CN109966065A - 一种针对四肢残障人士的轮椅和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种针对四肢残障人士的轮椅，属于轮椅技术领域。本发明包括轮椅本体，所述轮椅本体的底部设有车轮，所述轮椅本体的两侧设有扶手，所述左侧的扶手上设有连杆，所述连杆的顶端设有摄像头，所述轮椅本体底部的前侧设有红外测距传感器，所述轮椅本体的内部还设有电源、语音报警器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器，所述电源分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器电性连接，所述处理器分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置和无线通信装置通信连接，所述驱动装置和车轮连接。
Description
技术领域
本发明属于轮椅技术领域，尤其是涉及一种针对四肢残障人士的轮椅和使用方法。
背景技术
随着社会经济的发展，城市化问题给人类健康带来的挑战日益突出，建设健康城市成为近几年的热点。然而，面向躯体不便者的智能设备进步却不显著。截止2016年，我国肢体残疾者约有2400万，占残疾总人数的29.07％，因此残疾人士的生活水平与健康幸福指数亟需提升。而轮椅作为残疾人士的代步工具，越来越受到社会的关注与市场的欢迎。近年来，中国市场上存在的普通轮椅以及电动轮椅，基本是通过手动操作、语音识别或者自主导航的方式来控制轮动运动的，其存在着操作繁琐、反应时间长、缺乏灵活性、功能较单一等问题，对于那些丧失语言能力、伤残严重甚至颈部以下瘫痪的人士，无法满足使用者的实际生活需求。因此，基于科学技术“保护人”、“解放人”的思想，我们团队倾心设计了一套基于表情识别的智能出行轮椅的系统，增加了残疾人士出行的可能性与安全性，建立了表情与驱动电路的通讯机制，实现了智能轮椅的避障、通讯、导航等功能。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种针对四肢残障人士的轮椅，包括轮椅本体，所述轮椅本体的底部设有车轮，所述轮椅本体的两侧设有扶手，所述左侧的扶手上设有连杆，所述连杆的顶端设有摄像头，所述轮椅本体底部的前侧设有红外测距传感器，所述轮椅本体的内部还设有电源、语音报警器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器，所述电源分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器电性连接，所述处理器分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置和无线通信装置通信连接，所述驱动装置和车轮连接；
所述电源用于对摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器提供电源；
所述摄像头用于拍摄被使用者的面部表情，并将面部表情数据传输给处理器；
所述红外测距传感器用于监测前行道路上是否有凹凸不平的障碍物，并将数据传输给处理器；
所述处理器装载有人脸表情识别功能，用于接收摄像头、红外测距传感器采集到的数据并进行判断，从而发送相应的指令给驱动控制装置、语音报警器和无线通信装置；
所述驱动控制装置用于接收处理器的相关指令从而控制车轮；
所述无线通信装置用于接收处理器的命令联络家属。
优选的，所述连杆可任意扭转。
一种上述针对四肢残障人士的轮椅的使用方法：
步骤(1)：帮助使用者坐上轮椅，通过扭转连杆调整好摄像头的位置；
步骤(2)：摄像头对使用者进行不间断的拍摄，并将其面部表情数据传送给处理器；
步骤(3)：处理器接收摄像头采集到的数据并进行判断，根据使用者的面部表情动作发送相应的指令给驱动控制装置和无线通信装置，眨三次眼表示前行，闭左眼表示左转弯，闭右眼表示右转弯，眨眼两次表示后退，闭眼表示停止，皱眉表示发生危险情况发送短信联系家属，抿嘴表示口渴或饥饿联系家属；
步骤(4)：在轮椅行进的过程中红外测距传感器随时监测前进道路上的障碍物并将数据传送给处理器；
步骤(5):处理器接收红外测距传感器采集的障碍物信息，当前进道路上有障碍物时，处理器控制语音报警器进行报警，如果使用者一直没有发出调整方向的指令，当轮椅和障碍物之间的距离达到预先设定的值时，处理器发送指令给驱动控制装置进行刹车。
本发明的有益效果：本发明将人脸表情识别技术应用到轮椅上，通过摄像头拍摄使用者的面部表情，处理器对面部表情数据进行判断，从而控制轮椅动作，人性化的设计，满足了四肢残障人士的特殊需求，在四肢不便的情况下，可通过面部表情自信控制轮椅，无需借助他人，方便了他们生活的同时也增强了他们对于生活的自信；本发明设有红外测距传感器和语音报警器，随时监测附近的障碍物，当附近有障碍物时对使用者进行语音提醒，并且在使用者无反应时，可以判断障碍物距离进行自动刹车，提升了安全性；本发明还设有无线通信装置，在使用者有需求时可以联系家属，安全得到保障。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的一种系统连接结构示意图。
图中：1、轮椅本体；2、车轮；3、扶手；4、连杆；5、摄像头；6、红外测距传感器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种针对四肢残障人士的轮椅，如图1-图2所示，包括轮椅本体，所述轮椅本体的底部设有车轮，所述轮椅本体的两侧设有扶手，所述左侧的扶手上设有连杆，所述连杆的顶端设有摄像头，所述轮椅本体底部的前侧设有红外测距传感器，所述轮椅本体的内部还设有电源、语音报警器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器，所述电源分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器电性连接，所述处理器分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置和无线通信装置通信连接，所述驱动装置和车轮连接；
所述电源用于对摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器提供电源；
所述摄像头用于拍摄被使用者的面部表情，并将面部表情数据传输给处理器；
所述红外测距传感器用于监测前行道路上是否有凹凸不平的障碍物，并将数据传输给处理器；
所述处理器装载有人脸表情识别功能，用于接收摄像头、红外测距传感器采集到的数据并进行判断，从而发送相应的指令给驱动控制装置、语音报警器和无线通信装置；
所述驱动控制装置用于接收处理器的相关指令从而控制车轮；
所述无线通信装置用于接收处理器的命令联络家属。
优选的，所述连杆可任意扭转，方便调整摄像头的位置。
一种上述针对四肢残障人士的轮椅的使用方法：
步骤(1)：帮助使用者坐上轮椅，通过扭转连杆调整好摄像头的位置；
步骤(2)：摄像头对使用者进行不间断的拍摄，并将其面部表情数据传送给处理器；
步骤(3)：处理器接收摄像头采集到的数据并进行判断，根据使用者的面部表情动作发送相应的指令给驱动控制装置和无线通信装置，眨三次眼表示前行，闭左眼表示左转弯，闭右眼表示右转弯，眨眼两次表示后退，闭眼表示停止，皱眉表示发生危险情况发送短信联系家属，抿嘴表示口渴或饥饿联系家属；
步骤(4)：在轮椅行进的过程中红外测距传感器随时监测前进道路上的障碍物并将数据传送给处理器；
步骤(5):处理器接收红外测距传感器采集的障碍物信息，当前进道路上有障碍物时，处理器控制语音报警器进行报警，如果使用者一直没有发出调整方向的指令，当轮椅和障碍物之间的距离达到预先设定的值时，处理器发送指令给驱动控制装置进行刹车。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是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、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种针对四肢残障人士的轮椅，包括轮椅本体，其特征在于所述轮椅本体的底部设有车轮，所述轮椅本体的两侧设有扶手，所述左侧的扶手上设有连杆，所述连杆的顶端设有摄像头，所述轮椅本体底部的前侧设有红外测距传感器，所述轮椅本体的内部还设有电源、语音报警器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器，所述电源分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器电性连接，所述处理器分别与摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置和无线通信装置通信连接，所述驱动装置和车轮连接；
所述电源用于对摄像头、语音报警器、红外测距传感器、驱动控制装置、无线通信装置和处理器提供电源；
所述摄像头用于拍摄被使用者的面部表情，并将面部表情数据传输给处理器；
所述红外测距传感器用于监测前行道路上是否有凹凸不平的障碍物，并将数据传输给处理器；
所述处理器装载有人脸表情识别功能，用于接收摄像头、红外测距传感器采集到的数据并进行判断，从而发送相应的指令给驱动控制装置、语音报警器和无线通信装置；
所述驱动控制装置用于接收处理器的相关指令从而控制车轮；
所述无线通信装置用于接收处理器的命令联络家属。
2.根据权利要求1所述一种针对四肢残障人士的轮椅，其特征在于所述连杆可任意扭转。
3.一种权利要求1或2所述针对四肢残障人士的轮椅的使用方法，其特征在于所述使用方法为：
步骤(1)：帮助使用者坐上轮椅，通过扭转连杆调整好摄像头的位置；
步骤(2)：摄像头对使用者进行不间断的拍摄，并将其面部表情数据传送给处理器；
步骤(3)：处理器接收摄像头采集到的数据并进行判断，根据使用者的面部表情动作发送相应的指令给驱动控制装置和无线通信装置，眨三次眼表示前行，闭左眼表示左转弯，闭右眼表示右转弯，眨眼两次表示后退，闭眼表示停止，皱眉表示发生危险情况发送短信联系家属，抿嘴表示口渴或饥饿联系家属；
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