[發明專利]智能輪椅

在審

• 申請號: 201410301653.3
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104161629A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王鋒;陳志向;李民強;王園剛;尹仁超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學蘇州研究院
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 唐清凱

技術領域

本發明涉及電動輪椅領域，特別是涉及一種智能電動輪椅。

背景技術

代步輪椅為行動不便的人群帶來了方便，隨著社會文明的進步發展，手動輪椅由于其自身的一些缺點，電動輪椅有取代手動輪椅的趨勢。電動輪椅一般包括車體、前后輪、驅動電機、操縱桿和電機驅動器，驅動電機由蓄電池供電，驅動后輪，坐在輪椅上的人只需按動操作桿，即可實現輪椅的前進、后退及左右轉彎。

但是，現有的電動輪椅控制器受限于現有的主控芯片，為開環控制，不能完成高精度、高穩定性的控制，并且轉彎時依靠差速器來控制驅動后輪的各自轉速，使得電動輪椅結構復雜，容易出現故障。

發明內容

基于此，有必要提供一種高精度、高穩定性的智能輪椅。

一種智能輪椅包括輪椅車體，所述輪椅車體設置有兩個驅動后輪和兩個隨動前輪，所述兩個驅動后輪均設置有直流無刷電機，所述直流無刷電機連接雙閉環控制系統，并由DSP控制器控制所述雙閉環控制系統，并且DSP控制器控制所述電機的轉速，來實現所述兩個驅動后輪不同的轉速，實現差速轉向。

在其中一個實施例中，所述雙閉環控制系統包括所述直流無刷電機內置的霍爾傳感器、PI速度控制器、PI電流控制器、功率驅動器和三相全橋電路，所述霍爾傳感器檢測將所述直流無刷電機的轉速和電流分別反饋給PI速度控制器和PI電流控制器，并輸出信號給功率驅動器，所述信號驅動三相全橋電路，從而帶動所述直流無刷電機轉動。

在其中一個實施例中，還包括避障系統，所述避障系統包括測距系統、防跌落系統，所述避障系統與DSP控制器連接，所述測距系統和防跌落系統均包括設置在所述輪椅車體上的超聲波傳感器和紅外傳感器。

在其中一個實施例中，所述避障系統還包括防碰系統，所述避碰檢測包括碰撞開關，所述碰撞開關與DSP控制器連接，所述碰撞開關設置在所述輪椅車體的外圍。

在其中一個實施例中，還包括導航定位控制系統，所述導航定位控制系統包括近程智能終端，所述近程智能終端與DSP控制器連接，所述近程智能終端內設置有GPS模塊和導航定位地圖，所述近程智能終端發送所述GPS模塊和導航定位地圖的信息。

在其中一個實施例中，所述近程智能終端包括輸入模塊，所述輸入模塊輸入控制信息，所述控制信息傳送至所述DSP控制器，通過所述DSP控制器對所述輪椅車體進行控制。

在其中一個實施例中，所述近程智能終端與所述DSP控制器通過USB或藍牙連接。

在其中一個實施例中，還包括遠程監控系統，遠程監控系統包括服務器、遠程智能終端，所述近程智能終端將數據傳輸到所述服務器，所述遠程智能終端共享所述服務器的數據。

在其中一個實施例中，所述遠程智能終端輸入信息，所述信息傳送至所述近程智能終端，并通過DSP控制器對所述輪椅車體進行控制。

在其中一個實施例中，所述遠程智能終端與近程智能終端之間通過無線連接。

上述智能輪椅，由雙閉環控制系統控制驅動輪轉速，以實現對速度高精度、高穩定性的控制。并且轉彎時，由DSP控制器控制驅動后輪的不同的轉速，達到轉彎目的，簡化輪椅的結構。

避障系統能使的上述智能輪椅實現智能避障，避免發生不必要的碰撞。

導航定位控制系統直接利用智能終端的近程客戶端讀取GPS模塊，設計人性化路徑規劃與路線記憶功能，使智能輪椅的運行做到真正的智能和人性化。

附圖說明

圖1為本發明的框架圖；

圖2為本發明雙閉環控制系統示意圖。

具體實施方式

智能輪椅包括電動輪椅系統，電動輪椅系統包括輪椅車體、兩個驅動后輪、兩個隨動前輪、蓄電池、操縱面板、操作桿、轉向燈、照明燈、喇叭。操縱桿可以向四個方向轉動，從而實現加速、減速、左轉、右轉的功能。輪椅車體包括扶手和兩個腳踏板，提高乘坐人員的舒適度。如圖1所示，電動輪椅系統110與數字信號處理(Digital?Signal?Processing，DSP)控制器連接，并由DSP控制器來控制輪椅車體的動作。DSP控制器利用通用I/O口與智能輪椅各個執行運動的控制信號相連，控制信號包括：電動輪椅控制系統信號包括控制器電源總開關、啟動、制動、電源管理、電量顯示與預警、速度顯示、檔位顯示、檔位選擇、喇叭、方向燈、加速、減速、左轉、右轉以及霍爾傳感器。