一种太阳能机械臂式智能轮椅制造技术

本发明专利技术涉及一种太阳能机械臂式智能轮椅，包括轮椅本体、六自由度机械臂、双目视觉单元、语音识别单元、控制单元和电源，其中：轮椅本体具有椅背、椅座和两个扶手；六自由度机械臂连接于一个扶手的末端，且该六自由度机械臂具有可拆卸的操作手；双目视觉单元具有两个设置于轮椅本体两侧的摄像头；语音识别单元具有设置于轮椅本体上的麦克风；控制单元分别与六自由度机械臂、双目视觉单元和语音识别单元电性连接；电源设置于椅背的背部，用于供给电能。与现有技术相比，本发明专利技术能够帮助老人以及残疾人能够更好的生活，同时可利用太阳能发电节能环保，低功耗，高性能。

A Solar Energy Manipulator Type Intelligent Wheelchair

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能机械臂式智能轮椅
本专利技术涉及一种轮椅，尤其是涉及一种太阳能机械臂式智能轮椅。
技术介绍
随着老年人和残疾人数量的不断增加，轮椅作为出行代步工具得到了广泛的青睐，但普通轮椅或是手摇式轮椅需要使用者自己去摇动转动把手或者需要人去推，此种轮椅费人费力，给使用者带来了极大的不便，同时存在可靠性低，舒适性差等问题。而目前市场上的电动轮椅智能性低，并且普遍由锂电驱动，需要反复充电，当使用者外出遇到电量不足情况则非常不便。因此一种安全、便利、智能的太阳能机械臂式智能轮椅就显得尤其重要，通过机械臂代替人手操作，多传感器的交互以提高轮椅的智能化，太阳能充电系统更能有效增加续航能力，且节约环保，极好地满足老年人和残疾人的出行需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现安全、便利、智能的满足老年人和残疾人的出行需求的太阳能机械臂式智能轮椅。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种太阳能机械臂式智能轮椅，包括：轮椅本体，具有椅背、椅座和两个扶手，六自由度机械臂，连接于一个扶手的末端，且该六自由度机械臂具有可拆卸的操作手，双目视觉单元，具有两个设置于轮椅本体两侧的摄像头，语音识别单元，具有设置于轮椅本体上的麦克风，控制单元，分别与六自由度机械臂、双目视觉单元和语音识别单元电性连接，电源，设置于椅背的背部，用于供给电能。优选地，六自由度机械臂的操作手包括两指型操作手或仿人手。优选地，双目视觉单元的两个摄像头分别位于椅背顶部两端，用于获取物体三维几何信息。优选地，控制单元包括控制器以及和控制器连接的嵌入式控制装置，所述的控制器设置在位于椅座下方的控制箱内，所述的嵌入式控制装置位于另一个扶手上，包括语音输入按钮和手势屏幕，所述的语音输入按钮用于开启语音识别单元的口令控制，口令控制包括六自由度机械臂的抓取以及轮椅的前进、转向和停止，所述的手势屏幕用于手动控制轮椅的前进、转向和停止。优选地，语音识别单元的麦克风位于轮椅本体设有嵌入式控制装置的扶手一侧，用于获取口令。优选地，所述的电源包括蓄电池和光伏组件，所述的光伏组件包括太阳能电池板和微型逆变器，所述的太阳能电池板位于电源的后侧面上，且表面倾斜向上。优选地，所述的轮椅本体还包括车架以及设置于车架上的前轮、后轮、踏板和推手，所述的椅背、椅座和两个扶手设置于车架上。优选地，所述的前轮依次通过前轮水平转轴和前轮垂直转轴设置于车架上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术实用性强，各功能部件位置合理，智能性高且安全系数大，能够更加安全、舒适、充分地满足老年人以及残疾人的需求且提高自理能力，不需要别人服务便可完成出行以及生活中的各种事情，省人省力。2、本专利技术加入六自由度(轻量型)机械臂，该机械臂运动灵活性好，末端操作手可达空间密度高，且通过两个摄像头构成的双目立体视觉，获取物体三维几何信息，更加精准地定位物体的位置，可大大提高机械臂抓取的成功率。老年人以及残疾人可利用机械臂来代替人手完成抓取茶杯或者夹持报纸书籍等操作。3、本专利技术具有智能化操纵控制系统，使用者可以通过嵌入式地操作界面中的语音口令控制或者通过手势屏幕控制从而控制轮椅的前进、转向以及停止，机械臂的动作执行(舵机)还可通过语音识别进行控制。此种智能化操纵控制系统大大提高了实用性，帮助老年人以及残疾人生活质量的提高。4、本专利技术加入太阳能发电降低了运行成本，而且发电组件的使用寿命长、发电方式比较灵活，使用者可自行选择使用太阳能发电亦或使用蓄电池提供动力来源；太阳能发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一，已成为世界各国普遍关注的技术和重点发展的产业，本产品加入此发电方式环保，提高供电的稳定性与可靠性，提高产品的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的嵌入式控制装置的示意图；图3为本专利技术的电源的示意图。图中，1为推手，2为右摄像头，3为左摄像头，4为麦克风，5为电源，6为嵌入式控制装置，7为后轮，8为控制箱，9为前轮垂直转轴，10为前轮水平转轴，11为前轮，12为踏板，13为六自由度机械臂，14为操作手，15为语音输入按钮，16为手势屏幕，17为蓄电池，18为光伏组件，19为车架，20为椅背，21为椅座，22为右扶手，23为左扶手。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种太阳能机械臂式智能轮椅，如图1～3所示，包括轮椅本体、六自由度机械臂、双目视觉单元、语音识别单元、控制单元和电源。轮椅本体包括车架19以及设置于车架19上的前轮11、后轮7、踏板12、推手1、椅背20、椅座21、右扶手22和左扶手23，其中，前轮11依次通过前轮水平转轴10和前轮垂直转轴9设置于车架19上。六自由度机械臂13连接于左扶手23的末端，且该六自由度机械臂13具有可拆卸的操作手14，六自由度机械臂13的操作手14可以选择两指型操作手或仿人手。双目视觉单元具有两个设置于轮椅本体两侧的摄像头，本实施例中，双目视觉单元的两个摄像头(右摄像头2和左摄像头3)分别位于椅背20顶部两端，用于获取物体三维几何信息。语音识别单元，具有设置于轮椅本体上的麦克风4，语音识别单元的麦克风4位于右扶手22一侧，用于获取口令。控制单元，分别与六自由度机械臂、双目视觉单元和语音识别单元电性连接，本实施例中控制单元包括控制器以及和控制器连接的嵌入式控制装置6，控制器设置在位于椅座21下方的控制箱8内，嵌入式控制装置6位于右扶手22上，包括语音输入按钮15和手势屏幕16，如图2所示，语音输入按钮15用于开启语音识别单元的口令控制，口令控制包括六自由度机械臂13的抓取以及轮椅的前进、转向和停止，手势屏幕16用于手动控制轮椅的前进、转向和停止。电源，设置于椅背的背部，用于供给电能。本实施例中电源包括蓄电池17和光伏组件18，光伏组件18包括太阳能电池板和微型逆变器，太阳能电池板位于电源的后侧面上，且表面倾斜向上，如图3所示。本专利技术的工作原理为：六自由度机械臂13末端为可拆卸的操作手14，整体为轻型机械臂，自由度高，重量轻，安装于轮椅左侧扶手处，由车架19支撑，实现对物体的抓取与放下等任务。六自由度机械臂13的控制通过语音控制，使用者按下语音输入按钮15，说出的口令通过该输入轮椅右侧的麦克风4传输到控制器(控制器可以选择PLC或微机)，当控制器收到输入控制信号后，轮椅两侧的右摄像头2和左摄像头3构成的双目视觉单元作为六自由度机械臂13的眼睛进行图像的分析处理，精准定位目标物体的位置，随后控制器开始六自由度机械臂13的目标空间轨迹规划分析，完成后按照规划的路径控制六自由度机械臂13的末端操作手14根据使用者的口令完成物体的抓取或者放下等操作。使用者可以通过操作嵌入式控制装置6中的手势屏幕16来控制轮椅的运动。使用者在手势屏幕16上的左右滑动输入到控制器，控制器分析输入信号控制前轮垂直转轴9逆时针或者顺时针转动，前轮11的方向会改变轮椅的前进方向，手势屏幕16左后滑动距离的长短控制前轮11转动角度的大小；同理，使用者在手势屏幕16的前后滑动输入到控制器，控制器分析输入信号控制前轮水平转轴10逆时针或者顺时针转动，从而改变轮椅的前进速度。使用者同样可以通过语音口令输入或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能机械臂式智能轮椅，其特征在于，包括：轮椅本体，具有椅背、椅座和两个扶手，六自由度机械臂，连接于一个扶手的末端，且该六自由度机械臂具有可拆卸的操作手，双目视觉单元，具有两个设置于轮椅本体两侧的摄像头，语音识别单元，具有设置于轮椅本体上的麦克风，控制单元，分别与六自由度机械臂、双目视觉单元和语音识别单元电性连接，电源，设置于椅背的背部，用于供给电能。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能机械臂式智能轮椅，其特征在于，包括：轮椅本体，具有椅背、椅座和两个扶手，六自由度机械臂，连接于一个扶手的末端，且该六自由度机械臂具有可拆卸的操作手，双目视觉单元，具有两个设置于轮椅本体两侧的摄像头，语音识别单元，具有设置于轮椅本体上的麦克风，控制单元，分别与六自由度机械臂、双目视觉单元和语音识别单元电性连接，电源，设置于椅背的背部，用于供给电能。2.根据权利要求1所述的一种太阳能机械臂式智能轮椅，其特征在于，六自由度机械臂的操作手包括两指型操作手或仿人手。3.根据权利要求1所述的一种太阳能机械臂式智能轮椅，其特征在于，双目视觉单元的两个摄像头分别位于椅背顶部两端，用于获取物体三维几何信息。4.根据权利要求1所述的一种太阳能机械臂式智能轮椅，其特征在于，控制单元包括控制器以及和控制器连接的嵌入式控制装置，所述的控制器设置在位于椅座下方的控制箱内，所述的嵌入式控制装置位于另一个扶手上，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛阳，俞志程，吴海东，张宁，孙越，叶晓康，李蕊，华茜，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31