本发明专利技术公开了一种全向智能电动轮椅，包括底盘框架、座椅，底盘框架下方两侧分别铰接有左右相对应的驱动臂，驱动臂上连接有构成一对前轮和一对后轮的麦克纳姆轮，座椅下方两侧、座椅前方且位于一对前轮上方分别设有超声波传感器，麦克纳姆轮的外侧分别设有红外传感器，座椅的扶手上设有控制盒和操作手柄，驱动臂内还设有驱动控制板，驱动控制板线路连接有DSP处理器。本发明专利技术与常规的两轮后驱电动轮椅相比，具有如横向、斜向等全向移动能力，具有更大的运动灵活性，通过超声波传感器和红外传感器检测轮椅周围的环境，以此为乘坐者提供可能阻碍轮椅运动的障碍物的信息，实现自动驾驶轮椅避障或为轮椅制动，提高轮椅的使用安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全向智能电动轮椅。
技术介绍
随着生活水平的日渐提高，电动轮椅由于能够弥补中老年人和下肢残障人士在行走方面的不便，而逐渐受到关注和重视。目前已有多种型号的电动轮椅投入实用。当前销售的产品多是采用的传统手动轮椅的结构设计两个大直径的后轮作为驱动轮，两个小直径的万向脚轮作为前部的支撑轮，可以实现前后移动及转动。基于这种设计的轮椅旋转中心在后轮轴线上，旋转半径大，占用的空间也大，不适于在电梯、办公室等空间受限的地方使用；此外轮椅前部的万向脚轮既不能输出动力又不能控制方向，这导致轮椅在不平和有障碍的路面上行动能力和可控性下降。另外，现有电动轮椅的行驶完全依靠使用者手动控制，对使用者的反应速度，距离、速度的判断能力以及操作准确性要求较高，致使部分老年人不能安全正常使用。申请号为200710173079专利申请，揭示了一种智能轮椅，其在代步功能的基础上，通过设置具有七个自由度的机械臂，帮助生活自理能力低的老年人或残疾人完成适用于生活的基本动作，但该智能轮椅在移动过程中，仅具备防撞功能，而无法绕开障碍物，特别是在使用者遇到障碍物而没及时作出反应时，不能及时避让障碍物或停止轮椅移动，保证使用者的安全，同时，其所用的移动论也只能实现直线方向的移动，不能作360 度全方位任意方向的移动，因此，难以适应在空间相对较小的地方使用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中之不足，提供一种具有自主避险功能、实现全方位移动的全向智能电动轮椅。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种全向智能电动轮椅，包括底盘框架、位于底盘框架上方与底盘框架连接的座椅，所述底盘框架下方左右两侧分别铰接有左右相对应的两对由直流电机驱动的驱动臂，所述驱动臂上连接有构成一对前轮和一对后轮的麦克纳姆轮，座椅下方两侧、座椅前方且位于一对前轮上方分别设有超声波传感器，所述麦克纳姆轮的外侧分别设有红外传感器，座椅的扶手上设有控制盒和操作手柄，驱动臂内还设有与直流电机电性连接的驱动控制板，驱动控制板线路连接有DSP处理器。具体说，所述的底盘框架与座椅之间设有可调节座椅升降、由操作手柄控制的升降气杆，升降气杆上端与座椅底面固定，升降气杆下端与底盘框架固定。为消除座椅及乘客在全向移动过程中所产生的倾覆力矩,所述的座椅底面固定有导套，底盘框架上固定有导套座，导套滑动设置在导套座内，升降气杆安装在导套内。所述的驱动臂包括壳体、驱动轴，麦克纳姆轮固定在驱动轴上，直流电机固定在壳体内，直流电机输出轴与驱动轴之间设有减速装置，控制直流电机运转的驱动控制板固定在壳体内侧面上，驱动控制板还线路连接有霍尔传感器。进一步地，所述的减速装置包括同步带减速机构和齿轮减速机构，同步带减速机构包括安装在直流电机输出轴上的小带轮、与小带轮通过同步带连接的大带轮，齿轮减速机构包括与大带轮同轴的小齿轮、安装在驱动轴上与小齿轮啮合的大齿轮。为实现轮椅的缓冲避震及平衡前、后轮压力的作用，所述的壳体与底盘框架之间设有可轴向伸缩的避震器，避震器一端与设在壳体上的支架铰接，避震器另一端与底盘框架铰接。所述的底盘框架左右两侧分别固定有覆盖在驱动臂上方的罩壳，超声波传感器和红外传感器分别固定在罩壳上。本专利技术的有益效果是与常规的两轮后驱电动轮椅相比，本专利技术所述电动轮椅具有如横向、斜向等全向移动能力，具有更大的运动灵活性，特别适于在空间受限的环境内使用。同时，该电动轮椅能够通过超声波传感器和红外传感器检测轮椅周围的环境，以此为乘坐者提供可能阻碍轮椅运动的障碍物的信息，并且能够在乘坐者没有及时做出反应的情况下，根据传感器数据自动驾驶轮椅避障或为轮椅制动，提高轮椅的使用安全性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术的斜视结构示意图。图2是本专利技术所述驱动臂的结构示意图。图3是图3中A-A剖视图。图4是本专利技术所述底盘框架与座椅连接处的局部结构示意图。图5是本专利技术的控制原理框图。图中I.底盘框架2.座椅3.驱动臂31.直流电机32.驱动控制板33.壳体 34.驱动轴35.霍尔传感器36.同步带减速机构37.齿轮减速机构38.小带轮39.同步带40.大带轮41.小齿轮42.大齿轮43.支架4.麦克纳姆轮5.超声波传感器6.红外传感器7.控制盒8.操作手柄9.升降气杆10.导套11.导套座12.避震器13.罩壳 14.蓄电池15.长销16.短销17.磁钢具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图I 图4所示的一种全向智能电动轮椅，包括底盘框架I、位于底盘框架I 上方的座椅2，所述底盘框架I下方两侧分别铰接有左右相对应的两对由直流电机31驱动的驱动臂3，所述驱动臂3上连接有构成一对前轮和一对后轮的麦克纳姆轮4 (Mecanum Wheel)，利用麦克纳姆轮4滚动时能够产生轴向分力的特点实现轮椅的全向运动；座椅2下方两侧、座椅2前方且位于一对前轮上方分别设有超声波传感器5,所述麦克纳姆轮4的外侧分别设有红外传感器6，座椅2的扶手上设有控制盒7和操作手柄8，驱动臂3内还设有与直流电机31电性连接的驱动控制板32，驱动控制板32线路连接有DSP处理器。在底盘框架I与座椅2之间设有可调节座椅2升降、由操作手柄8控制的升降气杆9，座椅2底面固定有导套10，底盘框架I上固定有导套座11，导套10滑动设置在导套座 11内，可以相对导套座11轴向移动，升降气杆9安装在导套10内，升降气杆9上端与座椅2底面固定，升降气杆9下端与底盘框架I固定，如此由升降气杆9为座椅2的上下升降移动及定位提供支承力，而导套10用于消除座椅2及乘客在全向移动过程中所产生的倾覆力矩。操作手柄8,采用三轴式手柄,该操作手柄8的前后、左右及其合成转动,分别用于控制轮椅的前进后退、左右平移及合成运动；操作手柄8的另外一个轴绕操作手柄8控制杆轴线的转动，用于控制轮椅的旋转运动，由此使用一个操作手柄8即可操纵轮椅实现全向运动。驱动臂3，共有四套，分别设在底盘框架I下方左右两侧，其中位于底盘框架I前端左右对应的一对驱动臂3支撑轮椅的前轮部分,位于底盘框架I后端左右对应的一对驱动臂3支撑轮椅的后轮部分。所述驱动臂3包括壳体33、固定在壳体33内的直流电机31 以及驱动轴34，麦克纳姆轮4固定在驱动轴34上，在直流电机31的输出轴与驱动轴34之间设有减速装置，所述减速装置包括同步带减速机构36和齿轮减速机构37，同步带减速机构36包括安装在直流电机31输出轴上的小带轮38、与小带轮38通过同步带39连接的大带轮40，齿轮减速机构37包括与大带轮40同轴的小齿轮41、安装在驱动轴34上与小齿轮 41啮合的大齿轮42，控制直流电机31运转的驱动控制板32固定在壳体33内侧面上，驱动控制板32还线路连接有霍尔传感器35。在小带轮38表面固定有与小带轮38旋转轴线同轴的磁钢17，霍尔传感器35的电路板通过螺钉固定在直流电机31的机座上，并使焊接在霍尔传感器35的电路板上的霍尔芯片(型号为AS5040)中心与磁钢17中心对齐，且保持芯片和磁钢17相距1mm。驱动控制板32通过螺钉固定在壳体33上，并使驱动控制板32上的MO本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建军，
申请(专利权)人：常州汉迪机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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