[發明專利]一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統

有效

• 申請號: 201811540874.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109350383B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 曾紹群
• 申請（專利權）人: 珠海市研泰電子科技有限公司
• 主分類號: A61G5/06
• 分類號: A61G5/06;A61G5/10;A61G5/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

1.一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統，包括座椅(1)，其特征在于：所述座椅(1)兩側設有扶手(2)，所述座椅(1)一側的扶手(2)前側固定設有手控控制器(3)，所述座椅(1)后側設有靠背(4)，所述靠背(4)后側設有背部電動推桿(5)，所述座椅(1)底部固定設有固定基板(6)和座椅電動推桿(7)，所述固定基板(6)前側通過彎曲支架(8)連接有腳踏(9)，所述腳踏(9)后側設有腿部電動推桿(10)，所述固定基板(6)底部設有控制箱(11)，所述控制箱(11)內部設有電機驅動模塊(12)和電路板(13)，所述控制箱(11)底部設有底板(14)，所述底板(14)前端兩側設有照明燈(15)，所述底板(14)底部設有四輪驅動系統(16)，所述四輪驅動系統(16)兩側傳動連接有輪胎(17)；

所述靠背(4)和所述座椅(1)活動鉸接，所述靠背(4)、所述座椅(1)和所述腳踏(9)底部均固定設有陀螺儀(18)或角度傳感器；

所述電機驅動模塊(12)包括減速電機(19)，所述背部電動推桿(5)、座椅電動推桿(7)和腿部電動推桿(10)均由伺服電機驅動，所述伺服電機和減速電機(19)傳動連接的轉軸上均設有旋轉編碼器(20)或霍爾傳感器；

所述電路板(13)上設有MCU(21)，所述MCU(21)具體為工業級32位ARM處理器，所述ARM處理器基于RISC處理器架構，所述MCU(21)內部設有電路板軟件(26)，所述電路板軟件(26)采用嵌入式RISC C語言編寫；

所述電路板軟件(26)，存儲記憶所述減速電機(19)、所述伺服電機的位置參數，正常運動時所述電路板軟件(26)存儲記憶當前的位置信息，初始運動時，調出記憶的減速電機(19)、伺服電機的位置參數作為當前位置的預設值；

當所述減速電機(19)到達其下限位時，所述電路板軟件(26)自動校正所述減速電機(19)的零點位置；

當所述伺服電機到達其下限位時，所述電路板軟件(26)自動校正所述伺服電機的零點位置；

所述電路板軟件(26)根據所述陀螺儀(18)的數據，經過算法處理、運算，自動調節所述減速電機(19)和所述伺服電機的運動，控制PWM脈沖輸出進而控制所述減速電機(19)和所述伺服電機的轉動速度和行程，通過所述旋轉編碼器(20)反饋回來的編碼信號計數，判斷所述減速電機(19)和所述伺服電機的運行速度和角度是否已到預設值。

2.根據權利要求1所述的一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統，其特征在于：所述手控控制器(3)包括操作手柄和控制盒，所述控制盒內部設有電位器，所述座椅(1)一側的扶手(2)外側設有主通電開關(22)，所述座椅(1)另一側的扶手(2)上設有輪椅起立復位按鈕(23)、輪椅平躺復位按鈕(24)和照明燈按鈕(25)，所述照明燈按鈕(25)通過繼電器與照明燈(15)連接，所述繼電器輸出端設有吸收電路。

3.根據權利要求1所述的一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統，其特征在于：所述背部電動推桿(5)頂端與靠背(4)活動鉸接以及底端與底板(14)活動鉸接。

4.根據權利要求1所述的一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統，其特征在于：所述座椅電動推桿(7)頂端貫穿固定基板(6)與座椅(1)固定連接，所述座椅電動推桿(7)底端貫穿控制箱(11)延伸至控制箱(11)內部，且與控制箱(11)固定連接。

5.根據權利要求1所述的一種基于陀螺儀的輪椅座姿平衡系統，其特征在于：所述彎曲支架(8)并排設置為兩個，兩個所述彎曲支架(8)后側設有橫桿(27)，所述橫桿(27)上設有與兩個彎曲支架(8)相配合的嵌槽，所述腿部電動推桿(10)設置為兩個且分布于橫桿(27)兩側，所述腿部電動推桿(10)前端與橫桿(27)活動鉸接以及后端與控制箱(11)活動鉸接。