[實用新型]新型的智能輪椅

有效

• 申請號: 201420664752.3
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN204192896U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李衛民;孟慶志;王艷紅;魏循中;李杰;紀洪泉
• 申請（專利權）人: 濟寧中科先進技術研究院有限公司
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本實用新型提供一種新型的智能輪椅，屬于醫療器械領域，具體涉及一種負載能力強，運動靈活，具有自主定位、導航、避障功能智能輪椅。

背景技術

隨著我國人口老齡化速度的增快，以及青壯年勞動力向勞動市場密集的大城市蜂擁現象的普遍存在，空巢老人的生活起居成為社會普遍關注的問題。此外，隨著我國公益活動和關愛殘疾人項目的普遍開展，越來越多的人意識到為殘疾人(特別是腿部殘疾的人)提供獨立自控的輔助裝備，是幫助殘疾人建立自信，走向幸福生活的必經之路。針對老年人和行走不便的殘疾人，開發新型電動自控輪椅，成為醫療器械領域關注的熱點問題。

目前，國內外有很多企業生產了具有手動控制功能的電驅動輪椅，例如國外的品牌有奧托博克、JET、必翔等，國內的品牌有互邦、百瑞康、愛司米等。這些電動輪椅都是在使用者手動控制下完成行進和避障的，一旦使用者由于身體不適產生了誤判，那么電動輪椅勢必會發生跌落或碰撞，這將對使用者造成極大的傷害。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種新型的智能輪椅，具有自主定位、導航和避障功能的智能輪椅，該智能輪椅具有手動操作和智能自動控制的協同工作能力，能夠效的保障使用者的安全。

本實用新型所述的新型的智能輪椅，包括輪椅座，輪椅座頂部設有輪椅頸枕，輪椅座兩側設有輪椅扶手，輪椅座底部設有機架，機架設有驅動輪、隨動轉向輪、驅動裝置、電源和控制裝置，驅動裝置連接到驅動輪，機架內設有中央決策系統，中央決策系統包括計算機和三塊單片機，三塊單片機通過總線連接到計算機，其中一塊單片機的信號輸出端連接到控制裝置，設有踏板和兩個傳感器安裝支架，一個傳感器支架通過踏板安裝在機架一端，另一個傳感器支架連接到機架的另一端，傳感器支架上設有超聲波傳感器和紅外光電傳感器，超聲波傳感器和紅外光電傳感器分別連接到另外兩個單片機的信號接收端，設有抗傾覆輪，抗傾覆輪與支撐桿連接，并通過減震彈簧連接到機架。

所述的新型的智能輪椅，中央決策控制系統由控制硬件電路與相應的控制軟件組成，可將傳感檢測系統所獲取的外界環境信息進行綜合處理，然后做出判斷，并制止智能輪椅做危險的動作。電動驅動載體、智能傳感檢測系統、中央決策控制系統共同構成了該智能輪椅，使得該智能輪椅在傳統電動輪椅運動負載能力的基礎上，具有了避障的功能，從而可以配合手動控制完成相應的工作任務；采用的超聲波傳感器為SENSCOMP615088，檢測范圍是150mm1050mm，超聲波的發射角度為15°；智能輪椅控制系統由三個單片機以及上位計算機組成，控制系統通過采集超聲波傳感器、紅外傳感器、GPS模塊、GSM模塊、各種信息進行分析處理，然后做出相應的決策和判斷并控制智能驅動裝置的控制裝置完成相應的制定功能。上位機與微控制器之間采用CAN總線網絡進行通信。其中MCU1微控制器負責上位機與各微控制器之間的控制命令轉發；MCU2采集智能輪椅前端超聲波和紅外傳感器信息，并將信息打包傳給MCU3；MCU3負責采集智能輪椅后端超聲波傳感器和紅外傳感器信息，并接收來自MCU2的前端傳感器數據，通過避障算法，實現智能輪椅自主避障功能。另外，MCU3還與GPS模塊和GSM模塊進行通信，以實現衛星定位和短信呼救功能；采用的紅外光電傳感器的E18-D80NK615088檢測范圍是30mm800mm。用超聲波傳感器進行障礙物探測，檢測范圍廣且可以通過編程精確的獲知障礙物的距離。然而超聲波傳感器具有一定的檢測盲區，即使密集的布置超聲波也無法完全消除檢測盲區。為此，本實用新型專利采用了超聲波傳感器與紅光光電傳感器嵌套使用的方式來消除超聲波傳感器檢測盲區，對于整個智能輪椅工作的影響。經過優化計算，可設計超聲波和紅外光電傳感器的安裝架的中端均為水平，兩側則分別為傾斜角度為15°的安裝平板。輪椅頸枕通過兩個圓柱銷定位并卡緊在輪椅座上。兩側輪椅扶手通過螺栓緊固在輪椅座的兩側。輪椅機架是該智能輪椅的基礎支撐，輪椅的驅動電池，驅動電機等均是安裝在輪椅機架內。輪椅減震彈簧一端與輪椅機架連接，另一端則是通過一支撐桿與抗傾覆輪連接。抗傾覆輪與輪椅減震彈簧共同組成的抗震抗傾覆系統，可以有效的防止使用者在乘坐輪椅的過程中發生傾覆，同時也可以減輕輪椅行進過程中遇到顛簸路況時的震動。

所述的新型的智能輪椅，傳感器安裝支架上設有6個超聲波傳感器，6個超聲波傳感器位于同一水平位置，6個超聲波傳感器之間的間隙內設有五組位于同一水平位置的紅外光電傳感器。

所述的新型的智能輪椅，兩個超聲波傳感器之間的中心距離為118mm。