CN107714330A - 智能轮椅及其转向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能轮椅，包括底盘、安装于底盘前端部的前轮架、分别可转动地安装于所述前轮架两侧的两导向轮、安装于底盘上的座椅、控制系统；所述座椅上安装有用以操控智能轮椅转向的操控器；所述前轮架上安装有转向机构和角度传感器；所述转向机构包括转向驱动电机、安装于转向驱动电机上的主动齿轮、与主动齿轮配合传动的从动齿轮，所述转向机构通过所述从动齿轮驱动两导向轮转向，所述角度传感器用以检测所述主动齿轮或从动齿轮的转动角度并反馈至控制系统；所述操控器、转向驱动电机、角度传感器分别与所述控制系统信号连接。本发明还公开了一种应用于上述智能轮椅的转向控制方法。本发明具有可提高转向控制精确性的优点。

Description

智能轮椅及其转向控制方法

技术领域

本发明涉及智能轮椅，尤其涉及一种智能轮椅的转向结构及其转向控制方法。

背景技术

轮椅由轮椅架、车轮、座垫及扶手等部件组成。主要作为病患者身体康复的器具，以及作为肢体伤残者的代步工具。普通轮椅的转向主要通过使用者转动一侧的车轮，另一侧的车轮保持位置不变或反方向转动，此转向方式利用了左右两轮差速转向的原理实现轮椅转向。电动轮椅在车架两侧各安装一个驱动轮，每一驱动轮配合一个驱动电机，控制系统接收转向指令经处理后形成转向信号分别传给两驱动电机，使两驱动电机产生转速差，从而实现电动轮椅的转向。普通轮椅和电动轮椅均安装有万向轮以配合驱动轮共同支撑轮椅架。两驱动轮通过转速差方式转向时容易受到万向轮的角度影响，尤其在万向轮与驱动轮发生角度自锁时，驱动轮在原地容易发生间隙性打滑的现象，不利于轮椅转向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可提高转向控制精确性的智能轮椅。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能轮椅，包括底盘、安装于底盘前端部的前轮架、分别可转动地安装于所述前轮架两侧的两导向轮、安装于底盘上的座椅、控制系统；所述座椅上安装有用以操控智能轮椅转向的操控器；所述前轮架上安装有转向机构和角度传感器；所述转向机构包括转向驱动电机、安装于转向驱动电机上的主动齿轮、与主动齿轮配合传动的从动齿轮，所述转向机构通过所述从动齿轮驱动两导向轮转向，所述角度传感器用以检测所述主动齿轮或从动齿轮的转动角度并反馈至控制系统；所述操控器、转向驱动电机、角度传感器分别与所述控制系统信号连接。

相较于现有技术本发明具有如下有益效果：本发明的智能轮椅包括用以检测从动齿轮或主动齿轮转动信息的角度传感器，所以控制系统通过角度传感器可以得到转向机构实际执行转动的信息，当实际执行的转动与预设的转动不一致时，控制系统能够补偿转动误差，从而提高了转向的精确性。

优选的，所述操控器包括用以控制智能轮椅转向的实施件，所述实施件为方向摇杆、液晶触摸屏、旋钮、滚球或方向拨片。

优选的，所述前轮架安装有用以固定角度传感器的固定架，所述角度传感器设置于从动齿轮的外侧并检测所述从动齿轮的转动角度。

进一步的，所述从动齿轮通过传动轴可转动地安装于所述前轮架，所述传动轴上固定连接有转向连板；所述前轮架的两端分别安装有用以安装导向轮的转向节；所述转向机构还包括两转向拉杆，每一所述转向拉杆的一端铰接于从动齿轮或转向连板，另一端铰接于转向节。

优选的，所述转向连板上设置有转向限位块；所述前轮架上设置有与转向限位块配合的转向限位槽。

优选的，所述前轮架的两端部均固定连接有转向节叉，所述转向节通过转向轴铰接于所述转向节叉。

优选的，所述转向轴的上端靠近于传动轴，转向轴的下端远离于传动轴。

本发明还提供了一种智能轮椅的转向控制方法，应用于上述的智能轮椅，通过操作操控器发送转向指令到控制系统；控制系统根据转向指令启动转向驱动电机，转向驱动电机带动转向机构转动；同时，角度传感器实时检测转向机构的转动信息并反馈至控制系统；控制系统比较转动信息与转向指令，当转动信息与转向指令一致时，关闭转向驱动电机，完成转向；当转动信息与转向指令不一致时，控制转向驱动电机继续转向直至所述两信息一致。

优选的，所述转向指令包括转向驱动电机正转或反转的指令及导向轮转向的坐标设定值；所述转动信息为转向机构的从动齿轮或主动齿轮的转动信息。

附图说明

图1为本发明智能轮椅的前视立体示意图；

图2为本发明中底盘的立体示意图；

图3为本发明中底盘与前轮架的拆解示意图；

图4为本发明中前轮架与转向机构的连接示意图；

图5为沿图4中A－A线的立体剖视图；

图6为本发明中转向连板的立体示意图；

图7为本发明中后轮架的立体示意图；

图8为本发明智能轮椅的后视立体示意图；

图9为沿图8中B－B线的剖视图；

图10为图9中C部的局部放大图；

图11为本发明智能轮椅包含有罩壳的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，而非对本发明的保护范围限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“横向”、“纵向”、“竖向”等指示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。

参阅图1，本实施例中的智能轮椅，包括底盘1、分别安装于底盘1前端部和后端部的前轮架2和后轮架3、安装于底盘1上的座椅4、控制系统8、电池9。前轮架2的两侧分别安装有导向轮20，后轮架3的两侧分别安装有驱动轮30。座椅4上安装有用以供使用者操控智能轮椅运行的操控器40。操控器40可以实现智能轮椅前后移动、左右转向、加减速等操作。

参阅图2，底盘1包括左右间隔设置的第一纵梁11和第二纵梁12、分别前后依次间隔设置的并固定连接第一纵梁11和第二纵梁12的第一横梁13、第二横梁14和第三横梁15。第一横梁13位于底盘1的前部并趋近设置于第一纵梁11和第二纵梁12的前端；第二横梁14间隔设置于第一横梁13和第三横梁15之间；第三横梁15设置于第一纵梁11和第二纵梁12的后端，第三横梁15的两端分别突出于第一纵梁11和第二纵梁12并向外侧延伸。座椅4通过支撑杆16安装于底盘1的上方，前轮架2连接于第一横梁13，后轮架3连接于第三横梁15。

第二横梁14和第三横梁15之间设置有用以固定连接支撑杆16的支撑板17。支撑板17的后端部设置有用于安装电池9的电池固定盒171。支撑杆16的前侧通过连接板161固定安装控制系统8。本实施例中的座椅4、电池9和控制系统8尽量偏向于底盘1的后部，以保持整体重心偏向后部，减少智能轮椅运行时向前侧倾，有利于提高使用智能轮椅的安全性。当然在其他实施方式中，电源和控制系统8可安装于底盘1的间隔槽内，以减少电源和控制系统8的占用体积，使得整体结构紧凑。

参阅图3，前轮架2为一横向设置于底盘1下方的杆体。前轮架2的两端分别突出于底盘1的第一纵梁11和第二纵梁12并向外侧延伸。前轮架2的两端均固定连接有安装转向节21的转向节叉22，两导向轮20分别通过两转向节21可转动地安装于前轮架2的两侧。前轮架2的中间位置设置有摆动转轴23，底盘1的第一横梁13的中间位置设置有与摆动转轴23配合并可转动地连接的摆动轴套131。摆动转轴23沿智能轮椅前后方向延伸设置于前轮架2上，摆动转轴23呈纵向设置。根据转轴与轴套可相对转动的原理，前轮架2可绕摆动转轴23左右摆动，底盘1可绕摆动轴套131左右摆动，即前轮架2可相对于底盘1左右摆动，或者底盘1可相对于前轮架2左右摆动。另外，根据杠杆原理，当智能轮椅的两导向轮20行驶于凹凸不平的路面时，两导向轮20跟随前轮架2围绕摆动转轴23左右摆动，因摆动转轴23设置于前轮架2的中间位置，使得前轮架2两侧的力臂相等，以保持前轮架2左侧和右侧的相对平衡，提高两导向轮20移动时相对于地面的稳定性。当智能轮椅的后部位于凹凸不平的路面时，例如：两驱动轮30位于横向的凹凸不平的路面，两驱动轮30跟随底盘1围绕摆动轴套131左右摆动，因摆动轴套131设置于底盘1的第一横梁13的中间位置，使得底盘1的左侧和右侧的力臂相等，以保持底盘1左侧和右侧的相对平衡，提高两驱动轮30移动时相对于地面的稳定性。通过相互配合的摆动转轴23与摆动轴套131，使得底盘1和后轮架3结合为相对摆动结构的一部分，前轮架2为相对摆动结构的另一部分，智能轮椅可以行驶于凹凸不平的路面，并提高车辆左右方向的稳定性。

在其他实施方式中，摆动轴套131亦可以设置于前轮架2上，摆动转轴23相应的设置于底盘1上。

参阅图3，本实施例中，底盘1的第一纵梁11和第二纵梁12的前端分别与前轮架2的两端部的接触处均设置有弹性件24。两端部中的其中一个端部对应于第一纵梁11，另一个端部对应于第二纵梁12。接触处具体为: 智能轮椅在运行过程中，两导向轮20因凹凸不平的路面形成左右高度差。两导向轮20跟随前轮架2以摆动转轴23为支点相对于底盘1左右摆动，此时前轮架2相对于底盘1形成一定的倾斜角度。若倾斜角度过大促使前轮架2的两端部之一触碰底盘1的第一纵梁11或第二纵梁12时，即构成上述的“接触处”。弹性件24可以防止前轮架2与第一纵梁11、第二纵梁12发生直接接触，避免前轮架2碰撞底盘1；弹性件24亦可以缓冲前轮架2相对于底盘1的冲击力，减少相互之间因冲击力导致的结构损伤。弹性件24还可以限制前轮架2相对于底盘1的摆动角度，并且可以通过增加弹性件24的高度能进一步减小前轮架2相对于底盘1的摆动角度，提高智能轮椅整体的稳定性。弹性件24可以为弹簧、减震器、弹性橡胶圈中的任意一种。

本实施例中，弹性件24采用为弹簧，结构简单、价格低廉。底盘1的第一纵梁11和第二纵梁12的上均设置有贯穿弹簧的穿插杆112。前轮架2上设置有容纳所述穿插杆112上下位移的贯穿孔26。前轮架2与底盘1相对摆动时，穿插杆112以摆动转轴23为摆动支点，形成径向间的弧形摆动角度。贯穿孔26可以提供足够的横向的容纳空间，以容纳穿插杆112上下位移时的占据空间。贯穿孔26优选为横向设置的腰形通孔。

当然在其他实施方式中，前轮架2与底盘1之间亦可以不设置弹性件24，而是通过在摆动轴套131上设置摆动限位块，摆动转轴23上设置有与摆动限位块配合的摆动限位槽。摆动限位块与摆动限位槽之间亦可以安装减震件，不仅可以限制前轮架2与底盘1之间的相对摆动角度，还可以实现相对缓冲，防止前轮架2与底盘1发生碰撞。

本实施例中，前轮架2设置于底盘1的下方时，弹性件24相应的设置于底盘1的底部。弹性件24的一端连接于前轮架2，另一端连接于底盘1。两弹性件24分别位于摆动转轴23的两侧，前轮架2通过摆动转轴23和两弹性件24连接于底盘1。两导向轮20行驶于路面时，通过两弹性件24以及相对设置于中间位置的摆动转轴23和摆动轴套131，可以进一步的促使两导向轮20平稳的移动于凹凸不平的路面。当然在其他实施方式中，摆动转轴23亦可以设置在前轮架2上偏向于中间位置的一侧，两弹性件24分别位于摆动转轴23的两侧；摆动轴套131亦可以设置在第一横梁13上偏向于中间位置的一侧。虽然摆动转轴23和摆动轴套131并未设置于中间位置，但是两导向轮20仍可以跟随前轮架2通过两侧的弹性件24，以及相互配合的摆动转轴23和摆动轴套131，相对于底盘1实现平稳的左右摆动，并平稳的移动于凹凸不平的路面。同理，两驱动轮30亦可以跟随底盘1相对于前轮架2实现平稳的左右摆动，提高使用者驾乘的舒适性。本实施方式中，优选为：摆动转轴23设置于前轮架2的中间位置，摆动轴套131设置于底盘1的第一横梁13的中间位置。有利于使用者保持车辆左侧和右侧的相对平衡，提高智能轮椅行驶于凹凸不平路面时的整体稳定性。

当然在其他实施方式中，前轮架2亦可摆动地安装于底盘1的上方，弹性件24相应的设置于底盘1的顶部；或者，前轮架2安装于底盘1的前方，前轮架2相对于底盘1的一侧凸出设置有固定弹性件24的凸块，弹性件24设置于底盘1与凸块之间。

本实施例中，底盘1的第一横梁13凸出设置有摆动连接块18。摆动连接块18的凸出方向对应于弹性件24的安装位置，即设置于底盘1的底部。摆动轴套131固定连接于摆动连接块18。摆动连接块18结合摆动轴套131的整体高度对应于两弹性件24的安装高度，以保持前轮架2相对于底盘1在静态时的相对平行。在其他实施方式中，摆动连接块18的凸出方向可对应于前轮架2、弹性件24的安装方位。

参见图4，前轮架2上安装有转向机构5和角度传感器6。转向机构5用以驱动两导向轮20转向，角度传感器6用以检测转向机构5中的从动齿轮53的转动角度，并将检测的转动信息实时反馈至控制系统。安装于座椅4上的操控器40、转向机构5中的转向驱动电机51、角度传感器6分别与控制系统8信号连接。转向机构5包括转向驱动电机51、安装于转向驱动电机51上的主动齿轮52、与主动齿轮52配合传动的从动齿轮53、与从动齿轮53同轴转动的转向连板54、安装从动齿轮53和转向连板54的传动轴56、连接于两导向轮20与转向连板54之间的两转向拉杆55。主动齿轮52安装于转向驱动电机的输出轴上。两转向拉杆55分别铰接前轮架2两端的安装导向轮20的两转向节21。转向驱动电机51输出的作用力依次传递至主动齿轮52、从动齿轮53、转向连板54、两转向拉杆55和两转向节21，驱动两导向轮20转向；智能轮椅通过转向机构中的多个可转动部件的正转与反转，以及可移动部件的左右位移，推动转向节21可以实现两导向轮20的左转向与右转向。结构简单、转向控制精确。可转动部件为转向驱动电机输出轴、主动齿轮52、从动齿轮53、转向连板54以及传动轴56；可移动部件为转向拉杆55。

参见图3至图5，前轮架2的底部设置有安装转向驱动电机51的固定板27，转向驱动电机51位于前轮架2与底盘1的第一横梁13之间。转向驱动电机51采用为减速电机，其输出轴竖向设置。转向驱动电机51的输出轴上安装有主动齿轮52。前轮架2的中间区域设置有安装传动轴56的固定套28，传动轴56与固定套28通过轴承连接，传动轴56与转向驱动电机51的输出轴平行设置。传动轴56的上端固定连接有与主动齿轮52配合传动的从动齿轮53，从动齿轮53通过传动轴56可转动地安装于前轮架2。主动齿轮52与从动齿轮53为直齿轮传动。当然在其他实施方式中，转向驱动电机51的输出轴亦可以纵向设置或横向设置，从动齿轮53亦可以安装于前轮架2的下方、前方或后方。其中，转向驱动电机51的输出轴与传动轴56平行时，可采用为直齿轮传动；转向驱动电机51的输出轴与传动轴56垂直时，可采用为锥齿轮传动。通过直齿轮传动或锥齿轮传动均能实现主动齿轮52配合传动于从动齿轮53。

参见图6，传动轴56的下端固定连接有与从动齿轮53同轴转动的转向连板54，转向连板54与从动齿轮53的旋转方向一致。转向连板54的一端设置有与传动轴56配合的腰形固定孔541，另一端设置有分别与两转向拉杆55铰接的两铰接孔542。转向连板54以传动轴56的轴心为旋转支点，两第一铰接孔542对称设置于转向连板54的中心线的两侧。每一转向拉杆55的一端铰接于转向连板54，另一端铰接于转向节21。转向节21通过转向轴25铰接于安装在前轮架2端部的转向节叉22，转向节21以转向轴25的轴心为旋转支点。本实施例中，因两铰接孔542间隔设置，转向连板54围绕传动轴56的轴心旋转时，若转向轴25竖直设置，则两导向轮20在转向时会产生转向角度偏差，导致车辆转向角度不精确。通过将转向轴25由上至下向外侧倾斜，具体为转向轴25的上端靠近于传动轴56，转向轴25的下端远离于传动轴56。转向轴25如此设置可以抵消两导向轮20转向时产生的转向角度偏差，易于精确控制两导向轮20的转向。当然在其他实施方式中，转向连板54上亦可以仅设置一个铰接孔542，两转向拉杆55均铰接于同一铰接孔。另外，从动齿轮53上亦可以设置有分别与两转向拉杆55铰接的两铰接孔，每一转向拉杆55的一端铰接于从动齿轮，另一端铰接于转向节21。或者，从动齿轮53上仅设置一个铰接孔，两转向拉杆55均铰接于同一铰接孔。转向机构5依然可以驱动两导向轮20转向。

本实施例中，转向连板54上设置有转向限位块543，所述前轮架2上设置有与转向限位块543配合的转向限位槽（图中未示出）。通过转向限位块543与转向限位槽的配合，可以限制导向轮20的角度转向范围。

参阅图5，前轮架2上安装有用以固定角度传感器6的固定架29。固定架29固定连接于前轮架2的上端面。固定架29还设置有用以辅助固定主动齿轮52的固定座291。角度传感器6设置于从动齿轮53的外侧并检测从动齿轮53的转动角度。角度传感器6将检测的转动信息实时反馈至控制系统8，控制系统8将角度传感器6检测的转动信息与操控器发送的转向指令进行比较，当转动信息与转向指令一致时，控制系统关闭转向驱动电机，完成转向，两导向轮保持当前转向角度。使用者通过操控器的转动角度能够精确的掌握两导向轮的转向角度。并且在转动信息与转向指令不一致时，角度传感器继续将检测的转动信息反馈至控制系统，以进行转向角度的控制补偿，直到转动信息与转向指令一致。本发明具有可提高转向控制精确性的优点。结构简单、操控方便。

当然在其他实施方式中，角度传感器6亦可以设置于转向驱动电机输出轴、主动齿轮52、传动轴56、转向连板54或转向节21的外侧，角度传感器6相应的将检测的转向驱动电机输出轴、主动齿轮52、传动轴56、转向连板54或转向节21的转动信息实时反馈至控制系统8。

当然在其他实施方式中，亦可以在转向拉杆55的侧边安装位移传感器，以替代角度传感器6。位移传感器用以检测转向拉杆55的左右移动位置，位移传感器将检测的转向拉杆55的左右位移信息实时反馈至控制系统8，控制系统8将位移传感器检测的左右位移信息与操控器发送的转向指令进行比较，以作出判断是否需要关闭转向驱动电机51。

本实施例中，角度传感器6采用为霍尔传感器。霍尔传感器通过支架固定安装于从动齿轮53的端面，霍尔传感器跟随从动齿轮53一起转动。磁铁固定安装于固定架29上并对应于霍尔传感器。结构简单、检测精确。

本发明还提供了一种智能轮椅的转向控制方法，通过操作操控器40发送转向指令到控制系统8；控制系统8根据转向指令启动转向驱动电机51，转向驱动电机51带动转向机构5转动；同时，角度传感器6实时检测转向机构5的转动信息并反馈至控制系统8；控制系统8比较转动信息与转向指令，当转动信息与转向指令一致时，关闭转向驱动电机51，完成转向；当转动信息与转向指令不一致时，控制转向驱动电机51继续转向直至所述两信息一致。

优选的，转向指令包括转向驱动电机51正转或反转的指令及导向轮20转向的坐标设定值；转动信息为转向机构5的从动齿轮53或主动齿轮52的转动信息。

当然，转向机构5的转动信息亦可以为转向驱动电机输出轴、转向连板54或传动轴56的转动信息。

当然在其他实施方式中，智能轮椅的转向控制方法亦可将位移传感器检测的转向机构中可移动部件的左右位移信息替代角度传感器检测的转向机构中可转动部件的转动信息。可移动部件为转向拉杆。

本实施例中智能轮椅的转向控制方法，具体包括以下步骤：

S1.使用者通过操控器40执行转向操作，操控器40发送转向指令到控制系统8；

S2. 控制系统8根据转向指令分析处理后，生成为控制转向驱动电机51正转或反转的指令，以及导向轮转向的坐标设定值；

S3. 转向驱动电机51根据控制系统8的指令实施正转或反转；同时，角度传感器6检测从动齿轮53或主动齿轮52的转动角度并将检测的转动信息实时反馈至控制系统8；

S4. 控制系统8根据角度传感器6检测的转动信息生成为导向轮20转向的坐标反馈值，坐标反馈值和坐标设定值采用同一标准生成；

S5. 控制系统8不间断的将转动信息生成为坐标反馈值，并不间断的将坐标反馈值与坐标设定值进行比较；

S6. 当坐标反馈值与坐标设定值比对一致时，控制系统8关闭转向驱动电机51，此时两导向轮20保持当前的转向角度，完成转向；

S7. 当坐标反馈值与坐标设定值比对不一致时，控制系统8仍启动转向驱动电机51，两导向轮20相应的继续转向；直至坐标反馈值与坐标设定值比对一致。

当然在其他实施方式中，转向指令亦可以由操控器40分析处理后，生成为控制转向驱动电机51正转或反转的指令，以及导向轮转向的坐标设定值。操控器40将控制转向驱动电机51正转或反转的指令，以及导向轮转向的坐标设定值传送至控制系统8。

优选的，操控器40包括用以控制智能轮椅转向的方向摇杆401，方向摇杆401通过自动复位装置连接于操控器40内部。方向摇杆401在初始位置时，两导向轮20相应的位于向前方直行的车轮回正位置。使用者摇动方向摇杆401通过控制系统8执行完一次转向操作后，即完成S6步骤后，若使用者松开方向摇杆401，即解除施加于方向摇杆401的作用力，方向摇杆401会通过自动复位装置自动回复到初始位置，此时相当于S1步骤中使用者通过操控器40再次执行转向操作，形成新的转向指令。控制系统8接受新的转向指令后通过转向驱动电机51，以及角度传感器6的配合控制两导向轮20自动回正至向前方直行的车轮回正位置。有利于使用操控智能轮椅的转向。

新的转向指令可以解释为使用者再次操作操控器40执行的除S6步骤中转向角度以外的其他任意方向的转向操作。

当然在其他实施方式中，操控器40中用以控制智能轮椅转向的实施件亦可以为液晶触摸屏、旋钮、滚球或方向拨片。当然通过相应的辅助设备亦可以使得液晶触摸屏、旋纽、滚球或方向拨片的转向操作具有自动复位功能。

参阅图7及图8，后轮架3包括左右间隔设置的第三纵梁31和第四纵梁32、分别前后依次间隔设置的并固定连接第三纵梁31和第四纵梁32的第四横梁33和第五横梁34。第四横梁33位于后轮架3的前部并趋近设置于第三纵梁31和第四纵梁32的前端；第五横梁34位于后轮架3的后部并趋近设置于第三纵梁31和第四纵梁32的后端。第三纵梁31和第四纵梁32的后端均固定连接有防倾轮35。智能轮椅运行于坡面上时，防倾轮35可防止智能轮椅向车体后方发生侧倾。第三纵梁31和第四纵梁32共同安装用以驱动两驱动轮30转动的驱动装置36，驱动装置36位于第四横梁33和第五横梁34之间。驱动装置36包括驱动电机、减速器、差速器、车轮传动轴。当然在其他实施方式中，两驱动轮可分别安装一个驱动装置。或者后轮架上仅安装一个驱动轮。

参阅图2、图7及图8，后轮架3通过沿智能轮椅左右方向延伸的铰接轴37可转动地连接于底盘1后端部，后轮架3与底盘1之间安装有缓冲件38。铰接轴37呈横向设置。底盘1的第三横梁15的两端均设置有第一铰接部151，两第一铰接部151位于第三横梁15的底部。底盘1后端部的上端面设有向上凸起的两悬臂19，两悬臂19间隔设置，电池固定盒171位于两悬臂19之间。每一悬臂19固定连接有加强板并固定安装于底盘1上。两悬臂19呈弯折状并向后上方延伸，两悬臂19的延伸部分均设置有第二铰接部191。后轮架3的第三纵梁31和第四纵梁32的前端呈弯折状并设置有第三铰接部322。两第三铰接部322分别通过横向设置的铰接轴37铰接于两第一铰接部151。后轮架3的第四横梁33上设置有两第四铰接部331，两第四铰接部331分别对应于两第二铰接部191。两第四铰接部331与两第二铰接部191分别对应安装有两缓冲件38，每一缓冲件38的一端铰接于第二铰接部191，另一端铰接于第四铰接部331。通过相互铰接的两第三铰接部322和两第一铰接部151，后轮架3可摆动地连接于底盘1后端部。智能轮椅行驶于凹凸不平的路面时，后轮架3可相对于底盘1前后摆动。通过安装于两悬臂19与后轮架3之间的两缓冲件38，可以实现后轮架3相对于底盘1的缓冲，有利于后轮架3相对于底盘1前后摆动，提高底盘相对于地面的减震性能，并提高智能轮椅行驶时的舒适性。

本实施例中，智能轮椅行驶于凹凸不平的路面时，例如：相对于智能轮椅的纵向凹凸不平路面，安装于底盘1前端部的前轮架2会跟随底盘1相对于后轮架3发生转动，可以及时的调整两导向轮20相对于路面的高度，提高智能轮椅运行时前后方向的的稳定性。

智能轮椅通过安装于底盘1前端部的相互配合的摆动转轴23与摆动轴套131，摆动转轴23与摆动轴套131纵向设置，底盘1和后轮架3结合为相对左右摆动结构的一部分，前轮架2为相对左右摆动结构的另一部分；两第三铰接部322和两第一铰接部151通过横向设置的铰接轴37相互铰接，底盘1和前轮架2结合为相对前后摆动结构的一部分，后轮架3为相对前后摆动结构的另一部分。智能轮椅可实现前部横向的相对左右摆动以及后部纵向的相对前后摆动，配合安装于底盘1与前轮架2之间的两弹性件24、安装于底盘1与后轮架3之间的两缓冲件38，可进一步的提高智能轮椅运行时的稳定性和舒适性。当然在其他实施方式中，智能轮椅的前轮架亦可相对于底盘前后摆动，后轮架可相对于底盘左右摆动。或者，智能轮椅的前轮架和后轮架均相对于底盘左右摆动。

参见图9及图10，固定连接于底盘1的支撑杆16套接有滑动杆62，座椅4通过衔接块63安装于滑动杆62的上端。滑动杆62上设置有螺纹孔64，衔接块63上设置有对应于螺纹孔64的定位孔65，滑动杆62和衔接块63通过分度销66连接。分度销66通过螺纹连接固定于滑动杆62上，分度销66的定位柱67可伸入于衔接块63的定位孔65内。通过转动分度销66的旋转手柄68可将定位柱67伸入或分离于定位孔65，快速的将座椅4组装或拆卸于滑动杆62。滑动杆62的内部安装有气动弹簧61，气动弹簧61的气压控制端69安装于衔接块63内部。衔接块63上安装有用于控制所述气压控制端69的升降手柄631。座椅4通过气动弹簧61可升降的安装于底盘1上方。使用者通过扳动升降手柄631可实现座椅4相对于支撑杆16的上升或下降。

参见图8及图9，座椅4包括座垫41、靠背42、头枕43和两扶手杆44。座垫41的后部设置有安装靠背42的角度调节装置45和安装两扶手杆44的连接架46。角度调节装置45一端连接于座垫41，另一端连接于靠背42。通过角度调节装置45可以调节靠背42的后仰角度。头枕43通过两连接杆可升降的插接于靠背42上部。连接架46包括横向设置于座垫后侧的滑动套杆47、分别安装于滑动套杆47两端部的两滑动导杆48。滑动套杆47上设置有导轨，滑动导杆48上设置有与导轨相配合的滑动块。每一滑动导杆48均固定连接有扶手杆44。两扶手杆44自座垫41后侧向座垫41前上方延伸。两扶手杆44设置于座垫41的左右两侧，用以供使用者操控智能轮椅运行的操控器40安装于右侧的扶手杆44上。操控器40包括用以控制智能轮椅转向的方向摇杆401。当然亦可以根据使用者的操控习惯将操控器40安装于左侧的扶手杆44上。每一扶手杆44上安装有扶手垫49，扶手垫49呈三角形。扶手垫49的倾斜底面贴合于扶手杆44的上侧面，扶手垫49的支撑顶面对应于手臂的摆放角度。优选的，扶手垫49的材料采用为弹性橡胶，且扶手垫49呈镂空形状，以提高扶手垫49的支撑舒适性。本实施例中通过调节滑动导杆48相对于滑动套杆47的移动位置，增加或减小两扶手杆44之间的距离，以适应不同体型的人坐立于座垫41上方。

参见图11，本实施例中，底盘1的上方包覆有罩壳7。罩壳7的前部设置有脚踏板71；罩壳7的后部向上凸起，并形成有包容电池9、控制系统8和两悬臂19的容纳空间。罩壳7的凸起部设有供支撑杆16贯穿的通孔。罩壳7的底部对应于前轮架2及两后轮轴的位置处均设置有缺口（图中未示出），缺口可以方便于安装前轮架2及两后轮轴。罩壳7前部的缺口还可以在前轮架2相对于底盘1左右摆动时，防止前轮架2碰撞罩壳7；罩壳7后部的缺口还可以在后轮架3相对于底盘1前后摆动时，防止两后轮轴碰撞罩壳7。

本实施例中，每一转向节21固定连接有前轮罩72，前轮罩72跟随转向节21和导向轮20一起转向。后轮架3的左右两端分别固定连接有两后轮罩73，两后轮罩73跟随后轮架3相对于底盘1前后摆动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种智能轮椅，其特征在于：包括底盘、安装于底盘前端部的前轮架、分别可转动地安装于所述前轮架两侧的两导向轮、安装于底盘上的座椅、控制系统；所述座椅上安装有用以操控智能轮椅转向的操控器；

所述前轮架上安装有转向机构和角度传感器；所述转向机构包括转向驱动电机、安装于转向驱动电机上的主动齿轮、与主动齿轮配合传动的从动齿轮，所述转向机构通过所述从动齿轮驱动两导向轮转向，所述角度传感器用以检测所述主动齿轮或从动齿轮的转动角度并反馈至控制系统；

所述操控器、转向驱动电机、角度传感器分别与所述控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述操控器包括用以控制智能轮椅转向的实施件，所述实施件为方向摇杆、液晶触摸屏、旋钮、滚球或方向拨片。

3.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述前轮架安装有用以固定角度传感器的固定架，所述角度传感器设置于从动齿轮的外侧并检测所述从动齿轮的转动角度。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：所述从动齿轮通过传动轴可转动地安装于所述前轮架，所述传动轴上固定连接有转向连板；所述前轮架的两端分别安装有用以安装导向轮的转向节；所述转向机构还包括两转向拉杆，每一所述转向拉杆的一端铰接于从动齿轮或转向连板，另一端铰接于转向节。

5.根据权利要求4所述的智能轮椅，其特征在于：所述转向连板上设置有转向限位块；所述前轮架上设置有与转向限位块配合的转向限位槽。

6.根据权利要求4所述的智能轮椅，其特征在于：所述前轮架的两端部均固定连接有转向节叉，所述转向节通过转向轴铰接于所述转向节叉。

7.根据权利要求6所述的智能轮椅，其特征在于：所述转向轴的上端靠近于传动轴，转向轴的下端远离于传动轴。

8.一种智能轮椅的转向控制方法，应用于权利要求1至7中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：

通过操作操控器发送转向指令到控制系统；

控制系统根据转向指令启动转向驱动电机，转向驱动电机带动转向机构转动；

同时，角度传感器实时检测转向机构的转动信息并反馈至控制系统；

控制系统比较转动信息与转向指令，当转动信息与转向指令一致时，关闭转向驱动电机，完成转向；当转动信息与转向指令不一致时，控制转向驱动电机继续转向直至所述两信息一致。

9.根据权利要求8所述的智能轮椅的转向控制方法，其特征在于：

所述转向指令包括转向驱动电机正转或反转的指令及导向轮转向的坐标设定值；

所述转动信息为转向机构的从动齿轮或主动齿轮的转动信息。