CN108814827A - 一种带有触摸屏的轮椅及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械领域，具体涉及一种带有触摸屏的轮椅，包括触摸屏模块、主控板、靠背、底座、底盘、踏板、靠背推杆电机驱动器、靠背推杆电机、踏板推杆电机驱动器、踏板推杆电机、底座推杆电机驱动器、底座推杆电机、左/右电机驱动器、右电机、左电机和电池，电池布设底盘底侧的中部，分别与左电机、右电机、主控板、踏板推杆电机、底座推杆电机、靠背推杆电机、触摸屏模块电性连接。本发明还一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，包括(1)初始化；(2)实时从触摸屏模块的控制区获取手指的坐标位置，对起点位置A、终点位置B两点坐标做差分别判断M1和M2的正负；(3)根据步骤(2)发出的指令，控制轮椅向右/左/前/后行驶。

Description

一种带有触摸屏的轮椅及其控制方法

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种带有触摸屏的轮椅及其控制方法。

背景技术

现有市面上的智能轮椅大多采用手动摇杆作为轮椅控制的输入模块，但是上述控制方式存在以下不足之处：1.现有电动轮椅行驶时需要操作者一直握住摇杆，需要一定的握力；2.现有带站立功能的轮椅用摇杆操作时布线多，需要很多按键，使得轮椅使用者操作不方便，容易按错且按键操作起来费力，按键跟摇杆的电线需要从控制器一直安装布置到主控模块和电机驱动等模块，在轮椅使用平躺、站立等功能时容易对电线造成磨损，容易引发故障。

中国发明专利申请CN102331780 A公开了一种融入智能家居系统的智能轮椅系统，其技术方案如下：一种融入智能家居系统的智能轮椅系统，包括有智能家居系统，智能家居系统包括家居服务器、各个智能家居设备，智能家居设备中分别设置有主控模块、连接在主控模块上的无线通讯模块，各个智能家居设备分别通过无线通讯模块与家居服务器通讯连接构成智能家居系统，其特征在于：还包括有多模态智能轮椅，多模态智能轮椅中集成有语音控制模块、触摸屏控制模块、自动导航模块、无线通讯模块，多模态智能轮椅通过语音控制模块或者触摸屏控制模块输入命令，并通过无线通讯模块将命令发送至智能家居设备，智能家居设备通过无线通讯模块接收命令后，由主控模块处理，主控模块根据命令控制智能家居设备的执行机构执行相应的动作。此专利有用无线通讯的方式把智能家居设备连接起来方便用语音、触摸屏等操作，来方便轮椅使用者对家居家电的使用，是为了方便使用家居家电把轮椅用无线网连接到局域网来实现。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明的第一个目的在于公开一种带有触摸屏的轮椅。本发明的第二个目的在于公开了一种带有触摸屏的轮椅的控制方法。本发明采用触摸屏(包括手机、平板等智能屏幕设备)作为操作接口，只需手指轻触屏幕，根据触摸屏工作原理把手指与屏幕接触时产生的反应处理得到相应电信号，所有操作都在屏幕上完成，无需另外的按键，手指点击屏幕菜单可显示平躺、站立等特殊功能对应的菜单，点击即可控制操作，触摸屏模块经过软件对数据的处理可得到相应操作意图的信息，经软件处理转化成特定格式命令，数据命令从触摸屏模块到主控单片机模块采用无线传输(比如蓝牙)的方式，避免线路规划及损耗，避免按键多容易误操作，使用者只需轻触屏幕即可操作，不须一直用力握摇杆。

技术方案：一种带有触摸屏的轮椅，包括：

触摸屏模块，其一端通过卡扣方式与触摸屏支架一端相连，触摸屏支架的另一端通过螺纹连接的方式与轮椅的一扶手相连；

主控板，与底盘通过螺栓连接的方式相连，主控板与所述触摸屏模块通过无线方式通信互联；

靠背，背部设有靠背支架，该靠背支架的两侧各与一扶手相连；

底座，背部设有底座支架，该底座支架的一侧与所述靠背支架的底侧通过销轴连接；

底盘，其一侧与所述底座支架的另一侧通过销轴连接；

踏板，其底侧设有踏板支架，该踏板支架的一侧与所述底盘之间的一侧通过销轴相连；

靠背推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端的靠背推杆电机驱动器的输入端相连；

靠背推杆电机，其底部与底座支架相连，靠背推杆电机的推杆与靠背支架的底侧相连，所述靠背推杆电机驱动器的输出端与靠背推杆电机的输入端相连；

踏板推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端与踏板推杆电机驱动器的输入端相连；

踏板推杆电机，其底部与底盘相连，踏板推杆电机的推杆与踏板支架的一侧相连，所述踏板推杆电机驱动器的输出端与踏板推杆电机的输入端相连；

底座推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端与底座推杆电机驱动器的输入端相连；

底座推杆电机，其底部与底盘相连，所述底座推杆电机的推杆与底座的底部的中部相连，所述底座推杆电机驱动器的输出端与底座推杆电机的输入端相连；

左/右电机驱动器，其底部与底盘相连，所述主控板的输出端与左/右电机驱动器的输入端相连；

右电机，布设于底盘底部的右侧，右电机驱动器的输出端与右电机的输入端相连，右电机的输出轴与底盘右侧的驱动轮传动连接；

左电机，布设于底盘底部的左侧，左电机驱动器的输出端与左电机的输入端相连，左电机的输出轴与底盘左侧的驱动轮传动连接；

电池，布设底盘底侧的中部，分别与左电机、右电机、主控板、踏板推杆电机、底座推杆电机、靠背推杆电机、触摸屏模块电性连接。

进一步地，所述触摸屏模块为电容式触摸屏。

更进一步地，所述触摸屏模块包括菜单区、显示区和控制区。

进一步地，所述主控板与所述触摸屏模块通过蓝牙或WiFi模块或zigbee模块通信互联。

进一步地，还包括照明灯，该照明灯布设于底盘，并与电池电性连接。

进一步地，还包括喇叭，该喇叭布设于底盘，并与电池电性连接。

一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，包括以下步骤：

(1)初始化，初始化完成后，将触摸屏模块的屏幕分为控制区、菜单区和显示区，在控制区建立平面直角坐标系，以控制区的左下角的点作为坐标原点；

(2)实时从触摸屏模块的控制区获取手指的坐标位置，当检测到初次手指与屏幕接触的位置A时，记录其位置坐标A(X1，Y1)，在手指按住屏幕滑动过程中，继续不断检测并记录终点位置B点的坐标B(X2，Y2)，然后对位置A、位置B两点坐标做差即M1＝X1-X2,M2＝Y1-Y2,分别判断M1和M2的正负：

若M1为正值，则代表往X轴正方向划动，此时向主控板发出右行驶的指令，若M1为负值，则代表往X轴负方向划动，此时发出向左行驶的指令，其中：

主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

若M2为正值，则代表往Y轴正方向划动，此时发出向前行驶的指令；若M2为负值，则代表往Y轴负方向划动，此时发出向后行驶的指令，其中：

主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

(3)根据步骤(2)发出的指令，控制轮椅向右/左/前/后行驶。

进一步地，步骤(2)中主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

(21)根据M1差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

(22)电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

进一步地，步骤(2)中主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

S21根据M2差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

S22电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

进一步地，菜单区首页设置四个接触点，从上到下依次为接触点1、接触点2、接触点3和接触点4；

接触点1为按键开关，控制照明灯的亮灭，按下再松开代表一次操作，一次操作照明灯亮，再一次操作照明灯灭；

接触点2为声控触点，按下时喇叭响，松开则喇叭不响；

接触点3为特殊功能，点开进入次级菜单，次级菜单界面包括A触摸点、B触摸点和C触摸点，其中：

A触摸点下方方向触摸点表示座椅推杆电机正转和反转；

B触摸点正下方方向按键表示靠背推杆电机正转与反转；

C触摸点正下方方向键表示踏板推杆电机正转与反转；

触摸点4表示触摸屏开关，点击一次表示开启触摸屏控制模式，此时触摸屏正常工作，再次点击表示关闭触摸屏控制，此时触摸屏不工作，显示关闭触摸屏控制并不响应触摸信号。

有益效果：本发明公开的一种带有触摸屏的轮椅及其控制方法具有以下有益效果：

1.使用方便、只需手指轻触屏幕和滑动即可操作，避免长时间用力握摇杆造成的疲劳；

2.采用无线传输方式避免布线和磨损，使产品外观简洁、美观；

3.轮椅使用者可以无线控制轮椅停放、移动等，比如上床后遥控轮椅到固定停放点，下床前遥控轮椅到床前，方便单人使用。

附图说明

图1为本发明公开的一种带有触摸屏的轮椅的结构示意图框图；

图2为本发明公开的一种带有触摸屏的轮椅的立体示意图；

图3为手指在触摸屏上从滑动起始点到终止点坐标示意简图；

图4为触摸屏初级界面示意图；

图5为触摸屏电机调速功能的次级菜单示意图。

其中：

1-触摸屏模块 2-靠背推杆电机

3-踏板推杆电机 4-底座推杆电机

5-主控板 6-电池

7-右电机 8-踏板

9-驱动轮 10-底座

11-靠背 12-左电机

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

具体实施例1

如图1和图2所示，一种带有触摸屏的轮椅，包括：

触摸屏模块1，其一端通过卡扣方式与触摸屏支架一端相连，触摸屏支架的另一端通过螺纹连接的方式与轮椅的一扶手相连；

主控板5，与底盘通过螺栓连接的方式相连，主控板5与触摸屏模块1通过无线方式通信互联；

靠背11，背部设有靠背支架，该靠背支架的两侧各与一扶手相连；

底座10，背部设有底座支架，该底座支架的一侧与靠背支架的底侧通过销轴连接；

底盘，其一侧与底座支架的另一侧通过销轴连接；

踏板8，其底侧设有踏板支架，该踏板支架的一侧与底盘之间的一侧通过销轴相连；

靠背推杆电机驱动器，布设于底盘上，主控板5的输出端的靠背推杆电机驱动器的输入端相连；

靠背推杆电机2，其底部与底座支架相连，靠背推杆电机2的推杆与靠背支架的底侧相连，靠背推杆电机驱动器的输出端与靠背推杆电机2的输入端相连；

踏板推杆电机驱动器，布设于底盘上，主控板5的输出端与踏板推杆电机驱动器的输入端相连；

踏板推杆电机3，其底部与底盘相连，踏板推杆电机3的推杆与踏板支架的一侧相连，踏板推杆电机驱动器的输出端与踏板推杆电机3的输入端相连；

底座推杆电机驱动器，布设于底盘上，主控板5的输出端与底座推杆电机驱动器的输入端相连；

底座推杆电机4，其底部与底盘相连，底座推杆电机4的推杆与底座10的底部的中部相连，底座推杆电机驱动器的输出端与底座推杆电机4的输入端相连；

左/右电机驱动器，其底部与底盘相连，主控板5的输出端与左/右电机驱动器的输入端相连；

右电机7，布设于底盘底部的右侧，右电机驱动器的输出端与右电机7的输入端相连，右电机7的输出轴与底盘右侧的驱动轮9传动连接；

左电机12，布设于底盘底部的左侧，左电机驱动器的输出端与左电机12的输入端相连，左电机12的输出轴与底盘左侧的驱动轮9传动连接；

电池6，布设底盘底侧的中部，分别与左电机12、右电机7、主控板5、踏板推杆电机3、底座推杆电机4、靠背推杆电机2、触摸屏模块1电性连接。

进一步地，触摸屏模块1为电容式触摸屏。

更进一步地，触摸屏模块1包括菜单区、显示区和控制区(如图4所示)。

进一步地，主控板5与触摸屏模块1通过蓝牙通信互联。

进一步地，还包括照明灯，该照明灯布设于底盘，并与电池6电性连接。

进一步地，还包括喇叭，该喇叭布设于底盘，并与电池6电性连接。

如图3和5所示，一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，包括以下步骤：

(1)初始化，初始化完成后，将触摸屏模块的屏幕分为控制区、菜单区和显示区，在控制区建立平面直角坐标系，以控制区的左下角的点作为坐标原点；

(2)实时从触摸屏模块的控制区获取手指的坐标位置，当检测到初次手指与屏幕接触的位置A时，记录其位置坐标A(X1，Y1)，在手指按住屏幕滑动过程中，继续不断检测并记录终点位置B点的坐标B(X2，Y2)，然后对位置A、位置B两点坐标做差即M1＝X1-X2,M2＝Y1-Y2,分别判断M1和M2的正负：

若M1为正值，则代表往X轴正方向划动，此时向主控板发出右行驶的指令，若M1为负值，则代表往X轴负方向划动，此时发出向左行驶的指令，其中：

主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

若M2为正值，则代表往Y轴正方向划动，此时发出向前行驶的指令；若M2为负值，则代表往Y轴负方向划动，此时发出向后行驶的指令，其中：

主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

(3)根据步骤(2)发出的指令，控制轮椅向右/左/前/后行驶。

进一步地，步骤(2)中主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

(21)根据M1差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

(22)电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

进一步地，步骤(2)中主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

S21根据M2差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

S22电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

进一步地，菜单区首页设置四个接触点，从上到下依次为接触点1、接触点2、接触点3和接触点4；

接触点1为按键开关，控制照明灯的亮灭，按下再松开代表一次操作，一次操作照明灯亮，再一次操作照明灯灭；

接触点2为声控触点，按下时喇叭响，松开则喇叭不响；

接触点3为特殊功能，点开进入次级菜单，次级菜单界面包括A触摸点、B触摸点和C触摸点，其中：

A触摸点下方方向触摸点表示座椅推杆电机正转和反转；

B触摸点正下方方向按键表示靠背推杆电机正转与反转；

C触摸点正下方方向键表示踏板推杆电机正转与反转；

触摸点4表示触摸屏开关，点击一次表示开启触摸屏控制模式，此时触摸屏正常工作，再次点击表示关闭触摸屏控制，此时触摸屏不工作，显示关闭触摸屏控制并不响应触摸信号。

具体实施例2

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：主控板5与触摸屏模块1通过WiFi模块通信互联。

具体实施例3

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：主控板5与触摸屏模块1通过zigbee模块通信互联。

上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，包括：

触摸屏模块，其一端通过卡扣方式与触摸屏支架一端相连，触摸屏支架的另一端通过螺纹连接的方式与轮椅的一扶手相连；

主控板，与底盘通过螺栓连接的方式相连，主控板与所述触摸屏模块通过无线方式通信互联；

靠背，背部设有靠背支架，该靠背支架的两侧各与一扶手相连；

底座，背部设有底座支架，该底座支架的一侧与所述靠背支架的底侧通过销轴连接；

底盘，其一侧与所述底座支架的另一侧通过销轴连接；

踏板，其底侧设有踏板支架，该踏板支架的一侧与所述底盘之间的一侧通过销轴相连；

靠背推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端的靠背推杆电机驱动器的输入端相连；

靠背推杆电机，其底部与底座支架相连，靠背推杆电机的推杆与靠背支架的底侧相连，所述靠背推杆电机驱动器的输出端与靠背推杆电机的输入端相连；

踏板推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端与踏板推杆电机驱动器的输入端相连；

踏板推杆电机，其底部与底盘相连，踏板推杆电机的推杆与踏板支架的一侧相连，所述踏板推杆电机驱动器的输出端与踏板推杆电机的输入端相连；

底座推杆电机驱动器，布设于所述底盘上，所述主控板的输出端与底座推杆电机驱动器的输入端相连；

底座推杆电机，其底部与底盘相连，所述底座推杆电机的推杆与底座的底部的中部相连，所述底座推杆电机驱动器的输出端与底座推杆电机的输入端相连；

左/右电机驱动器，其底部与底盘相连，所述主控板的输出端与左/右电机驱动器的输入端相连；

右电机，布设于底盘底部的右侧，右电机驱动器的输出端与右电机的输入端相连，右电机的输出轴与底盘右侧的驱动轮传动连接；

左电机，布设于底盘底部的左侧，左电机驱动器的输出端与左电机的输入端相连，左电机的输出轴与底盘左侧的驱动轮传动连接；

电池，布设底盘底侧的中部，分别与左电机、右电机、主控板、踏板推杆电机、底座推杆电机、靠背推杆电机、触摸屏模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，所述触摸屏模块为电容式触摸屏。

3.根据权利要求1或2所述的一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，所述触摸屏模块包括菜单区、显示区和控制区。

4.根据权利要求1所述的一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，所述主控板与所述触摸屏模块通过蓝牙或WiFi模块或zigbee模块通信互联。

5.根据权利要求1所述的一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，还包括照明灯，该照明灯布设于底盘，并与电池电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种带有触摸屏的轮椅，其特征在于，还包括喇叭，该喇叭布设于底盘，并与电池电性连接。

7.一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始化，初始化完成后，将触摸屏模块的屏幕分为控制区、菜单区和显示区，在控制区建立平面直角坐标系，以控制区的左下角的点作为坐标原点；

(2)实时从触摸屏模块的控制区获取手指的坐标位置，当检测到初次手指与屏幕接触的位置A时，记录其位置坐标A(X1，Y1)，在手指按住屏幕滑动过程中，继续不断检测并记录终点位置B点的坐标B(X2，Y2)，然后对位置A、位置B两点坐标做差即M1＝X1-X2,M2＝Y1-Y2,分别判断M1和M2的正负：

若M1为正值，则代表往X轴正方向划动，此时向主控板发出右行驶的指令，若M1为负值，则代表往X轴负方向划动，此时发出向左行驶的指令，其中：

主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

若M2为正值，则代表往Y轴正方向划动，此时发出向前行驶的指令；若M2为负值，则代表往Y轴负方向划动，此时发出向后行驶的指令，其中：

主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小；

(3)根据步骤(2)发出的指令，控制轮椅向右/左/前/后行驶。

8.根据权利要求7所述的一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，其特征在于，步骤(2)中主控板根据M1差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

(21)根据M1差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

(22)电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

9.根据权利要求7所述的一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，其特征在于，步骤(2)中主控板根据M2差值的绝对值的大小控制轮椅的行驶速度大小包括以下步骤：

S21根据M2差值的绝对值，主控板输出一个占空比为的方波控制信号给电机驱动器；

S22电机驱动器根据接收到的方波控制信号的大小向电机发出不同大小的驱动电压，进而控制轮椅的行驶速度。

10.根据权利要求7所述的一种带有触摸屏的轮椅的控制方法，其特征在于，菜单区首页设置四个接触点，从上到下依次为接触点1、接触点2、接触点3和接触点4；

接触点1为按键开关，控制照明灯的亮灭，按下再松开代表一次操作，一次操作照明灯亮，再一次操作照明灯灭；

接触点2为声控触点，按下时喇叭响，松开则喇叭不响；

接触点3为特殊功能，点开进入次级菜单，次级菜单界面包括A触摸点、B触摸点和C触摸点，其中：

A触摸点下方方向触摸点表示座椅推杆电机正转和反转；

B触摸点正下方方向按键表示靠背推杆电机正转与反转；

C触摸点正下方方向键表示踏板推杆电机正转与反转；

触摸点4表示触摸屏开关，点击一次表示开启触摸屏控制模式，此时触摸屏正常工作，再次点击表示关闭触摸屏控制，此时触摸屏不工作，显示关闭触摸屏控制并不响应触摸信号。