CN105455979B - 一种智能轮椅的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种智能轮椅的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能轮椅，尤其涉及一种智能轮椅的控制系统及控制方法。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明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。

本发明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式，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。

根据一个优选实施方式，所述移动终端监控到使用者未执行和/或未完成当天的运动计划，通过所述移动终端向使用者发出提示信息。

根据一个优选实施方式，本发明提供的智能轮椅还能够将使用者的训练进程通过移动终端导入到数据处理云终端，并通过所述数据处理云终端返回更新的运动计划。优选地，体现所述使用者的训练进程的数据有使用者定期的训练进度和通过传感器采集到使用者在训练时的受力情况两种。

本发明提供的智能轮椅控制系统及控制方法至少具有如下优势：

(1)本发明的智能轮椅控制系统的人机交互控制子系统在轮椅主体上布置有四组传感器，可及时采集使用者的最新训练数据，使得数据处理云终端对数据进行分析处理后可给出至少包括训练进度和训练建议的数据信息，也可以调整或重新制定所述运动计划，形成适合使用者的个性化的运动计划，实现人机交互功能。

(2)本发明的智能轮椅控制系统的轮椅运动控制子系统包括的腰部训练机构为单自由度六杆机构，只用一个电机驱动即可，也不需要芯片进行操控；并且腰部训练机构还可模拟健康人坐下与起立的轨迹，使用者使用后训练效果更好；本发明的轮椅主体采用单自由度六杆机构作为核心机构，减少了动力源数目与控制的复杂性，可大大降低成本。

(3)本发明的智能轮椅控制系统的控制方法具有操作简单、可适用性强的优势，同时，使用本发明提供的智能轮椅控制系统的控制方法，可及时采集到使用者的最新训练数据，并通过智能轮椅控制系统及时反馈训练进度和训练建议，实现人机交互功能。

附图说明

图1是本发明智能轮椅控制系统的模块示意图；

图2是本发明的轮椅主体的结构示意图；

图3是本发明的电池和离合器的位置示意图；

图4是本发明的靠背的第一位置示意图；

图5是本发明的靠背的第二位置示意图；

图6是本发明的靠背的第三位置示意图；和

图7是本发明的靠背的第四位置示意图。

附图标记列表

1：主动轮 2：车架 3：从动轮

4：脚踏板 5：脚踏板传感器: 6：弹性连接件

7：坐垫 8：坐垫传感器 9：离合按钮

10：终端支撑架 11：扶手 12：扶手传感器

13：靠背 14：卡扣 15：背部传感器

16：保护外壳 17：把手 18：传动链条

19：驱动杆 20：支撑架 21：挡板

22：伺服电机 23：手动轮 24：手刹

25：电池 26：离合器

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

图1示出了本发明的智能轮椅控制系统的模块示意图。本发明的智能轮椅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。轮椅运动控制子系统至少包括轮椅主体。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。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，对使用者的腰部锻炼有较好的效果。人机交互控制子系统是通过如下方式实现人机交互功能的：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，并将训练数据通过移动终端经由无线网络发送至数据处理云终端，数据处理云终端对数据进行处理后提供至少包括训练进度和训练建议的数据信息。优选地，数据处理云终端进行数据处理后提供的是运动计划的数据信息。优选地，制定一个运动计划需要设置的属性至少包括轮椅供力大小、训练次数、训练的天数和每次训练的时间。本发明提供的智能轮椅控制系统能够实时的采集数据，不断收集使用者的最新训练数据并及时反馈至少包括训练建议的数据信息，实现人机交互。

根据一个优选实施方式，腰部训练机构为单自由度六杆机构。腰部训练机构模拟健康人坐下与起立轨迹的往复运动是通过如下方式实现的：轮椅主体上的传动链条18将驱动力传递给驱动杆19，并由驱动杆19驱动支撑架20从而带动靠背13作模拟健康人坐下与起立轨迹的往复运动，如图2所示。本发明轮椅主体的腰部训练机构为单自由度，只用一个电机驱动即可，也不需要芯片进行操控。腰部训练机构还可模拟健康人坐下与起立的轨迹，使用者使用后训练效果更好。本发明的轮椅主体采用单自由度六杆机构作为核心机构，减少了动力源数目与控制的复杂性，可大大降低成本。

图2和图3示出了本发明的轮椅主体的结构示意图。如图2所示，轮椅主体还包括弹性连接件6。弹性连接件6用于连接脚踏板4和车架2。弹性连接件6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智能轮椅上前行。优选地，随着使用者起立，重心前倾，加载在脚踏板上的力增大，该弹性连接件6可以伸长，从而让使用者可以稳当地踏在地面上，也方便脚踏板传感器5采集压力数据。使用者坐下时，重心后移，加载在脚踏板4上的压力减小，弹性连接件6可以收缩起来，从而让使用者可以坐在轮椅上前进。如图2所示，本发明的轮椅主体还包括主动轮1、车架2、从动轮3、脚踏板4、坐垫7、离合按钮9、终端支撑架10、扶手11、靠背13、卡扣14、保护外壳16、把手17、传动链条18、驱动杆19、支撑架20、挡板21、伺服电机22、手动轮23和手刹24。优选地，终端支撑架10用于放置移动终端。终端支撑架10也可以用来放置书籍等其他用品。优选地，保护外壳16用于将靠背13处的杆件机构包裹起来。保护外壳16可以防止周围人员在驱动杆19运行时受到伤害。优选地，靠背13高度的选取与使用者的身高和平衡度有关。如使用者身高较矮或对躯干的平衡和控制较好，可选用低靠背，反之要选用高靠背。如图3所示，本发明的轮椅主体还包括电池25和离合器26。本发明提供的轮椅主体不仅可以帮助使用者锻炼，在非训练状态下，使用者也可以在轮椅上小憩。坐垫7和扶手11采用符合人体力学的舒适材料制成，可以帮助使用者减轻疲劳。

根据一个优选实施方式，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。具体地，数据处理包含三个部分：一是利用专家知识库进行运动计划的推荐。优选地，利用专家知识库推荐的运动计划至少包括轮椅的供力大小、训练次数、训练的天数和每次训练的时间。数据处理云终端内含专家知识库，该库包含不同阶段不同体质人群的运动计划。不同阶段不同体质人群的划分主要依据其生理指标与身体机能状态完成。生理指标指身高、体重、年龄等。身体机能状态指自身起立所能提供力的大小。对于传输到数据处理云终端的数据，首先进行数据预处理，将数据标准化为使用者基本生理数据与使用者身体机能数据。然后基于数据计算使用者所处人群的阶段。最后检索知识库，得到对应人群对应阶段的运动计划，并将其推送到移动终端。二是进行运动方案的实时调整。优选地，依据传感器模块检测到的数据对运动方案中的轮椅供力大小、训练次数、训练的天数和每次训练的时间中的至少一项进行实时调整。依据传感器模块检测到的数据分析使用者的身体情况，若持续出现使用者用力增加情形，则可适度减少轮椅供力，并将轮椅供力的数据更新到使用者的运动方案。优选地，同样依据传感器模块检测到的数据可更新运动方案中的训练次数、训练的天数或者每次训练的时间。三是利用机器学习方法进行个性化运动方案的更新。优选地，利用机器学习方法至少对运动方案中的轮椅供力大小、训练次数、训练的天数和每次训练的时间中的至少一项进行个性化更新。数据处理云终端存储有每个使用者的训练状态，在采集到大规模人群的训练数据后，采用机器学习算法对人群进行聚类分析。其中聚类所使用的相似性度量方法主要由使用者的身高、体重、年龄、训练量、每次训练所用力的百分比等变量计算得到。数据处理云终端通过将相似性的人群聚类来进行精细的个性化运动方案制定。

根据一个优选实施方式，传感器模块至少包括四组压力传感器。再次参见图2，四组压力传感器分别为设置于脚踏板4上的脚踏板传感器5、安装于坐垫7上的坐垫传感器8、安装于扶手11上的扶手传感器12和安装于靠背13上的背部传感器15。优选地，四组传感器用于采集使用者的行为和生理数据。更优选地，脚踏板传感器5可测量使用者的站立时间。坐垫传感器8可检测使用者坐着过程的用力大小。扶手传感器12可检测使用者起立时手臂用力大小。背部传感器15可检测使用者站立过程肌肉发力。本发明在轮椅主体上布置有四组传感器，可及时采集使用者的最新训练数据，以便数据处理云终端对数据进行分析处理后给出至少包括训练进度和训练建议的数据信息，为使用者提供切实可行的运动计划。

根据一个优选实施方式，移动终端用于将传感器采集到使用者的训练数据经由无线网络发送至数据处理云终端。。优选地，移动终端包括手机、平板电脑、笔记本电脑等具有多种应用功能的计算机设备。数据处理云终端对数据进行处理后制定出适合使用者的运动计划。优选地，使用者可通过移动终端调整或重新制定运动计划，以便形成适合使用者的个性化的运动计划。优选地，移动终端还用于监控运动计划的执行情况以及每一次的训练情况。通过移动终端将监控到的参数经由无线网络发送至数据处理云终端，由数据处理云终端进行数据分析后给出评分并通过移动终端反馈给使用者。本发明的移动终端作为智能轮椅与互联网连接的一个接口，将智能轮椅中传感器采集到的数据通过无线网络传输到数据处理云终端上存储，一方面可以避免在移动终端上存储大量数据而占用存储空间，另一方面，将数据汇总到数据处理云终端上可以利用其强大的运算能力更快地处理数据。利用收集到的数据以及其本身存储的专家知识库，经过机器学习算法分析，为使用者提供符合训练普遍规律又同时考虑到使用者自身特点的运动计划。

根据一个优选实施方式，使用者初次使用时，需要通过移动终端注册账户，并填写性别、年龄、身高、体重等信息。此外，使用者可通过移动终端自己选择智能轮椅提供力的大小，或者通过移动终端的测试功能检测其所需轮椅设备提供力的大小。移动终端通过无线网络将使用者提供的信息上传至数据处理云终端。数据处理云终端结合专家知识库和传感器模块采集到的数据并经过相关算法的分析，制定出适合该使用者的运动计划。优选地，使用者在训练过程中，移动终端不但会管理每天的运动计划是否被执行，而且会监控每一次的训练情况，并为每一次训练评分。优选地，每次训练结束之后，移动终端向数据处理云终端发送消息，数据处理云终端对使用者的训练数据进行分析并对训练给出整体评分。移动终端将数据处理云终端返回的结果显示在屏幕上。优选地，为了方便使用者使用，可以通过移动终端来控制轮椅供力的大小，以更适合使用者的方式进行训练。优选地，为了避免使用者遗忘了训练，移动终端会定时提醒，帮助使用者完成训练。

根据一个优选实施方式，本发明的移动终端还能够依据传感器采集到的数据进行一些简单的分析和处理。优选地，背部传感器采集到的压力数据呈逐渐减小的趋势，说明使用者的训练效果良好，能够逐渐通过腰部自行用力而实现起立。若扶手传感器和脚踏板传感器采集到的数据存在较大的不一致，说明使用者单侧肢体存在运动障碍。

本发明的另一方面还提供了一种智能轮椅控制系统的控制方法。控制方法至少包括如下步骤：

注册账户。使用者初次使用本发明的智能轮椅控制系统时，通过移动终端注册账户，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。通过移动终端，使用者选择轮椅主体提供力的大小，或者通过移动终端的测试功能检测其需要轮椅主体提供力的大小。优选地，使用者可以通过移动终端APP的测试功能检测其需要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，并将采集到的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。由数据处理云终端对采集到的数据信息进行分析后提供至少包括训练进度和训练建议的运动计划。优选地，运动计划能够通过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。

运动计划执行情况的监控。由移动终端监控运动计划的执行情况以及每一次的训练情况。移动终端将监控到的参数经由无线网络发送至数据处理云终端。数据处理云终端对监控到的参数进行数据分析后给出评分并通过移动终端反馈给使用者。优选地，移动终端监控到使用者未执行和/或未完成当天的运动计划，通过移动终端向使用者发出提示信息。

本发明提供的智能轮椅控制系统的控制方法具有操作简单、可适用性强的优势。使用本发明提供的智能轮椅控制系统的控制方法，可及时采集到使用者的最新训练数据，并通过智能轮椅控制系统及时反馈训练进度和训练建议，实现人机交互功能。

实施例1

结合图1说明本发明智能轮椅控制系统的人机交互控制子系统。

如图1所示，本发明智能轮椅控制系统的人机交互控制子系统包括传感器模块、单片机、移动终端和数据处理云终端。传感器模块用于采集使用者的训练数据。各传感器采集到的电压信号经放大电路放大后传输至A/D转换模块，然后输入到单片机中。单片机将传感器采集到的训练数据发送至移动终端，移动终端通过无线网络将采集到的训练数据发送至数据处理云终端。数据处理云终端对接收到的训练数据进行数据处理。具体地，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。数据处理云终端将其提供的数据信息反馈到移动终端。具体地，数据处理云终端进行数据处理后可提供至少包括训练进度和训练建议的数据信息。

使用者也可以通过移动终端对系统推荐的计划和/或方案进行调整，以便形成适合自己的训练方案。移动终端还会管理每天的训练计划是否被执行，并监控每一次的训练情况。具体地，对于一次训练结束后，移动终端将监控到的训练数据发送到数据处理云终端。数据处理云终端对数据进行分析后对该次的训练给出整体评分，并通过移动终端将结果显示在屏幕上。为了方便用户使用，使用者也可以通过移动终端来控制轮椅主体的供力大小，以便选择适合使用者的方式进行训练。

实施例2

结合图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本发明智能轮椅控制系统的轮椅运动控制子系统。

本发明智能轮椅控制系统的轮椅运动控制子系统至少包括轮椅主体。如图2和图3所示，轮椅主体包括如下结构：主动轮1、车架2、从动轮3、脚踏板4、弹性连接件6、坐垫7、离合按钮9、终端支撑架10、扶手11、靠背13、卡扣14、保护外壳16、把手17、传动链条18、驱动杆19、支撑架20、挡板21、伺服电机22、手动轮23、手刹24、电池25和离合器26。

当使用者使用本发明的轮椅主体辅助完成起坐训练时，使用者需要通过卡扣14将自身固定在靠背13上。同时使用者把手刹24刹紧，使轮椅固定不动，并按动离合按钮9，使得离合器滑向“训练”档，伺服电机22通过传动链条18将驱动力传递给驱动杆19，驱动杆19驱动支撑架20，从而能够带动靠背13沿着图4、图5、图6和图7所示靠背13的第一位置至第四位置做往复运动。该往复运动的轨迹是模拟健康人起立时的腰部运动姿态轨迹，因此能够帮助使用者实现与健康人一般的起立动作。

当需要轮椅移动时，使用者可打开手刹24，并按动离合按钮9，使得离合器滑向“移动”档，伺服电机22驱动主动轮1转动，从而令其他辅助人员通过把手17推动轮椅前行，或者是使用者通过手动轮23前行。当轮椅运动时，从动轮3可以转动起来，固定在其上的轮叉可左右换向，使得轮椅按照指定路线前行。当需要轮椅停止时，只需把手刹24刹紧。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一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(18)将驱动力传递给驱动杆(19)，并由所述驱动杆(19)驱动支撑架(20)从而带动靠背(13)作模拟健康人坐下与起立轨迹的往复运动；

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。

2.如权利要求1所述的智能轮椅的控制系统，其特征在于，所述轮椅主体还包括连接脚踏板(4)和车架(2)的弹性连接件(6)，所述弹性连接件(6)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。

3.如权利要求1所述的智能轮椅的控制系统，其特征在于，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。

4.如权利要求1所述的智能轮椅的控制系统，其特征在于，所述传感器模块至少包括脚踏板传感器(5)、坐垫传感器(8)、扶手传感器(12)和背部传感器(15)，并且所述脚踏板传感器(5)、所述坐垫传感器(8)、所述扶手传感器(12)和所述背部传感器(15)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。

5.如权利要求1所述的智能轮椅的控制系统，其特征在于，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。

6.如权利要求5所述的智能轮椅的控制系统，其特征在于，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。

7.如前述权利要求之一所述的智能轮椅控制系统的控制方法，其特征在于，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。

8.如权利要求7所述的智能轮椅控制系统的控制方法，其特征在于，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。

9.如权利要求7所述的智能轮椅控制系统的控制方法，其特征在于，所述移动终端监控到使用者未执行和/或未完成当天的运动计划，通过所述移动终端向使用者发出提示信息。