sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, and an impact sensor for detecting a state change in one dimension or more, respectively. Each sensor signal output from the three state sensors 20a, 20b, and 20c is connected to the controller 12 via the respective signal cable shown by the broken line.

(状態センサー)
本実施形態に係るフィードバック制御に用いる状態センサー(本例では3つの状態センサー20a,20b,20c)は、1次元又は複数次元の状態変化の検出で、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さ等のそれぞれの起伏動作に対応する位置を検出可能とするものであればよい。特に、起伏動作に対応する位置を検出するには、絶対座標軸に対する、状態センサーを設置する可動部位の傾きを検出可能なセンサーとするのが好適である。
(Status sensor)
The state sensors (three state sensors 20a, 20b, 20c in this example) used for the feedback control according to the present embodiment detect one-dimensional or multiple-dimensional state changes, and detect the back-raising angle, knee-raising height, and bed. Any position may be used as long as it can detect a position corresponding to each undulating motion such as height. In particular, in order to detect the position corresponding to the undulating motion, it is preferable to use a sensor that can detect the inclination of the movable part where the state sensor is installed with respect to the absolute coordinate axis.

念のため、これらの具体的なセンサーについて説明すると、まず、ジャイロセンサーは回転角速度センサーとも称され、振動式、地磁気式、光学式、熱式、或いは機械式等の種々の機構のものがあるが、最も一般的に民生機器に搭載されているものとして、ICタイプの1軸(上下、左右、或いは前後といった一次元)や3軸(上下、左右、及び前後といったxyz軸の3次元)の振動式ジャイロセンサーがあり、この振動式ジャイロセンサーにはシリコンを使う静電容量方式や、水晶や他の圧電材料を使うピエゾ方式などがある。振動式ジャイロセンサーは、動き(状態変化)に応じて機械的な動作をする素子と、その素子の動作に基づく信号を処理する電子回路とを組み合わせたものであり、回転角速度を検知することで、動き(状態変化)を検知することができる。従って、3軸のジャイロセンサーや1軸のジャイロセンサーを複数用いて複数軸(複数次元)の状態を検知する状態センサーとして構成することができる。 To be on the safe side, to explain these specific sensors, first, the gyro sensor is also called a rotation angle speed sensor, and there are various mechanisms such as vibration type, geomagnetic type, optical type, thermal type, and mechanical type. However, the ones most commonly installed in consumer equipment are IC type 1-axis (one-dimensional such as up / down, left-right, or front-back) and three-axis (three-dimensional xyz-axis such as up-down, left-right, and front-back). There is a vibrating gyro sensor, and this vibrating gyro sensor includes a capacitance method that uses silicon and a piezo method that uses crystal or other piezoelectric material. The vibration type gyro sensor is a combination of an element that mechanically operates in response to movement (state change) and an electronic circuit that processes a signal based on the operation of the element, and by detecting the rotational angular velocity. , Movement (state change) can be detected. Therefore, it can be configured as a state sensor that detects a state of a plurality of axes (multiple dimensions) by using a plurality of 3-axis gyro sensors and 1-axis gyro sensors.

また、角度センサーは、いわば1軸のジャイロセンサーであり、一般的には、動き(状態変化)に応じて回転する回転体と、その回転体に設けられるスリットが通過する際に磁界又は光を遮るのを検出する電子回路とを組み合わせたロータリーエンコーダーと同原理のものや、動き(状態変化)に応じて静電容量が変化する容量式膜と、その静電容量の変化に基づく信号を処理する電子回路とを組み合わせたものなどがあり、このような回転体や静電容量の変化の変化を検知することで、動き(状態変化)を検知することができる。従って、1軸の角度センサーを複数用いて複数軸(複数次元)の状態を検知する状態センサーとして構成することができる。 Further, the angle sensor is, so to speak, a uniaxial gyro sensor, and generally, a rotating body that rotates according to movement (state change) and a magnetic field or light when passing through a slit provided in the rotating body. It processes the same principle as a rotary encoder that combines an electronic circuit that detects blocking, a capacitive film whose capacitance changes according to movement (state change), and a signal based on the change in capacitance. There is a combination with an electronic circuit that performs, and by detecting such a change in a rotating body or a change in capacitance, it is possible to detect a movement (state change). Therefore, it can be configured as a state sensor that detects a state of a plurality of axes (plural dimensions) by using a plurality of angle sensors of one axis.

また、加速度センサーは、振動式、地磁気式、光学式、熱式、或いは機械式等の種々の機構のものがありジャイロセンサーの一種として扱われることがあるが、厳密には、1軸(上下、左右、或いは前後といった一次元)や3軸(上下、左右、及び前後といったxyz軸の3次元)における各軸方向の加速度を検出するものであり、電子回路の処理が異なるのみで動作原理はジャイロセンサーと同様である。加速度センサーには、最も一般的に民生機器に搭載されているものとして、ICタイプの1軸(上下、左右、或いは前後といった一次元)や3軸(上下、左右、及び前後といったxyz軸の3次元)のものがあり、特に、携帯電話等では地球の重力加速度を計測することで携帯電話の傾きを検出し、画面が常に正しい向きで表示されるようにしている。従って、3軸の加速度センサーや1軸の加速度センサーを複数用いて複数軸(複数次元)の状態を検知する状態センサーとして構成することができる。 In addition, there are various types of acceleration sensors such as vibration type, geomagnetic type, optical type, thermal type, mechanical type, etc., and they are sometimes treated as a kind of gyro sensor, but strictly speaking, they are uniaxial (up and down). It detects acceleration in each axial direction in three axes (one dimension such as left and right or front and back) and three axes (three dimensions of xyz axis such as up and down, left and right, and front and back). Similar to the gyro sensor. The most commonly mounted accelerometers are IC type 1-axis (one-dimensional such as up / down, left / right, or front / back) and 3 axes (up / down, left / right, and xyz-axis such as front / back). In particular, mobile phones and the like detect the tilt of the mobile phone by measuring the gravitational acceleration of the earth so that the screen is always displayed in the correct orientation. Therefore, it can be configured as a state sensor that detects a state of a plurality of axes (multiple dimensions) by using a plurality of 3-axis acceleration sensors and 1-axis acceleration sensors.

衝撃センサーは、加速度センサーの一種として扱われることがあるが、厳密には、動き(状態変化)に応じて移動するマグネットと、そのマグネットの動きに基づく加速度を示す信号を処理する電子回路とを組み合わせたものであり、単純にセンサー部位に生じる衝撃の強さを出力するように構成される。このような1軸の衝撃センサーを複数用いて複数軸(複数次元)の状態を検知する状態センサーとして構成することができる。 An impact sensor is sometimes treated as a type of acceleration sensor, but strictly speaking, it consists of a magnet that moves in response to movement (state change) and an electronic circuit that processes a signal that indicates acceleration based on the movement of the magnet. It is a combination and is configured to simply output the strength of the impact generated at the sensor site. A plurality of such single-axis impact sensors can be used to configure a state sensor for detecting a state of a plurality of axes (plural dimensions).

本実施形態に係るフィードバック制御に用いる状態センサー(本例では3つの状態センサー20a,20b,20c)として、直接的に1軸(上下、左右、或いは前後といった一次元)や3軸(上下、左右、及び前後といったxyz軸の3次元)の軸方向の状態変化を示す信号を出力するものだけでなく、これらの軸方向の状態変化へと変換できるものであれば様々なセンサーを利用できる。 As the state sensors (three state sensors 20a, 20b, 20c in this example) used for the feedback control according to the present embodiment, one axis (one dimension such as up / down, left / right, or front / back) or three axes (up / down, left / right) Various sensors can be used as long as they can be converted into these axial state changes as well as those that output signals indicating the axial state changes (three-dimensional of the xyz axis such as front and back).

ただし、上述したジャイロセンサーや、角度センサー、加速度センサー、或いは衝撃センサーは、民生用にも広く用いられているため低廉化の観点で有利であり、特に、ジャイロセンサーや加速度センサーは広く用いられているとともに高精度であり、低コスト化だけでなく、本実施形態に係るフィードバック制御の高精度化にも適している。 However, the above-mentioned gyro sensor, angle sensor, acceleration sensor, or impact sensor is widely used for consumer use and is advantageous from the viewpoint of cost reduction. In particular, the gyro sensor and acceleration sensor are widely used. In addition to being highly accurate, it is suitable not only for cost reduction but also for high accuracy of feedback control according to the present embodiment.

ところで、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さ等のそれぞれ起伏動作に対応する位置制御を可能とするには、当該起伏動作に対応する角度で制御すればよい。このため、1軸(上下、左右、或いは前後といった一次元)の状態変化を検出するのみでも本実施形態に係るフィードバック制御を構成することができる。 By the way, in order to enable position control corresponding to each of the undulating motions such as the back raising angle, the knee raising height, and the bed height, the angle corresponding to the undulating motion may be controlled. Therefore, the feedback control according to the present embodiment can be configured only by detecting the state change of one axis (one dimension such as up / down, left / right, or front / back).

このような第1実施形態の電動ベッド1の全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を図2に示している。図2に示すように、コントローラー12の内部には、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づくFB制御部30が設けられている。 FIG. 2 shows a schematic configuration of a functional unit that realizes an operation during operation of the entire electric bed 1 of the first embodiment. As shown in FIG. 2, an FB control unit 30 based on sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c is provided inside the controller 12.

図2を参照するに、まず、スイッチ11から操作信号がコントローラー12へ出力される。 With reference to FIG. 2, first, the operation signal is output from the switch 11 to the controller 12.

コントローラー12は、当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する所定の設定値に基づく操作信号を受け付けると、対応する動作を実現するため、駆動信号をモーター13に供給するとともに、FB制御部30の機能により状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を入力して監視し、当該センサー信号を基に当該所定の設定値に対応する状態となるようフィードバック制御を行う。 When the controller 12 receives an operation signal based on predetermined set values regarding the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height, the controller 12 supplies a drive signal to the motor 13 and FB in order to realize the corresponding operation. The function of the control unit 30 inputs and monitors the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c, and feedback control is performed based on the sensor signals so that the state corresponds to the predetermined set value.

当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの調整をそれぞれ行う各アクチュエーター14のシリンダは、モーター13の回転に応じて伸縮し、この伸縮に応じてそれぞれのリンク機構16を介して電動ベッド10における着床部18の可変動作が行われる。 The cylinders of the actuators 14 that adjust the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height are respectively expanded and contracted according to the rotation of the motor 13, and are electrically driven via the respective link mechanisms 16 according to the expansion and contraction. The variable operation of the landing portion 18 on the bed 10 is performed.

ここで、状態センサー20a,20b,20cは、従来の治療用や介護用の電動ベッドに利用するエンコーダーやポテンションメーターと比較して廉価である。 Here, the state sensors 20a, 20b, and 20c are cheaper than the encoders and potentiometers used in conventional electric beds for treatment and nursing care.

また、状態センサー20a,20b,20cは、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての可動部位の位置に設けられているため、実際の着床部18の位置を直接的に検知する。このため、実際の着床部18の位置とモーター13の回転量とが誤差が吸収され、経年変化で着床部18が変形してしまうような場合でもその検出精度に影響がほとんどない。そして、状態センサー20a,20b,20cのセンサー出力は、累積誤差が発生することもなく高精度化が実現できる。 Further, since the state sensors 20a, 20b, and 20c are provided at the positions of the movable parts with respect to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18, the actual positions of the landing portion 18 are provided. Is directly detected. Therefore, even if the error between the actual position of the landing portion 18 and the rotation amount of the motor 13 is absorbed and the landing portion 18 is deformed due to aging, the detection accuracy is hardly affected. The sensor outputs of the state sensors 20a, 20b, and 20c can be highly accurate without causing a cumulative error.

(スイッチ)
図3は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1のスイッチ11の概略的な構成を示している。スイッチ11は、図3では主要な機能のみを概略的に示しているが、設定値表示部111と操作・設定ボタン部112が設けられる。設定値表示部111には、個別操作モード時では背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての現在の設定値がそれぞれの設定表示部111a,111b,111cに液晶表示され、連動モードでは後述する図6(a),図7(a)に示す座標平面の態様で液晶表示される。
(switch)
FIG. 3 shows a schematic configuration of the switch 11 of the electric bed 1 according to the first embodiment of the present invention. Although the switch 11 schematically shows only the main functions in FIG. 3, a setting value display unit 111 and an operation / setting button unit 112 are provided. In the individual operation mode, the set value display unit 111 displays the current set values for the back raising angle, the knee raising height, and the bed height on the respective setting display units 111a, 111b, 111c, and the interlocking mode is displayed. Then, the liquid crystal display is displayed in the manner of the coordinate plane shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a), which will be described later.

また、操作・設定ボタン部112には、設定ボタン112d、個別操作ボタン112f、及び連動ボタン112hが設けられ、設定ボタン112dが押されると設定モードとなりLED表示部112eが点灯し、個別操作ボタン112fが押されると個別操作モードとなりLED表示部112gが点灯し、連動ボタン112hが押されると連動モードとなりLED表示部112iが点灯する。個別操作ボタン112fと連動ボタン112hは、そのいずれか一方のみが選択できるように切り替わるものとなっている。 Further, the operation / setting button unit 112 is provided with a setting button 112d, an individual operation button 112f, and an interlocking button 112h. When the setting button 112d is pressed, the setting mode is set and the LED display unit 112e lights up, and the individual operation button 112f When is pressed, the individual operation mode is set and the LED display unit 112g is lit, and when the interlocking button 112h is pressed, the interlocking mode is set and the LED display unit 112i is lit. The individual operation button 112f and the interlocking button 112h are switched so that only one of them can be selected.

個別操作ボタン112fが押されて個別操作モードとなりLED表示部112gが点灯している状態で設定ボタン112dを押すと、個別操作に関する設定モードとなり、上下ボタン112a, 112b, 112cを操作することで、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれ所望の設定値となるよう設定することができ、その設定値が設定値表示部111にそれぞれ表示される。設定モードとなっていることを示すLED表示部112eが点灯している状態で、設定ボタン112dを再び押すとLED表示部112eが消灯し、LED表示部112gが点灯している個別操作モードに戻る。 When the individual operation button 112f is pressed to enter the individual operation mode and the setting button 112d is pressed while the LED display unit 112g is lit, the setting mode related to the individual operation is entered, and the up / down buttons 112a, 112b, 112c are operated by operating the up / down buttons 112a, 112b, 112c. The back-raising angle, knee-raising height, and bed height can be set to be desired set values, and the set values are displayed on the set value display unit 111, respectively. When the setting button 112d is pressed again while the LED display unit 112e indicating that the setting mode is set is lit, the LED display unit 112e is turned off and the mode returns to the individual operation mode in which the LED display unit 112g is lit. ..

LED表示部112eが消灯しLED表示部112gが点灯している個別操作モードでは、上下ボタン112a, 112b, 112cを操作することで、それぞれ当該設定値を超えることのない範囲内で背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの可変動作が可能となっており、フィードバック制御によりその設定値を超えることなく作動する。 In the individual operation mode in which the LED display unit 112e is turned off and the LED display unit 112g is lit, by operating the up and down buttons 112a, 112b, and 112c, the back-raising angle can be increased within a range that does not exceed the set value. The knee-raising height and bed height can be changed, and the feedback control allows the operation to operate without exceeding the set value.

一方、連動ボタン112hが押されて連動モードとなりLED表示部112iが点灯している状態で設定ボタン112dを押すと、背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御の設定モードとなり、上下ボタン112a, 112bを操作することで、背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御の設定変更(後述する図6(a),図7(a)に示す連動制御点Pnについて設定されているデフォルト値の設定変更)ができ、連動制御点Pnの値が設定値表示部111にて図6(a),図7(a)に示す座標平面の態様で液晶表示される。設定モードとなっていることを示すLED表示部112eが点灯している状態で、設定ボタン112dを再び押すとLED表示部112eが消灯し、LED表示部112iが点灯している連動モードに戻る。 On the other hand, when the interlocking button 112h is pressed to enter the interlocking mode and the setting button 112d is pressed while the LED display unit 112i is lit, the interlocking control setting mode regarding the back raising angle and the knee raising height is set, and the up / down buttons 112a, By operating 112b, the setting of the interlocking control regarding the back-raising angle and the knee-raising height is changed (setting of the default value set for the interlocking control point Pn shown in FIGS. 6A and 7A described later). The value of the interlocking control point Pn can be changed), and the value of the interlocking control point Pn is displayed on the liquid crystal display on the set value display unit 111 in the manner of the coordinate plane shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a). When the setting button 112d is pressed again while the LED display unit 112e indicating that the setting mode is set is lit, the LED display unit 112e is turned off and the mode returns to the interlocking mode in which the LED display unit 112i is lit.

LED表示部112eが消灯しLED表示部112iが点灯している連動モードでは、上下ボタン112a又は112bを操作することで、図6(a)に示す背上げ時の連動モードの開始と終了を操作可能となっており、例えば上下ボタン112aの“△(上昇)”を押したときに背上げ時の連動モードが開始され、その押し操作を止めたときに終了する。或いは、上下ボタン112aの“▽(下降)”を押したときに背下げ時の連動モードが開始され、その押し操作を止めたときに終了する。 In the interlocking mode in which the LED display unit 112e is turned off and the LED display unit 112i is lit, the up / down buttons 112a or 112b are operated to start and end the interlocking mode when the back is raised as shown in FIG. 6A. It is possible, for example, when the up / down button 112a "Δ (rise)" is pressed, the interlocking mode at the time of raising the back is started, and when the pressing operation is stopped, it ends. Alternatively, when the up / down button 112a "▽ (down)" is pressed, the interlocking mode at the time of lowering the back is started, and when the pressing operation is stopped, the interlocking mode ends.

上下ボタン112aと上下ボタン112bのいずれを操作しても背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御として同様に動作するが、ベッド高さに関する上下ボタン112cの操作は、背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御として動作せず、個別操作モードと同様の動作となっている。また、連動モードの動作中、設定値表示部111にて図6(a),図7(a)に示す座標平面の態様で液晶表示されるが、現在動作中の背上げ角及び膝上げ高さに対応する背角度及び膝角度の動作点が動的表示されるように構成するのが好ましい。 Regardless of whether the up / down button 112a or the up / down button 112b is operated, the operation is the same as the interlocking control regarding the back raising angle and the knee raising height, but the operation of the up / down button 112c regarding the bed height is the back raising angle and the knee raising height. It does not operate as an interlocking control related to the knee, and operates in the same manner as the individual operation mode. Further, during the operation of the interlocking mode, the liquid crystal display is displayed on the set value display unit 111 in the manner of the coordinate plane shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a). It is preferable that the operating points of the dorsal angle and the knee angle corresponding to the above are dynamically displayed.

(コントローラー)
図4は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1におけるコントローラー12の概略構成を示すブロック図である。コントローラー12は、操作信号制御部50、操作信号受信部51、第1センサー信号入力部52、第2センサー信号入力部53、第3センサー信号入力部54、及びモーター駆動制御部55を備える。本例では、フィードバック(FB)制御部30は、操作信号制御部50内に組み込まれている。
(controller)
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a controller 12 in the electric bed 1 according to the first embodiment of the present invention. The controller 12 includes an operation signal control unit 50, an operation signal reception unit 51, a first sensor signal input unit 52, a second sensor signal input unit 53, a third sensor signal input unit 54, and a motor drive control unit 55. In this example, the feedback (FB) control unit 30 is incorporated in the operation signal control unit 50.

操作信号受信部51は、スイッチ11からの操作信号を入力し、操作信号制御部50に出力する。操作信号は、個別操作モードにおける背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれ所望の設定値を示す設定信号と、連動モードにおける背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御点の設定変更(後述する図6(a),図7(a)に示す連動制御点Pnについて設定されているデフォルト値の増減又は座標値の設定変更)を示す設定信号と、個別操作モード又は連動モードで実際に操作し動作させる旨を示す実行信号と、をそれぞれ識別できる信号フォーマットで構成されている。 The operation signal receiving unit 51 inputs the operation signal from the switch 11 and outputs it to the operation signal control unit 50. The operation signals are a setting signal indicating desired setting values for the back-raising angle, knee-raising height, and bed height in the individual operation mode, and setting of interlocking control points for the back-raising angle and knee-raising height in the interlocking mode. In the individual operation mode or the interlocking mode, the setting signal indicating the change (increase / decrease of the default value or the setting change of the coordinate value set for the interlocking control point Pn shown in FIGS. It is composed of a signal format that can distinguish between an execution signal indicating that it is actually operated and operated.

第1信号入力部52、第2信号入力部53、及び第3信号入力部54は、それぞれ状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を入力し、操作信号制御部50に出力する。 The first signal input unit 52, the second signal input unit 53, and the third signal input unit 54 input sensor signals from the status sensors 20a, 20b, and 20c, respectively, and output them to the operation signal control unit 50.

モーター駆動制御部55は、操作信号制御部50から、スイッチ11からの操作信号(実行信号)に基づく個別操作モード又は連動モードの動作指示を入力して、その個別操作モード又は連動モードの動作を行うよう、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの各々を動作させるためのモーター13a,13b,13cからなるモーター13を駆動する。 The motor drive control unit 55 inputs an operation instruction of the individual operation mode or the interlocking mode based on the operation signal (execution signal) from the switch 11 from the operation signal control unit 50, and operates the individual operation mode or the interlocking mode. A motor 13 including motors 13a, 13b, and 13c for operating each of the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height is driven so as to be performed.

特に、モーター駆動制御部55は、操作信号制御部50におけるフィードバック(FB)制御部30からの比較信号を入力し、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を基にしたフィードバック制御で、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの各々を動作させるようモーター13を駆動する。 In particular, the motor drive control unit 55 inputs a comparison signal from the feedback (FB) control unit 30 in the operation signal control unit 50, and performs feedback control based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c. The motor 13 is driven so as to operate each of the raising angle, the knee raising height, and the bed height.

操作信号制御部50は、信号種別判別部501、連動制御点設定部502、個別操作設定部503、記憶部504、個別操作・連動判定部505、連動制御設定値演算部506、個別操作設定値読出部507、動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30を備える。 The operation signal control unit 50 includes a signal type determination unit 501, an interlocking control point setting unit 502, an individual operation setting unit 503, a storage unit 504, an individual operation / interlocking determination unit 505, an interlocking control setting value calculation unit 506, and an individual operation setting value. It includes a reading unit 507, an operation instruction unit 508, and a feedback (FB) control unit 30.

信号種別判別部501は、それぞれ状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を入力し、信号種別を判別して、個別操作モードにおける背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれ所望の設定値を示す設定信号については個別操作設定部503に出力し、連動モードにおける背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御点の設定変更(後述する図6(a),図7(a)に示す連動制御点Pnについて設定されているデフォルト値の増減又は座標値の設定変更)を示す設定信号については連動制御点設定部502に出力し、個別操作モード又は連動モードで実際に操作し動作させる旨を示す実行信号については個別操作・連動判定部505に出力する。 The signal type determination unit 501 inputs sensor signals from the status sensors 20a, 20b, and 20c, respectively, determines the signal type, and desires the back-raising angle, knee-raising height, and bed height in the individual operation modes, respectively. The setting signal indicating the set value of is output to the individual operation setting unit 503, and the setting change of the interlocking control point regarding the back raising angle and the knee raising height in the interlocking mode (FIGS. 6A and 7A described later). The setting signal indicating the increase / decrease of the default value or the setting change of the coordinate value set for the interlocking control point Pn shown in is output to the interlocking control point setting unit 502, and is actually operated in the individual operation mode or the interlocking mode. The execution signal indicating that the operation is to be performed is output to the individual operation / interlocking determination unit 505.

連動制御点設定部502は、信号種別判別部501から連動モードに関する設定信号を入力し、連動モードにおける背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御点を更新設定するよう記憶部504に記憶する。記憶部504に、当該連動制御点に関するデフォルト値又はその前回値が記憶されているとき、その連動制御点が更新される。 The interlocking control point setting unit 502 inputs a setting signal related to the interlocking mode from the signal type determination unit 501, and stores the interlocking control point regarding the back raising angle and the knee raising height in the interlocking mode in the storage unit 504 to be updated and set. When the storage unit 504 stores the default value for the interlocking control point or the previous value thereof, the interlocking control point is updated.

個別操作設定部503は、信号種別判別部501から個別操作モードに関する設定信号を入力し、個別モードにおける背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する設定値を保持するよう記憶部504に記憶する。記憶部504に、当該設定値に関するデフォルト値又はその前回値が記憶されているとき、その設定値が更新される。 The individual operation setting unit 503 inputs a setting signal related to the individual operation mode from the signal type determination unit 501, and causes the storage unit 504 to hold the set values related to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height in the individual mode. Remember. When the storage unit 504 stores the default value related to the set value or the previous value thereof, the set value is updated.

記憶部504は、不揮発性メモリで構成され、個別操作モードの背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する設定値と、連動モードの背上げ角及び膝上げ高さに関する連動制御点とを記憶保持する。また、詳細は後述するが、記憶部504は、フィードバック(FB)制御部30における信号変換部31によって状態センサー20a,20b,20cの信号を背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する状態値へと変換のための、予め状態センサー20a,20b,20cの設置位置に基づいて較正したテーブル又は演算式を予め保持している。不揮発性メモリとして、ROM又はRAMを利用できる。 The storage unit 504 is composed of a non-volatile memory, and includes set values related to the back-raising angle, knee-raising height, and bed height in the individual operation mode, and interlocking control points related to the back-raising angle and knee-raising height in the interlocking mode. Memorize. Further, as will be described in detail later, the storage unit 504 uses the signal conversion unit 31 in the feedback (FB) control unit 30 to transmit the signals of the state sensors 20a, 20b, and 20c with respect to the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height. A table or calculation formula calibrated in advance based on the installation positions of the state sensors 20a, 20b, and 20c for conversion to the state value is held in advance. ROM or RAM can be used as the non-volatile memory.

尚、操作信号制御部50は、中央演算処理ユニット(CPU)を備えるコンピューターとして構成することができ、記憶部504には、当該CPUにより読み出し操作信号制御部50における各機能を実現するためのプログラムが格納される。 The operation signal control unit 50 can be configured as a computer including a central processing unit (CPU), and the storage unit 504 is a program for realizing each function of the read operation signal control unit 50 by the CPU. Is stored.

個別操作・連動判定部505は、信号種別判別部501から個別操作モード又は連動モードに関する実行信号を入力し、個別操作モード時には個別操作モードの動作を行う旨を示す信号を個別操作設定値読出部507及び動作指示部508に出力し、連動モード時には連動モードの動作を行う旨を示す信号を連動制御設定値演算部506及び動作指示部508に出力する。 The individual operation / interlocking determination unit 505 inputs an execution signal related to the individual operation mode or the interlocking mode from the signal type determination unit 501, and outputs a signal indicating that the individual operation mode is operated in the individual operation mode. It is output to 507 and the operation instruction unit 508, and a signal indicating that the operation of the interlocking mode is performed in the interlocking mode is output to the interlocking control set value calculation unit 506 and the operation instruction unit 508.

尚、連動モードの実行信号が個別操作・連動判定部505に入力されている間、個別操作・連動判定部505は連動モードの動作を行う旨を示す信号を連動制御設定値演算部506及び動作指示部508に出力しているが、連動モードの実行信号が図4に示す個別操作・連動判定部505に入力されなくなった時点で、当該連動モードの終了を示す信号をフィードバック(FB)制御部30における比較部32に出力する(図示せず)。 While the execution signal of the interlocking mode is input to the individual operation / interlocking determination unit 505, the individual operation / interlocking determination unit 505 sends a signal indicating that the interlocking mode operation is performed to the interlocking control set value calculation unit 506 and the operation. Although it is output to the instruction unit 508, when the execution signal of the interlocking mode is no longer input to the individual operation / interlocking determination unit 505 shown in FIG. 4, a signal indicating the end of the interlocking mode is fed back (FB) control unit. It is output to the comparison unit 32 in No. 30 (not shown).

連動制御設定値演算部506は、個別操作・連動判定部505から連動モードの動作を行う旨を示す信号を入力すると、フィードバック(FB)制御部30における信号変換部31から、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づく現在の背上げ角及び膝上げ高さの状態値を取得し、現在の背上げ角及び膝上げ高さにそれぞれ対応する背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点Psを演算する。 When the interlocking control set value calculation unit 506 inputs a signal indicating that the interlocking mode operation is performed from the individual operation / interlocking determination unit 505, the status sensors 20a and 20b are transmitted from the signal conversion unit 31 in the feedback (FB) control unit 30. , Acquire the state values of the current back-raising angle and knee-raising height based on the sensor signal from 20c, and start indicating the coordinate points of the back-up angle and knee-raising angle corresponding to the current back-raising angle and knee-raising height, respectively. Calculate the reference point Ps.

そして、連動制御設定値演算部506は、記憶部504から、後述する図6(a),図7(a)に示す設定されている連動制御点Pnを読み出し、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標として認定し、その目標として認定した連動制御点Pnの座標値を目標連動制御点Poとする。 Then, the interlocking control set value calculation unit 506 reads out the set interlocking control points Pn shown in FIGS. 6A and 7A described later from the storage unit 504, and operates in the operation direction with respect to the start reference point Ps. The interlocking control point Pn at the latest position is recognized as a target, and the coordinate value of the interlocking control point Pn recognized as the target is set as the target interlocking control point Po.

そして、連動制御設定値演算部506は、図8乃至図11を参照して詳細は後述する実施例1では、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線に対し、プラス(+)側、マイナス(−)側、或いはその双方に所定のユークリッド距離(例えば各軸方向に2°)で離間した平行な仮想線を演算し、±側の仮想線の2線を制御線とするか、基準線と+側の仮想線の2線を制御線とするか、或いは基準線と−側の仮想線の2線を制御線とするよう予め定めた制御線と、目標連動制御点Poとに基づいて、目標連動制御点Poにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。尚、実施例1の連動制御設定値演算部506は、演算した制御線の情報を、連動制御の設定値とした実目標点Prの座標値の情報とともに、フィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。 Then, in the first embodiment, which will be described in detail later with reference to FIGS. 8 to 11, the interlocking control set value calculation unit 506 is plus (+) with respect to the reference line connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po. ) Side, minus (-) side, or both are calculated as parallel virtual lines separated by a predetermined Euclidean distance (for example, 2 ° in each axial direction), and the two virtual lines on the ± side are used as control lines. Or, a control line predetermined to use two lines of the reference line and the virtual line on the + side as control lines, or two lines of the reference line and the virtual line on the-side as control lines, and a target interlocking control point Po. Based on the above, the two control lines are located on the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the target interlocking control point Po and within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po. The actual target point Pr, which is the latest position, is calculated in the middle of the above, and the coordinate value of the actual target point Pr is output as the set value of the interlocking control to the operation instruction unit 508 and the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30. The interlocking control set value calculation unit 506 of the first embodiment compares the calculated control line information with the coordinate value information of the actual target point Pr as the interlocking control set value in the feedback (FB) control unit 30. Output to unit 31.

また、連動制御設定値演算部506は、図12及び図13を参照して詳細に後述する実施例2では、目標連動制御点Poを実目標点Prとし、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する動作を、スイッチ11からの連動制御の終了指示があるまで繰り返す。尚、実施例2の連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線を制御線とし、その制御線の情報を、連動制御の設定値とした実目標点Prの座標値の情報とともに、フィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。 Further, in the second embodiment, which will be described in detail later with reference to FIGS. 12 and 13, the interlocking control set value calculation unit 506 sets the target interlocking control point Po as the actual target point Pr and interlocks the coordinate values of the actual target point Pr. The operation of outputting to the operation instruction unit 508 and the feedback (FB) control unit 30 as the control set value to the comparison unit 31 is repeated until there is an instruction to end the interlocking control from the switch 11. The interlocking control set value calculation unit 506 of the second embodiment uses a reference line connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po as a control line, and uses the information of the control line as the setting value of the interlocking control. It is output to the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30 together with the information of the coordinate value of the target point Pr.

これにより、動作指示部508の動作指示に基づいて、モーター駆動制御部55が動作し、電動ベッド1の動作が当該設定値における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸に到達するまで、フィードバック(FB)制御部30における比較部32からの比較信号によりフィードバック制御が行われる。 As a result, the motor drive control unit 55 operates based on the operation instruction of the operation instruction unit 508, and feedback is provided until the operation of the electric bed 1 reaches the coordinate axis of either the back angle or the knee angle in the set value. (FB) Feedback control is performed by the comparison signal from the comparison unit 32 in the control unit 30.

そして、連動制御設定値演算部506は、連動制御の動作中、電動ベッド1の動作が当該設定値に到達したときにフィードバック(FB)制御部30における比較部32が示す開始基準点Psの更新指示を入力すると、再び、現在の背上げ角及び膝上げ高さにそれぞれ対応する背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点Psを演算して更新し、更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の実目標点Prを、連動制御開始時と同様に改めて算出し、その算出した実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。この動作を、スイッチ11からの連動制御の終了指示があるまで繰り返す。 Then, the interlocking control set value calculation unit 506 updates the start reference point Ps indicated by the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30 when the operation of the electric bed 1 reaches the set value during the operation of the interlocking control. When the instruction is input, the start reference point Ps indicating the coordinate points of the back angle and the knee angle corresponding to the current back-raising angle and the knee-raising height, respectively, is calculated and updated, and the updated start reference point Ps is used. The actual target point Pr at the latest position in the operation direction is calculated again in the same manner as when the interlocking control is started, and the coordinate value of the calculated actual target point Pr is used as the setting value of the interlocking control in the operation instruction unit 508 and the feedback (FB). Output to the comparison unit 31 in the control unit 30. This operation is repeated until there is an instruction to end the interlocking control from the switch 11.

個別操作設定値読出部507は、個別操作・連動判定部505から個別操作モードの動作を行う旨を示す信号を入力すると、記憶部504から、設定されている背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する設定値を読み出し、動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。これにより、動作指示部508の動作指示に基づいて、モーター駆動制御部55が動作し、電動ベッド1の動作が当該設定値に到達するまで、フィードバック(FB)制御部30における比較部32からの比較信号によりフィードバック制御が行われる。 When the individual operation setting value reading unit 507 inputs a signal indicating that the individual operation mode operation is performed from the individual operation / interlocking determination unit 505, the storage unit 504 sets the back-raising angle, knee-raising height, and so on. And the set value regarding the bed height is read out and output to the operation instruction unit 508 and the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30. As a result, the motor drive control unit 55 operates based on the operation instruction of the operation instruction unit 508, and the feedback (FB) control unit 30 from the comparison unit 32 until the operation of the electric bed 1 reaches the set value. Feedback control is performed by the comparison signal.

動作指示部508は、個別操作・連動判定部505から、個別操作モード又は連動モードの動作を行う旨を示す信号が入力されると、連動制御設定値演算部506又は個別操作設定値読出部507から当該設定値(個別操作モードであれば背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する設定値、連動モードであれば背上げ角及び膝上げ高さに関する実目標点Prの座標値)を入力し、モーター駆動制御部55に対し、当該設定値に対応する背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの各々を動作させるためのモーター13a,13b,13cからなるモーター13の駆動を指示する。 When a signal indicating that the individual operation mode or the interlocking mode is to be performed is input from the individual operation / interlocking determination unit 505, the operation instruction unit 508 is the interlocking control setting value calculation unit 506 or the individual operation setting value reading unit 507. To the relevant set value (set value related to back-raising angle, knee-raising height, and bed height in individual operation mode, coordinate value of actual target point Pr related to back-raising angle and knee-raising height in interlocking mode) Is input, and the motor 13 is driven by the motors 13a, 13b, 13c for operating each of the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height corresponding to the set values to the motor drive control unit 55. To instruct.

ここで、本実施形態に係るフィードバック制御では、各モーター13に対しエンコーダーやポテンションメーターなどの回転量検知センサーを用いていないため、動作指示部508は、例えばモーター13として誘導モーターを用いるときは、当該設定値に対応する現在値から目標値までの回転速度と動作時間をモーター13毎に演算して、モーター駆動制御部55に対しモーター13の駆動を指示し、モーター駆動制御部55では、フィードバック(FB)制御部30からの比較信号を監視してそのモーター13毎の動作時間についてON/OFF制御で増減することでフィードバック制御を行う。尚、動作の開始時のスローアップや動作の停止時のスローダウンを行う動作を組み入れることもできる。 Here, in the feedback control according to the present embodiment, since a rotation amount detection sensor such as an encoder or a potentiometer is not used for each motor 13, when the operation instruction unit 508 uses an induction motor as the motor 13, for example, , The rotation speed and the operating time from the current value to the target value corresponding to the set value are calculated for each motor 13, and the motor drive control unit 55 is instructed to drive the motor 13. Feedback control is performed by monitoring the comparison signal from the feedback (FB) control unit 30 and increasing / decreasing the operating time of each motor 13 by ON / OFF control. It is also possible to incorporate an operation of slowing up at the start of the operation and slowing down at the time of stopping the operation.

また、モーター13としてステッピングモーターを用いるときは、当該設定値に対応する現在値から目標値までの回転速度とパルスカウント値を演算して、モーター駆動制御部55に対しモーター13の駆動を指示し、モーター駆動制御部55では、フィードバック(FB)制御部30からの比較信号を監視してそのモーター13毎のパルスカウント値について増減することでフィードバック制御を行う。尚、動作の開始時のスローアップや動作の停止時のスローダウンを行う動作を組み入れることもできる。 When a stepping motor is used as the motor 13, the rotation speed and the pulse count value from the current value to the target value corresponding to the set value are calculated, and the motor drive control unit 55 is instructed to drive the motor 13. The motor drive control unit 55 monitors the comparison signal from the feedback (FB) control unit 30 and performs feedback control by increasing or decreasing the pulse count value for each motor 13. It is also possible to incorporate an operation of slowing up at the start of the operation and slowing down at the time of stopping the operation.

フィードバック(FB)制御部30は、信号変換部31、及び比較部32を備える。 The feedback (FB) control unit 30 includes a signal conversion unit 31 and a comparison unit 32.

信号変換部31は、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を基に背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する状態値へと変換し、比較部32に出力する。尚、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を基に背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する状態値は、連動制御設定値演算部506にも出力される。 The signal conversion unit 31 converts the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c into state values related to the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height, and outputs them to the comparison unit 32. The state values related to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height are also output to the interlocking control set value calculation unit 506 based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c.

尚、信号変換部31は、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する状態値へと変換のために、予め状態センサー20a,20b,20cの設置位置に基づいて較正したテーブル又は演算式を記憶部504に予め保持しており、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を基に直ちに背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する状態値へと変換することができる。 The signal conversion unit 31 performs a table or calculation calibrated in advance based on the installation positions of the state sensors 20a, 20b, and 20c in order to convert them into state values related to the back-raising angle, knee-raising height, and bed height. The formula is stored in the storage unit 504 in advance, and can be immediately converted into state values related to the back-raising angle, knee-raising height, and bed height based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c. ..

比較部32は、連動制御設定値演算部506又は個別操作設定値読出部507から当該設定値(個別操作モードであれば背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さに関する設定値、連動モードであれば背上げ角及び膝上げ高さに関する実目標点Prの座標値)を入力して、信号変換部31から得られる状態値に対し対比可能な数値に変換して比較し、その差分の有無を示す比較信号をモーター駆動制御部55に出力する。 The comparison unit 32 receives the set value from the interlocking control set value calculation unit 506 or the individual operation set value reading unit 507 (in the case of the individual operation mode, the set value related to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height, and the interlocking mode). If so, the actual target point Pr coordinate values related to the back-raising angle and the knee-raising height) are input, converted into numerical values that can be compared with the state values obtained from the signal conversion unit 31, and compared. A comparison signal indicating the presence / absence is output to the motor drive control unit 55.

ただし、図8乃至図11を参照して詳細は後述するが、実施例1の連動制御に係る連動モードでは、比較部32は、背上げ角及び膝上げ高さに関する実目標点Prの座標値とともに、制御線の情報を入力し、2本の制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う。ここで、実施例1における2本の制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御とは、膝角度と背角度の連動動作を2本の制御線内で遷移させ、当該連動動作が2本の制御線のうち一方に到達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御を行い、当該一方に到達後、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御を行うことにより、膝角度と背角度の連動動作を2本の制御線内で遷移させる制御をいう。 However, although the details will be described later with reference to FIGS. 8 to 11, in the interlocking mode related to the interlocking control of the first embodiment, the comparison unit 32 is the coordinate value of the actual target point Pr regarding the back-raising angle and the knee-raising height. At the same time, the information of the control line is input, and the switchable feedback control based on the monitoring of the knee angle and the back angle according to the two control lines is performed. Here, in the switchable feedback control based on the monitoring of the knee angle and the back angle according to the two control lines in the first embodiment, the interlocking operation of the knee angle and the back angle is changed within the two control lines, and the interlocking operation is performed. Feedback control is performed based on monitoring of both the knee angle and the back angle until the movement reaches one of the two control lines, and after reaching the one, monitoring of one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction. This refers to a control in which the interlocking motion of the knee angle and the back angle is changed within two control lines by performing feedback control based on the above.

また、図12及び図13を参照して詳細は後述するが、実施例2の連動制御に係る連動モードでは、比較部32は、背上げ角及び膝上げ高さに関する実目標点Prの座標値を入力し、所定時間単位で基準線よりなる制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う。ここで、実施例2における所定時間単位で基準線よりなる制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御とは、当該連動動作が所定時間に達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御を行い、当該所定時間の経過後、当該1本の制御線に到達するまで、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御を行うことにより、膝角度と背角度の連動動作を当該所定時間単位で1本の制御線に従うよう補正して遷移させる制御をいう。 Further, although details will be described later with reference to FIGS. 12 and 13, in the interlocking mode related to the interlocking control of the second embodiment, the comparison unit 32 is the coordinate value of the actual target point Pr regarding the back-raising angle and the knee-raising height. Is input, and switchable feedback control is performed based on the monitoring of the knee angle and the back angle according to the control line consisting of the reference line in a predetermined time unit. Here, in the second embodiment, the switchable feedback control based on the monitoring of the knee angle and the back angle according to the control line consisting of the reference line in the predetermined time unit means both the knee angle and the back angle until the interlocking operation reaches the predetermined time. By performing feedback control based on the monitoring of the above, and after the lapse of the predetermined time, until the one control line is reached, feedback control is performed based on the monitoring of one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction. It refers to a control that corrects and transitions the interlocking motion of the knee angle and the back angle so as to follow one control line in the predetermined time unit.

従って、コントローラー12は、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を基にした当該比較信号によりモーター13をフィードバック制御する。 Therefore, the controller 12 feedback-controls the motor 13 by the comparison signal based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c.

(フィードバック制御)
図5は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1の概略的なフィードバック動作を示すフローチャートである。
(Feedback control)
FIG. 5 is a flowchart showing a schematic feedback operation of the electric bed 1 according to the first embodiment of the present invention.

まず、電動ベッド1の着床部18の可変動作に関する操作信号をスイッチ11からコントローラー12へ送信する(ステップS1)。 First, an operation signal relating to the variable operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 is transmitted from the switch 11 to the controller 12 (step S1).

操作信号を受け付けたコントローラー12は、対応するモーター13の駆動を制御し、アクチュエーター14を駆動する(ステップS2)。 The controller 12 that receives the operation signal controls the drive of the corresponding motor 13 and drives the actuator 14 (step S2).

このとき、コントローラー12は、FB制御部30の比較信号を基に、状態センサー20a,20b,20cのセンサー信号を監視し(ステップS3)、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達したか否かを判定する(ステップS4)。 At this time, the controller 12 monitors the sensor signals of the state sensors 20a, 20b, and 20c based on the comparison signal of the FB control unit 30 (step S3), and the operation of the landing unit 18 of the electric bed 1 reaches the target. It is determined whether or not this has been done (step S4).

コントローラー12は、利用者による操作終了指示が無い限り、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達していなければ(ステップS4:No)、当該モーター13の駆動を継続する。 Unless the user gives an instruction to end the operation, the controller 12 continues to drive the motor 13 unless the operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 reaches the target (step S4: No).

一方、コントローラー12は、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達したとして判定すると(ステップS4:Yes)、個別操作モード時ではモーター13の駆動を停止させ、背角度及び膝角度の連動モード時では目標を更新して当該モーター13の駆動を継続するが、利用者による操作終了指示があるときにモーター13の駆動を停止し、アクチュエーター14の位置を保持する(ステップS5)。 On the other hand, when the controller 12 determines that the operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 has reached the target (step S4: Yes), the controller 12 stops the driving of the motor 13 in the individual operation mode, and determines the back angle and the knee angle. In the interlocking mode, the target is updated to continue driving the motor 13, but when the user gives an operation end instruction, the driving of the motor 13 is stopped and the position of the actuator 14 is held (step S5).

このように、本実施形態の電動ベッド1においては、より低廉で尚且つ高精度のフィードバック制御が実現可能となり、連動モード及び個別操作モードにも対応した使い勝手の良い動作が実現され、結果としてベッド自体も低廉化させることができる。 As described above, in the electric bed 1 of the present embodiment, less expensive and highly accurate feedback control can be realized, and easy-to-use operation corresponding to the interlocking mode and the individual operation mode is realized, and as a result, the bed The price itself can be reduced.

(連動制御点で示される背角度及び膝角度の座標平面)
以下、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における背角度及び膝角度の連動モードの制御方法について、より詳細に説明する。
(Coordinate plane of back angle and knee angle indicated by interlocking control points)
Hereinafter, a method of controlling the back angle and knee angle interlocking modes in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention will be described in more detail.

図6(a)は本発明による第1実施形態の電動ベッド1における背上げ時の連動制御点Pnの設定値の例を示す背角度及び膝角度の座標平面図であり、図6(b)は比較例(特許文献2,3に示される従来技術に基づく背上げパターン)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。 FIG. 6A is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle showing an example of the set value of the interlocking control point Pn at the time of raising the back in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention. Is a coordinate plan view of a back angle and a knee angle showing a comparative example (back-raising pattern based on the prior art shown in Patent Documents 2 and 3).

また、図7(a)は本発明による第1実施形態の電動ベッド1における背下げ時の連動制御点Pnの設定値の例を示す背角度及び膝角度の座標平面図であり、図7(b)は比較例(特許文献2,3に示される従来技術に基づく背上げパターン)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。 Further, FIG. 7A is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle showing an example of the set value of the interlocking control point Pn when the back is lowered in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention. b) is a coordinate plan view of a back angle and a knee angle showing a comparative example (back-raising pattern based on the prior art shown in Patent Documents 2 and 3).

まず、図6(a)及び図7(a)には、背上げ角の調整に係る着床部18の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度aと、膝上げ高さの調整に係る着床部18の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度bが座標平面(a,b)で示されている。ここで、図6(b)及び図7(b)に示す従来技法とそれぞれ対比可能にするために、連動制御点Pnとして、従来技法と同一の座標点を示している。尚、本発明においても、操作信号における連動モードの実行信号を基に背上げ又は背下げの動作と膝上げ又は膝下げの動作を連動制御する際には、その背上げ又は背下げの動作に対応する着床部18の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度a、及び膝上げ又は膝下げの動作に対応する着床部18の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度bで表される座標平面を用いるが、その連動制御の方法が従来技法とは異なる。 First, in FIGS. 6 (a) and 7 (a), the back angle a, which is the lifting angle of the movable portion of the landing portion 18 related to the adjustment of the back raising angle from the horizontal state, and the adjustment of the knee raising height are adjusted. The knee angle b, which is the lifting angle of the movable portion of the landing portion 18 from the horizontal state, is shown by the coordinate planes (a, b). Here, in order to make it possible to compare with the conventional techniques shown in FIGS. 6 (b) and 7 (b), the same coordinate points as those of the conventional technique are shown as interlocking control points Pn. Also in the present invention, when the back-raising or back-lowering operation and the knee-raising or knee-lowering operation are interlocked and controlled based on the execution signal of the interlocking mode in the operation signal, the back-raising or back-lowering operation is performed. The back angle a, which is the lifting angle of the movable part of the landing portion 18 from the horizontal state, and the knee, which is the lifting angle of the movable part of the landing portion 18 from the horizontal state corresponding to the movement of raising or lowering the knee. A coordinate plane represented by an angle b is used, but the method of interlocking control is different from the conventional technique.

つまり、図6(b)及び図7(b)に示す特許文献2,3の技法では、背角度及び膝角度の座標平面にて複数の点で結ぶ予め設定されたパターンを記憶部に格納しておき、背角度及び膝角度がそのパターンに沿って変化するように連動制御し、更に、背角度及び膝角度の座標平面を当該パターンに基づいて複数のエリアに分割し、エリア毎に背角度及び膝角度の動作態様を予め定めて記憶部に記憶しておき、その予め定めた動作態様に従って背角度及び膝角度を連動制御するものとなっている。特に、特許文献2,3の技法では、常に背角度及び膝角度の双方を動作させて、連動制御点P3と連動制御点P4とを結ぶパターンに沿って連動動作を行う制御となっている。 That is, in the techniques of Patent Documents 2 and 3 shown in FIGS. 6 (b) and 7 (b), a preset pattern connected at a plurality of points in the coordinate planes of the dorsal angle and the knee angle is stored in the storage unit. The dorsal angle and the knee angle are interlocked and controlled so as to change along the pattern, and the coordinate planes of the dorsal angle and the knee angle are divided into a plurality of areas based on the pattern, and the dorsal angle is divided into each area. The motion mode of the knee angle is predetermined and stored in the storage unit, and the back angle and the knee angle are interlockedly controlled according to the predetermined motion mode. In particular, in the techniques of Patent Documents 2 and 3, both the back angle and the knee angle are always operated, and the interlocking operation is performed along the pattern connecting the interlocking control point P3 and the interlocking control point P4.

一方、本実施形態に係る電動ベッド1では、例えば図6(a)を参照するに、連動制御点P1の座標点(0,0)、連動制御点P2の座標点(0,25)、連動制御点P3の座標点(40,25)、連動制御点P4の座標点(47,15)、連動制御点P5の座標点(60,15)、連動制御点P6の座標点(75,0)の6点が、デフォルト値として図4に示す記憶部504に格納されているとすると、上述したように、利用者の操作によるスイッチ11からの操作信号(連動モードにおける設定信号)によって、増減又は座標値の設定変更が容易に実現される。 On the other hand, in the electric bed 1 according to the present embodiment, for example, referring to FIG. 6A, the coordinate point (0,0) of the interlocking control point P1, the coordinate point (0,25) of the interlocking control point P2, and the interlocking control point P2 are linked. Coordinate point of control point P3 (40,25), coordinate point of interlocking control point P4 (47,15), coordinate point of interlocking control point P5 (60,15), coordinate point of interlocking control point P6 (75,0) Assuming that the six points are stored in the storage unit 504 shown in FIG. 4 as default values, as described above, the number of points is increased or decreased or increased or decreased depending on the operation signal (set signal in the interlocking mode) from the switch 11 operated by the user. The setting of coordinate values can be easily changed.

更に、本実施形態に係る電動ベッド1では、図6(a)及び図7(a)に示すように、スイッチ11からの操作信号(実行信号)に基づく連動モードの動作指示により、連動制御設定値演算部506は、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づく現在の背上げ角及び膝上げ高さの状態値を取得し、現在の背上げ角及び膝上げ高さのそれぞれに対応する背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点Psを演算する。 Further, in the electric bed 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 7A, the interlocking control setting is performed by the operation instruction of the interlocking mode based on the operation signal (execution signal) from the switch 11. The value calculation unit 506 acquires the state values of the current back-raising angle and knee-raising height based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c, and corresponds to each of the current back-raising angle and knee-raising height. The start reference point Ps indicating the coordinate points of the back angle and the knee angle to be performed is calculated.

そして、本実施形態に係る電動ベッド1では、図6(a)及び図7(a)に示すように、連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標として認定し、その目標として認定した連動制御点Pnの座標値を目標連動制御点Poとする。尚、後述するように、連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線を用いて仮想線(実施例1)或いは所定時間単位(実施例2)のフィードバック制御を行うために、目標連動制御点Poにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上で実目標点Prを定めるが、実目標点Prは目標連動制御点Poと同じ座標点か、又は近傍の座標点になる。 Then, in the electric bed 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 7A, the interlocking control set value calculation unit 506 is interlocked with the latest position in the operation direction with respect to the start reference point Ps. The control point Pn is recognized as a target, and the coordinate value of the interlocking control point Pn recognized as the target is set as the target interlocking control point Po. As will be described later, the interlocking control set value calculation unit 506 uses a reference line connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po as a virtual line (Example 1) or a predetermined time unit (Example 2). In order to perform feedback control of, the actual target point Pr is determined on one of the coordinate axes of the back angle and the knee angle at the target interlocking control point Po, but is the actual target point Pr the same coordinate point as the target interlocking control point Po? , Or a coordinate point in the vicinity.

このため、本実施形態に係る電動ベッド1では、図6(a)及び図7(a)に示すように、例えば開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnが連動制御点P3であれば、その開始基準点Psから連動制御点P3に向かって、対応する実目標点Prを目標に背角度及び膝角度の連動制御を行う。同様に、例えば開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnが連動制御点P4であれば、その開始基準点Psから連動制御点P4に向かって、対応する実目標点Prを目標に背角度及び膝角度の連動制御を行う。 Therefore, in the electric bed 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 6A and 7A, for example, the interlocking control point Pn at the latest position in the operating direction with respect to the start reference point Ps is the interlocking control point. If it is P3, the back angle and the knee angle are interlocked and controlled from the start reference point Ps toward the interlocking control point P3 with the corresponding actual target point Pr as a target. Similarly, for example, if the interlocking control point Pn at the latest position in the operating direction with respect to the start reference point Ps is the interlocking control point P4, the corresponding actual target point Pr is set from the start reference point Ps toward the interlocking control point P4. Interlocking control of the back angle and knee angle is performed on the target.

このように、本実施形態に係る電動ベッド1では、開始基準点Psが当該座標平面上のいずれの位置にあっても、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標として動作する。更に、実目標点Prの座標点における予め定めた背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸に到達すると、その到達した時点の位置を開始基準点Psとして更新し、当該更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを基準にした実目標点Prを、連動制御開始時と同様に改めて算出し、その算出した実目標点Prの座標値を示す設定値を新たに更新して、利用者がスイッチ11による連動モードの操作を終了するまで継続動作する。 As described above, in the electric bed 1 according to the present embodiment, the interlocking control point Pn, which is the latest position in the operating direction with respect to the start reference point Ps, is targeted regardless of the position of the start reference point Ps on the coordinate plane. Works as. Further, when the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the coordinate point of the actual target point Pr is reached, the position at the time of reaching is updated as the start reference point Ps, and the updated start reference point Ps is updated. On the other hand, the actual target point Pr based on the interlocking control point Pn at the latest position in the operation direction is calculated again in the same manner as when the interlocking control is started, and the set value indicating the coordinate value of the calculated actual target point Pr is newly calculated. It is updated and continues to operate until the user finishes the operation of the interlocking mode by the switch 11.

従って、図6(a)及び図7(a)に示す本実施形態に係る連動制御は、「複数の点で結ぶパターン」や「エリアごとの動作態様」を記憶部504に記憶として制御するものではなく、連動制御に関して利用者によって設定変更可能な連動制御点Pnのみを記憶部504に記憶し、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを基準にした実目標点Prを目標として制御するものとなっている。 Therefore, the interlocking control according to the present embodiment shown in FIGS. 6 (a) and 7 (a) controls the “pattern connected at a plurality of points” and the “operation mode for each area” as storage in the storage unit 504. Instead, only the interlocking control point Pn whose setting can be changed by the user with respect to the interlocking control is stored in the storage unit 504, and the actual target point Pr based on the interlocking control point Pn at the latest position in the operation direction with respect to the start reference point Ps. Is to be controlled as a target.

このため、本実施形態に係る電動ベッド1は、連動制御に関して記憶部504の記憶容量の削減が可能となり低廉化を促進させ、尚且つ、その電動ベッド1の構造が変わるような場合や、利用者の体格等に起因する微調整を要する場合、或いは実際の着床部18の位置とモーター13の回転量とが誤差がある場合や、経年変化で着床部18が変形してしまうなどの状態が起こる場合などでも、容易に設定変更することができるため使い勝手の点で向上したものとなる。 Therefore, the electric bed 1 according to the present embodiment can be used when the storage capacity of the storage unit 504 can be reduced with respect to the interlocking control and the cost is reduced, and the structure of the electric bed 1 is changed. When fine adjustment is required due to the physique of the person, when there is an error between the actual position of the landing portion 18 and the amount of rotation of the motor 13, or when the landing portion 18 is deformed due to aging. Even if a situation occurs, the settings can be easily changed, which improves usability.

また、本実施形態に係る電動ベッド1は、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標として制御することを連続させるため、従来技法では背角度及び膝角度の位置によって生じうるギクシャクした動作を抑制し、好適にはより滑らかな動作となる連動制御で使い勝手を向上させることができる。 Further, in the electric bed 1 according to the present embodiment, in order to continuously control the start reference point Ps with the interlocking control point Pn at the latest position in the operating direction as a target, in the conventional technique, the position of the back angle and the knee angle is used. Usability can be improved by interlocking control that suppresses the jerky movement that may occur and preferably makes the movement smoother.

次に、本実施形態に係る電動ベッド1の連動制御における開始基準点Ps及び実目標点Prの更新に関する制御方法の詳細について説明する。また、以下では、図6(a)に例示する連動制御点P1,P2, …,P5が設定された座標平面上の背上げに係る連動モードを代表して説明する。 Next, the details of the control method for updating the start reference point Ps and the actual target point Pr in the interlocking control of the electric bed 1 according to the present embodiment will be described. Further, in the following, the interlocking mode related to the back raising on the coordinate plane in which the interlocking control points P1, P2, ..., P5 illustrated in FIG. 6A are set will be described as a representative.

(実施例1の連動制御)
図8は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例1の連動制御を示すフローチャートである。
(Interlocking control of Example 1)
FIG. 8 is a flowchart showing interlocking control of the first embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図8を参照するに、実施例1の連動制御では、連動モードの連動制御の開始にあたり、連動制御設定値演算部506は、記憶部504から背角度・膝角度に関する連動制御点P1,P2, …,P5の読み出す(ステップS21)。 With reference to FIG. 8, in the interlocking control of the first embodiment, at the start of the interlocking control of the interlocking mode, the interlocking control set value calculation unit 506 receives the interlocking control points P1, P2, related to the back angle and the knee angle from the storage unit 504. ..., P5 is read (step S21).

続いて、連動制御設定値演算部506は、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psを演算する(ステップS22)。 Subsequently, the interlocking control set value calculation unit 506 calculates the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c (step S22).

続いて、連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標として認定し、その目標として認定した連動制御点Pnの座標値を目標連動制御点Poとする(ステップS23)。 Subsequently, the interlocking control set value calculation unit 506 recognizes the interlocking control point Pn at the latest position in the operating direction with respect to the start reference point Ps as a target, and sets the coordinate value of the interlocking control point Pn recognized as the target as the target interlocking control. Let the point Po (step S23).

続いて、連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線に対し、プラス(+)側、マイナス(−)側、或いはその双方に所定のユークリッド距離(例えば各軸方向に2°)で離間した平行な仮想線を演算し、±側の仮想線の2線を制御線とするか、基準線と+側の仮想線の2線を制御線とするか、或いは基準線と−側の仮想線の2線を制御線とするよう予め定めた制御線と、目標連動制御点Poとに基づいて、目標連動制御点Poにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する(ステップS24)。尚、連動制御設定値演算部506は、演算した制御線の情報は、連動制御の設定値とした実目標点Prの座標値の情報とともに、フィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。 Subsequently, the interlocking control set value calculation unit 506 sets a predetermined Euclidean distance on the plus (+) side, the minus (-) side, or both of the reference lines connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po. Calculate parallel virtual lines separated by (for example, 2 ° in each axis direction) and use the two lines of the ± side virtual line as the control line or the two lines of the reference line and the + side virtual line as the control line. Or, based on the control line predetermined to use the reference line and the virtual line on the-side as the control line and the target interlocking control point Po, the back angle and the knee angle at the target interlocking control point Po The actual target point Pr, which is located on one of the coordinate axes and is the latest position between the two control lines within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po, is calculated to calculate the actual target. The coordinate value of the point Pr is output as the set value of the interlocking control to the operation instruction unit 508 and the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30 (step S24). The interlocking control set value calculation unit 506 outputs the calculated control line information to the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30 together with the coordinate value information of the actual target point Pr as the interlocking control set value. do.

続いて、動作指示部508は、実目標点Prの座標値を目標にモーター駆動制御部55を動作させる(ステップS25)。 Subsequently, the operation instruction unit 508 operates the motor drive control unit 55 with the coordinate value of the actual target point Pr as a target (step S25).

ここで、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、開始基準点Psと実目標点Prとを比較(即ち状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psに対応する信号変換部31から得られる状態値について、設定値として入力される実目標点Prと対比可能な数値に変換して比較)し、膝角度として上記の所定の閾値(例えば2°)より大きい差があり、尚且つ背角度として上記の所定の閾値(例えば2°)より大きい差があるか否かを判定する(ステップS26)。 Here, the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30 compares the start reference point Ps with the actual target point Pr (that is, corresponds to the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c). The state value obtained from the signal conversion unit 31 is converted into a numerical value comparable to the actual target point Pr input as a set value and compared), and the knee angle is larger than the above-mentioned predetermined threshold value (for example, 2 °). It is determined whether or not there is a difference and the back angle is larger than the above-mentioned predetermined threshold value (for example, 2 °) (step S26).

そして、開始基準点Psと実目標点Prとの比較で膝角度と背角度の双方が当該所定の閾値より大きい差があると判定したとき(ステップS26:Yes)、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、2本の制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う(ステップS27)。つまり、開始基準点Psと実目標点Prの比較で、膝角度と背角度の双方について当該所定の閾値より大きい差がある場合、詳細は3例を挙げて後述するが、2本の制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う。 Then, when it is determined that both the knee angle and the back angle are larger than the predetermined threshold value in the comparison between the start reference point Ps and the actual target point Pr (step S26: Yes), the feedback (FB) control unit 30 The comparison unit 32 in the above performs switchable feedback control based on monitoring of the knee angle and the back angle according to the two control lines (step S27). That is, in the comparison between the start reference point Ps and the actual target point Pr, if there is a difference larger than the predetermined threshold value for both the knee angle and the back angle, the details will be described later with three examples, but two control lines. Switchable feedback control based on monitoring of knee angle and back angle according to.

一方、開始基準点Psと実目標点Prとの比較で膝角度と背角度のうち一方が当該所定の閾値より大きい差があると判定したときは(ステップS26:No)、当該所定の閾値外となる方の(即ち、差が生じている方の)膝角度又は背角度の監視に基づくフィードバック制御を行う(ステップS28)。つまり、開始基準点Psと実目標点Prの比較で、膝角度のみ当該所定の閾値より大きい差がある場合では膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、背角度のみ当該所定の閾値より大きい差がある場合では背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行う。 On the other hand, when it is determined that one of the knee angle and the back angle has a difference larger than the predetermined threshold value in the comparison between the start reference point Ps and the actual target point Pr (step S26: No), it is out of the predetermined threshold value. Feedback control is performed based on the monitoring of the knee angle or the back angle of the person (that is, the person with the difference) (step S28). That is, in the comparison between the start reference point Ps and the actual target point Pr, if there is a difference in only the knee angle larger than the predetermined threshold value, feedback control is performed based on monitoring only the knee angle, and only the back angle is larger than the predetermined threshold value. If there is a difference, feedback control is performed based on monitoring only the back angle.

続いて、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、当該連動制御に係る電動ベッド1の動作が、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達したか否かを監視し(ステップS29)、到達していないとき(ステップS29:No)、ステップS27又はステップS28に移行し、到達するまで(ステップS29:Yes)、フィードバック制御を行う。 Subsequently, in the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30, the operation of the electric bed 1 related to the interlocking control is one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr). Is not reached (step S29: No), the process proceeds to step S27 or step S28, and feedback control is performed until it is reached (step S29: Yes).

連動モードの実行信号が図4に示す個別操作・連動判定部505に入力されている間、個別操作・連動判定部505は連動モードの動作を行う旨を示す信号を連動制御設定値演算部506及び動作指示部508に出力しているが、連動モードの実行信号が図4に示す個別操作・連動判定部505に入力されなくなった時点で、当該連動モードの終了を示す信号をフィードバック(FB)制御部30における比較部32に出力する。 While the execution signal of the interlocking mode is input to the individual operation / interlocking determination unit 505 shown in FIG. 4, the individual operation / interlocking determination unit 505 outputs a signal indicating that the operation of the interlocking mode is performed to the interlocking control set value calculation unit 506. And, although it is output to the operation instruction unit 508, when the execution signal of the interlocking mode is no longer input to the individual operation / interlocking determination unit 505 shown in FIG. 4, a signal indicating the end of the interlocking mode is fed back (FB). Output to the comparison unit 32 in the control unit 30.

このため、図4に示す例では、ステップS29の後の処理として示しているが、実施例上では、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、連動制御を終了するか否かを常に監視しており(ステップS30)、当該連動モードの終了を示す信号の入力があったと判定したとき(ステップS30:Yes)、連動制御を終了する。 Therefore, in the example shown in FIG. 4, it is shown as the process after step S29, but in the embodiment, the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30 always determines whether or not to end the interlocking control. When it is being monitored (step S30) and it is determined that a signal indicating the end of the interlocking mode has been input (step S30: Yes), the interlocking control is terminated.

一方、連動制御を継続するとき(ステップS30:No)、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づく開始基準点Psを、連動制御設定値演算部506に更新指示し(ステップS31)、ステップS22以降の制御へと移行する。 On the other hand, when the interlocking control is continued (step S30: No), the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30 sets the interlocking control point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c. An update instruction is given to the value calculation unit 506 (step S31), and the control proceeds to the control after step S22.

このため、上述したステップS29にて当該設定値(即ち、目標連動制御点Poと制御線に基づく実目標点Prの座標点)における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸(実施例1では背角度の座標軸)に到達すると、連動制御設定値演算部506は、その到達した時点の位置を開始基準点Psとして更新し、この開始基準点Psに対し動作方向に最近位置の連動制御点Pnを目標連動制御点Poとして新たに認定して制御線に基づく実目標点Prを改めて算出し、その算出した実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として更新する。このようにして更新される実目標点Prの座標値を目標とした連動制御は、利用者がスイッチ11による連動モードの操作を終了するまで継続動作する。 Therefore, in step S29 described above, one of the coordinate axes of the back angle and the knee angle at the set value (that is, the coordinate points of the target interlocking control point Po and the actual target point Pr based on the control line) (in the first embodiment). When the coordinate axis of the back angle is reached, the interlocking control set value calculation unit 506 updates the position at the time of arrival as the start reference point Ps, and the interlocking control point Pn at the latest position in the operation direction with respect to the start reference point Ps. Is newly recognized as the target interlocking control point Po, the actual target point Pr based on the control line is calculated again, and the coordinate value of the calculated actual target point Pr is updated as the setting value of the interlocking control. The interlocking control targeting the coordinate value of the actual target point Pr updated in this way continues to operate until the user finishes the operation of the interlocking mode by the switch 11.

この実施例1の連動制御を実現する制御線の例として3例を順に説明する。 Three examples will be described in order as examples of control lines that realize the interlocking control of the first embodiment.

(実施例1の連動制御(例1))
まず、図9は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例1の連動制御の動作例(例1)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。
(Interlocking control of Example 1 (Example 1))
First, FIG. 9 is a coordinate plan view of a back angle and a knee angle showing an operation example (example 1) of interlocking control of the first embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図9において、背上げ時の連動モードの連動制御の開始にあたり、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psを演算したとき、上述した図6(a)において連動制御点P3とP4との間に、開始基準点Psが位置していたとする。このとき、連動制御点P4の座標点(47,15)が開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にあり、目標連動制御点Poとなる。尚、開始基準点Psが連動制御点P3に位置しているときも、連動制御点P4が目標連動制御点Poとなる。 In FIG. 9, when the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c is calculated at the start of the interlocking control of the interlocking mode when the back is raised, the interlocking control is shown in FIG. It is assumed that the start reference point Ps is located between the points P3 and P4. At this time, the coordinate points (47, 15) of the interlocking control point P4 are located at the latest positions in the operation direction with respect to the start reference point Ps, and become the target interlocking control point Po. Even when the start reference point Ps is located at the interlocking control point P3, the interlocking control point P4 becomes the target interlocking control point Po.

図9に示す例1において、図4に示す連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、プラス(+)側とマイナス(−)側の双方に所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL1,VL2(VL1はBLから膝角度+方向にβ、VL2は背角度−方向にαでシフトさせた線として、例えばα,β=2°)を演算し、±側の仮想線VL1,VL2の2線を制御線として定め、目標連動制御点Poにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。図示する例では目標連動制御点Po=実目標点Prとなる。 In Example 1 shown in FIG. 9, the interlocking control set value calculation unit 506 shown in FIG. 4 has a plus (+) side and a minus (-) side with respect to the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po. Parallel virtual lines VL1 and VL2 separated from each other by a predetermined Euclidean distance (VL1 is β in the knee angle + direction and VL2 is a line shifted by α in the dorsal angle − direction, for example, α, β = 2 °) is calculated, and the two lines VL1 and VL2 on the ± side are defined as control lines, located on the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the target interlocking control point Po, and the target interlocking control. The actual target point Pr, which is the latest position between the two control lines within a predetermined threshold value (for example, 2 °) from the point Po, is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control. In the illustrated example, the target interlocking control point Po = the actual target point Pr.

実施例1の連動制御(例1)では、図9に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、電動ベッド1の動作がVL1側に遷移したとき(図示S1)、電動ベッド1の動作がVL1上に到達した時点で、電動ベッド1の動作がVL2上に到達するまで、背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における背角度を可変動作させるモーター13aの駆動を停止させ、膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動をフィードバック制御する)。その後、電動ベッド1の動作がVL2上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える。この制御線に基づく切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまで繰り返す。 In the interlocking control of the first embodiment (example 1), as shown in FIG. 9, the interlocking control is performed by feedback control based on monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr. After the start, when the operation of the electric bed 1 transitions to the VL1 side (S1 in the figure), when the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL1, the back angle until the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL2. Is constant and the feedback control is switched to feedback control based on monitoring only the knee angle (that is, the drive of the motor 13a that variably operates the back angle in the motor drive control unit 55 by the comparison signal is stopped, and the drive of the motor 13b that variably operates the knee angle is driven. Feedback control). After that, when the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL2, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle. The switchable feedback control based on this control line is repeated until one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) is reached.

また、実施例1の連動制御(例1)では、図9に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、電動ベッド1の動作がVL2側に遷移したとき(図示S2)、図4に示す比較部32は、電動ベッド1の動作がVL2上に到達した時点で、電動ベッド1の動作がVL1上に到達するまで、膝背角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動を停止させ、背角度を可変動作させるモーター13aの駆動をフィードバック制御する)。その後、電動ベッド1の動作がVL1上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える。この制御線に基づく切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまで繰り返す。 Further, in the interlocking control of the first embodiment (example 1), as shown in FIG. 9, interlocking is performed by feedback control based on monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr. After the control is started, when the operation of the electric bed 1 transitions to the VL2 side (FIG. S2), the comparison unit 32 shown in FIG. 4 of the electric bed 1 reaches the point where the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL2. Until the operation reaches VL1, the knee dorsal angle is kept constant and the feedback control is switched to the feedback control based on the monitoring of only the dorsal angle (that is, the drive of the motor 13b that variably operates the knee angle in the motor drive control unit 55 by the comparison signal is stopped. The drive of the motor 13a for variably operating the back angle is feedback-controlled). After that, when the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL1, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle. The switchable feedback control based on this control line is repeated until one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) is reached.

このようなフィードバック制御を行うと、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達することもありうるが、本実施形態に係る実施例1ではこれを許容している。 When such feedback control is performed, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po may not be reached, but may reach the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr. Although it is possible, this is allowed in the first embodiment according to the present embodiment.

そして、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達後、連動モードを継続するときは、その到達時点の座標点を開始基準点Psとして更新し、更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にある連動制御点P5が目標連動制御点Poとして更新され、改めてその開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、プラス(+)側とマイナス(−)側の双方に当該所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL1,VL2を演算し、±側の仮想線VL1,VL2の2線を制御線として定め、目標連動制御点Poにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。例1では、開始基準点Psと目標連動制御点Poがどのような座標位置関係でも目標連動制御点Po=実目標点Prとなる。 Then, when the interlocking mode is continued after reaching the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr without reaching the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po, The coordinate point at the time of arrival is updated as the start reference point Ps, the interlocking control point P5 located at the latest position in the operation direction with respect to the updated start reference point Ps is updated as the target interlocking control point Po, and the start reference point Ps is again. With respect to the reference line BL connecting the target interlocking control point Po and the target line BL, parallel virtual lines VL1 and VL2 separated by the predetermined Euclidean distance are calculated on both the plus (+) side and the minus (-) side, and the ± side. The two virtual lines VL1 and VL2 are defined as control lines, are located on the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the target interlocking control point Po, and are within a predetermined threshold value from the target interlocking control point Po (for example). At 2 °), the actual target point Pr, which is the latest position between the two control lines, is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control. In Example 1, the target interlocking control point Po = the actual target point Pr, regardless of the coordinate position relationship between the start reference point Ps and the target interlocking control point Po.

即ち、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例1では、モーター13の回転検知によらず状態センサー20a,20b,20cに基づくFB制御としている場合や利用者によって設定変更な連動制御点Pnとして構成している場合では顕著になるが、例えば従来技法のように複数の連動制御点Pnを結ぶパターンに対し無理にそのパターンに沿って連動制御させると、背角度及び膝角度の位置によってはギクシャクした動作となることがある。このため、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例1では、膝角度と背角度の双方について所定の閾値(例えば2°)より大きい差がある場合に、制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行うことで、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達しても、これを許容して、不必要に右往左往するようなふらつき制御を無くすこともでき、スムーズな動作を実現することができる。 That is, in Example 1 in the interlocking control of the first embodiment according to the present embodiment, the FB control is performed based on the state sensors 20a, 20b, 20c regardless of the rotation detection of the motor 13, or the interlocking control point whose setting is changed by the user. It becomes remarkable when it is configured as Pn, but for example, if a pattern connecting a plurality of interlocking control points Pn is forcibly interlocked and controlled along the pattern as in the conventional technique, it depends on the position of the back angle and the knee angle. May be jerky. Therefore, in Example 1 in the interlocking control of Example 1 according to the present embodiment, when there is a difference larger than a predetermined threshold (for example, 2 °) for both the knee angle and the back angle, the knee angle and the back according to the control line. By performing switchable feedback control based on angle monitoring, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po is not reached, and the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr is on. Even if it reaches, it is possible to allow this and eliminate the wobbling control that unnecessarily goes back and forth, and it is possible to realize smooth operation.

(実施例1の連動制御(例2))
次に、図10は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例1の連動制御の動作例(例2)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。
(Interlocking control of Example 1 (Example 2))
Next, FIG. 10 is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle showing an operation example (Example 2) of the interlocking control of the first embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図10において、背上げ時の連動モードの連動制御の開始にあたり、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psを演算したとき、上述した図6(a)において連動制御点P3とP4との間に、開始基準点Psが位置していたとする。このとき、連動制御点P4の座標点(47,15)が開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にあり、目標連動制御点Poとなる。尚、開始基準点Psが連動制御点P3に位置しているときも、連動制御点P4が目標連動制御点Poとなる。 In FIG. 10, when the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c is calculated at the start of the interlocking control of the interlocking mode when the back is raised, the interlocking control is shown in FIG. It is assumed that the start reference point Ps is located between the points P3 and P4. At this time, the coordinate points (47, 15) of the interlocking control point P4 are located at the latest positions in the operation direction with respect to the start reference point Ps, and become the target interlocking control point Po. Even when the start reference point Ps is located at the interlocking control point P3, the interlocking control point P4 becomes the target interlocking control point Po.

図10に示す例2において、図4に示す連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、プラス(+)側に所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL1(VL1はBLから膝角度+方向にβでシフトさせた線として、例えばβ=2°)を演算し、基準線BLと+側の仮想線VL1の2線を制御線として演算して定め、目標連動制御点Poにおける膝角度の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。 In Example 2 shown in FIG. 10, the interlocking control set value calculation unit 506 shown in FIG. 4 has a predetermined Euclidean distance on the plus (+) side with respect to the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po. Calculate the parallel virtual line VL1 (VL1 is a line shifted from BL by β in the knee angle + direction, for example β = 2 °), and draw two lines, the reference line BL and the virtual line VL1 on the + side. Calculated as a control line, located on the coordinate axis of the knee angle at the target interlocking control point Po, and within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po, recently in the middle of the two control lines. The actual target point Pr to be the position is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control.

実施例1の連動制御(例2)では、図10に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、電動ベッド1の動作がVL1側に遷移したとき(図示S1)、図4に示す比較部32は、電動ベッド1の動作がVL1上に到達した時点で、電動ベッド1の動作がBL上に到達するまで、背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における背角度を可変動作させるモーター13aの駆動を停止させ、膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動をフィードバック制御する)。その後、電動ベッド1の動作がBL上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える。この制御線に基づく切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度の座標軸)に到達するまで繰り返す。 In the interlocking control (Example 2) of the first embodiment, as shown in FIG. 10, interlocking control is performed by feedback control based on monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr. After the start, when the operation of the electric bed 1 transitions to the VL1 side (FIG. S1), the comparison unit 32 shown in FIG. 4 starts the operation of the electric bed 1 when the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL1. Until it reaches the BL, the back angle is kept constant and the feedback control is switched to based on monitoring only the knee angle (that is, the drive of the motor 13a that variably operates the back angle in the motor drive control unit 55 by the comparison signal is stopped, and the knee is reached. The drive of the motor 13b that variably operates the angle is feedback-controlled). After that, when the operation of the electric bed 1 reaches the BL, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle. The switchable feedback control based on this control line is repeated until one target coordinate axis (coordinate axis of the back angle at the actual target point Pr) is reached.

尚、実施例1の連動制御(例2)では、図10に示すように、実目標点Prを、仮想線VL1と目標連動制御点Poの膝角度の座標軸との交点上に設定しているため、その連動制御の動作は、基準線BLと+側の仮想線VL1との間で遷移するようになっている(図示S1)。 In the interlocking control (Example 2) of the first embodiment, as shown in FIG. 10, the actual target point Pr is set on the intersection of the virtual line VL1 and the coordinate axis of the knee angle of the target interlocking control point Po. Therefore, the operation of the interlocking control is adapted to transition between the reference line BL and the virtual line VL1 on the + side (Fig. S1).

このようなフィードバック制御を行うと、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける膝角度の座標軸上に到達することもありうるが、本実施形態に係る実施例1ではこれを許容している。 When such feedback control is performed, it may reach the coordinate axis of the knee angle at the actual target point Pr without reaching the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po, but this embodiment In Example 1 according to the above, this is allowed.

そして、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達後、連動モードを継続するときは、その到達時点の座標点を開始基準点Psとして更新し、更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にある連動制御点P5が目標連動制御点Poとして更新され、改めてその開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、プラス(+)側に当該所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL1を演算し、基準線BLと+側の仮想線VL1の2線を制御線として改めて定め、目標連動制御点Poにおける膝角度の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。 Then, when the interlocking mode is continued after reaching the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr without reaching the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po, The coordinate point at the time of arrival is updated as the start reference point Ps, the interlocking control point P5 located at the latest position in the operation direction with respect to the updated start reference point Ps is updated as the target interlocking control point Po, and the start reference point Ps is again. With respect to the reference line BL connecting the reference line BL and the target interlocking control point Po, a parallel virtual line VL1 separated by the predetermined Euclidean distance is calculated on the plus (+) side, and 2 of the reference line BL and the + side virtual line VL1. The line is redefined as a control line, located on the coordinate axis of the knee angle at the target interlocking control point Po, and within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po, recently in the middle of the two control lines. The actual target point Pr to be the position is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control.

即ち、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例2では、モーター13の回転検知によらず状態センサー20a,20b,20cに基づくFB制御としている場合や利用者によって設定変更な連動制御点Pnとして構成している場合では顕著になるが、例えば従来技法のように複数の連動制御点Pnを結ぶパターンに対し無理にそのパターンに沿って連動制御させると、背角度及び膝角度の位置によってはギクシャクした動作となることがある。このため、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例2では、膝角度と背角度の双方について所定の閾値(例えば2°)より大きい差がある場合に、制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行うことで、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達しても、これを許容して、不必要に右往左往するようなふらつき制御を無くすこともでき、スムーズな動作を実現することができる。 That is, in Example 2 in the interlocking control of the first embodiment according to the present embodiment, the FB control is performed based on the state sensors 20a, 20b, 20c regardless of the rotation detection of the motor 13, or the interlocking control point whose setting is changed by the user. It becomes remarkable when it is configured as Pn, but for example, if a pattern connecting a plurality of interlocking control points Pn is forcibly interlocked and controlled along the pattern as in the conventional technique, it depends on the position of the back angle and the knee angle. May be jerky. Therefore, in Example 2 in the interlocking control of the first embodiment according to the present embodiment, when there is a difference larger than a predetermined threshold (for example, 2 °) for both the knee angle and the back angle, the knee angle and the back according to the control line. By performing switchable feedback control based on angle monitoring, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po is not reached, and the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr is on. Even if it reaches, it is possible to allow this and eliminate the wobbling control that unnecessarily goes back and forth, and it is possible to realize smooth operation.

(実施例1の連動制御(例3))
次に、図11は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例1の連動制御の動作例(例3)を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。
(Interlocking control of Example 1 (Example 3))
Next, FIG. 11 is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle showing an operation example (Example 3) of the interlocking control of the first embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図11において、背上げ時の連動モードの連動制御の開始にあたり、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psを演算したとき、上述した図6(a)において連動制御点P3とP4との間に、開始基準点Psが位置していたとする。このとき、連動制御点P4の座標点(47,15)が開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にあり、目標連動制御点Poとなる。尚、開始基準点Psが連動制御点P3に位置しているときも、連動制御点P4が目標連動制御点Poとなる。 In FIG. 11, when the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c is calculated at the start of the interlocking control of the interlocking mode when the back is raised, the interlocking control is shown in FIG. It is assumed that the start reference point Ps is located between the points P3 and P4. At this time, the coordinate points (47, 15) of the interlocking control point P4 are located at the latest positions in the operation direction with respect to the start reference point Ps, and become the target interlocking control point Po. Even when the start reference point Ps is located at the interlocking control point P3, the interlocking control point P4 becomes the target interlocking control point Po.

図11に示す例3において、図4に示す連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、マイナス(−)側に所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL2(VL2はBLから背角度−方向にαでシフトさせた線として、例えばα=2°)を演算し、基準線BLと−側の仮想線VL2の2線を制御線として演算して定め、目標連動制御点Poにおける膝角度の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。 In Example 3 shown in FIG. 11, the interlocking control set value calculation unit 506 shown in FIG. 4 has a predetermined Euclidean distance on the minus (-) side with respect to the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po. The parallel virtual line VL2 (VL2 is a line shifted by α in the back angle − direction from BL, for example α = 2 °) is calculated, and the two lines of the reference line BL and the virtual line VL2 on the − side are calculated. Calculated as a control line, located on the coordinate axis of the knee angle at the target interlocking control point Po, and within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po, recently in the middle of the two control lines. The actual target point Pr to be the position is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control.

実施例1の連動制御(例3)では、図11に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、電動ベッド1の動作がVL2側に遷移したとき(図示S2)、図4に示す比較部32は、電動ベッド1の動作がVL2上に到達した時点で、電動ベッド1の動作がBL上に到達するまで、膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動を停止させ、背角度を可変動作させるモーター13aの駆動をフィードバック制御する)。その後、電動ベッド1の動作がBL上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える。この制御線に基づく切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける膝角度の座標軸)に到達するまで繰り返す。 In the interlocking control of the first embodiment (Example 3), as shown in FIG. 11, interlocking control is performed by feedback control based on monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr. After the start, when the operation of the electric bed 1 transitions to the VL2 side (FIG. S2), the comparison unit 32 shown in FIG. 4 starts the operation of the electric bed 1 when the operation of the electric bed 1 reaches the top of the VL2. Until it reaches the top of the BL, the knee angle is kept constant and the feedback control is switched to based on monitoring only the back angle (that is, the drive of the motor 13b that variably operates the knee angle in the motor drive control unit 55 by the comparison signal is stopped, and the back The drive of the motor 13a that variably operates the angle is feedback-controlled). After that, when the operation of the electric bed 1 reaches the BL, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle. The switchable feedback control based on this control line is repeated until one target coordinate axis (the coordinate axis of the knee angle at the actual target point Pr) is reached.

尚、実施例1の連動制御(例3)では、図11に示すように、実目標点Prを、仮想線VL2と目標連動制御点Poの背角度の座標軸との交点上に設定しているため、その連動制御の動作は、基準線BLと−側の仮想線VL2との間で遷移するようになっている(図示S2)。 In the interlocking control (Example 3) of the first embodiment, as shown in FIG. 11, the actual target point Pr is set on the intersection of the virtual line VL2 and the coordinate axis of the back angle of the target interlocking control point Po. Therefore, the operation of the interlocking control is adapted to transition between the reference line BL and the virtual line VL2 on the − side (Fig. S2).

このようなフィードバック制御を行うと、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度の座標軸上に到達することもありうるが、本実施形態に係る実施例1ではこれを許容している。 When such feedback control is performed, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po may not be reached, but may reach the coordinate axis of the back angle at the actual target point Pr. In Example 1 according to the above, this is allowed.

そして、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達後、連動モードを継続するときは、その到達時点の座標点を開始基準点Psとして更新し、更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にある連動制御点P5が目標連動制御点Poとして更新され、改めてその開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、マイナス(−)側に当該所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線VL2を演算し、基準線BLと−側の仮想線VL2の2線を制御線として改めて定め、目標連動制御点Poにおける膝角度の座標軸上に位置し、且つ目標連動制御点Poから所定の閾値以内(例えば2°)で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値とする。 Then, when the interlocking mode is continued after reaching the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr without reaching the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po, The coordinate point at the time of arrival is updated as the start reference point Ps, the interlocking control point P5 located at the latest position in the operation direction with respect to the updated start reference point Ps is updated as the target interlocking control point Po, and the start reference point Ps is again. With respect to the reference line BL connecting the reference line BL and the target interlocking control point Po, a parallel virtual line VL2 separated by the predetermined Euclidean distance is calculated on the minus (-) side, and 2 of the reference line BL and the minus side virtual line VL2. The line is redefined as a control line, located on the coordinate axis of the knee angle at the target interlocking control point Po, and within a predetermined threshold (for example, 2 °) from the target interlocking control point Po, recently in the middle of the two control lines. The actual target point Pr to be the position is calculated, and the coordinate value of the actual target point Pr is set as the set value of the interlocking control.

即ち、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例3では、モーター13の回転検知によらず状態センサー20a,20b,20cに基づくFB制御としている場合や利用者によって設定変更な連動制御点Pnとして構成している場合では顕著になるが、例えば従来技法のように複数の連動制御点Pnを結ぶパターンに対し無理にそのパターンに沿って連動制御させると、背角度及び膝角度の位置によってはギクシャクした動作となることがある。このため、本実施形態に係る実施例1の連動制御における例3では、膝角度と背角度の双方について所定の閾値(例えば2°)より大きい差がある場合に、制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行うことで、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達しても、これを許容して、不必要に右往左往するようなふらつき制御を無くすこともでき、スムーズな動作を実現することができる。 That is, in Example 3 in the interlocking control of the first embodiment according to the present embodiment, the FB control is performed based on the state sensors 20a, 20b, 20c regardless of the rotation detection of the motor 13, or the interlocking control point whose setting is changed by the user. It becomes remarkable when it is configured as Pn, but for example, if a pattern connecting a plurality of interlocking control points Pn is forcibly interlocked and controlled along the pattern as in the conventional technique, it depends on the position of the back angle and the knee angle. May be jerky. Therefore, in Example 3 in the interlocking control of the first embodiment according to the present embodiment, when there is a difference larger than a predetermined threshold (for example, 2 °) for both the knee angle and the back angle, the knee angle and the back according to the control line. By performing switchable feedback control based on angle monitoring, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po is not reached, and the coordinate axis of either the back angle or the knee angle at the actual target point Pr is on. Even if it reaches, it is possible to allow this and eliminate the wobbling control that unnecessarily goes back and forth, and it is possible to realize smooth operation.

(実施例2の連動制御)
図12は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例2の連動制御を示すフローチャートである。
(Interlocking control of Example 2)
FIG. 12 is a flowchart showing interlocking control of the second embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図12に示す実施例2の連動制御は、図8に示す実施例1の連動制御と比較して、ステップ24の処理をステップ24aの処理へ、ステップ27の処理をステップ27aの処理へと置き換えたのみであり、その他の制御は同様であるため更なる説明は省略する。 The interlocking control of the second embodiment shown in FIG. 12 replaces the processing of step 24 with the processing of step 24a and the processing of step 27 with the processing of step 27a, as compared with the interlocking control of the first embodiment shown in FIG. Since this is only the case and the other controls are the same, further description will be omitted.

図10に示す実施例2の連動制御におけるステップ24aでは、連動制御設定値演算部506は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線を制御線とし、目標連動制御点Poを実目標点Prとし、実目標点Prの座標値を連動制御の設定値として動作指示部508、及びフィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。尚、連動制御設定値演算部506は、演算した制御線の情報は、連動制御の設定値とした実目標点Prの座標値の情報とともに、フィードバック(FB)制御部30における比較部31に出力する。 In step 24a in the interlocking control of the second embodiment shown in FIG. 10, the interlocking control set value calculation unit 506 uses the reference line connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po as the control line, and sets the target interlocking control point Po as the control line. The actual target point Pr is set, and the coordinate value of the actual target point Pr is output as the set value of the interlocking control to the operation instruction unit 508 and the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30. The interlocking control set value calculation unit 506 outputs the calculated control line information to the comparison unit 31 in the feedback (FB) control unit 30 together with the coordinate value information of the actual target point Pr as the interlocking control set value. do.

また、図10に示す実施例2の連動制御におけるステップ27aでは、フィードバック(FB)制御部30における比較部32は、所定時間単位で制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う。 Further, in step 27a in the interlocking control of the second embodiment shown in FIG. 10, the comparison unit 32 in the feedback (FB) control unit 30 performs a switchable feedback control based on monitoring of the knee angle and the back angle according to the control line in predetermined time units. I do.

より具体的に、図13を参照して、実施例2の連動制御について説明する。図13は、本発明による第1実施形態の電動ベッド1における実施例2の連動制御の動作例を示す背角度及び膝角度の座標平面図である。 More specifically, the interlocking control of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a coordinate plan view of the back angle and the knee angle showing an operation example of the interlocking control of the second embodiment in the electric bed 1 of the first embodiment according to the present invention.

図13において、背上げ時の連動モードの連動制御の開始にあたり、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づいた開始基準点Psを演算したとき、上述した図6(a)において連動制御点P3とP4との間に、開始基準点Psが位置していたとする。このとき、連動制御点P4の座標点(47,15)が開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にあり、目標連動制御点Poとなる。尚、開始基準点Psが連動制御点P3に位置しているときも、連動制御点P4が目標連動制御点Poとなる。 In FIG. 13, when the start reference point Ps based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c is calculated at the start of the interlocking control of the interlocking mode when the back is raised, the interlocking control is shown in FIG. It is assumed that the start reference point Ps is located between the points P3 and P4. At this time, the coordinate points (47, 15) of the interlocking control point P4 are located at the latest positions in the operation direction with respect to the start reference point Ps, and become the target interlocking control point Po. Even when the start reference point Ps is located at the interlocking control point P3, the interlocking control point P4 becomes the target interlocking control point Po.

実施例2の連動制御では、図13に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、所定時間taが経過するまで電動ベッド1の動作を遷移させる。そして、所定時間taの経過時点で電動ベッド1の動作が基準線BLより右側(+側)に遷移したとき(図示S1)、図4に示す比較部32は、電動ベッド1の動作がBL上に到達するまで、背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える補正動作を行う(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における背角度を可変動作させるモーター13aの駆動を停止させ、膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動をフィードバック制御する)。その補正動作後、電動ベッド1の動作がBL上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替え、再び所定時間taが経過するまで電動ベッド1の動作を遷移させる。この所定時間単位で1本の制御線に従うよう補正する切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまで繰り返す。 In the interlocking control of the second embodiment, as shown in FIG. 13, after the interlocking control is started by the feedback control based on the monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr, the interlocking control is started. The operation of the electric bed 1 is changed until the predetermined time ta elapses. Then, when the operation of the electric bed 1 transitions to the right side (+ side) of the reference line BL at the elapse of the predetermined time ta (S1 in the figure), the comparison unit 32 shown in FIG. 4 shows that the operation of the electric bed 1 is on the BL. Is performed until the back angle is constant and the feedback control is switched to the feedback control based on the monitoring of only the knee angle (that is, the drive of the motor 13a that variably operates the back angle in the motor drive control unit 55 by the comparison signal is stopped. , Feedback control of the drive of the motor 13b that variably operates the knee angle). After the correction operation, when the operation of the electric bed 1 reaches the BL, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle, and the operation of the electric bed 1 is changed again until the predetermined time ta elapses. The switchable feedback control that corrects to follow one control line in a predetermined time unit is repeated until one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) is reached.

また、実施例2の連動制御では、図13に示すように、開始基準点Psから、実目標点Prに向かって、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御で連動制御を開始した後、所定時間taが経過するまで電動ベッド1の動作を遷移させたときに、所定時間taの経過時点で電動ベッド1の動作が基準線BLより左側(−側)に遷移したとき(図示S2)、図4に示す比較部32は、電動ベッド1の動作がBL上に到達するまで、膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御に切り替える補正動作を行う(即ち、比較信号によりモーター駆動制御部55における膝角度を可変動作させるモーター13bの駆動を停止させ、背角度を可変動作させるモーター13aの駆動をフィードバック制御する)。その補正動作後、電動ベッド1の動作がBL上に到達すると、背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替え、再び所定時間taが経過するまで電動ベッド1の動作を遷移させる。この所定時間単位で制御線に従うよう補正する切り替え式フィードバック制御を、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまで繰り返す。 Further, in the interlocking control of the second embodiment, as shown in FIG. 13, the interlocking control was started by the feedback control based on the monitoring of both the back angle and the knee angle from the start reference point Ps toward the actual target point Pr. After that, when the operation of the electric bed 1 is transitioned until the predetermined time ta elapses, when the operation of the electric bed 1 transitions to the left side (-side) from the reference line BL at the elapse of the predetermined time ta (Fig. S2). ), The comparison unit 32 shown in FIG. 4 performs a correction operation of keeping the knee angle constant and switching to feedback control based on monitoring only the back angle until the operation of the electric bed 1 reaches the BL (that is, by the comparison signal). The drive of the motor 13b that variably operates the knee angle in the motor drive control unit 55 is stopped, and the drive of the motor 13a that variably operates the back angle is feedback-controlled). After the correction operation, when the operation of the electric bed 1 reaches the BL, the feedback control is switched to based on the monitoring of both the back angle and the knee angle, and the operation of the electric bed 1 is changed again until the predetermined time ta elapses. This switchable feedback control that corrects to follow the control line in predetermined time units is repeated until one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) is reached.

尚、開始基準点Psから一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまでに要する時間に対し所定時間taを長めに設定しているときは、基準線BLから大きく外れて遷移するが、当該フィードバック制御の切り換え回数を少なくすることができる。一方、開始基準点Psから一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)に到達するまでに要する時間に対し所定時間taを短めに設定しているときは、基準線BLからの外れた遷移が小さくなるが、当該フィードバック制御の切り換え回数が多くなる。そこで、所定時間taは、常に一定値とすることも可能であるが、開始基準点Psと、一方の目標座標軸(実目標点Prにおける背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸)とのユークリッド距離に応じて、そのユークリッド距離が短いほど、所定時間taを短くするように変化させるのが好適である。 When the predetermined time ta is set longer than the time required to reach one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) from the start reference point Ps. , The transition largely deviates from the reference line BL, but the number of times the feedback control is switched can be reduced. On the other hand, when the predetermined time ta is set shorter than the time required to reach one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) from the start reference point Ps. , The transition deviating from the reference line BL becomes smaller, but the number of times the feedback control is switched increases. Therefore, the predetermined time ta can always be a constant value, but the Euclidean of the start reference point Ps and one target coordinate axis (one of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr) It is preferable to change the Euclidean distance so that the predetermined time ta is shortened according to the distance.

尚、背角度と膝角度のうち一方の監視に基づくフィードバック制御(膝角度又は背角度の補正動作)は、電動ベッド1の動作がBL上に到達するまでとして説明したが、例えばBL線からのズレ量が安定し予め既知である場合には、その補正動についても所定時間tbの経過までとするように制御してもよい。即ち、所定時間ta間で動作させる背角度及び膝角度の双方の監視に基づくフィードバック制御(膝角度と背角度の連動)と、所定時間tb間で動作させる背角度と膝角度のうち一方の監視に基づくフィードバック制御(膝角度又は背角度の補正動作)との切り替えで、当該切り替え式フィードバック制御を構成してもよい。 The feedback control (correction operation of the knee angle or the back angle) based on the monitoring of one of the back angle and the knee angle has been described as until the movement of the electric bed 1 reaches the BL, but for example, from the BL line. When the amount of deviation is stable and known in advance, the correction motion may be controlled so as to elapse of a predetermined time tb. That is, feedback control (linkage between the knee angle and the back angle) based on monitoring of both the back angle and the knee angle operated during the predetermined time ta, and monitoring of one of the back angle and the knee angle operated between the predetermined time tb. The switchable feedback control may be configured by switching to the feedback control (correction operation of the knee angle or the back angle) based on the above.

このようなフィードバック制御を行うと、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Pr(本例では、目標連動制御点Po)における背角度の座標軸上に到達することもありうるが、本実施形態に係る実施例2においてもこれを許容している。 When such feedback control is performed, the coordinate point (47, 15) of the target interlocking control point Po is not reached, but is on the coordinate axis of the back angle at the actual target point Pr (in this example, the target interlocking control point Po). Although it may reach, this is also allowed in the second embodiment according to the present embodiment.

そして、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Pr(本例では、目標連動制御点Po)における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達後、連動モードを継続するときは、その到達時点の座標点を開始基準点Psとして更新し、更新した開始基準点Psに対し動作方向に最近位置にある連動制御点P5が目標連動制御点Poとして更新され、改めてその開始基準点Psと目標連動制御点Po(=実目標点Pr)とを結ぶ基準線BLを演算し、上述したような所定時間単位で制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行う。 Then, without reaching the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po, on one of the coordinate axes of the back angle and the knee angle at the actual target point Pr (in this example, the target interlocking control point Po). When the interlocking mode is continued after reaching, the coordinate point at the time of arrival is updated as the start reference point Ps, and the interlocking control point P5 located at the latest position in the operation direction with respect to the updated start reference point Ps is the target interlocking control point. It is updated as Po, and the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po (= actual target point Pr) is calculated again, and the knee angle and dorsal angle according to the control line are calculated in predetermined time units as described above. Switchable feedback control based on the monitoring of.

即ち、本実施形態に係る実施例2の連動制御では、モーター13の回転検知によらず状態センサー20a,20b,20cに基づくFB制御としている場合や利用者によって設定変更な連動制御点Pnとして構成している場合では顕著になるが、例えば従来技法のように複数の連動制御点Pnを結ぶパターンに対し無理にそのパターンに沿って連動制御させると、背角度及び膝角度の位置によってはギクシャクした動作となることがある。このため、本実施形態に係る実施例2の連動制御では、膝角度と背角度の双方について所定の閾値(例えば2°)より大きい差がある場合に、所定時間単位で制御線に従う膝角度と背角度の監視に基づく切り替え式フィードバック制御を行うことで、目標連動制御点Poの座標点(47,15)に到達せずに、実目標点Pr(本例では、目標連動制御点Po)における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に到達しても、これを許容して、フィードバック制御を安定化させ、不必要に右往左往するようなふらつき制御を無くすこともでき、スムーズな動作を実現することができる。 That is, in the interlocking control of the second embodiment according to the present embodiment, the FB control is performed based on the state sensors 20a, 20b, 20c regardless of the rotation detection of the motor 13, or the interlocking control point Pn whose setting is changed by the user is configured. However, if the pattern connecting a plurality of interlocking control points Pn is forcibly interlocked and controlled along the pattern as in the conventional technique, it becomes jerky depending on the positions of the back angle and the knee angle. It may be an operation. Therefore, in the interlocking control of the second embodiment according to the present embodiment, when there is a difference larger than a predetermined threshold value (for example, 2 °) for both the knee angle and the back angle, the knee angle according to the control line is set in a predetermined time unit. By performing the switchable feedback control based on the back angle monitoring, the actual target point Pr (in this example, the target interlocking control point Po) does not reach the coordinate points (47, 15) of the target interlocking control point Po. Even if it reaches the coordinate axis of either the back angle or the knee angle, it can be tolerated, the feedback control can be stabilized, and the wobbling control that unnecessarily goes back and forth can be eliminated, resulting in smooth operation. It can be realized.

〔第2実施形態〕
(装置構成)
図14は、本発明による第2実施形態の電動ベッド1の概略構成を示す図である。また、図15は、本発明による第2実施形態の電動ベッド1の全体の操作時の動作を実現する機能部の概略構成を示すブロック図である。尚、図14及び図15において、図1及び図2に示すものと同様の構成要素には、同一の参照番号を付している。
[Second Embodiment]
(Device configuration)
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of the electric bed 1 according to the second embodiment of the present invention. Further, FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a functional unit that realizes an operation during operation of the entire electric bed 1 according to the second embodiment of the present invention. In FIGS. 14 and 15, the same reference numbers as those shown in FIGS. 1 and 2 are assigned the same reference numbers.

図14及び図15を参照するに、本発明による第2実施形態の電動ベッド1は、図17及び図18に示す従来の電動ベッド10と比較して、エンコーダーやポテンションメーターなどの回転量を検知する回転量検知センサーが設けられていない点、3つの状態センサー20a,20b,20cが設けられている点、スイッチ11の内部に操作信号制御部50が設けられ、操作信号制御部50にて状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づくフィードバック(FB)制御部30が設けられている点で相違しているが、その他の構成要素は同様である。 With reference to FIGS. 14 and 15, the electric bed 1 of the second embodiment according to the present invention has a rotation amount of an encoder, a potentiometer, or the like as compared with the conventional electric bed 10 shown in FIGS. 17 and 18. The point that the rotation amount detection sensor to detect is not provided, the point that three state sensors 20a, 20b, and 20c are provided, and the operation signal control unit 50 is provided inside the switch 11, and the operation signal control unit 50 is used. The difference is that the feedback (FB) control unit 30 based on the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, 20c is provided, but the other components are the same.

より具体的には、図14に示す第2実施形態の電動ベッド1は、第1実施形態と同様に、人体を支えるベッドフレーム17の下方に、コントローラー12、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16が配設される。特に、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれほぼ無段階の調整ができるように、モーター13、アクチュエーター14、及びリンク機構16を一組として合計3組設けられている。 More specifically, the electric bed 1 of the second embodiment shown in FIG. 14 has a controller 12, a motor 13, an actuator 14, and a link mechanism below the bed frame 17 that supports the human body, as in the first embodiment. 16 is arranged. In particular, a total of three sets of the motor 13, the actuator 14, and the link mechanism 16 are provided so that the back raising angle, the knee raising height, and the bed height can be adjusted almost steplessly.

即ち、第1実施形態と同様に、第2実施形態の電動ベッド1には、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての可動部位の位置に、それぞれ3つの状態センサー20a,20b,20cが設けられている。3つの状態センサー20a,20b,20cから出力される各センサー信号は、破線で示すそれぞれの信号ケーブルを経てコントローラー12に接続される。 That is, as in the first embodiment, the electric bed 1 of the second embodiment has three positions of the movable portion with respect to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18. Status sensors 20a, 20b, 20c are provided. Each sensor signal output from the three state sensors 20a, 20b, and 20c is connected to the controller 12 via the respective signal cable shown by the broken line.

また、第1実施形態と同様に、コントローラー12には各モーター13を駆動するためのハーネスが接続されている。各モーター13の出力軸にはそれぞれのアクチュエーター14が連結され、各アクチュエーター14のシリンダはそれぞれのリンク機構16に接続される。 Further, as in the first embodiment, a harness for driving each motor 13 is connected to the controller 12. Each actuator 14 is connected to the output shaft of each motor 13, and the cylinder of each actuator 14 is connected to each link mechanism 16.

そして、操作用のスイッチ11はコントローラー12に接続されており、操作者は、スイッチ11を用いて着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてそれぞれほぼ無段階の調整ができるようになっている。 Then, the switch 11 for operation is connected to the controller 12, and the operator uses the switch 11 to adjust the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18 almost steplessly. Can be done.

第2実施形態のコントローラー12は、第1実施形態とは異なり、コントローラー12を図17及び図18に示す従来のコントローラー12を変更なくそのまま用いることができる。 Unlike the first embodiment, the controller 12 of the second embodiment can use the controller 12 as it is without changing the conventional controller 12 shown in FIGS. 17 and 18.

本実施形態のスイッチ11は、その基本構成として、図3に示すものと同様とすることができる。 The switch 11 of the present embodiment can have the same basic configuration as that shown in FIG.

ただし、本実施形態のスイッチ11には、図15に示すように、状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号に基づくFB制御部30、及び操作信号制御部50が設けられている。尚、本実施形態のスイッチ11におけるFB制御部30を備える操作信号制御部50の構成は、第1実施形態における図4に示すものと同様とすることができ、図4に示すFB制御部30を備える操作信号制御部50を本実施形態のスイッチ11に組み入れるのに必要な各信号の送受信に係る制御線等は適宜設計すればよい。 However, as shown in FIG. 15, the switch 11 of the present embodiment is provided with an FB control unit 30 based on sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c, and an operation signal control unit 50. The configuration of the operation signal control unit 50 including the FB control unit 30 in the switch 11 of the present embodiment can be the same as that shown in FIG. 4 in the first embodiment, and the FB control unit 30 shown in FIG. 4 can be used. The control line and the like related to the transmission and reception of each signal necessary for incorporating the operation signal control unit 50 including the above into the switch 11 of the present embodiment may be appropriately designed.

図15を参照するに、まず、スイッチ11から当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの調整をそれぞれ行うための電動ベッド1の着床部18の可変動作に関する制御信号がコントローラー12へ出力される。 Referring to FIG. 15, first, a control signal relating to a variable operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 for adjusting the back raising angle, the knee raising height, and the bed height from the switch 11 is transmitted from the controller 12. Is output to.

コントローラー12は、当該制御信号を受け付けると、対応する動作を実現するため、駆動信号をモーター13に供給する。 When the controller 12 receives the control signal, the controller 12 supplies a drive signal to the motor 13 in order to realize the corresponding operation.

当該背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さの調整をそれぞれ行う各アクチュエーター14のシリンダは、モーター13の回転に応じて伸縮し、この伸縮に応じてそれぞれのリンク機構16を介して電動ベッド10における着床部18の可変動作が行われる。 The cylinders of the actuators 14 that adjust the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height are respectively expanded and contracted according to the rotation of the motor 13, and are electrically driven via the respective link mechanisms 16 according to the expansion and contraction. The variable operation of the landing portion 18 on the bed 10 is performed.

スイッチ11は、FB制御部30の機能により状態センサー20a,20b,20cからのセンサー信号を入力して監視し、当該センサー信号を基に目標の設定値に対応する状態となるようフィードバック制御を行う。 The switch 11 inputs and monitors the sensor signals from the state sensors 20a, 20b, and 20c by the function of the FB control unit 30, and performs feedback control based on the sensor signals so as to be in a state corresponding to the target set value. ..

前述したように、状態センサー20a,20b,20cは、従来の治療用や介護用の電動ベッドに利用するエンコーダーやポテンションメーターと比較して廉価である。 As described above, the state sensors 20a, 20b, and 20c are inexpensive as compared with the encoders and potentiometers used in the conventional electric beds for treatment and nursing care.

また、状態センサー20a,20b,20cは、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての可動部位の位置に設けられているため、実際の着床部18の位置を直接的に検知する。このため、実際の着床部18の位置とモーター13の回転量とが誤差が吸収され、経年変化で着床部18が変形してしまうような場合でもその検出精度に影響がほとんどない。そして、状態センサー20a,20b,20cのセンサー出力は、累積誤差が発生することもなく高精度化が実現できる。 Further, since the state sensors 20a, 20b, and 20c are provided at the positions of the movable parts with respect to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18, the actual positions of the landing portion 18 are provided. Is directly detected. Therefore, even if the error between the actual position of the landing portion 18 and the rotation amount of the motor 13 is absorbed and the landing portion 18 is deformed due to aging, the detection accuracy is hardly affected. The sensor outputs of the state sensors 20a, 20b, and 20c can be highly accurate without causing a cumulative error.

(フィードバック制御)
図16は、本発明による第2実施形態の電動ベッド1の概略的なフィードバック動作を示すフローチャートである。
(Feedback control)
FIG. 16 is a flowchart showing a schematic feedback operation of the electric bed 1 according to the second embodiment of the present invention.

まず、電動ベッド1の着床部18の可変動作に関する操作信号に対応する制御信号をスイッチ11からコントローラー12へ送信する(ステップS11)。 First, a control signal corresponding to an operation signal related to the variable operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 is transmitted from the switch 11 to the controller 12 (step S11).

当該制御信号を受け付けたコントローラー12は、対応するモーター13の駆動を制御し、アクチュエーター14を駆動する(ステップS12)。 The controller 12 that receives the control signal controls the drive of the corresponding motor 13 and drives the actuator 14 (step S12).

このとき、スイッチ11は、FB制御部30の比較信号を基に、状態センサー20a,20b,20cのセンサー信号を監視し(ステップS13)、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達したか否かを判定する(ステップS14)。 At this time, the switch 11 monitors the sensor signals of the state sensors 20a, 20b, and 20c based on the comparison signal of the FB control unit 30 (step S13), and the operation of the landing unit 18 of the electric bed 1 reaches the target. It is determined whether or not this has been done (step S14).

スイッチ11は、利用者による操作終了指示が無い限り、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達していなければ(ステップS14:No)、当該モーター13の駆動を停止させる制御信号を送信せず、その駆動を継続させる。 Unless the user gives an instruction to end the operation, the switch 11 sends a control signal for stopping the drive of the motor 13 unless the operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 has reached the target (step S14: No). Do not transmit and continue its drive.

一方、スイッチ11は、電動ベッド1の着床部18の動作が目標に到達したとして判定すると(ステップS14:Yes)、個別操作モード時ではモーター13の駆動を停止させる制御信号をコントローラー12に出力し、背角度及び膝角度の連動モード時では目標を更新した制御信号をコントローラー12に出力するが、利用者による操作終了指示があるときにモーター13の駆動を停止させる制御信号をコントローラー12に出力する(ステップS15)。 On the other hand, when the switch 11 determines that the operation of the landing portion 18 of the electric bed 1 has reached the target (step S14: Yes), the switch 11 outputs a control signal for stopping the driving of the motor 13 to the controller 12 in the individual operation mode. Then, in the interlocking mode of the back angle and the knee angle, the control signal that updates the target is output to the controller 12, but the control signal that stops the driving of the motor 13 is output to the controller 12 when the user gives an operation end instruction. (Step S15).

コントローラー12は、モーター13の駆動を停止させる制御信号を受け付けると、モーター13の駆動を停止し、アクチュエーター14の位置を保持する(ステップS16)。 When the controller 12 receives the control signal for stopping the drive of the motor 13, the controller 12 stops the drive of the motor 13 and holds the position of the actuator 14 (step S16).

以上のように、本実施形態の電動ベッド1によれば、より低廉で尚且つ高精度のフィードバック制御が実現可能となり、結果としてベッド自体も低廉化させることができる。 As described above, according to the electric bed 1 of the present embodiment, it is possible to realize more inexpensive and highly accurate feedback control, and as a result, the bed itself can be reduced in cost.

また、第2実施形態の電動ベッド1は、フィードバック制御を行わない既存の第1のタイプの電動ベッドについて、スイッチ11の付け替えと、状態センサー20a,20b,20cの設置のみで、第2のタイプの電動ベッドを新たに購入するよりも低廉で第2のタイプの電動ベッドへと変様させることができる。 Further, the electric bed 1 of the second embodiment is the second type of the existing first type electric bed that does not perform feedback control, only by replacing the switch 11 and installing the status sensors 20a, 20b, 20c. It is cheaper than purchasing a new electric bed and can be transformed into a second type of electric bed.

また、第2実施形態の電動ベッド1は、エンコーダーやポテンションメーターなどの回転量を検知する回転量検知センサーに基づくフィードバック制御を行う既存の第2のタイプの電動ベッドについて、スイッチ11の付け替えと、状態センサー20a,20b,20cの設置のみで、より高精度化した第2のタイプの電動ベッドへと変様させることができる。 Further, the electric bed 1 of the second embodiment replaces the switch 11 with respect to the existing second type electric bed that performs feedback control based on a rotation amount detection sensor that detects the rotation amount of an encoder, a potentiometer, or the like. By simply installing the status sensors 20a, 20b, and 20c, the bed can be transformed into a second type electric bed with higher accuracy.

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態の例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した各実施形態の例では、従来技法における上述した種々の課題を解決するための手段を全て含む好適な例を代表して説明したが、種々の課題を個別に解決するように本発明に係る一実施形態の電動ベッド1を構成することができる。 Although the present invention has been described above with reference to examples of specific embodiments, the present invention is not limited to the examples of the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea. For example, in the examples of the above-described embodiments, suitable examples including all the means for solving the above-mentioned various problems in the conventional technique have been described as representatives, but the present invention is designed to solve the various problems individually. The electric bed 1 of the embodiment according to the present invention can be configured.

即ち、包括するに、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1は、操作信号制御部50を備え、操作信号制御部50は、連動制御に係る背角度及び膝角度の座標平面上で複数の連動制御点Pnを記憶する記憶部504と、着床部18の可動に係る可動部位の動作を直接又は間接的に検知する所定のセンサーからのセンサー信号に基づく背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点Psを演算し、開始基準点Psから所定の制御線に従って演算した実目標点Prに向かって当該連動制御を行う設定値を演算する連動制御設定値演算部506と、該設定値を基にした連動動作に係る背角度と膝角度について、その双方と一方の監視の切り替えに基づく切り替え式フィードバック制御を行うFB制御部30とを備える。
これにより、滑らかな動作となる連動制御で使い勝手を向上させることができる。このとき、当該駆動機構をモーター13の駆動によるアクチュエーターで構成し、当該所定のセンサーとして、モーター13の回転量を検知する回転量検知センサーにより構成してもよいし、上述した状態センサー20a,20b,20cで構成してもよく、いずれの場合でも、滑らかな動作となる連動制御が実現されて、使い勝手を向上させることができる。また、操作信号制御部50をスイッチ11とコントローラー12のいずれか一方に設けることができるが、スイッチ11とコントローラー12との間に中継ユニットを設け、この中継ユニットに操作信号制御部50を設けてもよい。
That is, inclusively, the electric bed 1 of the embodiment according to the present invention includes the operation signal control unit 50, and the operation signal control unit 50 includes a plurality of operation signal control units 50 on the coordinate planes of the back angle and the knee angle related to the interlocking control. The coordinate points of the dorsal angle and the knee angle based on the sensor signals from the storage unit 504 that stores the interlocking control point Pn and the predetermined sensor that directly or indirectly detects the movement of the movable part related to the movement of the landing unit 18. The interlocking control set value calculation unit 506 that calculates the indicated start reference point Ps and calculates the set value for performing the interlocking control from the start reference point Ps toward the actual target point Pr calculated according to the predetermined control line, and the set value. The FB control unit 30 is provided with a switchable feedback control based on the switching of both and one of the back angle and the knee angle related to the interlocking operation based on the above.
As a result, usability can be improved by interlocking control that results in smooth operation. At this time, the drive mechanism may be configured by an actuator driven by the motor 13, and the predetermined sensor may be configured by a rotation amount detection sensor that detects the rotation amount of the motor 13, or the above-mentioned state sensors 20a and 20b. , 20c may be configured, and in any case, interlocking control that provides smooth operation is realized, and usability can be improved. Further, the operation signal control unit 50 can be provided on either the switch 11 or the controller 12, but a relay unit is provided between the switch 11 and the controller 12, and the operation signal control unit 50 is provided on the relay unit. May be good.

尚、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1における第1態様では、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線を演算して2本の制御線を設定し、所定の閾値以内で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点Prを算出し、開始基準点PSから実目標点Prに向かって背角度及び膝角度の連動制御を行うときは、膝角度と背角度の連動動作が2本の制御線のうち一方に到達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該一方に到達後、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする。
この場合、連動制御設定値演算部50は、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLに対し、プラス側、マイナス側、或いはその双方に所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線を演算し、当該プラス側及びマイナス側の仮想線VL1,VL2を当該2線の制御線とするか、基準線BLとプラス側の仮想線を2線の制御線とするか、或いは基準線BLとマイナス側の仮想線を当該2線の制御線とするよう予め定めた演算を行う。この第1態様における切り替え式フィードバック制御のより詳細な例は、図9乃至図11を参照して上述したとおりである。
In the first aspect of the electric bed 1 according to the present invention, a parallel virtual line separated by a predetermined Euclidean distance from the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po is calculated. Then, two control lines are set, the actual target point Pr that is the latest position between the two control lines within a predetermined threshold is calculated, and the back from the start reference point PS toward the actual target point Pr. When performing interlocking control of the angle and knee angle, feedback control is performed based on monitoring of both the knee angle and the dorsal angle until the interlocking operation of the knee angle and the dorsal angle reaches one of the two control lines. After reaching, feedback control is performed based on monitoring of one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction.
In this case, the interlocking control set value calculation unit 50 is parallel to the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po with respect to the plus side, the minus side, or both of them at a predetermined Euclidean distance. The virtual line is calculated, and the plus side and minus side virtual lines VL1 and VL2 are used as the control lines of the two lines, the reference line BL and the virtual line on the plus side are used as the control lines of the two lines, or the reference. A predetermined calculation is performed so that the line BL and the virtual line on the minus side are the control lines of the two lines. A more detailed example of the switchable feedback control in this first aspect is as described above with reference to FIGS. 9 to 11.

また、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1における第2態様では、開始基準点Psと目標連動制御点Poとを結ぶ基準線BLを制御線とし、且つ目標連動制御点Poを実目標点Prとして、開始基準点Psから実目標点Prに向かって背角度及び膝角度の連動制御を行う設定値を演算し、その設定値に基づいて、開始基準点Psに対し実目標点Prを目標として連動制御し、当該膝角度と背角度の連動動作が所定時間に達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該所定時間の経過後、当該1本の制御線に到達するまで、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする。この第2態様における切り替え式フィードバック制御のより詳細な例は、図13を参照して上述したとおりである。 Further, in the second aspect of the electric bed 1 of the one embodiment according to the present invention, the reference line BL connecting the start reference point Ps and the target interlocking control point Po is set as the control line, and the target interlocking control point Po is set as the actual target point. As Pr, a set value for interlocking control of the back angle and the knee angle is calculated from the start reference point Ps toward the actual target point Pr, and the actual target point Pr is targeted with respect to the start reference point Ps based on the set value. The interlocking control is performed based on the monitoring of both the knee angle and the dorsal angle until the interlocking motion of the knee angle and the dorsal angle reaches a predetermined time, and after the elapse of the predetermined time, the one control line is reached. Until then, feedback control is performed based on monitoring of one of the knee angle and the back angle, which is the movement direction. A more detailed example of the switchable feedback control in this second aspect is as described above with reference to FIG.

また、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1において、記憶部504に記憶される複数の連動制御点Pnは外部操作(例えばスイッチ11からの操作)によって設定変更可能に構成するのが好適である。
これにより、その電動ベッド1の構造が変わるような場合や、利用者の体格等に起因する微調整を要する場合、或いは実際の着床部18の位置とモーター13の回転量とが誤差がある場合や、経年変化で着床部18が変形してしまうなどの状態が起こる場合などでも、容易に設定変更することができるため使い勝手の点で向上したものとなる。
Further, in the electric bed 1 of the embodiment according to the present invention, it is preferable that the plurality of interlocking control points Pn stored in the storage unit 504 can be set and changed by an external operation (for example, an operation from the switch 11). be.
As a result, when the structure of the electric bed 1 changes, when fine adjustment is required due to the physique of the user, or when there is an error between the actual position of the landing portion 18 and the rotation amount of the motor 13. In some cases, even when the landing portion 18 is deformed due to aging, the setting can be easily changed, which improves usability.

また、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1において、当該実目標点の座標値における背角度と膝角度のいずれか一方の予め定めた基準に従う座標軸に到達したときに当該目標に到達したと判定するよう構成するのが好適である。
これにより、不必要に右往左往するようなふらつき制御を無くすこともでき、スムーズな動作を実現することができる。
Further, in the electric bed 1 of the embodiment according to the present invention, the target is reached when the coordinate axis according to a predetermined standard of either the back angle or the knee angle in the coordinate value of the actual target point is reached. It is preferably configured to determine.
As a result, it is possible to eliminate the wobbling control that unnecessarily goes back and forth, and it is possible to realize smooth operation.

また、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1において、所定のセンサーは、着床部18の可動に係る可動部位に設置され、ジャイロセンサー、角度センサー、加速度センサー、又は衝撃センサーからなる状態センサー20a,20b,20cからなるものとするのが好適である。
これにより、実際の着床部18の位置とモーター13の回転量とが誤差がある場合や、経年変化で着床部18が変形してしまうなどの状態が起こる場合でも、高精度のフィードバック制御が実現される。また、フィードバック制御を行わない第1のタイプの電動ベッドについて、第2のタイプの電動ベッドを新たに購入するよりも低廉で、尚且つ後付け容易な構成の部品の追加及び変更のみで、フィードバック制御を行う第2のタイプの電動ベッドへと変様させることができる。
Further, in the electric bed 1 of the embodiment according to the present invention, a predetermined sensor is installed in a movable portion related to the movement of the landing portion 18, and is a state sensor including a gyro sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, or an impact sensor. It is preferably composed of 20a, 20b, and 20c.
As a result, even if there is an error between the actual position of the landing portion 18 and the amount of rotation of the motor 13, or if the landing portion 18 is deformed due to aging, high-precision feedback control is performed. Is realized. In addition, for the first type electric bed that does not perform feedback control, feedback control is performed only by adding or changing parts that are cheaper than purchasing a new second type electric bed and that are easy to retrofit. It can be transformed into a second type of electric bed.

また、上述した各実施形態の例では、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについての可動部位の位置に、それぞれ3つの状態センサー20a,20b,20cを設ける例を説明したが、これは好適例であり、着床部18の背上げ角及び膝上げ高さについての可動部位の位置にそれぞれ2つの状態センサー20a,20bを設けるのみでも、着床部18の背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さについてのフィードバック制御は可能である。特に、本発明に係る一実施形態の電動ベッド1において、フィードバック制御に用いる状態センサー20a,20b,20cは、ジャイロセンサーや、角度センサー、加速度センサー、衝撃センサーのうちいずれかとすることができるが、背上げ角、膝上げ高さ、及びベッド高さ等のそれぞれの起伏動作に対応する1次元の位置を検出するものを複数配置し、当該起伏動作に関する状態変化を2次元以上で検出するのが好適である。このため、本発明は、1種の起伏動作を行う電動ベッドに対しては、1つの状態センサーとすることができ、或いは3種以上の起伏動作を行う電動ベッドに対し、共通の可動部位には1つの状態センサーとすることでより低廉化を図ることができる。 Further, in the example of each of the above-described embodiments, three state sensors 20a, 20b, and 20c are provided at the positions of the movable parts with respect to the back raising angle, the knee raising height, and the bed height of the landing portion 18, respectively. However, this is a preferable example, and even if only two state sensors 20a and 20b are provided at the positions of the movable parts regarding the back-raising angle and the knee-raising height of the landing portion 18, the landing portion 18 Feedback control of back-raising angle, knee-raising height, and bed height is possible. In particular, in the electric bed 1 of the embodiment according to the present invention, the state sensors 20a, 20b, 20c used for feedback control can be any of a gyro sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, and an impact sensor. It is possible to arrange a plurality of ones that detect the one-dimensional position corresponding to each undulating motion such as the back-raising angle, the knee-raising height, and the bed height, and detect the state change related to the undulating motion in two or more dimensions. Suitable. Therefore, the present invention can be one state sensor for an electric bed that performs one type of undulating motion, or can be a common movable part for an electric bed that performs three or more types of undulating motion. Can be further reduced in cost by using one state sensor.

従って、状態センサーは、着床部18の可動部位に少なくとも1つ設置され、鉛直方向の1軸、鉛直及び水平方向の2軸、鉛直方向と縦・横の水平方向の3軸、或いは鉛直方向と縦・横の水平方向以外の方向を含む3軸以上の絶対座標軸に対し各軸に対応する状態値を検出し、少なくとも当該可動部位における膝角度と背角度を検出可能なセンサーとする。 Therefore, at least one state sensor is installed in the movable part of the landing portion 18, and one axis in the vertical direction, two axes in the vertical and horizontal directions, three axes in the vertical direction and the horizontal direction in the vertical and horizontal directions, or the vertical direction. It is a sensor that can detect the state values corresponding to each axis with respect to three or more absolute coordinate axes including directions other than the vertical and horizontal horizontal directions, and can detect at least the knee angle and the plumb bob angle at the movable part.

また、上述した実施形態の例では、着床部18に状態センサー20a,20b,20cを設ける例を説明したが、例えばリンク機構16やアクチュエーター14など、着床部18の可動に係る可動部位であれば、任意の箇所に設置することができる。 Further, in the example of the above-described embodiment, the example in which the state sensors 20a, 20b, and 20c are provided on the landing portion 18 has been described. If there is, it can be installed at any place.

また、上述した実施形態の例では、モーター13によるアクチュエーター14を駆動機構として用いる例を説明したが、これは細密な連動制御を行うための好適例であり、油圧式や空気圧式のアクチュエーター、或いはその他の駆動機構を用いる電動ベッドとすることもできる。 Further, in the example of the above-described embodiment, an example in which the actuator 14 by the motor 13 is used as the drive mechanism has been described, but this is a preferable example for performing fine interlocking control, and is a hydraulic or pneumatic actuator, or It can also be an electric bed using another drive mechanism.

また、本発明に係る一実施形態の電動ベッドは、スイッチ11の操作信号を有線又は無線でコントローラー12に送信する形態とすることもできる。 Further, the electric bed of one embodiment according to the present invention may be in a form of transmitting the operation signal of the switch 11 to the controller 12 by wire or wirelessly.

本発明によれば、より低廉で尚且つ高精度のフィードバック制御を実現し、使い勝手を向上させて背角度及び膝角度の連動制御を可能とする電動ベッドを構成することができるので、治療用又は介護用の電動ベッドの用途に有用である。 According to the present invention, it is possible to construct an electric bed that realizes less expensive and highly accurate feedback control, improves usability, and enables interlocking control of the back angle and the knee angle. It is useful for the use of electric beds for nursing care.

1 本発明の電動ベッド
10 従来の第2のタイプの電動ベッド
11 スイッチ
12 コントローラー
13 モーター
14 アクチュエーター
15 回転量検知センサー(エンコーダーやポテンションメーター)
16 リンク機構
17 ベッドフレーム
18 着床部
20a,20b,20c 状態センサー
30 フィードバック(FB)制御部
31 信号変換部
32 比較部
50 操作信号制御部
51 操作信号受信部
52 第1センサー信号入力部
53 第2センサー信号入力部
54 第3センサー信号入力部
55 モーター駆動制御部
111 設定値表示部
112 操作・設定ボタン部
111a, 111b,111c 設定表示部
112a,112b,112c 上下ボタン
112d 設定ボタン
112f 個別操作ボタン
112h 連動ボタン
112e,112g,112i LED表示部
501 信号種別判別部
502 連動制御点設定部
503 個別操作設定部
504 記憶部
505 個別操作・連動判定部
506 連動制御設定値演算部
507 個別操作設定値読出部
508 動作指示部
1 Electric bed of the present invention 10 Conventional second type electric bed 11 Switch 12 Controller 13 Motor 14 Actuator 15 Rotation amount detection sensor (encoder or potentiometer)
16 Link mechanism 17 Bed frame 18 Landing unit 20a, 20b, 20c Status sensor 30 Feedback (FB) control unit 31 Signal conversion unit 32 Comparison unit 50 Operation signal control unit 51 Operation signal reception unit 52 First sensor signal input unit 53 2 Sensor signal input unit 54 3rd sensor signal input unit 55 Motor drive control unit 111 Setting value display unit 112 Operation / setting button unit 111a, 111b, 111c Setting display unit 112a, 112b, 112c Up / down button 112d Setting button 112f Individual operation button 112h interlocking button 112e, 112g, 112i LED display unit 501 signal type discrimination unit 502 interlocking control point setting unit 503 individual operation setting unit 504 storage unit 505 individual operation / interlocking judgment unit 506 interlocking control setting value calculation unit 507 individual operation setting value reading Part 508 Operation instruction part

Claims (13)

フィードバック制御で起伏動作を制御可能とする電動ベッドであって、
着床部に対し背上げ又は背下げの動作と膝上げ又は膝下げの動作を含む所定の起伏動作を実行する駆動機構を制御するための操作信号を基に、前記背上げ又は背下げの動作と前記膝上げ又は膝下げの動作の連動制御を行う設定値を演算し、前記着床部の可動に係る可動部位の動作を直接又は間接的に検知する所定のセンサーからのセンサー信号と前記設定値を基に、前記駆動機構による前記所定の起伏動作の実行をフィードバック制御する操作信号制御部を備え、
前記操作信号制御部は、前記背上げ又は背下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度、及び前記膝上げ又は膝下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度で表される座標平面上で、複数の連動制御点を予め記憶する記憶部と、前記センサー信号に基づく背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点を演算し、前記開始基準点から動作方向に最近位置の連動制御点を目標連動制御点とし、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し所定のユークリッド距離で離間した平行な仮想線を演算して2本の制御線を設定し、該2本の制御線と前記目標連動制御点とに基づいて、前記目標連動制御点における背角度と膝角度のいずれか一方の座標軸上に位置し、且つ前記目標連動制御点から所定の閾値以内で当該2本の制御線の中間に最近位置となる実目標点を算出し、前記開始基準点から前記実目標点に向かって背角度及び膝角度の連動制御を行う設定値を演算する連動制御設定値演算部と、前記設定値に基づいて、前記開始基準点に対し前記実目標点を目標として前記駆動機構を制御し、膝角度と背角度の連動動作が2本の制御線のうち一方に到達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該一方に到達後、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする、膝角度と背角度の連動動作を当該2本の制御線内で遷移させる切り替え式フィードバック制御を行い、目標に到達したと判定したときに当該開始基準点を更新し、前記連動制御設定値演算部に対し新たな実目標点を示す設定値を更新指示してフィードバック制御し、更新した当該開始基準点及び当該目標とする連動制御点に基づいて背上げ角及び膝上げ高さの動作点の連動制御を行う連動モードの操作終了まで継続動作するよう制御するフィードバック制御部と、を備えることを特徴とする電動ベッド。
It is an electric bed that can control the undulating movement by feedback control.
The back-raising or back-lowering operation based on an operation signal for controlling a drive mechanism that executes a predetermined undulating operation including a back-raising or back-lowering operation and a knee-raising or knee-lowering operation with respect to the landing portion. And the setting value for interlocking control of the knee-raising or knee-lowering motion, and the sensor signal from a predetermined sensor that directly or indirectly detects the motion of the movable part related to the movement of the landing portion and the setting. An operation signal control unit that feedback-controls the execution of the predetermined undulating operation by the drive mechanism based on the value is provided.
The operation signal control unit is a back angle which is a lifting angle of a movable part of the landing portion from a horizontal state corresponding to the back raising or back lowering operation, and the knee raising or knee lowering operation. On the coordinate plane represented by the knee angle, which is the lifting angle of the movable part of the landing part from the horizontal state, a storage unit that stores a plurality of interlocking control points in advance, and a back angle and a knee angle based on the sensor signal. The start reference point indicating the coordinate point is calculated, the interlocking control point at the latest position in the operation direction from the start reference point is set as the target interlocking control point, and the reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point is predetermined. Two control lines are set by calculating parallel virtual lines separated by the Euclidean distance of, and the back angle and knee at the target interlocking control point are based on the two control lines and the target interlocking control point. An actual target point that is located on one of the coordinate axes of the angle and is the latest position between the two control lines within a predetermined threshold from the target interlocking control point is calculated, and the start reference point is used as described above. The interlocking control set value calculation unit that calculates the set value that performs interlocking control of the back angle and the knee angle toward the actual target point, and the interlocking control setting value calculation unit that calculates the interlocking control with respect to the actual target point with respect to the start reference point based on the set value. The drive mechanism is controlled, and feedback control is performed based on monitoring of both the knee angle and the back angle until the interlocking operation of the knee angle and the back angle reaches one of the two control lines. The feedback control is based on the monitoring of one of the movement directions of the back angle and the back angle. When the determination is made, the start reference point is updated, the interlocking control set value calculation unit is instructed to update the set value indicating a new actual target point, feedback control is performed, and the updated start reference point and the target are set. An electric bed characterized by being provided with a feedback control unit that controls continuous operation until the end of operation in the interlocking mode, which performs interlocking control of the operating points of the back-raising angle and the knee-raising height based on the interlocking control points.
前記連動制御設定値演算部は、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し、前記基準線を中心として挟むように所定のユークリッド距離で離間した平行な2本の仮想線を想定したときに、該2本の仮想線のうち予め定めた一方についてプラス側、他方についてマイナス側とする仮想線のうちいずれか一方の仮想線、或いはその双方仮想線を演算し、前記プラス側及び前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とするか、前記基準線と前記プラス側の仮想線を前記2線の制御線とするか、或いは前記基準線と前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とするよう予め定めた演算を行うことを特徴とする、請求項1に記載の電動ベッド。 The interlocking control set value calculation unit has two parallel virtual lines separated by a predetermined Euclidean distance so as to sandwich the reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point with the reference line as the center. when assuming, said two predetermined one for the positive side of the imaginary line, one of the virtual line among virtual lines that a negative side for the other, or to calculate the virtual line of both, the plus side and whether the virtual line of the negative and control line of the two-wire, or a virtual line of the plus-side and the reference line and the control line of the two-wire, or with the reference line of the negative The electric bed according to claim 1, wherein a predetermined calculation is performed so that the virtual line becomes the control line of the two lines. 前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記プラス側及び前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記プラス側の仮想線に到達したときには前記マイナス側の仮想線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記マイナス側の仮想線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返し、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記マイナス側の仮想線に到達したときには前記プラス側の仮想線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記プラス側の仮想線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の電動ベッド。 The feedback control unit, by comparison with the start reference point and the actual target point, as a feedback control when there is greater than a predetermined threshold difference for both knee angle and back angle, the positive and the negative side an imaginary line when performing control line and the switchable feedback control of the two-wire, the negative when the interlocking operation of the knee angle and the back angle has reached the imaginary line of the positive side of the two control lines performs feedback control based on the monitoring of the knee angle only to the back angle constant until reaching the imaginary line side, after reaching the imaginary line of the negative side is switched to the feedback control based on the monitoring of both the knee angle and the back angle control repeated, interlock operations of the knee angle and the back angle is only back angle and the knee angle constant until reaching the imaginary line of the positive side when it reaches the virtual line of the negative side of the said two control lines The claim is characterized in that feedback control is performed based on the monitoring of the above , and after reaching the virtual line on the plus side, control for switching to feedback control based on monitoring of both the knee angle and the back angle is repeated. The electric bed according to 2. 前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記基準線と前記プラス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記プラス側の仮想線に到達したときには前記基準線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の電動ベッド。 The feedback control unit, by comparison with the start reference point and the actual target point, as a feedback control when there is greater than a predetermined threshold difference for both knee angle and back angle, of the plus-side and the reference line an imaginary line when performing control line and the switchable feedback control of the two-wire, the reference when the interlocking operation of the knee angle and the back angle has reached the imaginary line of the positive side of the two control lines The back angle is kept constant until the line is reached, feedback control is performed based on monitoring only the knee angle, and after reaching the reference line, control is repeated to switch to feedback control based on monitoring of both the knee angle and back angle. The electric bed according to claim 2, wherein the electric bed is provided. 前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、前記基準線と前記マイナス側の仮想線を前記2線の制御線とした切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が該2本の制御線のうち前記マイナス側の仮想線に到達したときには前記基準線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする、請求項2に記載の電動ベッド。 The feedback control unit, by comparison with the start reference point and the actual target point, as a feedback control when there is greater than a predetermined threshold difference for both knee angle and back angle, the minus side to the reference line an imaginary line when performing control line and the switchable feedback control of the two-wire, the reference when the interlocking operation of the knee angle and the back angle has reached the imaginary line of the negative side of the said two control lines It is configured to keep the knee angle constant until it reaches the line, perform feedback control based on monitoring only the dorsal angle, and after reaching the reference line, repeat control to switch to feedback control based on monitoring both the knee angle and the dorsal angle. The electric bed according to claim 2, wherein the electric bed is provided. フィードバック制御で起伏動作を制御可能とする電動ベッドであって、
着床部に対し背上げ又は背下げの動作と膝上げ又は膝下げの動作を含む所定の起伏動作を実行する駆動機構を制御するための操作信号を基に、前記背上げ又は背下げの動作と前記膝上げ又は膝下げの動作の連動制御を行う設定値を演算し、前記着床部の可動に係る可動部位の動作を直接又は間接的に検知する所定のセンサーからのセンサー信号と前記設定値を基に、前記駆動機構による前記所定の起伏動作の実行をフィードバック制御する操作信号制御部を備え、
前記操作信号制御部は、前記背上げ又は背下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である背角度、及び前記膝上げ又は膝下げの動作に対応する前記着床部の可動部位の水平状態からの持ち上がり角度である膝角度で表される座標平面上で、複数の連動制御点を予め記憶する記憶部と、前記センサー信号に基づく背角度及び膝角度の座標点を示す開始基準点を演算し、前記開始基準点から動作方向に最近位置の連動制御点を目標連動制御点とし、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線を制御線とし、且つ前記目標連動制御点を実目標点として、前記開始基準点から前記実目標点に向かって背角度及び膝角度の連動制御を行う設定値を演算する連動制御設定値演算部と、前記設定値に基づいて、前記開始基準点に対し前記実目標点を目標として前記駆動機構を制御し、当該膝角度と背角度の連動動作が所定時間に達するまで膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御とし、当該所定時間の経過後、当該1本の制御線に到達するまで、膝角度と背角度のうち動作方向となる一方の監視に基づくフィードバック制御とする、膝角度と背角度の連動動作を当該所定時間単位で1本の制御線に従うよう補正して遷移させる切り替え式フィードバック制御を行い、目標に到達したと判定したときに当該開始基準点を更新し、前記連動制御設定値演算部に対し新たな実目標点を示す設定値を更新指示してフィードバック制御し、更新した当該開始基準点及び当該目標とする連動制御点に基づいて背上げ角及び膝上げ高さの動作点の連動制御を行う連動モードの操作終了まで継続動作するよう制御するフィードバック制御部と、を備えることを特徴とする電動ベッド。
It is an electric bed that can control the undulating movement by feedback control.
The back-raising or back-lowering operation based on an operation signal for controlling a drive mechanism that executes a predetermined undulating operation including a back-raising or back-lowering operation and a knee-raising or knee-lowering operation with respect to the landing portion. And the setting value for interlocking control of the knee-raising or knee-lowering motion, and the sensor signal from a predetermined sensor that directly or indirectly detects the motion of the movable part related to the movement of the landing portion and the setting. An operation signal control unit that feedback-controls the execution of the predetermined undulating operation by the drive mechanism based on the value is provided.
The operation signal control unit is a back angle which is a lifting angle of a movable part of the landing portion from a horizontal state corresponding to the back raising or back lowering operation, and the knee raising or knee lowering operation. On the coordinate plane represented by the knee angle, which is the lifting angle of the movable part of the landing part from the horizontal state, a storage unit that stores a plurality of interlocking control points in advance, and a back angle and a knee angle based on the sensor signal. The start reference point indicating the coordinate point is calculated, the interlocking control point at the latest position in the operation direction from the start reference point is set as the target interlocking control point, and the reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point is the control line. And, with the target interlocking control point as the actual target point, the interlocking control setting value calculation unit that calculates the setting value for interlocking the back angle and the knee angle from the start reference point toward the actual target point, and the above. Based on the set value, the drive mechanism is controlled with respect to the actual target point with respect to the start reference point, and both the knee angle and the back angle are monitored until the interlocking operation of the knee angle and the back angle reaches a predetermined time. Knee angle and dorsal angle, which is based on the monitoring of one of the knee angle and the dorsal angle, which is the movement direction, until the one control line is reached after the lapse of the predetermined time. The interlocking operation is corrected to follow one control line in the predetermined time unit, and the transition type feedback control is performed. When it is determined that the target has been reached, the start reference point is updated and the interlocking control set value is set. the setting value indicating the new real target point to computing unit to update the indicated feedback control, updated operating point of the start reference point and back lifting angle based on interlocking control point to the target and knee lifting height electric bed, characterized in that it comprises a feedback control section for controlling to continue operation until the end of the operation of the interlocking mode in which the interlocking control of.
前記フィードバック制御部は、前記開始基準点と前記目標連動制御点とを結ぶ基準線に対し、前記基準線を中心として挟むように前記所定時間の経過で規定される距離で離間した2点の仮想点を想定したときに、該2点の仮想点のうち予め定めた一方についてプラス側、他方についてマイナス側とし、前記開始基準点と当該実目標点との比較で、膝角度と背角度の双方について所定の閾値より大きい差があるときのフィードバック制御として、当該切り替え式フィードバック制御を行う際に、当該膝角度と背角度の連動動作が前記所定時間の経過後に前記基準線に対し前記プラス側に遷移したときは前記基準線に到達するまで背角度を一定とし膝角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返し、当該膝角度と背角度の連動動作が前記所定時間の経過後に前記基準線に対し前記マイナス側に遷移したときは前記基準線に到達するまで膝角度を一定とし背角度のみの監視に基づくフィードバック制御を行い、前記基準線に到達後、膝角度と背角度の双方の監視に基づくフィードバック制御に切り替える制御を繰り返すよう構成されていることを特徴とする、請求項6に記載の電動ベッド。 The feedback control unit is a virtual set of two points separated from a reference line connecting the start reference point and the target interlocking control point by a distance specified by the elapse of the predetermined time so as to sandwich the reference line as the center. Assuming points, one of the two virtual points is set to the plus side and the other is set to the minus side, and both the knee angle and the back angle are compared with the start reference point and the actual target point. for the feedback control when there is a difference greater than a predetermined threshold value, when performing the switched feedback control, the on the plus side with respect to the reference line after a linked motion of the knee angle and the back angle is the predetermined time When the transition occurs, the back angle is kept constant until the reference line is reached, feedback control is performed based on monitoring only the knee angle, and after reaching the reference line, the feedback control is switched to feedback control based on monitoring of both the knee angle and the back angle. control repeated, monitoring interlocking operation of the knee angle and the back angle is only the back angle and the knee angle is constant until a transition to the negative side with respect to the reference line after the elapse of the predetermined time to reach the reference line The electric motor according to claim 6, wherein the feedback control is performed based on the above, and after reaching the reference line, the control for switching to the feedback control based on the monitoring of both the knee angle and the back angle is repeated. bed. 前記記憶部に記憶される複数の連動制御点は、外部操作によって設定変更可能に構成されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の電動ベッド。 The electric bed according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of interlocking control points stored in the storage unit are configured so that the settings can be changed by an external operation. 前記フィードバック制御部は、当該実目標点の座標値における背角度と膝角度のいずれか一方の予め定めた基準に従う座標軸に到達したときに当該目標に到達したと判定することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の電動ベッド。 The feedback control unit determines that the target has been reached when the coordinate axis according to a predetermined reference of either the back angle or the knee angle in the coordinate value of the actual target point is reached. The electric bed according to any one of items 1 to 8. 前記駆動機構はモーター駆動によるアクチュエーターからなることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の電動ベッド。 The electric bed according to any one of claims 1 to 9, wherein the drive mechanism includes an actuator driven by a motor. 前記所定のセンサーは、前記駆動機構の駆動を行うモーターの回転量を検知する回転量検知センサーからなることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の電動ベッド。 The electric bed according to any one of claims 1 to 10, wherein the predetermined sensor includes a rotation amount detection sensor that detects the rotation amount of a motor that drives the drive mechanism. 前記所定のセンサーは、前記着床部の可動に係る可動部位に設置され、ジャイロセンサー、角度センサー、加速度センサー、又は衝撃センサーからなる状態センサーからなることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の電動ベッド。 13. The electric bed according to any one item. 前記状態センサーは、前記可動部位に少なくとも1つ設置され、鉛直方向の1軸、鉛直及び水平方向の2軸、鉛直方向と縦・横の水平方向の3軸、或いは鉛直方向と縦・横の水平方向以外の方向を含む3軸以上の絶対座標軸に対し各軸に対応する状態値を検出し、少なくとも前記可動部位における前記膝角度と前記背角度を検出可能なセンサーよりなることを特徴とする、請求項12に記載の電動ベッド。 At least one of the state sensors is installed in the movable part, and one axis in the vertical direction, two axes in the vertical and horizontal directions, three axes in the vertical direction and the vertical / horizontal horizontal direction, or vertical direction and the vertical / horizontal direction. It is characterized by comprising a sensor capable of detecting state values corresponding to each axis with respect to three or more absolute coordinate axes including directions other than the horizontal direction, and detecting at least the knee angle and the plumb bob angle in the movable part. , The electric bed according to claim 12.
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