CN107569336A - 一种智能型自平衡电动轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能型自平衡电动轮椅，包括座椅，其通过球形铰链结构安装于主体的上端，座椅下方设有若干支撑装置，且每个支撑装置的伸缩部分均与座椅底部万向连接；支撑装置的驱动部分均通过控制器与水平传感器电连接；扶手上还安装有穿戴式检测装置，穿戴式检测装置通过控制器与驱动电机电连接。本发明所述的智能型自平衡电动轮椅，通过与水平传感器配合动作的四个支撑装置，能够在一定范围内保证座椅始终与水平面平行，避免乘坐者由于察觉到主体倾斜从而产生紧张、慌乱，进而造成身体不适。通过穿戴式检测装置能够对乘坐者的身体状况进行实时监控，当测得的数值超出设定范围时，本发明停止移动。

Description

一种智能型自平衡电动轮椅

技术领域

本发明属于轮椅技术领域，尤其是涉及一种电动轮椅。

背景技术

目前，电动轮椅的推广普及在我国尚属于起步阶段。推广进程受阻的原因很多，如产品的价格、性能、智能性及可靠度等。这其中，智能性及便捷性是关键的制约因素。

现有电动轮椅的座椅大多只能进行水平方向和竖直方向的调节，但当轮椅进行爬坡或行走于不平坦的地面时，与主体连接的座椅势必会向两侧或前后发生倾斜。由于轮椅的乘坐者下肢活动不方便，其自身平衡能力也会受到一定的制约，而座椅的倾斜很容易造成乘坐者的慌张最终导致轮椅在行驶过程中翻倒；即使没有发生轮椅的翻倒，乘坐者处于高度紧张的状态也会对其血压、心跳等造成不良影响，若没有即使采取措施，会发生很严重的后果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种智能型自平衡电动轮椅，以解决现有技术中，由于电动轮椅的座椅不能依照地势进行平衡调节，且不能依照乘坐者的身体状况进行技术反应，而存在安全隐患的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能型自平衡电动轮椅，包括主体，其下端安装有两驱动轮，两个驱动轮分别与置于主体内部的两个驱动电机传动连接；两个驱动轮的后侧还安装有一个万向轮；座椅，其通过球形铰链结构安装于主体的上端，座椅下方设有若干支撑装置，且每个支撑装置的伸缩部分均与座椅底部万向连接；支撑装置的驱动部分均通过控制器与水平传感器电连接；靠背，其安装于座椅的后侧，且通过倾斜电动机控制倾斜角度； 两个扶手，其固接于主体的上端，且位于座椅的两侧；其中一个扶手上安装有控制盘，控制盘与驱动电机和倾斜电动机电连接；扶手上还安装有穿戴式检测装置，穿戴式检测装置通过控制器与驱动电机电连接。

进一步，所述驱动电机为无刷伺服电机，且每个驱动电机均传动连接有一个带有电磁刹车制动器的减速机。

进一步，所述支撑装置为电动缸，其缸体部分固接于所述主体内部，支撑装置的活塞杆伸出主体的上端，且通过万向接头与所述座椅的下端连接。

进一步，所述支撑装置共有四个，其分别置于所述球形铰链结构的前侧、后侧、左侧和右侧。

进一步，所述穿戴式检测装置至少包括血压检测装置和心跳检测装置。

进一步，所述主体的侧壁上设有与置于其内部的蓄电池电连接的USB接口，所述穿戴式检测装置通过USB接口供电。

进一步，所述控制盘包括主开关按键、鸣笛按键、加速按键、减速按键、摇杆和显示屏。

相对于现有技术，本发明所述的智能型自平衡电动轮椅具有以下优势：

本发明所述的智能型自平衡电动轮椅，坚固耐用、外形美观、使用便捷。主体采用高强度钣金车体框架结构，不仅使本发明结实耐用，且外形更加美观。通过电动调节的座椅、靠背和按摩腰垫能够增加本发明的舒适性，减轻乘坐者的疲劳感。采用带有电磁刹车制动器的无刷伺服电机进行驱动，在保证本发明具有足够驱动力的前提下，降低了运行噪音，提高了安全性。通过与水平传感器配合动作的四个支撑装置，能够在一定范围内保证座椅始终与水平面平行，避免乘坐者由于察觉到主体倾斜从而产生紧张、慌乱，进而造成身体不适。通过穿戴式检测装置能够对乘坐者的身体状况进行实时监控，当测得的数值超出设定范围时，通过控制器立即停止驱动电机的运行，使本发明停止移动；当乘坐者体征平稳后，再恢复本发明的移动能力。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的智能型自平衡电动轮椅的后视向轴测图；

图2为本发明实施例所述的智能型自平衡电动轮椅的右视图；

图3为本发明实施例所述的智能型自平衡电动轮椅的主体与座椅之间部分的局部主视图；

图4为本发明实施例所述的智能型自平衡电动轮椅的控制盘的俯视图。

附图标记说明：

1-主体；2-驱动轮；3-扶手；4-控制盘；401-摇杆；402-鸣笛按键；403-加速按键；404-主开关按键；405-减速按键；5-靠背；6-座椅；7-万向轮；8-球形铰链结构；9-支撑装置；901-万向接头；10-穿戴式检测装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-4，本发明提出一种智能型自平衡电动轮椅，包括主体1，其下端安装有两驱动轮2，两个驱动轮2分别与置于主体1内部的两个驱动电机传动连接；两个驱动轮2的后侧还安装有一个万向轮7；座椅6，其通过球形铰链结构8安装于主体1的上端，座椅6下方设有若干支撑装置9，且每个支撑装置9的伸缩部分均与座椅6底部万向连接；支撑装置9的驱动部分均通过控制器与水平传感器电连接；靠背5，其安装于座椅6的后侧，且通过倾斜电动机控制倾斜角度； 两个扶手3，其固接于主体1的上端，且位于座椅6的两侧；其中一个扶手3上安装有控制盘4，控制盘4与驱动电机和倾斜电动机电连接；扶手3上还安装有穿戴式检测装置10，穿戴式检测装置10通过控制器与驱动电机电连接。

所述驱动电机为无刷伺服电机，且每个驱动电机均传动连接有一个带有电磁刹车制动器的减速机。

所述支撑装置9为电动缸，其缸体部分固接于所述主体1内部，支撑装置9的活塞杆伸出主体1的上端，且通过万向接头901与所述座椅6的下端连接。

所述支撑装置9共有四个，其分别置于所述球形铰链结构8的前侧、后侧、左侧和右侧。

所述穿戴式检测装置10至少包括血压检测装置和心跳检测装置。

所述主体1的侧壁上设有与置于其内部的蓄电池电连接的USB接口，所述穿戴式检测装置10通过USB接口供电。

所述控制盘4包括主开关按键404、鸣笛按键402、加速按键403、减速按键405、摇杆401和显示屏。

主体1采用高强度钣金车体框架结构，使得本发明整体更加结实耐用，最大载重量约200公斤。此外，主体1还喷涂有防腐蚀涂料，不仅使本发明手感舒适防止锈蚀，还使整体更加新颖美观。

通过控制盘4或安装于座椅6一侧的调节按钮，能够驱动垂直电动机，从而实现调节座椅6的高度。通过控制盘4或安装于靠背5一侧的调节按钮，能够驱动倾斜电动机电，从而实现调节靠背5的倾斜角度。座椅6上还配有两点式安全带，增加本发明的安全性。

两个驱动轮2采用无刷伺服电机进行驱动，不仅能够提供足够的驱动力，还能有效的降低运行噪声，达到静音的效果。带有电磁刹车制动器的减速机能够在驱动电机停止转动后立即将驱动轮2的轮轴抱紧，防止由于路面倾斜而造成本发明不可控的移动，进一步提升本发明的安全性。

控制盘4中的主开关按键404为本发明的整体供电控制；鸣笛按键402用于手动控制本发明中的音响装置；加速按键403和减速按键405用于控制两个驱动轮2的转速，即本发明的行驶速度；摇杆401用于控制本发明的行驶方向，前推即为前进，左推即为左转，右推即为右转，后拉即为后退。

本发明中的各传感器与控制器的电连接方式、电驱动设备与控制器的电连接方式均属于现有连接方式，为本领域技术人员应知的现有技术。

当使用者乘坐在本发明上后，应自己或在他人的协助下将穿戴式检测装置10正确穿戴好。在行驶过程中，若主体1发生倾斜，主体1内的水平传感器会向控制器传递电信号，控制器依照水平传感器发来的电信号，选择性的启动四个支撑装置9中相对侧的两个（前侧与后侧或者左侧与右侧）或全部。支撑装置9的活塞杆依照控制器的指令上升或下降指定行程，以保证座椅6始终与水平面平行，避免乘坐者由于察觉本发明倾斜而感到紧张、慌乱。

此外，穿戴式检测装置10能够实时监控乘坐者的血压、心跳等身体状况参数，控制器对检测到的参数与设定范围进行比对。当检测到的数值超出设定范围时，说明此时已经由于车速过快或其他原因导致乘坐者紧张、慌乱，控制器立即关闭驱动电机，在电磁刹车制动器的作用下，本发明停止运动。当穿戴式检测装置10所检测到的数值回复正常时，说明乘坐者的体征已经回复平稳，驱动电机重新进入待机状态，本发明可正常移动。若乘坐者经过设定时间后体征仍然没有回复到正常水平，本发明的音响设备则会自动发出警报，用于向周围的路人求救。

本发明所述的智能型自平衡电动轮椅，坚固耐用、外形美观、使用便捷。主体1采用高强度钣金车体框架结构，不仅使本发明结实耐用，且外形更加美观。通过电动调节的座椅6、靠背5和按摩腰垫9能够增加本发明的舒适性，减轻乘坐者的疲劳感。采用带有电磁刹车制动器的无刷伺服电机进行驱动，在保证本发明具有足够驱动力的前提下，降低了运行噪音，提高了安全性。通过与水平传感器配合动作的四个支撑装置，能够在一定范围内保证座椅6始终与水平面平行，避免乘坐者由于察觉到主体1倾斜从而产生紧张、慌乱，进而造成身体不适。通过穿戴式检测装置10能够对乘坐者的身体状况进行实时监控，当测得的数值超出设定范围时，通过控制器立即停止驱动电机的运行，使本发明停止移动；当乘坐者体征平稳后，再恢复本发明的移动能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能型自平衡电动轮椅，其特征在于，包括：

主体（1），其下端安装有两驱动轮（2），两个驱动轮（2）分别与置于主体（1）内部的两个驱动电机传动连接；两个驱动轮（2）的后侧还安装有一个万向轮（7）；

座椅（6），其通过球形铰链结构（8）安装于主体（1）的上端，座椅（6）下方设有若干支撑装置（9），且每个支撑装置（9）的伸缩部分均与座椅（6）底部万向连接；支撑装置（9）的驱动部分均通过控制器与水平传感器电连接；

靠背（5），其安装于座椅（6）的后侧，且通过倾斜电动机控制倾斜角度；

两个扶手（3），其固接于主体（1）的上端，且位于座椅（6）的两侧；其中一个扶手（3）上安装有控制盘（4），控制盘（4）与驱动电机和倾斜电动机电连接；扶手（3）上还安装有穿戴式检测装置（10），穿戴式检测装置（10）通过控制器与驱动电机电连接。

2.根据权利要求1所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述驱动电机为无刷伺服电机，且每个驱动电机均传动连接有一个带有电磁刹车制动器的减速机。

3.根据权利要求1所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述支撑装置（9）为电动缸，其缸体部分固接于所述主体（1）内部，支撑装置（9）的活塞杆伸出主体（1）的上端，且通过万向接头（901）与所述座椅（6）的下端连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述支撑装置（9）共有四个，其分别置于所述球形铰链结构（8）的前侧、后侧、左侧和右侧。

5.根据权利要求4所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述穿戴式检测装置（10）至少包括血压检测装置和心跳检测装置。

6.根据权利要求5所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述主体（1）的侧壁上设有与置于其内部的蓄电池电连接的USB接口，所述穿戴式检测装置（10）通过USB接口供电。

7.根据权利要求5所述的智能型自平衡电动轮椅，其特征在于：所述控制盘（4）包括主开关按键（404）、鸣笛按键（402）、加速按键（403）、减速按键（405）、摇杆（401）和显示屏。