CN106176073B - 智能生活轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能生活轮椅，解决智能轮椅缺少多样性问题。包括座椅和底盘；座椅上设靠背、带脚踏和辅助轮的支腿和带触摸屏的扶手；座椅和支腿之间设舵机一，座椅和靠背之间设有舵机二，座椅的底部设有凹槽；底盘包括脚轮、升降机构和升降座；脚轮上均设有障碍检测系统；所述辅助轮和脚轮均采用AGV电磁脚轮；升降机构包括前升降组件和后升降组件；前升降组件和后升降组件与升降座通过连接轴固定相连；升降座的顶部设有与凹槽相互配合的带有锁紧装置的弹性滑轨和方便底盘在凹槽内前后位移的滚动圆柱；升降座的底部设有控制系统和和电源；脚轮、障碍检测系统、前升降组件、升降组件和锁紧装置、触摸屏和电源分别与控制系统电连接。

Description

智能生活轮椅
技术领域
本发明涉及智能轮椅领域，尤其涉及一种能够爬楼和座椅造型多变的智能生活轮椅。
背景技术
随着老龄化的进一步加剧，很多老人在晚年的时候都会遇到行动不便的问题。老人家比较恋旧一般喜欢居住在生活了一辈子的地方，目前很多老小区都只有楼梯而没有电梯，这对老人家的出门带来了极大的不便。轮椅是病人康复和老人家用来代步的重要工具，它不仅是肢体伤残者和行动不便人士的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。老人或者待康复的病人在行动一端时间就需要休息一会。
普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置及座靠四部分组成。但是这种普通的轮椅存在如下问题：1、无法实现爬楼功能。2、无法对座椅进行相应的调整来满足老人或病患行动一段时间后休息的需求。3、智能化程度不高，无法对使用者提供更多人性化的协助。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种结构可以爬楼、座椅可以调整及智能化程度相对较高的智能生活轮椅。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能生活轮椅，包括座椅和底盘；座椅的前端设有两个支腿；支腿的底部设有脚踏；座椅后端设有靠背；座椅和靠背之间设有扶手；所述脚踏的底部设有辅助轮；所述座椅和支腿之间设有舵机一，舵机一带动支腿相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅和靠背之间设有舵机二，舵机二带动靠背相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅的底部设有凹槽；所述底盘包括脚轮、升降机构和升降座；所述脚轮包括前脚轮和后脚轮；所述前脚轮和后脚轮上均设有障碍检测系统；所述辅助轮、前脚轮和后脚轮均采用AGV电磁脚轮；所述升降机构包括前升降组件和后升降组件；所述前升降组件和后升降组件与升降座通过连接销固定相连；所述前升降组件的底部与前脚轮固定相连；所述后升降组件的底部与后脚轮固定相连；所述升降座的顶部设有与凹槽相互配合的带有锁紧装置的弹性滑轨和方便底盘在凹槽内前后位移的滚动圆柱；所述升降座的底部设有控制系统和对控制系统提供能量的电源；所述控制系统包括中央处理器、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块；所述扶手上设有触摸屏；所述中央处理器分别与辅助轮、舵机一、舵机二、前脚轮、后脚轮、障碍检测系统、前升降组件、升降组件和锁紧装置、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块、触摸屏和电源电连接。
采用本发明的技术方案后：使用者通过舵机一可以根据需要来调整支腿到舒适的角度，进而缓解腿部压力，使用者通过舵机二可以根据需要来调整靠背到舒适的角度，进而缓解背部压力。AGV电磁驱动的辅助轮、前脚轮、后脚轮具有能够沿规定的导引路径行驶的特性，这就使得在智能生活轮椅在中央处理器的控制下可以实现自动把病人送到预设定目的位置。弹性滑轨的设计：使得智能生活轮椅与底盘可以很方便地进行连接配合，在智能生活轮椅行进的过程中，还可以起到减震避震的功效。前升降组件和后升降组件在中央处理器的控制下可以实现智能生活轮椅的自动升降，同时在支腿和辅助轮的配合下，还可以自动上下楼梯。滚动圆柱在智能生活轮椅上下楼梯的过程可以保证座椅相对于底盘在凹槽内顺利实现前后位移。障碍检测系统可以实现智能生活轮椅自动实现避障处理，中央处理器根据重量传感器和电子水平仪输入的数据进行时时调整，使智能生活轮椅始终处于最佳状态。卫星导航模块的采用可以实现对患者的时时定位，同时患者也可以借助卫星导航模块到达预定位置。
进一步的改进，所述前升降组件和后升降组件均包括多级液压缸、液压油箱和升降支腿；液压油箱上设有油泵和液压分配器；液压分配器分别和油泵和多级液压缸相连；油泵和液压分配器分别与中央处理器电连接；前升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和前脚轮固定相连；后升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和后脚轮固定相连。采用上述设计方式，在中央处理器的控制下，1、控制比较精准。2、智能生活轮椅在自动升降或上下楼梯时可以保证良好的稳定性。
进一步的改进，所述多级液压缸外部设有可伸缩护套；所述可伸缩护套包括固定套和活动套；所述固定套的一端与液压油箱固定相连；所述前脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动；所述后脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动。可伸缩护套的设计：1、防止前多级液压缸和后多级液压缸在伸长或者缩短的过程中夹住衣服或其它物品。2、起到了防止灰尘进入多级液压缸内的风险。3、使支腿更美观。
进一步的改进，所述脚踏和支腿之间设有伸缩支腿和液压缸；所述伸缩支腿的一端与脚踏固定相连，伸缩支腿的另一端设置在支腿的内部通过液压缸与支腿固定相连；所述液压缸与前升降组件上的液压分配器相连。采用上述方案后，液压缸可以带动伸缩支腿进行伸长或收缩，通过伸长或收缩来满足不同身高的患者对轮椅的需求。
进一步的改进，所述扶手包括连接臂和支撑臂；所述连接臂的一端和支撑臂的一端通过连接轴固定相连；所述连接臂的另一端与设置在座椅本体前端的固定轴套接相连；所述连接臂在支撑臂的带动下绕固定轴转动；所述支撑臂的另一端固定在靠背的侧边上。扶手材料连轴机构，在靠背调整的过程中，扶手可以实现自动调整，当靠背固定在某一角度时，扶手也可以提供相应的支撑服务。当靠背完成实现展开后，扶手可以调整到与座椅水平的状态。
进一步的改进，所述障碍检测系统采用视觉障碍检测系统；所述控制系统上设有用于处理视觉障碍检测系统的智能识别系统；所述智能识别系统与中央处理器电连接。采用视觉避障检测系统和智能识别系统，可视化地将周边环境反馈给中央处理器和使用者。使用者可以选择采用主动干预的方式进行相关操作也可以选择让中央处理器自行采取避障措施。
进一步的改进，所述液压分配器为数字化电磁液压分配器。数字化电磁液压分配器的采用：1、方便用户试试掌握液压的分配情况。2、分配器的控制精准更加精准高效。
进一步的改进，所述靠背的顶部设有高度可调的头枕。头枕对患者的头部起到一定衬托和支撑作用，另外头枕采用高度可调式满足了不同身高的患者对头枕的需求。
进一步的改进，所述靠背的背面设有辅助支腿；所述辅助支腿打开时与靠背垂直，收起时与靠背平行；所述辅助支腿的底部设有从动轮。采用上述设计后，在靠背调整到水平位置时，可以将辅助支腿打开来起到支撑作用。从动轮的采用使得轮椅即使在靠背调整到与地面垂直位置时也可以顺利的移动。
进一步的改进，所述靠背与辅助支腿通过舵机三或气缸固定相连；所述舵机三或气缸与中央处理器电连接。采用舵机三或气缸实现了对辅助支腿的自动化调整，患者在不需要别人辅助的情况下也能够实现平躺。
附图说明
图1是智能生活轮椅的结构示意图，其中虚线部分代表智能生活轮椅的支腿和靠背完成展开时的状态。
图2是底盘的结构示意图。
图3是底盘的A-A方向的剖视图。
图4是智能生活轮椅上楼梯的示意图。
其中：1、座椅，2、底盘，3、脚踏，4、辅助轮，5、靠背，6、触摸屏，7、舵机一，8、舵机二，9、凹槽，10、伸缩支腿，11、液压缸，12、液压分配器，13、连接臂、14、支撑臂，15、连接轴，16、头枕，17、辅助支腿，18、从动轮，19、升降座，20、前脚轮，21、后脚轮，22、障碍检测系统，23、连接销，24、多级液压缸，25、液压油箱，26、升降支腿，27、油泵，28、固定套，29、活动套，30、弹性滑轨，31、滚动圆柱，32、控制系统，33、电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的方式做进一步的阐述：
如图1至图3所示，一种智能生活轮椅，包括座椅1和底盘2。
座椅1的前端设有两个支腿2；支腿的底部设有脚踏3；所述脚踏的底部设有辅助轮4；座椅后端设有靠背5；座椅和靠背之间设有扶手。所述扶手上设有触摸屏6；所述座椅1和支腿3之间设有舵机一7，舵机一带动支腿相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅和靠背之间设有舵机二8，舵机二带动靠背相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅的底部设有凹槽9。
所述脚踏和支腿之间设有伸缩支腿10和液压缸11；所述伸缩支腿的一端与脚踏固定相连，伸缩支腿的另一端设置在支腿的内部通过液压缸与支腿固定相连；所述液压缸与前升降组件上的液压分配器12相连。
所述扶手包括连接臂13和支撑臂14；所述连接臂的一端和支撑臂的一端通过连接轴15固定相连；所述连接臂的另一端与设置在座椅本体前端的固定轴套接相连；所述连接臂在支撑臂的带动下绕固定轴转动；所述支撑臂的另一端固定在靠背的侧边上。
所述靠背的顶部设有高度可调的头枕16。所述靠背的背面设有辅助支腿17；所述辅助支腿的底部设有从动轮18。所述靠背与辅助支腿通过舵机三或气缸固定相连，后实现辅助支腿打开时与靠背垂直，收起时与靠背平行。
所述底盘1包括脚轮、升降机构和升降座19。
所述脚轮包括前脚轮20和后脚轮21；所述前脚轮和后脚轮上均设有障碍检测系统22；所述障碍检测系统采用视觉障碍检测系统。所述辅助轮、前脚轮和后脚轮均采用AGV电磁脚轮。
所述升降机构包括前升降组件和后升降组件；所述前升降组件和后升降组件与升降座19通过连接销23固定相连；所述前升降组件和后升降组件均包括多级液压缸24、液压油箱25和升降支腿26；液压油箱上设有油泵27和液压分配器12；其中液压分配器为数字化电磁液压分配器。液压分配器分别和油泵和多级液压缸相连；前升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和前脚轮固定相连；后升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和后脚轮固定相连。
所述多级液压缸外部设有可伸缩护套；所述可伸缩护套包括固定套28和活动套29；所述固定套的一端与液压油箱固定相连；所述前脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动；所述后脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动。
所述升降座的顶部设有与凹槽相互配合的带有锁紧装置的弹性滑轨30和方便底盘在凹槽内前后位移的滚动圆柱31；所述升降座的底部设有控制系统32和对控制系统提供能量的电源33。
所述控制系统包括中央处理器、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块和用于处理视觉障碍检测系统的智能识别系统；所述中央处理器分别与触摸屏、辅助轮、舵机一、舵机二、前脚轮、后脚轮、障碍检测系统、智能识别系统、油泵、液压分配器、锁紧装置、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块和电源电连接。不论靠背与辅助支腿采用任何舵机三或气缸一种方式固定相连；舵机三或气缸均需要与中央处理器电连接并受中央处理器的控制。
智能生活轮椅的使用，座椅和底盘通过弹性滑轨和凹槽的相互配合实现相连；锁紧装置可以将底盘和座椅在平常时锁紧，在上下楼梯时松开，使得底盘可以在凹槽内前后位移。通过触摸屏使用者可以输入相关的指令给中央处理器，使其可以实现智能避障、智能导航。中央处理器检测到智能生活轮椅的水平发生改变时可以做出相应调整，根据检测到重量的不同，输出不同的频率给辅助轮和脚轮。当使用者需要休息时，通过触摸屏输入相关指令给舵机一或舵机二使其对支腿和靠背发生相互调整。
如图4所示，智能生活轮椅的上下楼梯的方式如下：上台阶的步骤：1、脚踏的辅助轮抬起，搭上3-4级台阶。2、底盘向后滑动到极限位置。3、底盘的后支腿与座椅同时升高、向前。4、底盘的前支腿缩回并向前旋转。达到2个台阶后并与座椅升高、向前。5、底盘的后支腿收起，向前旋转，搭上第一级台阶。升高。完成一个上台阶的过程。重复该过程时。脚踏的辅助轮抬起，搭上一级台阶。底座前支腿搭上一级台阶。该座椅所能越过的台阶高度等于座椅底座升至最高极限的尺寸，即4-5级台阶。下楼梯的方式与上楼梯的方式相同，再此不再累述。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能生活轮椅，包括座椅和底盘；座椅的前端设有两个支腿；支腿的底部设有脚踏；座椅后端设有靠背；座椅和靠背之间设有扶手；其特征在于：
所述脚踏的底部设有辅助轮；所述座椅和支腿之间设有舵机一，舵机一带动支腿相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅和靠背之间设有舵机二，舵机二带动靠背相对于座椅在0至90度之间调整；所述座椅的底部设有凹槽；所述底盘包括脚轮、升降机构和升降座；所述脚轮包括前脚轮和后脚轮；所述前脚轮和后脚轮上均设有障碍检测系统；所述辅助轮、前脚轮和后脚轮均采用AGV电磁脚轮；所述升降机构包括前升降组件和后升降组件；所述前升降组件和后升降组件与升降座通过连接销固定相连；所述前升降组件的底部与前脚轮固定相连；所述后升降组件的底部与后脚轮固定相连；所述升降座的顶部设有与凹槽相互配合的带有锁紧装置的弹性滑轨和方便底盘在凹槽内前后位移的滚动圆柱；所述升降座的底部设有控制系统和对控制系统提供能量的电源；所述控制系统包括中央处理器、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块；所述扶手上设有触摸屏；所述中央处理器分别与辅助轮、舵机一、舵机二、前脚轮、后脚轮、障碍检测系统、前升降组件、升降组件和锁紧装置、电子水平仪、重量传感器、卫星导航模块、触摸屏和电源电连接；所述靠背的背面设有辅助支腿；所述辅助支腿打开时与靠背垂直，收起时与靠背平行；所述辅助支腿的底部设有从动轮；所述靠背与辅助支腿通过舵机三或气缸固定相连；所述舵机三或气缸与中央处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述前升降组件和后升降组件均包括多级液压缸、液压油箱和升降支腿；液压油箱上设有油泵和液压分配器；液压分配器分别和油泵和多级液压缸相连；油泵和液压分配器分别与中央处理器电连接；前升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和前脚轮固定相连；后升降组件上的多级液压缸与液压油箱固定相连后分别与升降支腿和后脚轮固定相连。
3.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述多级液压缸外部设有可伸缩护套；所述可伸缩护套包括固定套和活动套；所述固定套的一端与液压油箱固定相连；所述前脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动；所述后脚轮与活动套的一端相连；活动套的另一端套接在固定套的另一端内；活动套随着多级液压缸的伸长或缩短在固定套内前后滑动。
4.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述脚踏和支腿之间设有伸缩支腿和液压缸；所述伸缩支腿的一端与脚踏固定相连，伸缩支腿的另一端设置在支腿的内部通过液压缸与支腿固定相连；所述液压缸与前升降组件上的液压分配器相连。
5.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述扶手包括连接臂和支撑臂；所述连接臂的一端和支撑臂的一端通过连接轴固定相连；所述连接臂的另一端与设置在座椅本体前端的固定轴套接相连；所述连接臂在支撑臂的带动下绕固定轴转动；所述支撑臂的另一端固定在靠背的侧边上。
6.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述障碍检测系统采用视觉障碍检测系统；所述控制系统上设有用于处理视觉障碍检测系统的智能识别系统；所述智能识别系统与中央处理器电连接。
7.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述液压分配器为数字化电磁液压分配器。
8.根据权利要求2所述的智能生活轮椅，其特征在于：所述靠背的顶部设有高度可调的头枕。
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