CN108736578A - 一种可无线供电的电动轮椅系统 - Google Patents

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张剑韬
崔超
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Abstract

本发明提出了一种可无线供电的电动轮椅系统，属于无线电能传输技术领域。所述电动轮椅系统包括电源、体外无线电能发送装置、体内无线电能接收装置、轮椅驱动器、主控器和液晶显示器；所述电源的电能输出端分别与所述体外无线电能发送装置和轮椅驱动器的电能输入端相连；所述轮椅驱动器的信号输出端与所述主控器的信号输入端相连；所述主控器的信号输出端与所述液晶显示器的显示信号输入端相连；所述体外无线电能发送装置与体内无线电能接收装置进行无线电能传输。具有供电时间长等特点。

Description

一种可无线供电的电动轮椅系统
技术领域
本发明涉及一种可无线供电的电动轮椅系统，属于无线电能传输技术领域。
背景技术
一般而言，对于无法行走的重症患者，需要借助电动轮椅作为辅助交通工具，电动轮椅的能源的供给主要为铅酸电池、锂电池等。对于脏器严重衰竭的患者，需要体内植入人造器官或辅助供血装置，通过体内植入电池对体内装置进行无线供电。较为繁琐的同时增加了患者的负担，最主要的缺点是由于电池的供电时间较短而严重限制了患者的出行自由。
发明内容
本发明为了解决现有对于无法行走并带有体内植入设备的患者的植入设备供电需要在体内集成大电池的问题，提出了一种无线供电的电动轮椅系统，所采取的技术方案如下：
一种可无线供电的电动轮椅系统，所述电动轮椅系统包括电源、体外无线电能发送装置、体内无线电能接收装置、轮椅驱动器、主控器和液晶显示器；所述电源的电能输出端分别与所述体外无线电能发送装置和轮椅驱动器的电能输入端相连；所述轮椅驱动器的信号输出端与所述主控器的信号输入端相连；所述主控器的信号输出端与所述液晶显示器的显示信号输入端相连；所述体外无线电能发送装置与体内无线电能接收装置进行无线电能传输。
进一步地，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块、逆变器和发射线圈；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈和植入式设备；所述buck/boost电源模块的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块的电能输出端与所述逆变器的电能输入端相连；所述逆变器的电能输出端与所述发射线圈的电能输入端相连；所述发射线圈的无线电能传输端与所述接收线圈的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈的电能输出端与所述植入式设备的电能输入端相连。
进一步地，所述发射线圈和接收线圈采用方形线圈结构；所述发射线圈和接收线圈的匝数范围为2-20匝。
进一步地，所述发射线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈外径尺寸为1cm-10cm。
进一步地，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块、逆变器、发射线圈和中继线圈；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈和植入式设备；所述buck/boost电源模块的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块的电能输出端与所述逆变器的电能输入端相连；所述逆变器的电能输出端与所述发射线圈的电能输入端相连；所述发射线圈的中继电能感应端与所述中继线圈的电能接收感应端相连；所述发射线圈的无线电能传输端、中继线圈的无线电能传输端与所述接收线圈的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈的电能输出端与所述植入式设备的电能输入端相连。
进一步地，所述发射线圈、中继线圈和接收线圈采用方形线圈结构；所述发射线圈、中继线圈和接收线圈的匝数范围为2-20匝。
进一步地，所述发射线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述中继线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈外径尺寸为1cm-10cm。
进一步地，所述发射线圈设置于所述电动轮椅的靠背上。
进一步地，所述轮椅驱动器包括电机驱动器和电机；所述电机驱动器的电能输入端即为轮椅驱动器的电能输入端；所述电机驱动器的驱动信号输出端与所述电机的驱动信号输入端相连；所述电机的信号输出端与主控器的电机信号输入端相连；所述电机的信号输出端即为所述轮椅驱动器的信号输出端。
进一步地，所述轮椅系统还包括接收穿戴式设备的蓝牙接收器。
本发明有益效果：
本发明所述无线供电的电动轮椅系统将电动轮椅的电池系统直接作为外置能源为人体内部人造器官进行供电，从而免除了内部集成大电池或穿戴式电池的繁琐，同时，通过体外无线电能发送装置和体内无线电能接收装置结构和尺寸搭配有效延长无线供电的时间，相对与传统供电设备，本发明所述电动轮椅系统为植入设备的供电时长延长了40％，方便病人出行。同时，本发明所述体外无线电能发送装置直接利用病人代步设备轮椅作为电源供应端，完全避免了在病人体内设置大电源或佩戴电源，有效减少病人的身体负担。
此外，本发明所述的体外无线电能发送装置采用有中继线圈的无线传输结构，有效增大了无线电能传输的范围(传输范围在5-30cm)，这种延长的传输范围使病人的活动范围有所增加，是患者的活动范围不受限制。
另一方面，本发明所述轮椅系统具有接收穿戴式设备的蓝牙接收器，可随时在电动轮椅屏幕上显示当前病人心跳，脉搏，血糖等信息，便于病人及时作出相应的医疗处理。
附图说明
图1为不带中继线圈的无线电动轮椅系统。
图2为带有中继线圈的无线电动轮椅系统。
图3为本发明所述电动轮椅系统的系统结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1：
一种可无线供电的电动轮椅系统，如图1和图3所示，所述电动轮椅系统包括电源1、体外无线电能发送装置、体内无线电能接收装置、轮椅驱动器2、主控器3和液晶显示器4；所述电源1的电能输出端分别与所述体外无线电能发送装置和轮椅驱动器2的电能输入端相连；所述轮椅驱动器2的信号输出端与所述主控器的信号输入端相连；所述主控器3的信号输出端与所述液晶显示器4的显示信号输入端相连；所述体外无线电能发送装置与体内无线电能接收装置进行无线电能传输。
其中，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块5、逆变器6和发射线圈7；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈9和植入式设备10；所述buck/boost电源模块的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块的电能输出端与所述逆变器的电能输入端相连；所述逆变器的电能输出端与所述发射线圈的电能输入端相连；所述发射线圈的无线电能传输端与所述接收线圈的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈的电能输出端与所述植入式设备的电能输入端相连。
所述发射线圈和接收线圈采用方形线圈结构；所述发射线圈和接收线圈的匝数范围为2-20匝。所述发射线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈外径尺寸为1cm-10cm。所述发射线圈设置于所述电动轮椅的靠背上。所述轮椅驱动器2包括电机驱动器11和电机12；所述电机驱动器11的电能输入端即为轮椅驱动器2的电能输入端；所述电机驱动器11的驱动信号输出端与所述电机12的驱动信号输入端相连；所述电机12的信号输出端与主控器3的电机信号输入端相连；所述电机12的信号输出端即为所述轮椅驱动器2的信号输出端。所述轮椅系统还包括接收穿戴式设备的蓝牙接收器。
本发明所述无线供电的电动轮椅系统将电动轮椅的电池系统直接作为外置能源为人体内部人造器官进行供电，从而免除了内部集成大电池或穿戴式电池的繁琐，同时，通过体外无线电能发送装置和体内无线电能接收装置结构和尺寸搭配有效延长无线供电的时间，相对与传统供电设备，本发明所述电动轮椅系统为植入设备的供电时长延长了40％，方便病人出行。同时，本发明所述体外无线电能发送装置直接利用病人代步设备轮椅作为电源供应端，完全避免了在病人体内设置大电源或佩戴电源，有效减少病人的身体负担。
另一方面，本发明所述轮椅系统具有接收穿戴式设备的蓝牙接收器，可随时在电动轮椅屏幕上显示当前病人心跳，脉搏，血糖等信息，便于病人及时作出相应的医疗处理。
实施例2
一种可无线供电的电动轮椅系统，如图2和图3所示，所述电动轮椅系统包括电源1、体外无线电能发送装置、体内无线电能接收装置、轮椅驱动器2、主控器3和液晶显示器4；所述电源1的电能输出端分别与所述体外无线电能发送装置和轮椅驱动器2的电能输入端相连；所述轮椅驱动器2的信号输出端与所述主控器的信号输入端相连；所述主控器3的信号输出端与所述液晶显示器4的显示信号输入端相连；所述体外无线电能发送装置与体内无线电能接收装置进行无线电能传输。
其中，如图3中带有虚线部分的结构所示，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块5、逆变器6、发射线圈7和中继线圈8；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈9和植入式设备10；所述buck/boost电源模块5的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块5的电能输出端与所述逆变器6的电能输入端相连；所述逆变器6的电能输出端与所述发射线圈7的电能输入端相连；所述发射线圈7的中继电能感应端与所述中继线圈8的电能接收感应端相连；所述发射线圈7的无线电能传输端、中继线圈8的无线电能传输端与所述接收线圈9的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈9的电能输出端与所述植入式设备10的电能输入端相连。
所述发射线圈7、中继线圈8和接收线圈9采用方形线圈结构；所述发射线圈7、中继线圈8和接收线圈9的匝数范围为2-20匝。所述发射线圈7外径尺寸为30cm-50cm；所述中继线圈8外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈9外径尺寸为1cm-10cm。所述发射线圈7设置于所述电动轮椅的靠背上。所述轮椅驱动器2包括电机驱动器11和电机12；所述电机驱动器11的电能输入端即为轮椅驱动器2的电能输入端；所述电机驱动器11的驱动信号输出端与所述电机12的驱动信号输入端相连；所述电机12的信号输出端与主控器3的电机信号输入端相连；所述电机12的信号输出端即为所述轮椅驱动器2的信号输出端。所述轮椅系统还包括接收穿戴式设备的蓝牙接收器。
本发明所述无线供电的电动轮椅系统将电动轮椅的电池系统直接作为外置能源为人体内部人造器官进行供电，从而免除了内部集成大电池或穿戴式电池的繁琐，同时，通过体外无线电能发送装置和体内无线电能接收装置结构和尺寸搭配有效延长无线供电的时间，相对与传统供电设备，本发明所述电动轮椅系统为植入设备的供电时长延长了40％，方便病人出行。同时，本发明所述体外无线电能发送装置直接利用病人代步设备轮椅作为电源供应端，完全避免了在病人体内设置大电源或佩戴电源，有效减少病人的身体负担。
此外，本发明所述的体外无线电能发送装置采用有中继线圈的无线传输结构，有效增大了无线电能传输的范围(传输范围在5-30cm)，这种延长的传输范围使病人的活动范围有所增加，是患者的活动范围不受限制。同时，对于患者身上的远离轮椅靠背的身体内部的植入设备也能实现完全供电，保证植入设备的正常运行。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种可无线供电的电动轮椅系统，其特征在于，所述电动轮椅系统包括电源、体外无线电能发送装置、体内无线电能接收装置、轮椅驱动器、主控器和液晶显示器；所述电源的电能输出端分别与所述体外无线电能发送装置和轮椅驱动器的电能输入端相连；所述轮椅驱动器的信号输出端与所述主控器的信号输入端相连；所述主控器的信号输出端与所述液晶显示器的显示信号输入端相连；所述体外无线电能发送装置与体内无线电能接收装置进行无线电能传输。
2.根据权利要求1所述电动轮椅系统，其特征在于，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块、逆变器和发射线圈；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈和植入式设备；所述buck/boost电源模块的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块的电能输出端与所述逆变器的电能输入端相连；所述逆变器的电能输出端与所述发射线圈的电能输入端相连；所述发射线圈的无线电能传输端与所述接收线圈的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈的电能输出端与所述植入式设备的电能输入端相连。
3.根据权利要求2所述电动轮椅系统，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈采用方形线圈结构；所述发射线圈和接收线圈的匝数范围为2-20匝。
4.根据权利要求2或3所述电动轮椅系统，其特征在于，所述发射线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈外径尺寸为1cm-10cm。
5.根据权利要求1所述电动轮椅系统，其特征在于，所述体外无线电能发送装置包括buck/boost电源模块、逆变器、发射线圈和中继线圈；所述体内无线电能接收装置包括接收线圈和植入式设备；所述buck/boost电源模块的电能输入端即为所述体外无线电能发送装置的电能输入端；所述buck/boost电源模块的电能输出端与所述逆变器的电能输入端相连；所述逆变器的电能输出端与所述发射线圈的电能输入端相连；所述发射线圈的中继电能感应端与所述中继线圈的电能接收感应端相连；所述发射线圈的无线电能传输端、中继线圈的无线电能传输端与所述接收线圈的无线电能接收端感应相连；所述接收线圈的电能输出端与所述植入式设备的电能输入端相连。
6.根据权利要求5所述电动轮椅系统，其特征在于，所述发射线圈、中继线圈和接收线圈采用方形线圈结构；所述发射线圈、中继线圈和接收线圈的匝数范围为2-20匝。
7.根据权利要求5或6所述电动轮椅系统，其特征在于，所述发射线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述中继线圈外径尺寸为30cm-50cm；所述接收线圈外径尺寸为1cm-10cm。
8.根据权利要求2或5所述电动轮椅系统，其特征在于，所述发射线圈设置于所述电动轮椅的靠背上。
9.根据权利要求1所述电动轮椅系统，其特征在于，所述轮椅驱动器包括电机驱动器和电机；所述电机驱动器的电能输入端即为轮椅驱动器的电能输入端；所述电机驱动器的驱动信号输出端与所述电机的驱动信号输入端相连；所述电机的信号输出端与主控器的电机信号输入端相连；所述电机的信号输出端即为所述轮椅驱动器的信号输出端。
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