CN109211282B - 一种检测手握车把的方法及相应的步行辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种检测手握车把的方法及其相应的步行辅助设备，检测方法包括设置至少两个导电材质的触点，包括第一触点和第二触点；第一触点连接至分压电路中一端点，第二触点接电路地；分压电路连接至开关电路，开关电路根据分压电路的输出打开或关闭；开关电路连接微控制单元控制器，微控制单元控制器根据开关电路的变化判断手是否握车把。本发明实施例采用的检测手握车把的方法巧妙地利用了人体自身的电阻特性，准确且有效地的判断出双手是否已经握住车把，并能识别出是否为同一人的双手在握车把，有效地提高步行辅助设备的安全性能。

Description

一种检测手握车把的方法及相应的步行辅助设备

技术领域

本发明涉及例如用于老年人、残疾人、幼儿的步行或散步所用的步行辅助设备，尤其涉及一种应用于该辅助设备上的检测使用者双手是否握住步行辅助设备车把的方法及其相应的步行辅助设备。

背景技术

步行辅助设备作为安全步行的辅助工具，已经广泛应用于老年人等进行购物或散步的情形。步行辅助设备一般包括前后车轮，主体部，与主体部连接的手柄(手把)。使用者握着手把，一边支撑身体，一边使车轮行走，由此能够安全地步行。目前，市场开发出电动步行辅助设备，由电机驱动车轮行走，且在下坡等处具有刹车功能，在上坡处具有辅助上行功能。在电动步行辅助设备启动事，设备首先检测人手是否握在车把上，如果已经握在车把上，则设备会在运动方向上提供同向的辅助动力。

目前在步行辅助设备中，均采用电容传感器检测人手是否已经握住辅助设备车把。一般分为两种方案：方案一——在单独一个车把上安装电容传感器，另一个车把无传感器(目前大部分步行辅助设备采用此设计方法)；方案二——在两个车把上均分别安装电容传感器。在实际的应用中，上述两种方案均有安全性问题：方案一由于只有单独一个车把上具有电容传感器而另一个车把无传感器，当使用者一只手扶住带传感器车把作为支撑，俯下身子向车筐内放置一些物品或者是从车筐中取物品时，步行辅助设备会误认为此时用户手已经握住车把，并产生向前的推动力，此时如果步行辅助设备产生与推力方向同向的助力，对于腿脚不方便的用户产生跌倒的风险。方案二虽然两个车把上均安装电容传感器，但是该电容传感器只能检测到是否有人手握住车把，而无法判断是否是同一个人双手握住车把；当至少两个老年人相互驻足寒暄，聊天时两人各自扶住步行辅助设备的一个车把手，步行辅助设备会误判断老人双手已经住车把，而无法识别是不同人的两只手，如果此时有一个老人对步行辅助设备产生推力，步行辅助设备会沿着推力方向产生助力，会发生使老人跌倒的风险。

因此需要一种能够准确检测双手是否握住车把，且是否为同一使用者的双手在握车把的方法及其相应的步行辅助设备，避免检测受到外界干扰，提高步行辅助设备的安全性能。

发明内容

针对现有的检测双手是否握住车把方法所存在的问题，本发明提出一种用人体自身的电阻特性、采用电阻分压的方式进行检测双手是否握住车把的方法，该方法过程中检测信号不易受到外界环境干扰，有效地提高了设备的安全性能。该方法的方案如下：

一种检测手握车把的方法，包括步骤：设置至少两个导电材质的触点，包括第一触点和第二触点；所述第一触点连接至分压电路中一端点，所述第二触点接电路地；所述电路分压电路连接至开关电路，所述开关电路根据所述分压电路的输出打开或关闭；所述开关电路连接微控制单元控制器，所述微控制单元控制器根据所述开关电路的变化判断手是否握车把。

优选的，所述第一触点与人左手接触，所述第二触点与人右手接触。

优选的，在所述第一触点和第二触点之间的人体形成一电阻，所述电阻为所述分压电路的一部分。

优选的，所述分压电路包括至少一电容。

优选的，所述第一触点首先连接ESD保护电路后，再连接至所述分压电路中一端点。

优选的，所述开关电路包括第一级开关电路和第二级开关电路。

优选的，所述第一级开关电路为CMOS管开关电路，所述CMOS关开关电路导通后，所述CMOS输出电压升高。

优选的，所述第二级开关电路为三极管开关电路，所述第一级开关电路导通后，所述第二级开关电路的输出电压由低电平转变为高电平。

优选的，所述微控制单元控制器检测所述第二级开关电路的输出电压。

本发明还提供一种步行辅助设备，包括：主体部，与主体部连接的手把，用于提供用户双手握持；与主体部连接的车轮，用于带动所述主体部行走；与所述车轮电连接的电机，驱动所述车轮旋转；所述步行辅助设备还包括一检测手握车把的检测系统，所述检测手握车把的检测系统采用上述任意一项检测手握车把的方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例巧妙地利用了人体自身的电阻特性，采用电阻分压的方式进行手握车把的检测，检测信号不易受外界干扰，能够准确地判断出双手是否已经握住车把，并能识别出是否为同一人的双手在握车把，从而有效地克服现有电容传感器检测手握车把的问题，有效地提高步行辅助设备的安全性能。

附图说明

图1是本发明实施例中提供一种检测手握车把的流程示意图；

图2是本发明实施例中提供一种检测手握车把的电路设计框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例中的一种检测手握车把的流程示意图。在该实施例中，检测手握车把的方法总共包括四个步骤。

步骤S1：设置至少两个导电材质的触点，包括第一触点和第二触点。在该步骤中，第一触点用于与人的左手接触，第二触点用于与人右手接触，从而利用人体自身的阻抗性能在第一触点和第二触点之间形成一电阻。当然，第一触点和第二触点与人的那只手接触并不受限，即在该步骤中也可以第一触点与人的右手接触，第二触点与人的左手接触。

步骤S2：将第一触点连接至分压电路中一端点，将第二触点接电路地。在一优选方案中，第一触点首先连接ESD保护电路后，再连接至所述分压电路中一端点。其中，步骤S1中的第一触点和第二触点之间的人体所形成的电阻为分压电路中一部分。优选的，分压电路中还包括一电容，利用电容的储能特性实现信号滤波和上电延迟功能。

步骤S3：将分压电路连接至开关电路，开关电路根据所述分压电路的输出打开或关闭。开关电路包括第一级开关电路和第二级开关电路。第一级开关电路为CMOS管开关电路，当CMOS关开关电路导通后，所述CMOS输出电压升高。第二级开关电路为三极管开关电路，当第一级开关电路导通后，所述第二级开关电路的输出电压由低电平转变为高电平。

步骤S4：将开关电路连接微控制单元控制器，所述微控制单元控制器根据所述开关电路的变化判断手是否握车把。具体的，若微控制单元控制器检测到开关电路中的三极管开关电路的输出电压由低电平转变为高电平，则判断人的双手已经握住车把；否则，则判断人的双手未握住车把。

如图2所示，本发明实施例所相应的检测手握车把的电路设计框图。在该框图中，L和R两点分别为两个导电材质的接触点，L接触点定义为第一触点，R接触点定义为第二触点。其中，第一触点通过ESD保护电路后连接到电阻分压电路的a端点，第二触点连接到电路的GND(地)上。人体左右手之间存在一定的阻值R1，当人的双手分别接触第一触点和第二触点时，相当于将R1电阻接入到分压电路中。R2电阻与R1(人体自身所形成的电阻)电阻组成分压电路，通过分压将a点电压控制为可以支持第一级开关导通的电压U1。其中，分压电路中还包括电容C1，电容C1用于实现信号滤波和上电延迟功能。第一级开关电路Q1导通后，b点输出电压为U2，此时U2变为高电平信号用于将第二级开关电路Q2导通。在第二级开关电路Q2导通前，c点U3电压为高电平；当Q2导通后c点U3电压变为低电平信号。MCU(微控制单元控制器)通过检测c点U3电平的变化，从而判断人手是否已经接触到车把手。在该实施例中，第一级开关电路采用CMOS管，第二级开关电路采用晶体三极管。当然，第一级开关电路和第二级开关电路可相互替换或者采用其他类型的开关电路，只需实现最终输出电信号能根据人手是否接触车把而发生变化即可。

在该实施例中，巧妙的利用了人体自身的电阻特性，采用电阻分压的方式，检测信号不易受到外界环境干扰。一旦使用者的任意一只手离开车把，电路中R1电阻会立即消失，第一级开关电路和第二级开关电路即会关闭，此时MCU判断双手没有握住车把。该实施例的方案有效地解决出现一只手扶车把俯身装卸物品时辅助行走设备误认为用户在推车，并提供与俯身方向相同的助力，结果导致用户摔倒的问题。

在该实施例中，由于是利用人体双手之间的电阻R1与电阻R2分压来控制第一级开关电路Q1的导通，因此，如果两个人分别握住一个车把，车把之间无法有效形成R1电阻，电阻分压电路a点无法形成使Q1导通的电压，从而第一级开关电路Q1无法导通且第二级开关电路Q2也无法导通，MCU(微单元控制控制器)检测c节点电压仍为高电平信号，MCU判断双手没有成功握到车把。该实施例方案，有效地解决了两个人手分别握住一个车把，车误启动提供助力使用户跌倒的问题。

基于上文描述的检测手握车把的方法及相应的电路设计，本发明还提供一包含上文所述的检测车把的方法或该方法所相应的电路设计的一种步行辅助设备。在该实施例中，步行辅助设备包括：主体部；与主体部连接的手把，用于提供用户双手握持；与主体部连接的车轮，用于带动所述主体部行走；与车轮电连接的电机，驱动车轮旋转；其中，该步行辅助设备还包括实现上文所描述的检测手握车把的方法的电路或电路系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种检测手握车把的方法，其特征在于，包括步骤：

设置至少两个导电材质的触点，包括第一触点和第二触点；

将所述第一触点连接至分压电路中一端点，将所述第二触点接电路地；

将所述分压电路连接至开关电路，所述开关电路根据所述分压电路的输出打开或关闭；

将所述开关电路连接微控制单元控制器，所述微控制单元控制器根据所述开关电路的变化判断手是否握车把。

2.根据权利要求1所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述第一触点与人左手接触，所述第二触点与人右手接触。

3.根据权利要求2所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，在所述第一触点和第二触点之间的人体形成一电阻，所述电阻为所述分压电路的一部分。

4.根据权利要求1所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述分压电路包括至少一电容。

5.根据权利要求1所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述第一触点首先连接ESD保护电路后，再连接至所述分压电路中一端点。

6.根据权利要求1所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述开关电路包括第一级开关电路和第二级开关电路。

7.根据权利要求6所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述第一级开关电路为CMOS管开关电路，所述CMOS管开关电路导通后，所述CMOS管开关电路输出电压升高。

8.根据权利要求7所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述第二级开关电路为三极管开关电路，所述第一级开关电路导通后，所述第二级开关电路的输出电压由低电平转变为高电平。

9.根据权利要求8所述的一种检测手握车把的方法，其特征在于，所述微控制单元控制器检测所述第二级开关电路的输出电压。

10.一种步行辅助设备，包括：

主体部，

与主体部连接的手把，用于提供用户双手握持；

与主体部连接的车轮，用于带动所述主体部行走；

与所述车轮电连接的电机，驱动所述车轮旋转；

其特征在于，所述步行辅助设备还包括一检测手握车把的检测系统，所述检测手握车把的检测系统采用权利要求1至9中任意一项检测手握车把的方法。

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