【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电能量回收式制动，尤其涉及一种电动轮椅能量回收系统及基于锂电池的电动轮椅。
技术介绍
1、电动轮椅给行动不方便的人们提供了一种出行选择。
2、在现有技术中，电动轮椅一般直接仿照电动汽车的做法，在车轮两侧安装电磁制动器以为电动轮椅提供制动功能。同时，为了防止电动轮椅在断电后在坡道上溜车，电磁制动器被配置为断电后使车轮抱死。
3、而现有技术的电动轮椅仍然存在一些问题，导致轮椅的安全性能不强。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电动轮椅能量回收系统及基于锂电池的电动轮椅，能够提高轮椅的安全性能。
2、第一方面，本申请提供了一种电动轮椅能量回收系统，所述电动轮椅能量回收系统用于具有电磁制动器断电后抱死的电动轮椅上，所述电动轮椅能量回收系统包括：
3、主电源供电检测装置，所述主电源供电检测装置用于检测主电源是否向外供电，并将结果发送至微控制器；
4、动能回收系统，包括驱动电机、交流-直流变换器和开关切换模块；
5、所述驱动电机能够将电动轮椅的动能转化为电能向外输出，交流-直流变换器的输入端连接至驱动电机的输出端；
6、微控制器检测到主电源不向外供电时，控制开关切换模块导通所述交流-直流变换器的输出端和电磁制动器的输入端，使得驱动电机向电磁制动器供电。
7、可选的，所述电动轮椅能量回收系统还包括第一直流-直流变换器；
8、第一
9、开关切换模块用于控制第一直流-直流变换器的占空比以调控交流-直流变换器向电磁制动器输入的电压。
10、可选的，所述电动轮椅能量回收系统还包括电压检测装置、第二直流-直流变换器和发音器阵列；
11、所述电压检测装置与交流-直流变换器的输出端连接，以检测交流-直流变换器的输出电压；
12、第二直流-直流变换器的一端连接至交流-直流变换器的输出端，第二直流-直流变换器的另一端连接至发音器阵列的输入端；
13、开关切换模块用于控制第二直流-直流变换器的占空比以调控交流-直流变换器向发音器阵列输入的电压；
14、当交流-直流变换器的输出电压小于预设电压值时，开关切换模块单独使交流-直流变换器通过第一直流-直流变换器向电磁制动器输入电压；
15、当交流-直流变换器的输出电压大于预设电压值时，开关切换模块调整第一直流-直流变换器的占空比，使得交流-直流变换器向电磁制动器输入预设电压值的电压，同时开关切换模块调整第二直流-直流变换器的占空比，使得剩余的电压输入发音器阵列。
16、可选的，所述微控制器能够向开关切换模块发送控制信号，控制开关切换模块调整第一直流-直流变换器的占空比，以调控交流-直流变换器向电磁制动器输入的电压。
17、可选的，电动轮椅能量回收系统分别单独安装在电动轮椅两侧的动力轮上，所述微控制器能够通过开关切换模块以分别控制两侧电磁制动器的制动力。
18、第二方面，本申请提供了一种基于锂电池的电动轮椅，所述基于锂电池的电动轮椅包括锂动力电池、电动轮椅本体和第一方面任一所述的电动轮椅能量回收系统，所述锂动力电池作为电动轮椅本体的主电源。
19、第三方面，本申请实施例提供了另一种基于锂电池的电动轮椅，所述基于锂电池的电动轮椅包括防止电动轮椅前倾或后倾的辅轮和第一方面所述的电动轮椅能量回收系统；
20、所述电动轮椅还包括空间姿态传感器和轮速传感器，所述轮速传感器分别单独安装在两侧的动力轮上；
21、根据空间姿态传感器的数据获取电动轮椅是否行驶在倾斜的坡道上；
22、若电动轮椅行驶在倾斜的坡道上时，获取沿坡道直行时的方位角作为基准角；
23、在用户控制轮椅偏转时，通过预设的侧翻风险值估算函数更新每个时刻的侧翻风险值；
24、并在侧翻风险值高于预设的风险值阈值时，将基准角发送至微控制器；
25、在主电源不向外供电时，微控制器通过空间姿态传感器获取当前轮椅的行驶角度，通过分别调控轮椅两侧的电磁制动器的制动力控制轮椅两侧的轮速，以使轮椅的行驶方向与坡道直行的方向平行。
26、可选的，所述预设的侧翻风险值估算函数为：
27、
28、其中，r为侧翻风险值，l是轮椅的轴距，g是重力加速度，α是坡道的坡度，v是轮椅的速度，θ是轮椅行驶方向相对于坡道直行方向的偏转角度，μ是路面摩擦系数。
29、可选的，通过分别调控轮椅两侧的电磁制动器的制动力控制轮椅两侧的轮速，以使轮椅的行驶方向与坡道直行的方向平行，包括以下步骤：
30、以轮椅当前行驶的地面作为平面参考系，获取当前轮椅的行驶方向和坡道直行的方向在平面参考系内形成的两个夹角，以角度较小的夹角作为参考系，轮椅的行驶方向指向坡道直行的方向作为修正方向；
31、当修正方向朝向左时，使轮椅右侧的电磁制动力弱于轮椅左侧的电磁制动力；
32、在修正方向朝向右时，使轮椅左侧的电磁制动力弱于轮椅右侧的电磁制动力。
33、可选的，在轮椅的行驶方向与坡道直行的方向平行时，微控制器控制开关切换模块断开所述交流-直流变换器的输出端和电磁制动器的输入端的连接。
34、本申请提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
35、电动轮椅的驾驶人员的驾驶素质一般不高。因此在驾驶过程中，电动轮椅的驾驶员有可能因为不懂得观察剩余电量导致在驾驶过程中失电或是驾驶人员误操作手动关闭电源，导致电磁制动器失电从而抱死车轮。如果断电的时候电动轮椅的车速比较高，这时候因为惯性，很容易导致驾驶者直接从轮椅上摔出去，造成安全事故，因此现有技术的安全性能不高。
36、本申请提供了一种电动轮椅能量回收系统，结合了动能回收系统和电磁制动器来实现一个自调节的制动系统。这个系统的基本原理是利用车轮的动能来产生电力，这电力随后用于驱动电磁制动器。随着车速下降，回收的动能和产生的电压也随之减少，导致电磁制动器逐渐增加制动力直至完全抱死车轮。
37、在电动轮椅高速行驶主电池断电时，因为初始动能比较高，此时产生的电能能够驱动电磁制动器，防止电磁制动器直接抱死，通过减小向电磁制动器提供的电能，使电磁制动器内部的刹车片接合，能够使得电磁制动器的制动力加大。随着车轮的动能慢慢降低，会进一步的减小向电磁制动器提供的电能，直到电磁制动器断电后抱死。
38、本申请实施例提供的电动轮椅能量回收系统能够避免在高速行驶时因为电磁制动器失电而直接抱死车轮，因此能提高电动轮椅的安全性能。
39、在电动轮椅溜坡时，因为初始动能不高，因此产生的电能根本无法驱动电磁制动器，导致电磁制动器会直接抱死电动轮椅的轮胎，防止电动轮椅溜坡。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统用于具有电磁制动器断电后抱死的电动轮椅上，所述电动轮椅能量回收系统包括：
2.根据权利要求1所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统还包括第一直流-直流变换器；
3.根据权利要求2所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统还包括电压检测装置、第二直流-直流变换器和发音器阵列；
4.根据权利要求3所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述微控制器能够向开关切换模块发送控制信号，控制开关切换模块调整第一直流-直流变换器的占空比，以调控交流-直流变换器向电磁制动器输入的电压。
5.根据权利要求1所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，电动轮椅能量回收系统分别单独安装在电动轮椅两侧的动力轮上，所述微控制器能够通过开关切换模块以分别控制两侧电磁制动器的制动力。
6.基于锂电池的电动轮椅，其特征在于，所述基于锂电池的电动轮椅包括锂动力电池、电动轮椅本体和权利要求1-5任一所述的电动轮椅能量回收系统，所述锂动力电池作为电动轮椅
7.基于锂电池的电动轮椅，其特征在于，所述基于锂电池的电动轮椅包括防止电动轮椅前倾或后倾的辅轮和权利要求5所述的电动轮椅能量回收系统；
8.根据权利要求7所述的基于锂电池的电动轮椅，其特征在于，所述预设的侧翻风险值估算函数为：
9.根据权利要求7所述的基于锂电池的电动轮椅，其特征在于，通过分别调控轮椅两侧的电磁制动器的制动力控制轮椅两侧的轮速，以使轮椅的行驶方向与坡道直行的方向平行，包括以下步骤：
10.根据权利要求7所述的基于锂电池的电动轮椅，其特征在于，在轮椅的行驶方向与坡道直行的方向平行时，微控制器控制开关切换模块断开所述交流-直流变换器的输出端和电磁制动器的输入端的连接。
...【技术特征摘要】
1.电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统用于具有电磁制动器断电后抱死的电动轮椅上，所述电动轮椅能量回收系统包括：
2.根据权利要求1所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统还包括第一直流-直流变换器；
3.根据权利要求2所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述电动轮椅能量回收系统还包括电压检测装置、第二直流-直流变换器和发音器阵列；
4.根据权利要求3所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，所述微控制器能够向开关切换模块发送控制信号，控制开关切换模块调整第一直流-直流变换器的占空比，以调控交流-直流变换器向电磁制动器输入的电压。
5.根据权利要求1所述的电动轮椅能量回收系统，其特征在于，电动轮椅能量回收系统分别单独安装在电动轮椅两侧的动力轮上，所述微控制器能够通过开关切换模块以分别控制两侧电磁制动器的制动力。
【专利技术属性】
技术研发人员：叶鹏，
申请(专利权)人：东莞市博贝斯新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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