一种全自动轮椅及控制方法技术

一种全自动轮椅及控制方法，探测系统与控制系统连接，并由控制系统通过调整系统控制轮椅的转向、加减速和平衡，探测系统包括超声波传感器和倾角传感器，控制系统根据接收到的超声波传感器反馈的路况信息控制轮椅的转向和加减速，根据接收到的倾角传感器的信息控制推杆电机工作以使轮椅座椅绕轮椅支架转动进而使轮椅座椅始终与水平面保持垂直。本发明专利技术通过在轮椅上设置由倾角传感器和超声波传感器构成的探测系统，从而在轮椅行进过程中对路况进行检测，以使其及时避开障碍，并使轮椅座椅绕轮椅支架转动从而保证轮椅座椅时刻与水平面垂直，从而消除了由于爬坡导致乘坐者重心偏移带来的不适感，增加了爬坡的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到行动不便人士使用的轮椅，具体的说是。
技术介绍
轮椅是供行动不便人士出行所使用的，现有的轮椅一般都是由电动或人力驱动的，在爬坡或楼梯时会使轮椅倾斜，造成轮椅上使用者的重心发生变化，不仅会使使用者感觉不舒服，而且也使其爬坡时的安全可靠性降低。
技术实现思路
为解决现有技术中的轮椅在爬坡时会使使用者重心发生变化导致的不适感以及安全可靠性降低的问题，本专利技术提供了。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案为:一种全自动轮椅，包括驱动系统、探测系统、控制系统和调整系统，所述驱动系统包括驱动轮椅运动的电机，所述探测系统与控制系统连接，并由控制系统通过调整系统控制轮椅的转向、加减速和平衡，所述探测系统包括路障探测装置和轮椅平衡检测装置，其中，路障探测装置为一检测前方路面是否平整的超声波传感器，轮椅平衡检测装置为一检测轮椅与地面倾斜角度的倾角传感器，所述调整系统包括一驱动轮椅 座椅绕轮椅支架转动以调整轮椅座椅与水平面夹角的推杆电机，所述控制系统根据接收到的超声波传感器反馈的路况信息控制轮椅的转向和加减速，根据接收到的倾角传感器的信息控制推杆电机工作以使轮椅座椅绕轮椅支架转动进而使轮椅座椅始终与水平面保持垂直。所述控制系统由单片机实现信号的接收和控制指令的发出。所述控制系统中设有遥控操作板，遥控操作板通过无线连接向控制系统发出相应的指令，控制系统根据收到的指令通过调整系统调整轮椅的运行状态。所述驱动系统中设有控制电机转速的电机控制器，电机控制器根据控制系统发出的控制信号调整电机的转速以调节轮椅的行进速度。上述全自动轮椅的控制方法，包括以下步骤: O启动轮椅，驱动系统驱动轮椅运动； 2)探测系统中的超声波传感器向运行的前方发射超声波并接收反馈回来的信号，根据该信号判定前方一定距离内是否有障碍物，并将判定结果传递给控制系统的单片机； 同时，探测系统中的倾角传感器检测轮椅座椅与水平面是否垂直，并将检测结果传递给控制系统的单片机； 3)单片机中的数据分析模块对接收到探测系统反馈的信号进行分析并输出相应的控制指令，然后单片机根据这些控制指令执行相应的动作: 若前方一定距离内无障碍物，且轮椅座椅与水平面垂直，则数据分析模块输出控制指令A，单片机根据该指令执行步骤4)操作；若前方一定距离内有障碍物，且轮椅座椅与水平面垂直，则数据分析模块输出控制指令B，单片机根据该指令执行步骤5)操作； 若前方一定距离内无障碍物，且轮椅座椅与水平面倾斜，则数据分析模块输出控制指令C，单片机根据该指令执行步骤6)操作； 若前方一定距离内有障碍物，且轮椅座椅与水平面倾斜，则数据分析模块输出控制指令D，单片机根据该指令执行步骤7)操作； 4)调整系统保持该状态，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 5)调整系统控制轮椅转向，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 6)调整系统中的推杆电机推动轮椅座椅绕轮椅支架转动直至轮椅座椅与水平面垂直，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 7)调整系统中的推杆电机推动轮椅座椅绕轮椅支架转动直至轮椅座椅与水平面垂直，同时控制轮椅转向，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令。为了防止由于路面颠簸所导致的倾角传感器测得轮椅小角度倾斜的问题，数据分析模块对倾角传感器所传输的倾角信息进行延时分析，也就是说，只有当倾角传感器在一定时间(如l_2s)内测得轮椅始终处于倾斜状态时才将轮椅归结为处于爬坡状态，此时方输出信号给单片机，单片机再根据此信号控制调整系统对轮椅进行调整。有益效果:本专利技术通过在轮椅上设置由倾角传感器和超声波传感器构成的探测系统，从而在轮椅行进过程中对路况进行检测，以使其及时避开障碍，同时倾角传感器时刻监测轮椅是否处于爬坡状态，并根据测得的倾斜程度驱动推杆电机，使轮椅座椅绕轮椅支架转动从而保证轮椅座椅时刻与水平面垂直，从而消除了由于爬坡导致乘坐者重心偏移带来的不适感，增加了爬坡的稳定性。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术控制的流程图； 附图标记:1、轮椅支架，2、轮椅座椅,3、电机,4、推杆电机,5、控制系统,6、倾角传感器，7、超声波传感器。【具体实施方式】如图所示，一种全自动轮椅，包括驱动系统、探测系统、控制系统5和调整系统，所述驱动系统包括驱动轮椅运动的电机3，所述探测系统与控制系统5连接，并由控制系统5通过调整系统控制轮椅的转向、加减速和平衡，所述探测系统包括路障探测装置和轮椅平衡检测装置，其中，路障探测装置为一检测前方路面是否平整的超声波传感器7，轮椅平衡检测装置为一检测轮椅与地面倾斜角度的倾角传感器6，所述调整系统包括一驱动轮椅座椅2绕轮椅支架I转动以调整轮椅座椅2与水平面夹角的推杆电机4，所述控制系统5根据接收到的超声波传感器7反馈的路况信息控制轮椅的转向和加减速，根据接收到的倾角传感器7的信息控制推杆电机4工作以使轮椅座椅2绕轮椅支架I转动进而使轮椅座椅2始终与水平面保持垂直。以上为本专利技术的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定:如，所述控制系统5由单片机实现信号的接收和控制指令的发出； 如，所述控制系统5中设有遥控操作板，遥控操作板通过无线连接向控制系统5发出相应的指令，控制系统根据收到的指令通过调整系统调整轮椅的运行状态； 如，所述驱动系统中设有控制电机3转速的电机控制器，电机控制器根据控制系统5发出的控制信号调整电机的转速以调节轮椅的行进速度。上述全自动轮椅的控制方法，包括以下步骤: O启动轮椅，驱动系统驱动轮椅运动； 2)探测系统中的超声波传感器向运行的前方发射超声波并接收反馈回来的信号，根据该信号判定前方一定距离内是否有障碍物，并将判定结果传递给控制系统的单片机； 同时，探测系统中的倾角传感器检测轮椅座椅与水平面是否垂直，并将检测结果传递给控制系统的单片机； 3)单片机中的数据分析模块对接收到探测系统反馈的信号进行分析并输出相应的控制指令，然后单片机根据这些控制指令执行相应的动作: 若前方一定距离内无障碍物，且轮椅座椅与水平面垂直，则数据分析模块输出控制指令A，单片机根据该指令执行步骤4)操作； 若前方一定距离内有障碍物，且轮椅座椅与水平面垂直，则数据分析模块输出控制指令B，单片机根据该指令执行步骤5)操作； 若前方一定距离内无障碍物，且轮椅座椅与水平面倾斜，则数据分析模块输出控制指令C，单片机根据该指令执行步骤6)操作； 若前方一定距离内有障碍物，且轮椅座椅与水平面倾斜，则数据分析模块输出控制指令D，单片机根据该指令执行步骤7)操作； 4)调整系统保持该状态，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 5)调整系统控制轮椅转向，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 6)调整系统中的推杆电机推动轮椅座椅绕轮椅支架转动直至轮椅座椅与水平面垂直，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令； 7)调整系统中的推杆电机推动轮椅座椅绕轮椅支架转动直至轮椅座椅与水平面垂直，同时控制轮椅转向，并执行步骤2)-步骤3)直至收到停止指令。以上控制方法中，为防止由于路面颠簸所导致的倾角传感器测得轮椅小角度倾斜的问题，数据分析模块对倾角传感器所传输的倾角信息进行延时分析，也就是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动轮椅，包括驱动系统、探测系统、控制系统（5）和调整系统，所述驱动系统包括驱动轮椅运动的电机（3），所述探测系统与控制系统（5）连接，并由控制系统（5）通过调整系统控制轮椅的转向、加减速和平衡，其特征在于：所述探测系统包括路障探测装置和轮椅平衡检测装置，其中，路障探测装置为一检测前方路面是否平整的超声波传感器（7），轮椅平衡检测装置为一检测轮椅与地面倾斜角度的倾角传感器（6），所述调整系统包括一驱动轮椅座椅（2）绕轮椅支架（1）转动以调整轮椅座椅（2）与水平面夹角的推杆电机（4），所述控制系统（5）根据接收到的超声波传感器（7）反馈的路况信息控制轮椅的转向和加减速，根据接收到的倾角传感器（7）的信息控制推杆电机（4）工作以使轮椅座椅（2）绕轮椅支架（1）转动进而使轮椅座椅（2）始终与水平面保持垂直。

【技术特征摘要】
1.一种全自动轮椅，包括驱动系统、探测系统、控制系统(5)和调整系统，所述驱动系统包括驱动轮椅运动的电机(3)，所述探测系统与控制系统(5)连接，并由控制系统(5)通过调整系统控制轮椅的转向、加减速和平衡，其特征在于:所述探测系统包括路障探测装置和轮椅平衡检测装置，其中，路障探测装置为一检测前方路面是否平整的超声波传感器(7)，轮椅平衡检测装置为一检测轮椅与地面倾斜角度的倾角传感器(6)，所述调整系统包括一驱动轮椅座椅(2)绕轮椅支架(1)转动以调整轮椅座椅(2)与水平面夹角的推杆电机(4)，所述控制系统(5)根据接收到的超声波传感器(7)反馈的路况信息控制轮椅的转向和加减速，根据接收到的倾角传感器(7)的信息控制推杆电机(4)工作以使轮椅座椅(2)绕轮椅支架(1)转动进而使轮椅座椅(2)始终与水平面保持垂直。2.根据权利要求1所述的一种全自动轮椅，其特征在于:所述控制系统(5)由单片机实现信号的接收和控制指令的发出。3.根据权利要求1所述的一种全自动轮椅，其特征在于:所述控制系统(5)中设有遥控操作板，遥控操作板通过无线连接向控制系统(5)发出相应的指令，控制系统根据收到的指令通过调整系统调整轮椅的运行状态。4.根据权利要求1所述的一种全自动轮椅，其特征在于:所述驱动系统中设有控制电机(3)转速的电机控制器，电机控制器根据控制系统(5)发出的控制信号调整电机的转速以调节轮椅的行进速度。5.根据权利要求2所述的全自动轮椅的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: O启...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁坤峰，高春艳，韩顺训，黄明彪，韩婷，刘伊滨，樊亚辉，崔腾飞，冯遥远，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41