本发明专利技术涉及一种智能轮椅的控制系统，控制系统包括轮椅运动控制子系统和人机交互控制子系统，其中，轮椅运动控制子系统至少包括轮椅主体，并且轮椅主体包括的单自由度六杆机构的腰部训练机构能够模拟健康人坐下与起立的轨迹以锻炼使用者的腰部；人机交互控制子系统至少包括传感器模块、移动终端和数据处理云终端，并且人机交互控制子系统通过布置在轮椅主体上的传感器模块采集使用者的训练数据并通过移动终端经由无线网络发送至数据处理云终端进行数据处理以实现使用者与智能轮椅的人机交互。本发明专利技术提供的智能轮椅的控制系统能够不断收集使用者的最新训练数据，及时反馈训练进度和训练建议，实现人机交互。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种智能轮椅，尤其涉及。
技术介绍
调查表明，全世界每年大约产生五千万个中风患者，仅仅中国每21秒就会新增一个中风患者。根据2012年部分省市部分人群调查，我国脑中风患病率约为1.82%，而中风患者有85%的需要物理康复治疗。另外，由于生活习惯等原因，脑中风发病正在趋向年轻化，40-50岁人群已经逐渐成为主要发病人群。全世界关于中风的研究，一直在不断地进行中，这些研究旨在以最大的可能性去恢复患者原本的身体素质。虽然传统的康复服务能够发挥一定的效力，但因其价格昂贵、对人力资源的高度依赖性，并不是人们的最佳选择。医生一般会建议患者每天进行两小时的康复训练，然而，大多数患者目前仅能获得每周两小时的训练，还远远不能满足康复训练的要求。我国的康复轮椅，近十年来有了较快发展，除原有产业基础外，有的企业已采取合资形式来提高产品质量和增加品种。总的来看，我国的康复轮椅行业还是比较薄弱，在机构的复杂性和灵活性上和国外相比有一定差距。但是，我国也根据自身特色研制出了技术指标接近国外先进水平的康复训练系统，应该说国内已具有康复轮椅基本技术和研究实力。一等院校和研究单位已经从事了多年康复工程方面的研究，如清华大学在国内率先研制了卧式下肢康复训练系统，在这项成果中采用了虚拟现实技术;此外，上海交通大学、西安交通大学、哈尔滨工程大学、广东工业大学等高校也开展了相关的研究。分析国内外近代新产品，其主要特点是:(1)传统产品与计算机技术相结合，形成机电一体化或人工智能化产品。(2)将生物材料技术用于人体康复，形成人机一体化产品。(3)根据人体功能的可塑性，设计一些装置，促进功能的恢复和再生。中国专利(公告号为CN102631265B)公开了一种智能轮椅的嵌入式控制系统。该专利的智能轮椅的嵌入式控制系统主要由双核处理器模块、轮椅驱动模块、距离采集模块、语音采集模块和语音口令数据库模块构成。该专利的控制系统借助双核处理器模块作为系统核心加以构建，可以让使用者通过自然语言实现对智能轮椅的控制，实现了使用者与智能轮椅之间的人机自然交互。通过距离采集模块，该专利也可以自动检测智能轮椅与其所处环境中障碍物之间的距离并进行障碍预警，同时根据这些距离信息和预警信息自动调整智能轮椅的行驶方向和行驶速度。虽然该专利的智能轮椅的控制系统可实现人机自然交互，但是，该专利的智能轮椅只能作为老年人以及残障人士的代步工具，难以通过该专利提供的智能轮椅达到锻炼的功能。另一方面，现有技术中仅仅基于单一训练方式的助力器械又不能很好地实现人机互动的理念，也不能通过与使用者的信息交流来了解其训练进程，以便及时调整训练计划。对于不同需求的使用者，传统的康复轮椅便很难进行协调，并且使用者每天训练的次数和强度因人而异，康复的进程也在不断发生变化，传统的康复轮椅显然不能满足需求。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种智能轮椅的控制系统，所述控制系统包括轮椅运动控制子系统和人机交互控制子系统，其中，所述轮椅运动控制子系统至少包括轮椅主体，并且所述轮椅主体包括的单自由度六杆机构的腰部训练机构能够模拟健康人坐下与起立的轨迹以锻炼使用者的腰部;所述人机交互控制子系统至少包括传感器模块、移动终端和数据处理云终端，并且所述人机交互控制子系统通过布置在所述轮椅主体上的所述传感器模块采集使用者的训练数据并通过所述移动终端经由无线网络发送至所述数据处理云终端进行数据处理以实现使用者与智能轮椅的人机交互。所述轮椅主体也可以被称作轮椅硬件部分。所述传感器模块也可以被称作压力传感器模块。所述移动终端可以被称作移动通信终端。所述移动终端也可以被称作智能移动终端。所述数据处理云终端可以被称作服务器。所述数据处理云终端也可以被称作云端服务器。所述数据处理云终端还可以被称作云服务器。根据一个优选实施方式，所述单自由度六杆机构的腰部训练机构通过轮椅主体上的传动链条将驱动力传递给驱动杆，并由所述驱动杆驱动支撑架从而带动靠背作模拟健康人坐下与起立轨迹的往复运动。根据一个优选实施方式，所述轮椅主体还包括连接脚踏板和车架的弹性连接件，所述弹性连接件能够伸长和收缩，从而让使用者能够站在地面上也能够坐在所述智能轮椅上前行。根据一个优选实施方式，所述数据处理云终端进行的数据处理包括:利用专家知识库进行运动计划的推荐、进行运动方案的实时调整和/或利用机器学习方法进行个性化运动方案的更新，从而使得所述数据处理云终端能够依据采集到使用者的训练数据来提供至少包括训练进度和训练建议的数据信息。所述专家知识库可以被称作经验数据库。所述专家知识库也可以被称作对照数据库。根据一个优选实施方式，所述传感器模块至少包括脚踏板传感器、坐垫传感器、扶手传感器和背部传感器，并且所述脚踏板传感器、所述坐垫传感器、所述扶手传感器和所述背部传感器用于采集使用者的行为和生理数据并通过移动终端经由无线网络发送至所述数据处理云终端进行数据处理。根据一个优选实施方式，所述移动终端用于将所述传感器采集到使用者的训练数据经由无线网络发送至所述数据处理云终端，以便制定出适合使用者的运动计划，并且所述运动计划能够通过所述移动终端调整或重新制定，以便形成适合使用者的个性化的运动计划。所述运动计划可以被称作训练计划。所述运动计划也可以被称作锻炼计划。根据一个优选实施方式，所述移动终端还用于监控所述运动计划的执行情况以及每一次的训练情况，并通过所述移动终端将监控到的参数经由无线网络发送至所述数据处理云终端，由所述数据处理云终端进行数据分析后给出评分并通过所述移动终端反馈给使用者。本专利技术的另一方面提供了一种所述的智能轮椅控制系统的控制方法，所述控制方法至少包括如下步骤:注册账户，使用者初次使用时，通过所述移动终端注册账户并填写至少包括性别、年龄、身高和体重的信息；轮椅主体提供力大小的确定，使用者通过所述移动终端选择所述轮椅主体提供力的大小，或者通过所述移动终端的测试功能检测使用者需要所述轮椅主体提供力的大小；数据的采集，使用者在使用包括单自由度六杆机构的腰部训练机构的轮椅主体模拟健康人坐下与起立轨迹锻炼时，由所述传感器模块采集使用者在锻炼过程中的行为和生理数据信息，并将所述数据信息经由无线网络发送至数据处理云终端；运动计划的制定，由所述数据处理云终端依据采集到使用者的数据信息来提供至少包括训练进度和训练建议的运动计划；运动计划执行情况的监控，由所述移动终端监控所述运动计划的执行情况以及每一次的训练情况，并通过所述移动终端将监控到的参数经由无线网络发送至所述数据处理云终端，由所述数据处理云终端进行数据分析后给出评分并通过所述移动终端反馈给使用者。根据一个优选实施方当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能轮椅的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括轮椅运动控制子系统和人机交互控制子系统，其中，所述轮椅运动控制子系统至少包括轮椅主体，并且所述轮椅主体包括的单自由度六杆机构的腰部训练机构能够模拟健康人坐下与起立的轨迹以锻炼使用者的腰部；所述人机交互控制子系统至少包括传感器模块、移动终端和数据处理云终端，并且所述人机交互控制子系统通过布置在所述轮椅主体上的所述传感器模块采集使用者的训练数据并通过所述移动终端经由无线网络发送至所述数据处理云终端进行数据处理以实现使用者与智能轮椅的人机交互。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵萍，杨矫云，雷新宇，安宁，陈波芝，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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