CN108904158A - 一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，属于医疗器械技术领域，包括运动装置、座椅、太阳能发电装置、控制设备，运动装置包括箱体、大轮、电机、后轮、大轮轴，座椅包括扶手板一、扶手板二、踏板、板一、板二、板三、控制设备包括控制器、主板、存储器、操作杆、显示器，两大轮由两电机单独提供转动力，转弯时依靠两电机的速度差进行转弯，座椅通过转动轴一、转动轴二、转动轴三控制板一、板二、板三进行调整坐姿或躺姿，太阳能发电装置为电池持续充电，增加本装置每次充电后的续航能了能力，为本装置提供稳定可靠地动力。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体是涉及一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅。
背景技术
轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者和行动不便人士的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置及座靠四部分组成。手摇轮椅在普通轮椅基础上，增加手摇装置，电动轮椅在普通轮椅基础上，增加电子助力系统，减轻了使用者的体力消耗，目前市场上的太阳能轮椅大多只是单块或者多块平铺，无法控制其折叠和展开，太阳能利用率较低，多采用充电式电池或光电式太阳能发电，而利用光伏效应发电要比利用光电式发电效率更高，而且多数太阳能充电板重量比较重，使用笨拙，操作不够便捷，总之目前市场上轮椅的使用舒适性、可操作性、安全性及环保性无法满足用户要求。
现有的轮椅多数采用手动推进，少数采用电动，手动推进比较费时费力，很少有患者采用手动推进，一般情况由亲属从轮椅后方推动轮椅，这样又比较费事，需要监护人经常来回照顾，采用电动式轮椅，移动虽然不受限制，相比手动推进更为人性化，监护人的劳动也相对减少，患者的活动范围也相对增加，但在电动轮椅存在以下缺陷，首先患者活动范围增加，与监护人的距离增加，如果轮椅在移动中电量亏空，患者所坐的轮椅就会停留在距离监护人很远的距离，需要监护人从很远的距离将患者和轮椅一起移动回室内，比较费力。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种人性化，一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅。
本发明的技术方案是：
一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，包括运动装置、座椅、太阳能发电装置、控制设备；
所述运动装置包括箱体、大轮、限位槽、电机、后轮、大轮轴，所述箱体固定在座椅下方，所述大轮有两个，两个大轮位于箱体的侧前方，所述限位槽有两个，两个限位槽分别固定在箱体的内部左右两侧，所述电机固定在限位槽内部，所述大轮轴一端连接在大轮中轴处，另一端与电机的输出轴固定连接，所述后轮设在箱体的侧后方；
座椅包括踏板、板一、板二、板三、转动轴一、转动轴二、转动轴三，所述板二固定连接在箱体的上方，所述板一的下端通过所述转动轴一活动连接在板二的后端上方，转动轴一的左端固定连接有轴电机一，所述板三的上端通过所述转动轴二活动连接在板二的前端下方，转动轴二的左端固定连接有轴电机二，板二的两侧分别固定有扶手板一和扶手板二，所述踏板后端通过所述转动轴三水平连接在板三的下端前方，转动轴三的左端固定连接有轴电机三；
所述太阳能发电装置包括U型杆、太阳板、侧挡布、转动轴四、逆变器、电池，所述转动轴四横向贯穿板二后部，且转动轴四两端分别凸出于板二的两侧，所述U型杆有四根，每根U型杆的两端分别与转动轴四转动连接，所述电池固定在座椅与箱体之间，所述逆变器固定在电池的后方，太阳板采用柔性薄膜太阳能电池，太阳板包括太阳能芯片、保护层、隔热层、PG布层，所述太阳能芯片固定在太阳板的中层，所述保护层固定在太阳能芯片的上方，保护层采用聚对苯二甲酸已二醇酯，所述隔热层固定在太阳能芯片下方，隔热层从上而下分别由0.2cm厚度的氧化铝纤维层、0.1cm厚度的聚酯纤维层、0.1cm厚度的硅酸铝纤维层、0.1cm厚度的马来酰亚胺、0.2cm厚度的石墨箔层经过高压压制而成，且氧化铝纤维层位于石墨箔层压上方，所述PG布层粘结在保护层四周和隔热层的下方，且PG布层的下方与U型杆的顶端粘结，太阳能芯片与逆变器电性连接，逆变器与电池电性连接，所述侧挡布连接在四根U型杆的两侧并与太阳板相接；
控制设备包括控制器、主板、存储器、操作杆、显示器，所述控制器内置在右侧扶手板一的内部，控制器采用英飞凌智能控制器，且控制器分别与电机、轴电机一、电池、轴电机二、轴电机三电性连接，所述显示器折叠式连接在扶手板二的上表面，所述操作杆固定在扶手板一的上表面，所述主板内置在扶手板二内部，主板分别与控制器、显示器、存储器电性连接，所述存储器电性连接在主板的后侧；
进一步地，所述后轮包括连接杆、活动轴、小轮轴、小轮，所述连接杆上端与箱体的后端固定连接，所述活动轴的上端与连接杆下端转动连接，所述小轮轴贯穿在活动轴的下端，且相对于活动轴横向转动，所述小轮有两个，两个小轮分别连接在小轮轴的两端，后轮用于支撑，增加装置的稳定性，活动轴用于小轮的转向。
进一步地，所述显示器包括显示屏、转杆、折叠杆，所述折叠杆上端与显示屏转动连接，下端与所述转杆转动连接，转杆的下端固定在扶手板二的上表面，通过折叠杆和转杆实现显示器的折叠和转向。
进一步地，所述板三表面设有红外光疗仪，所述红外线光疗仪包括壳体、红外发光管、磁头，所述壳体的后表面与板三固定连接，壳体前表面采用透光材料，所述红外发光管有三个，且分别纵向固定在壳体内部两侧和中部，所述磁头有共8个，且纵向分布在三个红外发光管之间，红外光疗仪与控制器和主板连接，红外光疗仪用于对患者腿部的日常理疗。
进一步地，所述主板包括蓝牙装置、时钟装置、语音识别装置、GPS、CPU，所述CPU设在主板的中心位置，所述蓝牙装置电性连接在CPU的后侧，所述时钟装置电性连接在CPU的上方，所述语音识别装置电性连接在CPU的下方，所述GPS电性连接在CPU的前侧，GPS用于对患者定位，便于监护人找寻，语音识别装置用于执行简单的语音指令，蓝牙装置用于移动设备与本装置无线连接，时钟装置便于患者观看时间。
进一步地，所述两大轮分别向内侧倾斜15°，大轮向内倾斜15°增加了本装置的稳固性，不易发生侧翻。
进一步地，所述板一的上端内侧固定有颈垫，板一的下端内侧固定有腰垫，板二的上表面固定有软垫，颈垫、腰垫、软垫增加患者使用时的舒适感。
进一步地，所述电池采用石墨烯基锂离子电池，石墨烯基锂离子电池增加了本装置的续航能力。
本发明的工作方法包括以下步骤：
S1：通过家庭电源为电池充上足够的电，患者坐入轮椅中，双腿放入红外光疗仪中，通过红外发光管对腿部进行红外光疗，再配合磁头释放脉冲磁场对腿部进行磁疗；
S2：通过操作杆控制电机转动从而带动轮椅前进或后退，通过操作杆转向时，两个电机形成速度差达到转向目的，太阳能芯片通过光伏效应将光能转化为电能，再通过逆变器将直流电转换为交流电为电池充电，当不需要太阳能发电时可以通过U型杆将太阳能发电装置向后方折叠；
S3：当患者需要调整坐姿时通过显示屏设置座椅参数，控制器分别控制轴电机一、轴电机二、轴电机三转动，通过轴电机一、轴电机二、轴电机三的转动从而分别带动转动轴一、转动轴二、转动轴三的转动，再通过控制转动轴一、转动轴二、转动轴三的转动分别控制板一、板三、踏板的转动，当患者需要听歌或看电影时可通过显示器进行操作。
本发明的有益效果是：
(1)本发明两个大轮向内倾斜15°角，使轮椅的结构更稳定，不易发生侧翻。
(2)本发明用采用石墨烯基锂离子电池提供动力，节省人力，太阳能发电装置持续为电池补充电量，太阳能发电装置采用光伏效应发电，发电效率高，太阳板采用柔性薄膜太阳能电池，不易在震动或折叠时损坏，减轻了发电装置的重量，增加本装置的续航能力，即环保又方便。
(3)本发明的座椅可自由调整座椅倾斜角度，用户可选择坐姿或躺姿，更为人性化。
(4)本发明安装有显示器和主板，可通过显示器实现听歌看视频等娱乐活动，有利与患者身心健康，具有调节患者情绪的作用。
附图说明
图1是本发明右侧面结构图；
图2是本发明左侧面结构图；
图3是本发明太阳板的结构图；
图4是本发明大轮的传动结构图；
图5是本发明小轮的结构图；
图6是本发明主板内部结构图；
图7是本发明显示器的结构图；
图8是本发明红外光疗仪的结构图。
其中，1-运动装置、2-座椅、3-太阳能发电装置、4-控制设备、11-箱体、12-大轮、13-限位槽、14-电机、15-连接杆、16-活动轴、17-小轮轴、18-小轮、19-大轮轴、21-扶手板一、22-扶手板二、23-踏板、24-板一、25-板二、26-板三、27-转动轴一、28-转动轴二、29-转动轴三、241-颈垫、242-腰垫、251-软垫、271-轴电机一、281-轴电机二、291-轴电机三、31-U型杆、32-太阳板、33-侧挡布、34-转动轴四、35-逆变器、321-太阳能芯片、322-保护层、323-隔热层、324-PG布层、41-控制器、42-主板、43-存储器、44-操作杆、45-显示器、36-电池、451-显示屏、452-转杆、453-折叠杆、421-蓝牙装置、422-时钟装置、423-语音识别装置、424-GPS、425-CPU、151-连接杆、152-活动轴、153-小轮轴、154-小轮、2611-壳体、2612-红外发光管、2613-磁头。
具体实施方式
为便于对本发明技术方案的理解，下面结合图1-7做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示，一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，包括运动装置1、座椅2、太阳能发电装置3、控制设备4；
如图4所示，运动装置1包括箱体11、大轮12、限位槽13、电机14、后轮15、大轮轴16，箱体11固定在座椅2下方，大轮12有两个，两个大轮12位于箱体11的侧前方，两大轮12分别向内侧倾斜15°，大轮12向内倾斜15°增加了本装置的稳固性，不易发生侧翻，限位槽13有两个，两个限位槽13分别固定在箱体11的内部左右两侧，电机14固定在限位槽13内部，大轮轴16一端连接在大轮12中轴处，另一端与电机14的输出轴固定连接，后轮15设在箱体11的侧后方，如图5所示，后轮15包括连接杆151、活动轴152、小轮轴153、小轮154，连接杆151上端与箱体11的后端固定连接，活动轴152的上端与连接杆151下端转动连接，小轮轴153贯穿在活动轴152的下端，且相对于活动轴152横向转动，小轮154有两个，两个小轮154分别连接在小轮轴153的两端，后轮15用于支撑，增加装置的稳定性，活动轴152用于小轮的转向；
座椅2包括踏板23、板一24、板二25、板三26、转动轴一27、转动轴二28、转动轴三29，板二25固定连接在箱体11的上方，板一24的下端通过转动轴一27活动连接在板二25的后端上方，板一24的上端内侧固定有颈垫241，板一24的下端内侧固定有腰垫242，板二25的上表面固定有软垫251，颈垫241、腰垫242、软垫251增加患者使用时的舒适感，转动轴一27的左端固定连接有轴电机一271，板三26的上端通过转动轴二28活动连接在板二25的前端下方，如图8所示，板三26表面设有红外光疗仪261，红外线光疗仪包括壳体2611、红外发光管2612、磁头2613，壳体2611的后表面与板三固定连接，壳体2611前表面采用透光材料，红外发光管2612有三个，且分别纵向固定在壳体2611内部两侧和中部，磁头2613有共8个，且纵向分布在三个红外发光管2612之间，红外光疗仪261与控制器41和主板42连接，红外光疗仪261用于对患者腿部的日常理疗，转动轴二28的左端固定连接有轴电机二281，板二25的两侧分别固定有扶手板一21和扶手板二22，踏板23后端通过转动轴三29水平连接在板三26的下端前方，转动轴三29的左端固定连接有轴电机三291；
如图3所示，太阳能发电装置3包括U型杆31、太阳板32、侧挡布33、转动轴四34、逆变器35、电池36，转动轴四34横向贯穿板二25后部，且转动轴四34两端分别凸出于板二25的两侧，U型杆31有四根，每根U型杆31的两端分别与转动轴四34转动连接，电池36固定在座椅2与箱体11之间，电池36采用石墨烯基锂离子电池，石墨烯基锂离子电池增加了本装置的续航能力，逆变器35固定在电池36的后方，太阳板32采用柔性薄膜太阳能电池，太阳板32包括太阳能芯片321、保护层322、隔热层323、PG布层324，太阳能芯片321固定在太阳板32的中层，保护层322固定在太阳能芯片321的上方，保护层322采用聚对苯二甲酸已二醇酯，隔热层323固定在太阳能芯片下方，隔热层323从上而下分别由0.2cm厚度的氧化铝纤维层、0.1cm厚度的聚酯纤维层、0.1cm厚度的硅酸铝纤维层、0.1cm厚度的马来酰亚胺、0.2cm厚度的石墨箔层经过高压压制而成，且氧化铝纤维层位于石墨箔层压上方，PG布层324粘结在保护层322四周和隔热层323的下方，且PG布层324的下方与U型杆31的顶端粘结，太阳能芯片321与逆变器35电性连接，逆变器35与电池36电性连接，侧挡布33连接在四根U型杆31的两侧并与太阳板32相接；
如图2所示，控制设备4包括控制器41、主板42、存储器43、操作杆44、显示器45，控制器41内置在右侧扶手板一21的内部，且控制器41分别与电机14、轴电机一271、电池36、轴电机二281、轴电机三291电性连接，显示器45折叠式连接在扶手板二22的上表面，如图7所示，显示器45包括显示屏451、转杆452、折叠杆453，折叠杆453上端与显示屏451转动连接，下端与转杆452转动连接，转杆452的下端固定在扶手板二22的上表面，通过折叠杆453和转杆452实现显示器的折叠和转向，操作杆44固定在扶手板一21的上表面，主板42内置在扶手板二22内部，主板42分别与控制器41、显示器45、存储器43电性连接，存储器43电性连接在主板42的后侧，如图6所示，主板42包括蓝牙装置421、时钟装置422、语音识别装置423、GPS424、CPU425，CPU425设在主板42的中心位置，蓝牙装置421电性连接在CPU425的后侧，时钟装置422电性连接在CPU425的上方，语音识别装置423电性连接在CPU425的下方，GPS424电性连接在CPU425的前侧，GPS424用于对患者定位，便于监护人找寻，语音识别装置423用于执行简单的语音指令，蓝牙装置421用于移动设备与本装置无线连接，时钟装置422便于患者观看时间；
本实施例的工作方法包括以下步骤：
S1：通过家庭电源为电池36充上足够的电，患者坐入轮椅中，双腿放入红外光疗仪261中，通过红外发光管2612对腿部进行红外光疗，再配合磁头2613释放脉冲磁场对腿部进行磁疗；
S2：通过操作杆44控制电机14转动从而带动轮椅前进或后退，通过操作杆44转向时，两个电机14形成速度差达到转向目的，太阳能芯片321通过光伏效应将光能转化为电能，再通过逆变器35将直流电转换为交流电为电池36充电，当不需要太阳能发电时可以通过U型杆31将太阳能发电装置3向后方折叠；
S3：当患者需要调整坐姿时通过显示屏设置座椅参数，控制器分别控制轴电机一271、轴电机二281、轴电机三291转动，通过轴电机一271、轴电机二281、轴电机三291的转动从而分别带动转动轴一27、转动轴二28、转动轴三29的转动，再通过控制转动轴一27、转动轴二28、转动轴三29的转动分别控制板一24、板三26、踏板23的转动，当患者需要听歌或看电影时可通过显示屏451进行操作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，包括运动装置(1)、座椅(2)、太阳能发电装置(3)、控制设备(4)；
所述运动装置(1)包括箱体(11)、大轮(12)、限位槽(13)、电机(14)、后轮(15)、大轮轴(16)，所述箱体(11)固定在座椅(2)下方，所述大轮(12)有两个，两个大轮(12)位于箱体(11)的侧前方，所述限位槽(13)有两个，两个限位槽(13)分别固定在箱体(11)的内部左右两侧，所述电机(14)固定在限位槽(13)内部，所述大轮轴(16)一端连接在大轮(12)中轴处，另一端与电机(14)的输出轴固定连接，所述后轮(15)设在箱体(11)的侧后方；
座椅(2)包括踏板(23)、板一(24)、板二(25)、板三(26)、转动轴一(27)、转动轴二(28)、转动轴三(29)，所述板二(25)固定连接在箱体(11)的上方，所述板一(24)的下端通过所述转动轴一(27)活动连接在板二(25)的后端上方，转动轴一(27)的左端固定连接有轴电机一(271)，所述板三(26)的上端通过所述转动轴二(28)活动连接在板二(25)的前端下方，转动轴二(28)的左端固定连接有轴电机二(281)，板二(25)的两侧分别固定有扶手板一(21)和扶手板二(22)，所述踏板(23)后端通过所述转动轴三(29)水平连接在板三(26)的下端前方，转动轴三(29)的左端固定连接有轴电机三(291)；
所述太阳能发电装置(3)包括U型杆(31)、太阳板(32)、侧挡布(33)、转动轴四(34)、逆变器(35)、电池(36)，所述转动轴四(34)横向贯穿板二(25)后部，且转动轴四(34)两端分别凸出于板二(25)的两侧，所述U型杆(31)有四根，每根U型杆(31)的两端分别与转动轴四(34)转动连接，所述电池(36)固定在座椅(2)与箱体(11)之间，所述逆变器(35)固定在电池(36)的后方，太阳板(32)采用柔性薄膜太阳能电池，太阳板(32)包括太阳能芯片(321)、保护层(322)、隔热层(323)、PG布层(324)，所述太阳能芯片(321)固定在太阳板(32)的中层，所述保护层(322)固定在太阳能芯片(321)的上方，所述隔热层(323)固定在太阳能芯片下方，隔热层(323)从上而下分别由0.2cm厚度的氧化铝纤维层、0.1cm厚度的聚酯纤维层、0.1cm 厚度的硅酸铝纤维层、0.1cm厚度的马来酰亚胺、0.2cm厚度的石墨箔层经过高压压制而成，所述PG布层(324)粘结在保护层(322)四周和隔热层(323)的下方，且PG布层(324)的下方与U型杆(31)的顶端粘结，太阳能芯片(321)与逆变器(35)电性连接，逆变器(35)与电池(36)电性连接，所述侧挡布(33)连接在四根U型杆(31)的两侧并与太阳板(32)相接；
控制设备(4)包括控制器(41)、主板(42)、存储器(43)、操作杆(44)、显示器(45)，所述控制器(41)内置在右侧扶手板一(21)的内部，且控制器(41)分别与电机(14)、轴电机一(271)、电池(36)、轴电机二(281)、轴电机三(291)电性连接，所述显示器(45)折叠式连接在扶手板二(22)的上表面，所述操作杆(44)固定在扶手板一(21)的上表面，所述主板(42)内置在扶手板二(22)内部，主板(42)分别与控制器(41)、显示器(45)、存储器(43)电性连接，所述存储器(43)电性连接在主板(42)的后侧。
2.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述后轮(15)包括连接杆(151)、活动轴(152)、小轮轴(153)、小轮(154)，所述连接杆(151)上端与箱体(11)的后端固定连接，所述活动轴(152)的上端与连接杆(151)下端转动连接，所述小轮轴(153)贯穿在活动轴(152)的下端，且相对于活动轴(152)横向转动，所述小轮(154)有两个，两个小轮(154)分别连接在小轮轴(153)的两端。
3.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述显示器(45)包括显示屏(451)、转杆(452)、折叠杆(453)，所述折叠杆(453)上端与显示屏(451)转动连接，下端与所述转杆(452)转动连接，转杆(452)的下端固定在扶手板二(22)的上表面。
4.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述板三(26)表面设有红外光疗仪(261)，所述红外线光疗仪包括壳体(2611)、红外发光管(2612)、磁头(2613)，所述壳体(2611)的后表面与板三固定连接，壳体(2611)前表面采用透光材料，所述红外发光管(2612)有三个，且分别纵向固定在壳体(2611)内部两侧和中部，所述磁头(2613)有共8个，且纵向分布在三个红外发光管(2612)之间，红外光疗仪(261)与控制器(41)和主板(42)连接。
5.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述主板(42)包括蓝牙装置(421)、时钟装置(422)、语音识别装置(423)、GPS(424)、CPU(425)，所述CPU(425)设在主板(42)的中心位置，所述蓝牙装置(421)电性连接在CPU(425)的后侧，所述时钟装置(422)电性连接在CPU(425)的上方，所述语音识别装置(423)电性连接在CPU(425)的下方，所述GPS(424)电性连接在CPU(425)的前侧。
6.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述两大轮(12)分别向内侧倾斜15°。
7.如权利要求3所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述两个大轮(12)与竖直方向夹角15°。
8.如权利要求1所述的一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅，其特征在于，所述电池(36)采用石墨烯基锂离子电池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201810638320.8A CN108904158A (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201810638320.8A CN108904158A (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种基于太阳能充电的智能型多功能轮椅 |
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|---|---|
| CN108904158A true CN108904158A (zh) | 2018-11-30 |
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ID=64421547
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- 2018-06-20 CN CN201810638320.8A patent/CN108904158A/zh active Pending
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