CN107811776B - 一种智能轮椅 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮椅领域，涉及一种智能轮椅，解决老年人或残障人士不能独立如厕，自理能力差，自我认可度低及护理人员的劳动强度大的难题，能够有效增强老年人以及残障人士的行动能力；采用升降柱、电插销、第一直线导轨组件、第二直线导轨组件、第三直线导轨组件和第四直线导轨组件等组件实现升降及抽拉，其配合普通或智能马桶使用，自动完成智能轮椅与马桶的对接和分离，提高使用者自理能力；其整理结构简单，操作方便，提高自理能力，提高自我认可，减轻护理人员劳动力，具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

Description

一种智能轮椅

技术领域：

本发明属于轮椅领域，涉及一种智能轮椅，能够实现老年人或残障人士独立如厕，有效提高自理能力、自我认可度和生活满意度，同时减轻护理人员的劳动强度。

背景技术：

随着社会文明的发展进步，保障和提高老年人及残障人士等弱势群体的生活质量，已经越来越受到社会各界人士的普遍关注。大量研究表明，有效增强老年人以及残障人士的行动能力，不仅使得他们的日常生活变得方便，而且对他们的心理健康、自我评价、精神状态也有着深远的影响。因此，一种能为老年人提供方便的代步轮椅应运而生，并得到了广泛的推广应用。较早的轮椅是手动的，中国专利CN1911200B公开了一种可直起式轮椅，在该底盘上固定着两个驱动轮及至少一个可转向的轮，在该底盘上还可摆动地设置了具有一个座面、一个靠背及至少一个脚撑的直起单元，其中在座面下方的两侧上设有一个上纵向轨及一个下纵向轨，上纵向轨通过四个铰接点处于连接及用它们的后端部与靠背相连接，其特征在于，这些纵向轨的后端部具有窄长槽，靠背用其下端部可纵向移动地被接收在所述窄长槽中；由于该发明需使用者独自转动手轮前进，需要消耗大量体力，不适合体力太弱以及残障人士使用。随后又发明了电动轮椅，这种电动轮椅一般包括车体、前后轮、驱动电机、操纵杆和电机驱动器，驱动电机由蓄电池供电，驱动后轮前进，坐在轮椅上的人只须按动操纵杆，即可实现轮椅的前进、后退及左右转弯。中国专利CN101190158B公开了一种智能轮椅，包括车体、两个驱动后轮、两个随动前轮、蓄电池、两个驱动电机、操纵杆和电机驱动器，车体包含桌面和两个脚踏板；其特点是桌面内安装有嵌入式智能控制系统，车体侧部布置有多传感器测距机构，车身下部四周设置有防碰撞机构和防跌落机构，车体上布有摄像头作为视觉传感器，多传感器测距机构、防碰撞机构、防跌落机构和视觉传感器分别与嵌入式智能控制系统电信连接，嵌入式智能控制系统还与操纵杆及电机驱动器电信连接。该发明相对于手动轮椅已取得非常大的进步，但仍存在如厕时需要他人辅助，不能独立完成的难题，中国专利CN206183507U公开了一种老人智能轮椅，包括椅背、椅面、扶手、脚踏支架以及转向轮，所述的椅背设置有固定架，所述的扶手的一端设置有套接环，所述的套接环套接在固定架上，所述的扶手设置抬升机构，所述的抬升结构包括螺杆、第一驱动电机以及抬升杆的两端分别固定有套接环，抬升杆设置有与螺杆配合的螺纹孔，所述的螺杆插设在螺纹孔上，但仍存在如厕时需要他人辅助，不能独立完成的困难。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，寻求提供一种智能轮椅，解决老年人或残障人士不能独立如厕，自理能力差，自我认可度低及护理人员的劳动强度大的难题，能够有效增强老年人以及残障人士的行动能力，不仅使得他们的日常生活变得方便，而且对他们的心理健康、自我评价、精神状态也有着深远的影响。

为实现上述目的，本发明涉及的智能轮椅的主体结构包括车轮、电磁导引传感系统、底盘、第三直线导轨组件、第一直线导轨组件、第一升降柱、第二升降柱、便口盖板、骨架、第二直线导轨组件、第四直线导轨组件、椅座、控制器、电机、第一同步带轮、丝杠、第二同步带轮、电插销、第一限位开关、接近传感器、第二限位开关、限位开关；带锁止功能的车轮、带双侧扶手的椅座、底盘和骨架组成智能轮椅的基本结构，底盘上竖直固定设有两个尺寸相同且结构对称的第一升降柱，第一升降柱的顶端与椅座的下表面固定相连，椅座的中心处设有能够与椅座分离的便口盖板，便口盖板正下方固定设有第二升降柱，椅座的下表面设有两个尺寸相同且结构对称的第三直线导轨组件和第四直线导轨组件，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件正下方分别设有两个尺寸结构相同的第一直线导轨组件和第二直线导轨组件，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件均通过尺寸结构相同的电插销分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件相连，电插销分别位于第一直线导轨组件和第二直线导轨组件的中部，第一直线导轨组件、第二直线导轨组件能够带动椅座实现一次左/右平移，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件能够带动椅座实现再一次左/右平移，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件上均设有尺寸结构相同的限位开关，底盘上设有电机、电机通过皮带轮与第一同步带轮和第二同步带轮相连接，第一同步带轮和第二同步带轮均与丝杠轴连接，丝杠转动带动第三直线导轨组件、第一直线导轨组件、第二直线导轨组件、第四直线导轨组件实现平移，底盘上设有控制器，控制器分别与第一升降柱、第二升降柱、电机、电插销、电磁导引传感系统和接近传感器电信息连接，电磁导引传感系统和接近传感器固定安装与车轮的上方。

本发明涉及的智能轮椅与马桶对接的具体工作步骤为：

(1)预备:首先智能轮椅接收到控制器的对接指令后沿循迹线驶入智能马桶侧面，当轮椅精确定位在结合点位置后车轮锁止功能启用，智能轮椅停在对接位置；

(2)第一次升降：接着控制器启动第一升降柱上升，并带动椅座及人体升高至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止，同时或顺次启动第二升降柱，并带动便口盖板下降至与椅座下底面完全分离；

(3)第一次平移：然后控制器启动电机，电机控制皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠转动带动椅座沿第一直线导轨组件和第二直线导轨组件向左或向右平移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(4)第二次下降：再控制器控制第一升降柱下降，并带动椅座及人体下降至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面与智能马桶盖的上表面接触后停止；

(5)脱销：接着控制器控制电插销脱销，使得第三直线导轨组件和第四直线导轨组件分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件分离；

(6)第二次平移：最后控制器控制电机转动，电机通过皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠继续转动带动椅座沿第三直线导轨组件和第四直线导轨组件向左或向右平移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；椅座位于马桶的正上方，整个对接过程结束，被护理人如厕后，智能马桶自动完成对被护理人的臀部的清洁工作。

本发明涉及的智能轮椅与马桶分离的具体工作步骤为：

(1)第一次回移：首先智能轮椅接收到控制器的分离指令后，控制器启动电机转动，电机通过皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠继续转动带动椅座沿第三直线导轨组件和第四直线导轨组件向右或向左回移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(2)锁止：接着控制器控制电插销锁止，使得第三直线导轨组件和第四直线导轨组件分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件连接；

(3)第一次上升：再控制器控制第一升降柱上升，并带动椅座及人体上升至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止，

(4)第二次回移：然后控制器启动电机，电机控制皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠转动带动椅座沿第一直线导轨组件和第二直线导轨组件向右或向左回移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(5)第二次回位：接着控制器控制第一升降柱下降，并带动椅座及人体下降至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面与智能马桶盖的上表面接触后停止；同时或顺次启动第二升降柱，并带动便口盖板上升至与椅座处同一平面为止；

(6)结束:最后锁止功能停止，智能轮椅按照控制器指令驶离智能马桶，分离工作结束。

作为本发明的一次改进：所述智能轮椅配有无线遥控器，便于上肢运动不便的患者或老年人。

作为本发明的又一次改进：所述智能轮椅可以和智能马桶配合使用，提高生活水平。作为本发明的进一步改进：所述智能轮椅可以和普通马桶配合使用，便于老年人或残障人士旅途使用。

作为本发明的再一次改进：所述带双侧扶手的椅座为分体式；控制器能够控制扶手的打开与关闭；对接时，扶手打开，并且随椅座一起移动，在被护理人如厕时起支撑作用。

本发明涉及的智能轮椅的设计原理为：利用升降柱实现自动提升椅座及人体的高度和实现便口盖板与座椅的分离，利用第一直线导轨组件和第二直线导轨组件完成第一次抽拉，当椅座及人体位于轮椅与马桶中间位置时，利用轮椅自身重量及中央位置确保不侧翻，然后利用控制器实现电插销的自动解锁以便进行第二次抽拉，再次调整升降柱，使其在复位的同时实现下降，完成第二次抽拉后，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件下表面与马桶上表面接触，并处于马桶正上方，便于老年人或残障人士使用；控制器通过电磁导引传感系统和接近传感器控制智能轮椅的运行轨道。

本发明与现有技术相比：整个对接/分离过程通过程序控制执行，结合循迹的方式与轮椅姿态的调整及刹车的紧密配合执行，实现了全自动化，操作者只需要按下一个键就可以完成对接工作，被护理人员自己就可以操作，不需要护理人员参与；其整理结构简单，操作方便，提高自理能力，提高自我认可，减轻护理人员劳动力，具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

附图说明：

图1为本发明涉及的智能轮椅的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的智能轮椅的主体结构原理侧视图。

图3为图1的Y-Y截面原理示意图。

图4为本发明涉及的智能轮椅省去椅座的主体结构原理俯视图。

图5图1的A-A截面原理示意图。

图6图1的Z-Z截面原理示意图。

图7为本发明涉及的智能轮椅的预备状态。

图8为本发明涉及的智能轮椅的预备状态的俯视图。

图9为本发明涉及的智能轮椅的第一次抽拉状态图。

图10为本发明涉及的智能轮椅的第二次抽拉状态图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的智能轮椅的如图1-图6所示主体结构包括车轮1、电磁导引传感系统2、底盘3、第三直线导轨组件4、第一直线导轨组件5、第一升降柱 6、第二升降柱7、便口盖板8、骨架9、第二直线导轨组件10、第四直线导轨组件11、椅座12、控制器13、电机14、第一同步带轮15、丝杠16、第二同步带轮17、电插销18、限位开关19、接近传感器20；带锁止功能的车轮1、带双侧扶手的椅座12、底盘3和骨架9组成智能轮椅的基本结构，底盘3上竖直固定设有两个尺寸相同且结构对称的第一升降柱6，第一升降柱6的顶端与椅座12 的下表面固定相连，椅座12的中心处设有能够与椅座12分离的便口盖板8，便口盖板8正下方固定设有第二升降柱7，椅座12的下表面设有两个尺寸相同且结构对称的第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11，第三直线导轨组件4 和第四直线导轨组件11正下方分别设有两个尺寸结构相同的第一直线导轨组件 5和第二直线导轨组件10，第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11均通过尺寸结构相同的电插销18分别与第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件相连，电插销18分别位于第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10的中部，第一直线导轨组件5、第二直线导轨组件10能够带动椅座12实现一次左/右平移，第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11能够带动椅座12实现再一次左/右平移，第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11上均设有尺寸结构相同的限位开关19，骨架9上设有电机14、电机14通过皮带轮与第一同步带轮 15和第二同步带轮17相连接，第一同步带轮15和第二同步带轮17均与丝杠16轴连接，丝杠16转动带动第三直线导轨组件4、第一直线导轨组件5、第二直线导轨组件10、第四直线导轨组件11实现平移，底盘3上设有控制器13，控制器13分别与第一升降柱6、第二升降柱7、电机14、电插销18、电磁导引传感系统2和接近传感器20电信息连接，电磁导引传感系统2和接近传感器20 固定安装与车轮1的上方。

本实施例涉及的智能轮椅与马桶对接的具体工作步骤如图7-图9所示为：

(1)预备:首先智能轮椅接收到控制器13的对接指令后沿循迹线驶入智能马桶侧面，当轮椅精确定位在结合点位置后车轮1锁止功能启用，智能轮椅停在对接位置；

(2)第一次升降：接着控制器13启动第一升降柱6上升，并带动椅座12 及人体升高至第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止，同时或顺次启动第二升降柱7，并带动便口盖板8 下降至与椅座12下底面完全分离；

(3)第一次平移：然后控制器13启动电机14，电机14控制皮带轮带动第一同步带轮15和第二同步带轮17转动，然后丝杠16转动带动椅座12沿第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10向左或向右平移，椅座12及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关19后停止；

(4)第二次下降：再控制器13控制第一升降柱6下降，并带动椅座12及人体下降至第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10下底面与智能马桶盖的上表面接触并后停止；

(5)脱销：接着控制器13控制电插销18脱销，使得第三直线导轨组件4 和第四直线导轨组件11分别与第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件分离；

(6)第二次平移：最后控制器13控制电机14转动，电机14通过皮带轮带动第一同步带轮15和第二同步带轮17转动，然后丝杠16继续转动带动椅座12 沿第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11向左或向右平移，椅座12及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关19后停止；椅座12位于马桶的正上方，整个对接过程结束，被护理人如厕后，智能马桶自动完成对被护理人的臀部的清洁工作。

本实施例涉及的智能轮椅与马桶分离的具体工作步骤如图7-图9所示为：

(1)第一次回移：首先智能轮椅接收到控制器13的分离指令后，控制器13 启动电机14转动，电机14通过皮带轮带动第一同步带轮15和第二同步带轮17 转动，然后丝杠16继续转动带动椅座12沿第三直线导轨组件4和第四直线导轨组件11向右或向左回移，椅座12及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关19后停止；

(2)锁止：接着控制器13控制电插销18锁止，使得第三直线导轨组件4 和第四直线导轨组件11分别与第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件连接；

(3)第一次上升：再控制器13控制第一升降柱6上升，并带动椅座12及人体上升至第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止；

(4)第二次回移：然后控制器13启动电机14，电机14控制皮带轮带动第一同步带轮15和第二同步带轮17转动，然后丝杠16转动带动椅座12沿第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10向右或向左回移，椅座12及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关19后停止；

(5)第二次回位：接着控制器13控制第一升降柱6下降，并带动椅座12 及人体下降至第一直线导轨组件5和第二直线导轨组件10下底面与智能马桶盖的上表面接触后停止；同时或顺次启动第二升降柱7，并带动便口盖板8上升至与椅座12处同一平面为止；

(6)结束:最后锁止功能停止，智能轮椅按照控制器13指令驶离智能马桶，分离工作结束。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述智能轮椅配有无线遥控器，便于上肢运动不便的患者或老年人。

本实施例涉及的智能轮椅与马桶对接及分离的具体工作步骤同实施例1。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述智能轮椅能够与智能马桶配合使用，提高生活水平。

本实施例涉及的智能轮椅与马桶对接及分离的具体工作步骤同实施例1。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述智能轮椅能够与普通马桶配合使用，便于老年人或残障人士旅途使用。

本实施例涉及的智能轮椅与马桶对接及分离的具体工作步骤同实施例1。

实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述带双侧扶手的椅座12为分体式；控制器13能够控制扶手的打开与关闭；

本实施例涉及的智能轮椅与马桶对接及分离的具体工作步骤与实施例1的区别之处在于：对接时，扶手打开，并且随椅座一起移动，在被护理人如厕时起支撑作用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能轮椅，其特征在于：主体结构包括车轮、电磁导引传感系统、底盘、第三直线导轨组件、第一直线导轨组件、第一升降柱、第二升降柱、便口盖板、骨架、第二直线导轨组件、第四直线导轨组件、椅座、控制器、电机、第一同步带轮、丝杠、第二同步带轮、电插销、第一限位开关、接近传感器、第二限位开关和限位开关；带锁止功能的车轮、带双侧扶手的椅座、底盘和骨架组成智能轮椅的基本结构，底盘上竖直固定设有两个尺寸相同且结构对称的第一升降柱，第一升降柱的顶端与椅座的下表面固定相连，椅座的中心处设有能够与椅座分离的便口盖板，便口盖板正下方固定设有第二升降柱，椅座的下表面设有两个尺寸相同且结构对称的第三直线导轨组件和第四直线导轨组件，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件正下方分别设有两个尺寸结构相同的第一直线导轨组件和第二直线导轨组件，第三直线导轨组件和第四直线导轨组件均通过尺寸结构相同的电插销分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件相连，电插销分别位于第一直线导轨组件和第二直线导轨组件的中部，第一直线导轨组件、第二直线导轨组件能够带动椅座实现一次左/右平移，第一直线导轨组件和第二直线导轨组件上均设有尺寸结构相同的限位开关；第三直线导轨组件和第四直线导轨组件能够带动椅座实现再一次左/右平移，骨架上设有电机、电机通过皮带轮与第一同步带轮和第二同步带轮相连接，第一同步带轮和第二同步带轮均与丝杠轴连接，丝杠转动带动第三直线导轨组件、第一直线导轨组件、第二直线导轨组件、第三直线导轨组件实现平移，底盘上设有控制器，控制器分别与第一升降柱、第二升降柱、电机、电插销、电磁导引传感系统和接近传感器电信息连接，电磁导引传感系统和接近传感器固定安装与车轮的上方。

2.如权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述智能轮椅配有无线遥控器。

3.如权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述智能轮椅与普通马桶或智能马桶配合使用。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：

a.智能轮椅与马桶对接的具体工作步骤为，

(1)预备:首先智能轮椅接收到控制器的对接指令后沿循迹线驶入智能马桶侧面，当轮椅精确定位在结合点位置后车轮锁止功能启用，智能轮椅停在对接位置；

(2)第一次升降：接着控制器启动第一升降柱上升，并带动椅座及人体升高至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止，同时或顺次启动第二升降柱，并带动便口盖板下降至与椅座下底面完全分离；

(3)第一次平移：然后控制器启动电机，电机控制皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠转动带动椅座沿第一直线导轨组件和第二直线导轨组件向左或向右平移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(4)第二次下降：再控制器控制第一升降柱下降，并带动椅座及人体下降至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面与智能马桶盖的上表面接触后停止；

(5)脱销：接着控制器控制电插销脱销，使得第三直线导轨组件和第四直线导轨组件分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件分离；

(6)第二次平移：最后控制器控制电机转动，电机通过皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠继续转动带动椅座沿第三直线导轨组件和第四直线导轨组件向左或向右平移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；椅座位于马桶的正上方，整个对接过程结束，被护理人如厕后，智能马桶自动完成对被护理人的臀部的清洁工作；

b.智能轮椅与马桶分离的具体工作步骤为，

(1)第一次回移：首先智能轮椅接收到控制器的分离指令后，控制器启动电机转动，电机通过皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠继续转动带动椅座沿第三直线导轨组件和第四直线导轨组件向右或向左回移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(2)锁止：接着控制器控制电插销锁止，使得第三直线导轨组件和第四直线导轨组件分别与第一直线导轨组件和第二直线导轨组件连接；

(3)第一次上升：再控制器控制第一升降柱上升，并带动椅座及人体上升至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面高于智能马桶盖的上表面预定距离后停止；

(4)第二次回移：然后控制器启动电机，电机控制皮带轮带动第一同步带轮和第二同步带轮转动，然后丝杠转动带动椅座沿第一直线导轨组件和第二直线导轨组件向右或向左回移，椅座及人体向智能马桶方向移动直到触发限位开关后停止；

(5)第二次回位：接着控制器控制第一升降柱下降，并带动椅座及人体下降至第一直线导轨组件和第二直线导轨组件下底面与智能马桶盖的上表面接触后停止；同时或顺次启动第二升降柱，并带动便口盖板上升至与椅座处同一平面为止；

(6)结束:最后锁止功能停止，智能轮椅按照控制器指令驶离智能马桶，分离工作结束。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：所述带双侧扶手的椅座为分体式。

6.如权利要求4所述的智能轮椅，其特征在于：控制器能够控制扶手的打开与关闭；对接时，扶手打开，并且随椅座一起移动，在被护理人如厕时起支撑作用。