[0002] 本发明一般地涉及一种包括控制装置的升降椅和一种操作升降器的方法，所述升降器使椅子在倚靠位置和站立位置之间转变。

[0003] 对于许多人，可能难以从椅子站起来。例如，老年人和有身体疾病或残疾的人可能没有力气或协调性来使他们自己从椅子正确地站起来。为了解决这个问题，从倚靠位置转变到站立位置的动力操作的升降椅可帮助人容易地站起来。

[0004] 动力操作的升降椅必须被配置为以安全方式移动椅子的占用者。如果动力操作的升降椅不能安全地使占用者从倚靠位置转变到站立位置，则它可能潜在地伤害占用者。此外，具有较快转变速度的升降椅可能由于椅子强烈地开始以太快的速率转变到站立位置而惊吓到占用者。为了提高安全性和舒适性，升降椅通常以缓慢的升降速度操作。

[0005] 然而，缓慢的升降速度对于占用者而言可能是令人厌烦的，或者对可能需要以较快方式离开椅子的那些人(例如，在紧急情况、接电话或去厕所的情况下)而言有问题。例如，当椅子在各个位置之间转变时，缓慢的升降速度可能迫使占用者在延长的时间段期间处于某种折衷的站立位置。因此，需要在向站立位置的转变中更快地操作升降椅，所述转变也为占用者提供安全的体验。

[0045] 为了平衡具有缓慢和快速转变速度的升降椅之间的竞争担忧，可能更加期望在转变期间逐渐增加转变速度的升降椅。与快速转变速度相比，具有逐渐增加的转变速度的升降椅可为用户提供更多安全性和舒适性，因为用户能够舒适地适应每个速度增加。它还可通过足够快速地转变以避免在延长的时间段期间将占用者限制在不舒服的位置来减少占用者的受挫状态。作为结果，逐渐增加转变速度的升降椅可解决具有缓慢或快速转变速度的升降椅中的问题。

[0046] 详细地参照附图，其中相似的标号始终指示相似的元件，在图1-5中示出根据本发明的示例性实施例的包括控制装置的升降椅和操作升降器的方法，所述升降器使椅子在倚靠位置和站立位置之间转变。

[0047] I.总体系统图1A和1B分别图示根据本发明的至少一个实施例的处于倚靠位置和站立位置的示例性椅子10。椅子10的倚靠位置可包括例如传统坐或斜倚位置。在正常使用中，用户的重量可基本上支撑在椅子10上。并且在一些实施例中，通过例如使用用户的手臂帮助从升降椅推用户，用户将会需要运用很大程度的努力从升降椅站起来。倚靠位置可以是除站立位置之外的任何位置，诸如例如斜倚位置、坐位置或躺卧位置等等。椅子10的站立位置例如是这样的位置：在几乎没有或没有来自椅子10的支撑的情况下允许用户处于站立位置。如以下将更详细地解释的，椅子10可基于一个或多个预定条件的发生(例如，从外部电源接收到电力)按照一个或多个速度(例如，逐渐增加的转变速度)在倚靠位置和站立位置之间转变。

[0048] 图2图示根据本发明的至少一个实施例的椅子10的示例性升降器14，其中为了说明性目的而隐藏了椅子10。在一个实施例中，升降器14可使椅子10在倚靠位置和站立位置之间转变。在一个实施例中，如图2中所示，升降器14可包括致动器16和结构组件18，结构组件18耦合在致动器16和椅子10之间。

[0049] 在一个实施例中，致动器16是能够以如下这种方式移动结构组件18的任何类型的电动机：基于接收的电信号的特定特性使椅子10在各位置之间转变。通过转换来自接收的电信号的能量，致动器16使结构组件18移动。电信号中的能量的量基于电信号的特定特性。作为结果，接收的电信号的特定特性将会影响致动器16最终如何转变椅子10。

[0050] 可用于控制致动器16的电信号特性包括电压极性和电压幅度。接收的电信号的电压极性可确定致动器16使结构组件18将椅子10转变到站立位置还是转变到倚靠位置。例如，如果电信号具有正电压(例如，+24伏特直流(“DC”))，则致动器16可使结构组件18将椅子10从倚靠位置转变到站立位置。替代地，如果电信号具有负电压(例如，-24伏特(“DC”))，则致动器16可使结构组件18将椅子10从站立位置转变到倚靠位置。接收的电信号的电压幅度可确定致动器16移动结构组件18的速度(例如，在一个实施例中，比例速度)。例如，如果电信号具有+24伏特(DC)的电压，则致动器16可使结构组件18按照第一速度将椅子10从倚靠位置转变到站立位置。替代地，如果电信号具有+48伏特(DC)的电压，则致动器16可使结构组件18按照更快的第二速度将椅子10从倚靠位置转变到站立位置(例如，其中更大的信号电压导致更快的第二速度)。作为结果，在一些实施例中，电压极性和电压幅度被致动器16用于控制椅子10的位置转变。

[0051] II.控制装置图3是根据本发明的至少一个实施例的与致动器16电气连通的示例性控制装置20的示意图。在这个示例性实施例中，控制装置20包括供电装置22、用户接口24和升压模块26。以下更详细地解释控制装置20的这些部件中的每个部件。

[0052] A.供电装置在一个实施例中，供电装置22是将来自电源的电力信号转换成另一升降椅兼容电力信号的任何装置。例如，供电装置22可将从外部电源(例如，电网)接收的电力信号转换成供电装置提供的(“PS”)电信号28，PS电信号28能够被致动器16用于转变椅子10的位置。替代地，在供电装置22不能从外部电源接收电力的情况下，供电装置22可将从备用电池接收的电力信号转换成也能够被致动器16使用的PS电信号28。来自电网和备用电池的电力信号仅仅是供电装置22将电力信号转换成升降椅兼容电力信号(即，PS电信号28)的许多不同实施例的两个示例。

[0053] 基于接收的电力信号是来自外部电源(例如，电网)还是来自备用电池，供电装置22可将具有特定电压的特定PS电信号28提供给用户接口24。例如，当供电装置22从外部电源(例如，电网)接收电力信号时，供电装置22可将具有绝对值从29伏特(DC)到38伏特(DC)的正电压或负电压的一个或多个PS电信号28提供给用户接口24。替代地，当供电装置22接收到指示来自备用电池(例如，指示外部电源不可用)或不充足的外部电源(例如，产生具有小于20伏特DC的电压幅度的电信号的电源)的电力信号的电力信号时，供电装置22可将具有绝对值从13伏特DC到20伏特DC的正电压或负电压的一个或多个PS电信号28提供给用户接口24。因此，来自充足外部电源的电力信号的可用性可以是确定PS电信号28的电压的因素。

[0054] B.用户接口在一个实施例中，用户接口24是接收用户输入并且基于用户输入使椅子10按照不同转变速度在各位置之间转变的任何装置。在一个实施例中，用户接口24从供电装置22接收PS电信号28，并且基于一个或多个用户输入产生具有电压极性和/或电压幅度的用户接口提供的(“UI”)电信号30。响应于接收到用户输入，用户接口24将UI电信号30传送给升压模块
26，并且最终传送给致动器16，以使椅子10按照用户选择的速度在各位置之间转变。作为结果，用户能够使用用户接口24控制椅子10如何转变位置。

[0055] 用户接口24可包括被配置为接收一个或多个用户输入的一个或多个用户可控部件(例如，按钮、开关、电位计)。在一个实施例中，用户接口24可包括一个或多个用户可控部件(例如，“上”和“下”按钮)。响应于一个或多个用户可控部件的选择，用户接口24可产生并且传送具有特定电压极性的UI电信号30，所述特定电压极性控制椅子10的转变方向。例如，响应于接收到用于转变到倚靠位置的用户输入(例如，第一用户选择类型)，用户接口24可将具有负电压极性的UI电信号30传送给升压模块26。替代地，响应于接收到用于转变到站立位置的用户输入(例如，第二用户选择类型)，用户接口24可将具有正电压极性的UI电信号30传送给升压模块26。

[0056] 在另一实施例中，用户接口24可包括具有可选择位置的一个或多个用户可控部件(例如，开关或电位计)，所述可选择位置与UI电信号30的电压幅度对应。所述可选择位置也对应于椅子10的转变速度。在一个实施例中，用户可选择与UI电信号30的电压幅度之一并且与期望转变速度对应的位置。响应于用户选择，用户接口24将具有所述特定电压幅度的UI电信号30递送给升压模块26。

[0057] C.升压模块在一个实施例中，升压模块26是通过将具有不同电压幅度的不同电信号(即，VBM电信号32)传送给致动器16经由致动器16控制椅子10的转变速度的任何装置或控制器电路。例如，通过在椅子10转变到站立位置时将具有渐增的电压的不同电信号传送给致动器16，升压模块26能够使致动器16按照逐渐增加的(例如，步进式)转变速度将椅子10转变到站立位置。椅子10的逐渐增加的转变速度(例如，在第一时间段期间的第一初始速度，后面跟随有在第二时间段期间的更快的第二速度)能够允许升压模块26平衡转变得太快的椅子的安全担忧与转变得太慢的椅子的舒适性担忧。

[0058] 此外，升压模块26可被配置为仅在一个或多个预定条件下传送电信号。例如，与正常转变速度相比，按照增加的转变速度转变椅子位置可能更快速地耗尽备用电池。另外，按照增加的转变速度将椅子10转变到倚靠位置可引起用户的不舒适(例如，由于快速下降到倚靠位置而导致的头晕)或者可引起压伤危险。因此，可优选地仅当从除备用电池之外的外部电源接收电力和/或当用户请求将椅子10转变到站立位置时按照增加的速度转变椅子10。通过仅在一个或多个预定条件下按照渐增的速度转变椅子10，升压模块26能够延长备用电池的电池寿命，从而为占用者提供更长时段的机动化升降功能，并且为使用椅子10的占用者提高舒适性。

[0059] 图4和5图示这样的实施例：升压模块26的不同部件基于一个或多个预定条件使致动器16按照不同速度将椅子10转变到不同位置。具体地讲，图4是根据本发明的至少一个实施例的升压模块26的部件图。在这个实施例中，升压模块26包括使能电路60、升压电路62和继电器64。另外，图5是描述根据本发明的至少一个实施例的使用图4的部件操作升降器的方法70的流程图，所述升降器使椅子在倚靠位置和站立位置之间转变。

[0060] 在步骤72，使能电路60从用户接口24接收UI电信号30。在一个实施例中，使能电路60是确定是否使升压电路62能够产生增加的电压电信号以使致动器16按照增加的速度转变椅子10的任何装置或电路。使能电路60基于接收的UI电信号30的电压特性(例如，电压极性、电压幅度)确定是否启动升压电路62。

[0061] 在步骤74，使能电路60将UI电信号30传送给继电器64，继电器64继而将把UI电信号30传送给致动器16，直至继电器64接收到增加的电压电信号。继电器64是接收两个输入电信号并且在发生预定条件时将那些输入电信号之一传送给致动器16的任何装置或电路。例如，继电器64可以是开关，所述开关被配置为将UI电信号30作为VBM电信号32传送给致动器16，直至继电器64从升压电路62接收到增加的电压电信号66。在继电器64正在将UI电信号30传送给致动器16时，致动器16基于UI电信号30的电压极性和电压幅度按照预定速度使椅子10转变到站立或倚靠位置。

[0062] 在步骤76，使能电路60基于一个或多个条件确定是否使升压电路62能够产生增加的电压电信号，所述增加的电压电信号使致动器16按照增加的速度转变椅子10的位置。例如，使能电路60基于下面各项确定是否启动升压电路62：i)来自用户的椅子位置请求的类型(例如，到站立位置、到倚靠位置)和/或ii)椅子10的电源的类型。如上所述，当接收到用于转变到站立位置的请求并且椅子10从充足外部电源接收电力时，优选地按照增加的速度转变椅子10。

[0063] 使能电路60基于接收的UI电信号30的电压极性确定椅子位置请求的类型。在一个实施例中，如果用户接口24接收到用于将椅子10转变到站立位置的请求，则使能电路60检测到接收的UI电信号30的电压极性为正。在一个实施例中，如果用户接口24接收到用于将椅子10转变到倚靠位置的请求，则使能电路60检测到接收的UI电信号30的电压极性为负。

[0064] 使能电路60基于接收的UI电信号30的电压幅度确定电源的类型。在一个实施例中，如果接收的UI电信号30的电压幅度超过预定阈值，则椅子10的电源是用于使UI电信号30升压的提供充足量的电压的外部电源(例如，电网)。替代地，在一个实施例中，如果接收的UI电信号30的电压未超过预定阈值，则使能电路60确定椅子10的电源是用于使UI电信号
30升压的备用电池或不充足电源。因此，具有正电压极性和超过正预定阈值的电压幅度的UI电信号30指示在椅子10从充足外部电源接收到电力时将椅子10转变到站立位置的请求。
作为结果，在至少一个实施例中，使能电路60将会使升压电路62能够产生增加的电压电信号，因为接收的UI电信号30的电压超过所述正预定阈值。

[0065] 在步骤78，如果接收的UI电信号30的电压超过所述正预定阈值，则使能电路60阻止升压电路62的启动。替代地，继电器64将会继续将UI电信号30传送给致动器16。致动器16将会基于UI电信号30的电压极性和电压幅度使椅子10完成向站立位置或倚靠位置的转变。

[0066] 在步骤80，如果接收的UI电信号30的电压超过正预定阈值，则使能电路60通过延迟启动升压电路62达第一时间段来延迟产生增加的电压电信号。在一个实施例中，使能电路60包括如下各项之一：电阻器/电容器电路配置中的RC时间常数、预设定时器或用于设置所述延迟的微控制器。在这个延迟期间，如步骤74中所描述，致动器16基于从继电器64传送的UI电信号30按照一定速度使椅子10转变到站立位置。在所述延迟过去之后，使能电路60使升压电路62能够产生用于致动器16的增加的电压电信号，所述增加的电压电信号使椅子10在第二时间段期间按照增加的速度转变到站立位置。产生和传送增加的电压电信号中的延迟使椅子10按照逐渐增加的转变速度转变到站立位置。

[0067] 在步骤82，在从使能电路60接收到启动指示之后，升压电路62产生增加的电压电信号66(例如，大于大约40伏特DC)。升压电路62是产生与接收的电信号(例如，UI电信号30)相比具有增加或步进上升的电压的增加的电压电信号66的任何装置或电路。

[0068] 在一些实施例中，升压电路62包括用于从UI电信号30产生增加的电压电信号66的同步整流器。与用于产生增加的电压电信号66的其它技术相比，同步整流可能更加合乎期望，因为同步整流不需要任何另外的功耗，由此为椅子10的所有者节省能量成本。DC-DC低静态电流同步升压控制器(诸如，由TEXAS INSTRUMENTS®制造的TPS4306x控制器)是可被包括在升压电路62中的同步整流装置的示例。

[0069] 在产生增加的电压电信号66之后，升压电路62将增加的电压电信号66传送给继电器64。如以上所解释的，在继电器64接收到增加的电压电信号66之后，继电器64开始将来自升压电路62的增加的电压电信号66传送给致动器16作为VBM电信号32。致动器16基于增加的电压电信号66的增加的电压幅度使椅子10按照增加的速度转变到站立位置。

[0070] III.另外的特征在一些实施例中，椅子10可包括与升压模块26的继电器64电气连通的一个或多个椅子速度调整部件(例如，开关、电位计)。椅子调整部件响应于用户输入而调整椅子10转变到站立位置和/或倚靠位置的转变速度。椅子速度调整部件可通过增加或减小从继电器64传送的VBM电信号32的电压幅度来调整转变速度。在一些实施例中，椅子10可包括第一和第二椅子速度调整部件。第一和第二椅子速度调整部件响应于用户输入而按照第一速度将椅子10转变到站立位置并且按照不同于第一速度的第二速度将椅子10转变到倚靠位置。因此，所述一个或多个椅子速度调整部件基于用户偏好使椅子10在转变到站立位置和/或倚靠位置时按照不同速度转变。

[0071] 在一些实施例中，在椅子10未正确地工作的情况下，升压模块26可包括装置保护部件。例如，装置保护部件可以是瞬态电压抑制二极管，所述瞬态电压抑制二极管可在电压大于指示过电压故障条件的预定义安全阈值时吸收VBM电信号32的过量电压。另外，如果电流超过指示过电流故障条件的预定义安全阈值，则瞬态电压抑制二极管可分流(即，减小)VBM电信号32的过量电流。此外，如果电流超过指示控制装置20或致动器16的过热的预定义热安全阈值，则瞬态电压抑制二极管可分流(即，减小)VBM电信号32的过量电流。在过量电流或过量电压事件分别被减小或吸收之后，瞬态电压抑制二极管可重置。因此，即使当其它部件发生故障时，装置保护部件(诸如，瞬态电压抑制二极管)也可允许椅子10正确地工作。

[0072] 在至少一个实施例中，包括一个或多个计算机，所述计算机具有一个或多个处理器和存储器(例如，一个或多个非易失性存储装置)。在一些实施例中，存储器或存储器的计算机可读存储介质存储用于使处理器控制和运行本文公开的各种系统和方法的程序、模块和数据结构或其子集。在一个实施例中，一种非暂态计算机可读存储介质具有存储在它上面的计算机可执行指令，当由处理器执行所述计算机可执行指令时，所述计算机可执行指令执行本文公开的一个或多个方法。

[0073] 本领域技术人员将会理解，在不脱离以上示出和描述的示例性实施例的宽发明构思的情况下，能够对所述示例性实施例做出改变。以上书面描述中所包含的标题意图方便对书面描述的审阅，而不影响权利要求的范围。此外，本发明不限于示出和描述的示例性实施例，而是意图覆盖权利要求所定义的本发明的精神和范围内的修改。例如，示例性实施例的特定特征可以是或者可以不是要求保护的发明的一部分，并且公开的实施例的特征可被组合。除非本文具体地阐述，否则术语“一”、“一个”和“该”不限于一个元件，而是替代地应该被理解为表示“至少一个”。

[0074] 应该理解，为了清楚地理解本发明，本发明的至少一些附图和描述已被简化以聚焦于相关的元件，同时为了清楚的目的而去除了本领域普通技术人员将会理解的也可构成本发明的一部分的其它元件。然而，因为这种元件在本领域是公知的，并且因为它们未必方便更好地理解本发明，所以本文不提供对这种元件的描述。

[0075] 另外，就所述方法不依赖于本文阐述的步骤的特定次序而言，步骤的特定次序不应该被解释为对权利要求的限制。涉及本发明的方法的权利要求不应局限于按照写出的次序执行它们的步骤，并且本领域技术人员能够容易地理解，所述步骤可被改变并且仍然保持在本发明的精神和范围内。