一种基于陀螺仪的轮椅车制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于陀螺仪的轮椅车，包括动力轮、驱动电机、导向轮、椅身、运动控制器、陀螺仪、运动控制模块。本实用新型专利技术采用陀螺仪技术，自动判断车子的路面的状态，比如平地、上坡、下坡、转向等，和当前行驶状态，比如转弯，加速等，从而对电机输出的扭矩输出精细控制，进而达到在不平整的路面行走与走平地一样的效果；本实用新型专利技术还实现轮椅车斜坡驻车，大大提高轮椅车的安全性能。本实用新型专利技术通过蓝牙与相对应的手机app进行连接，通过手机端查看到车辆的各个参数，比如速度，温度，坡度，里程数；本实用新型专利技术根据个人喜好设置轮椅车的各项参数，轻松实现手机端对轮椅车进行遥控控制。

A wheelchair based vehicle based on gyroscopes

The utility model provides a wheelchair car based on a gyroscope, which includes a power wheel, a driving motor, a guide wheel, a chair body, a motion controller, a gyroscope and a motion control module. The utility model adopts the gyroscope technology to automatically judge the state of the vehicle's pavement, such as flat ground, upslope, downhill, steering and so on, and the current running state, such as turning and accelerating, so as to control the output torque of the motor fine, and thus achieve the same effect on the unevenness of the road and the flat ground. The utility model also realizes the parking of wheelchair trucks and greatly improves the safety performance of wheelchairs. The utility model connects with the relative mobile phone app by Bluetooth, and sees all the parameters of the vehicle through the mobile phone, such as speed, temperature, slope and mileage. The utility model sets all the parameters of the wheelchair according to the personal preferences, and easily realizes the remote control control of the wheelchair.

【技术实现步骤摘要】
一种基于陀螺仪的轮椅车
本技术涉及一种轮椅车，尤其涉及一种基于陀螺仪的轮椅车。
技术介绍
传统的电动轮椅车或老年休闲车等虽然靠两个电机和控制器能实现前进后退左右转弯，但控制方式简单，无法辨别复杂路况，安全性低；特别是在上斜时候，不能根据路况给予驾驶者提醒和车辆智能控制，同时也无法根据车辆负载和路况智能调整转弯参数，导致转弯灵敏度差异很大，这就导致传统的电动轮椅车和老年休闲车在负载多变、路况复杂的环境情况下，安全性和体验感都会大打折扣，不利于老年人的驾驶。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种基于陀螺仪的轮椅车，通过陀螺仪智能识别路况，根据不同的负载和路况智能调节转弯参数以及速度，大大提高行驶安全。本技术提供一种基于陀螺仪的轮椅车，包括轮椅车本体；所述的轮椅车本体包括动力轮、驱动电机、导向轮、椅身、运动控制器、陀螺仪、运动控制模块；所述的驱动电机、导向轮与所述的椅身连接；所述的动力轮通过所述的驱动电机与所述的椅身连接；所述的运动控制模块包括主控模块、陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块；所述的陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块与所述的主控模块连接通信；所述的陀螺仪与所述的陀螺仪姿态解算模块连接通信；所述的摇杆模块与所述的运动控制器连接通信；所述的电机驱动模块与所述的驱动电机连接通信；所述的电源模块与所述的主控模块、驱动电机、运动控制器电连接。进一步地，所述的运动控制模块还包括蓝牙模块；所述的主控模块与蓝牙设备通过所述的蓝牙模块连接通信；所述的蓝牙模块采用蓝牙芯片NRF51822。进一步地，所述的电机驱动模块包括正弦波控制器，所述的正弦波控制器与所述的驱动电机电连接。进一步地，所述的运动控制器安装于所述的椅身扶手处；所述的运动控制器包括360°霍尔摇杆、按键、警示扩音器。进一步地，所述的陀螺仪传感器采用LSM6DS3TR；所述的陀螺仪与所述的陀螺仪姿态解算模块通过所述的陀螺仪传感器连接通信。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术一种基于陀螺仪的轮椅车采用陀螺仪技术，自动判断车子的路面的状态，比如平地、上坡、下坡、转向等，和当前行驶状态，比如转弯，加速等，从而对电机输出的扭矩输出精细控制，进而达到在不平整的路面行走与走平地一样的效果；当上坡坡度太大,或电量低，或者当前负载超出电机输出最大扭矩，轮椅车自动发出警报，提示操作危险。在下坡时轮椅车能够实现自动降低速度，同时还可实现轮椅车斜坡驻车，大大提高轮椅车的安全性能。本技术通过蓝牙与相对应的手机app进行连接，通过手机端查看到车辆的各个参数，比如速度，温度，坡度，里程数等；根据个人喜好设置轮椅车的各项参数，实现通过手机端对轮椅车进行遥控控制，轻松实现遥控前进，后退转弯等各种操作。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的一种基于陀螺仪的轮椅车结构示意图；图2为本技术的一种基于陀螺仪的轮椅车局部结构示意图；图3为本技术的运动控制模块内部组织结构示意图；图4为本技术的陀螺仪传感器电路图；图5为本技术的一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法流程图；图6为本技术的陀螺仪姿态数据解算流程图；附图中，100、轮椅车本体；1、动力轮；2、驱动电机；3、导向轮；4、椅身；5、运动控制器。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。一种基于陀螺仪的轮椅车，如图1、图2所示，包括轮椅车本体100；轮椅车本体100包括动力轮1、驱动电机2、导向轮3、椅身4、运动控制器5、陀螺仪、运动控制模块；驱动电机2、导向轮3与椅身4连接；动力轮1通过驱动电机2与椅身4连接；如图3所示，运动控制模块包括主控模块、陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块；陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块与主控模块连接通信；陀螺仪与陀螺仪姿态解算模块连接通信；摇杆模块与运动控制器5连接通信；电机驱动模块与驱动电机2连接通信；电源模块与主控模块、驱动电机2、运动控制器5电连接；优选地，在一实施例中，运动控制模块还包括蓝牙模块；主控模块与蓝牙设备通过蓝牙模块连接通信；蓝牙模块采用蓝牙芯片NRF51822，通过蓝牙模块，实现与手机app等蓝牙设备的连接与通信，通过手机端查看到车辆的各个参数，比如速度，温度，坡度，里程数等；根据个人喜好设置轮椅车的各项参数，实现通过手机端对轮椅车进行遥控控制，轻松实现遥控前进，后退转弯等各种操作。在一实施例中，电机驱动模块包括正弦波控制器，正弦波控制器与驱动电机2电连接，使用正弦波驱动电机，双电流环闭环控制，使电机运行更准确细腻。如图2所示，运动控制器5安装于椅身4扶手处；运动控制器5包括360°霍尔摇杆、按键、警示扩音器；360°霍尔摇杆实时控制轮椅车前进后退或转弯，按键包括方向键与驻车键，实现轮椅车斜坡驻车。如图4所示，采用LSM6DS3TR传感器实现陀螺仪的信号采集，信号采集更加快速精准。如图5所示，一种基于陀螺仪的轮椅车控制方法，包括以下步骤：采集速度预期值，采集摇杆模块的速度控制信号，转化为轮椅车的转弯速度预期值，所述的转弯速度预期值为转弯速度差的目标值；陀螺仪采集姿态信息，采集轮椅车行驶过程中陀螺仪的姿态信息，并将姿态信息传入陀螺仪姿态解算模块；解算速度实际值，陀螺仪姿态解算模块根据姿态信息解算得到轮椅车的转弯速度实际值；反馈调节，通过转弯速度预期值与转弯速度实际值进行PID闭环反馈调节，直至转弯速度预期值与转弯速度实际值偏差值为零，得到电机驱动模块转弯输出速度。在一实施例中，主控模块计算360°霍尔摇杆的左右方向信号采样值，得到动力轮1的左右轮速度差值，该速度差值为预期的转弯左右轮速度差，同时为PID闭环调节的预期目标值。如图4、图6所示，采用LSM6DS3TR传感器采集的陀螺仪姿态信息传入陀螺仪姿态解算模块，通过对陀螺仪姿态解算模块内的陀螺仪端口初始化，并对陀螺仪寄存器进行配置，随后读取姿态数据、数据滤波、数据校准、陀螺仪姿态数据解算、角度变换、输出电机驱动模块速度控制信号。优选地，步骤解算速度实际值还包括重新标定判定，重新标定判定位于数据滤波之后；重新标定判定的判定结果为是，则对陀螺仪进行标定校准后进行陀螺仪姿态数据解算；重新标定判定的判定结果为否，则直接进行陀螺仪姿态数据解算。在本实施例中，陀螺仪姿态数据解算采用四元素法对俯仰角、航偏角、横滚角以及角速度进行解算，具体的椅车本体100内还包括加速度传感器，对加速度传感器中的加速度数据进行四元素法得到加速度实际值，再对陀螺仪的位姿信息进行四元素法得到角速度实际值；对加速度实际值与角速度实际值进行数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于陀螺仪的轮椅车，包括轮椅车本体，其特征在于：所述的轮椅车本体包括动力轮、驱动电机、导向轮、椅身、运动控制器、陀螺仪、运动控制模块；所述的驱动电机、导向轮与所述的椅身连接；所述的动力轮通过所述的驱动电机与所述的椅身连接；所述的运动控制模块包括主控模块、陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块；所述的陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块与所述的主控模块连接通信；所述的陀螺仪与所述的陀螺仪姿态解算模块连接通信；所述的摇杆模块与所述的运动控制器连接通信；所述的电机驱动模块与所述的驱动电机连接通信；所述的电源模块与所述的主控模块、驱动电机、运动控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于陀螺仪的轮椅车，包括轮椅车本体，其特征在于：所述的轮椅车本体包括动力轮、驱动电机、导向轮、椅身、运动控制器、陀螺仪、运动控制模块；所述的驱动电机、导向轮与所述的椅身连接；所述的动力轮通过所述的驱动电机与所述的椅身连接；所述的运动控制模块包括主控模块、陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块；所述的陀螺仪姿态解算模块、摇杆模块、电机驱动模块、电源模块与所述的主控模块连接通信；所述的陀螺仪与所述的陀螺仪姿态解算模块连接通信；所述的摇杆模块与所述的运动控制器连接通信；所述的电机驱动模块与所述的驱动电机连接通信；所述的电源模块与所述的主控模块、驱动电机、运动控制器电连接。2.如权利要求1所述的一种基于陀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文超，
申请(专利权)人：广州乐比计算机有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44