CN110420097B - 一种电动轮椅的微动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动轮椅的微动控制系统，一种电动轮椅的微动控制系统，其包含电动轮椅主体（1）、右扶手（21），左扶手（22），安装在右扶手（21）的侧面右滚轮（211），安装左扶手（22）侧面的左滚轮（221），其特征在于，在右滚轮（211）内设置有右角度传感器，左滚轮（221）内设有左角度传感器，电动轮椅主体（1）为由蓄电池驱动的轮椅车，其动力部分，主要由左侧电机和右侧电机组成，电动轮椅主体（1）还包含用于控制右侧电机的右轮驱动器、用于控制左侧电机的左轮驱动器，在右侧电机上还安装有第二右角度传感器，在左侧电机上还安装有第二左角度传感器;本发明的核心是通过在扶手上设计滚轮，来实现电动轮椅的微动控制，具有操作方便的特点。

Description

一种电动轮椅的微动控制系统
技术领域
本发明涉及电动轮椅,特别涉及一种电动轮椅的微动控制系统。
背景技术
现有的一种电动轮椅的微动控制系统,电动轮椅作为一种代步的辅助工具，极大的方便了残疾人、老年人等不方便行走人群。传统轮椅是通过一个万向摇杆来控制轮椅的运动方向和运动速度，在室外等空旷的场所操作没有问题，但在室内等比较狭小的空间很难做到精细控制，手动轮椅虽然可以做到精细控制，但是需要很大的力气操作轮椅，非常不方便，尤其是在室内门口处，经常需要小角度操作轮椅，对于控制力不好的老人或残疾人，有时无法通过，因此，需要寻找一种通过传感器和电机控制的相结合的方式来实现电动控制达到手动轮椅的操作效果。
发明内容
本发明针对以上不足，提出一种电动轮椅的微动控制系统，传统的轮椅主要是有万向摇杆来控制方向和前进后退的速度，本发明的核心技术在于除了在扶手处有万向摇杆外，在左右两侧还各有一个滚轮(或者是手摇转盘)，其原理在于，在滚轮内部安装有角度传感器，角度传感器可以检测滚轮的运动方向和速度，控制器通过采集滚轮内部角度传感器的信号，可以得到人的操作信号；控制器按照设定好的滚轮与电机转动角度的控制关系，给电机驱动器发送控制信号进入角度控制模式，同时设定电机所需要的运动角度和和方向，电机驱动器根据安装在电机内部的角度传感器做闭环控制，控制电机运动到所需要的角度，完成用户的操作，从而完成用户转动滚轮多少角度，电机可以相应的运动多少角度，达到用户所想的运动角度,同时是小角度的偏移。
一种电动轮椅的微动控制系统，其包含电动轮椅主体(1)、右扶手(21)，左扶手(22)，安装在右扶手(21)的侧面右滚轮(211)，安装左扶手(22)侧面的左滚轮(221)，在右滚轮(211)内设置有右角度传感器，左滚轮(221)内设有左角度传感器，电动轮椅主体(1)为由蓄电池驱动的轮椅车，其动力部分，主要由左侧电机和右侧电机组成，电动轮椅主体(1)还包含用于控制右侧电机的右轮驱动器，用于控制左侧电机的左轮驱动器，在右侧电机上还安装有第二右角度传感器，在左侧电机上还安装有第二左角度传感器，电动轮椅主体内还设有控制器，在扶手上还安装有万向摇杆。
右滚轮与左滚轮结构相同，左角度传感器和右角度传感器配置相同，左侧电机和右侧电机配置和规格相同，其目的是使左右方向上人工操作幅度一致。
右滚轮(211)上的便于设置有突出卡圈，此类突出卡圈的作用在于，手动旋转的时候，便于增加摩擦力，手动操作旋转方便。
在运行过程中，所述控制器接收左角度传感器的角度信号，然后给予左轮驱动器控制信号，左轮驱动器控制左侧电机的偏转和移动，同时，在左轮上，还安装有第二左角度传感器，当第二左角度传感器反馈给予左轮驱动器角度信号，左轮驱动器通过第二角度传感器的信号来判断是否与控制器给予的信号一致，如果一致，则完成角度偏转的作用，如遇到到第二角度传感器与控制器给予的信号，则左轮驱动器继续给予左侧电机驱动电流。同样，右侧电机也是通过这个运行过程，来实现偏转的过程。
以往万向摇杆实现的角度是扭转360度，也就是如果需要前进，则推前进，如果右转90°则轮子左转90°,在狭小的空间,通常调节可能是10°,通过万向摇杆来实现10°左右的偏转件需要手部控制很好的操作,对于老人,有时会显得比较吃力,这个时候,采用滚轮的方式,旋转一周,实现10°的车轮偏转,也就是如果旋转半周,只有5°,如果旋转四分之一周,实现2.5°角度的偏转,对于老人来说,因此,对于细微的操作比较困难,因此,通过旋转滚轮的方式,小角度调整可以比较方便。
附图说明
图1是本发明实施例的微动控制系统的电动轮椅结构示意图。
图2是本发明实施例的滚轮结构示意图。
图3是本发明实施例的滚轮正面示意图。
图4是本发明实施例的系统工作示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
本发明针对以上不足，提出一种电动轮椅的微动控制系统，传统的轮椅主要是有万向摇杆来控制方向和前进后退的速度，本发明的核心技术在于除了在扶手处设有万向摇杆外，在左右两侧还各有一个滚轮，其原理在于，在滚轮内部安装有角度传感器，角度传感器可以检测滚轮的运动方向和速度，控制器通过采集滚轮内部角度传感器的信号，可以得到人的操作信号；控制器按照设定好的滚轮与电机转动角度的控制关系，给电机驱动器发送控制信号进入角度控制模式，同时设定电机所需要的运动角度和和方向，电机驱动器根据安装在电机内部的角度传感器做闭环控制，控制电机运动到所需要的角度，完成用户的操作，从而完成用户转动滚轮多少角度，电机可以相应的运动多少角度，达到用户所想的运动角度,特别是小角度的运动偏移，本发明的本质在于，放大操作范围。
请参阅图1-2，一种电动轮椅的微动控制系统，其包含电动轮椅主体1、右扶手21，左扶手22，安装在右扶手21的侧面右滚轮211，安装左扶手22侧面的左滚轮221，在右滚轮211内设置有右角度传感器，左滚轮221内设有左角度传感器，电动轮椅主体1为由蓄电池驱动的轮椅车，其动力部分，主要由左侧电机和右侧电机组成，电动轮椅主体1还包含用于控制右侧电机的右轮驱动器、用于控制左侧电机的左轮驱动器，在右侧电机上还安装有第二右角度传感器，在左侧电机上还安装有第二左角度传感器，电动轮椅主体内还设有控制器，在扶手上还安装有万向摇杆212。
右角度传感器和左角度传感器通过数据信号线连接至控制器，控制器通过电信号控制左轮驱动器和右轮驱动器的指令信号，同时左轮驱动器和右轮驱动器分别给予左侧电机和右侧电机驱动电流，通常右角度传感器和左角度传感器采用磁性编码器。
第二右角度传感器和第二左角度传感器的作用分别是检测右侧轮和左侧轮的角度偏移情况，通常第二右角度传感器和第二左角度传感器采用磁性编码器。
右滚轮与左滚轮结构相同，左角度传感器和右角度传感器配置相同，左侧电机和右侧电机配置和规格相同，其目的是使左右方向上人工操作幅度一致。
右滚轮211上的便于设置有突出卡圈2111，此类突出卡圈2111的作用在于，手动旋转的时候，便于增加摩擦力，手动操作旋转方便。
如图2，展示了右滚轮211的安装示意图，右扶手21上安装有右滚轮211，还安装有万向摇杆212，万向摇杆212用于日常的前进或者后退操作，当在室内的小角度，狭窄空间内时，则操作左滚轮221和右滚轮211，通过旋转左滚轮221和右滚轮211的方式来操纵左侧电机和右侧电机。
如图3，右滚轮211上的便于设置有突出卡圈2111，突出卡圈卡圈2111的作用在于，手动旋转的时候，便于增加摩擦力，手动操作旋转方便。
如图4，展示了本发明的系统工作原理，左滚轮221和右滚轮211分别给予控制器操作信号，控制器给予左轮驱动器和右轮驱动器指示信号，左轮驱动器和右轮驱动器再分别给予左侧电机和右侧电机操作电流，与此同时，第二左角度传感器和第二右角度传感器同时检测左侧电机和右侧电机偏转情况，第二左角度传感器和第二右角度传感器再将信号给予左轮驱动器和右轮驱动器，通过闭环操作最终实现左侧电机和右侧电机的偏移操作。
在运行过程中，所述控制器接收左角度传感器的角度信号，然后给予左轮驱动器控制信号，左轮驱动器控制左侧电机的偏转和移动，同时，在左轮上，还安装有第二左角度传感器，当第二左角度传感器反馈给予左轮驱动器角度信号，左轮驱动器通过第二角度传感器的信号来判断是否与控制器给予的信号一致，如果一致，则完成角度偏转的作用，如遇到到第二角度传感器与控制器给予的信号，则左轮驱动器继续给予左侧电机驱动电流。同样，右侧电机也是通过这个运行过程，来实现偏转的过程，因此不重复描述。
以往万向摇杆212实现的角度是扭转360度，也就是如果需要前进，则推前进，如果右转90°则轮子左转90°，在狭小的空间，通常调节可能是10°或以内，如果通过万向摇杆来实现10°左右的偏转则需要手部很好的细腻操作，对于老人,有时会显得比较吃力，这个时候，采用滚轮的方式，如果设定旋转一周滚轮,实现10°的车轮偏转，也就是如果旋转半周，只有5°，如果旋转四分之一周，只有2.5°，对于老人来说，对于细微的操作比较困难，但是旋转旋转四分之一周的滚轮则不需要很细腻的操作，因此,通过旋转滚轮的方式，小角度调整可以比较方便实现。
本发明的实施步骤为，老人或者需要做轮椅的病人乘坐在电动轮椅主体1内，在日常的行驶，采用万向摇杆212前进或者后推，当在室内，如果进门或者出门，门的宽度通常在90厘米作用，电动轮椅主体1的宽度勉强可以通过门口处，如果是老人，其操作的话，需要将前轮对准门口处，可能差别几个厘米就无法进行，而如果用万向摇杆212操作轮子偏移几度是非常困难的，此时操作右滚轮与左滚轮，旋转半周右滚轮与左滚轮，可以实现轮子偏移几度的目标，对于老人而已，旋转半周的右滚轮与左滚轮的操作不需要很细腻的动作，进而方便了老人的操作。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种电动轮椅的微动控制系统，其包含电动轮椅主体(1)、右扶手(21)、左扶手(22)、安装在右扶手(21)的侧面右滚轮(211)和安装左扶手(22)侧面的左滚轮(221)，其特征在于，在右滚轮(211)内设置有右角度传感器，左滚轮(221)内设有左角度传感器，电动轮椅主体(1)为由蓄电池驱动的轮椅车，其动力部分，主要由左侧电机和右侧电机组成，电动轮椅主体(1)还包含用于控制右侧电机的右轮驱动器、用于控制左侧电机的左轮驱动器，在右侧电机上还安装有第二右角度传感器，在左侧电机上还安装有第二左角度传感器，电动轮椅主体内还设有控制器，在右扶手(21)上还安装有万向摇杆(212)，右角度传感器和左角度传感器通过数据信号线连接至控制器，控制器通过电信号控制左轮驱动器和右轮驱动器的指令信号，同时左轮驱动器和右轮驱动器分别给予左侧电机和右侧电机驱动电流。
2.根据权利要求1所述的电动轮椅的微动控制系统，其特征在于，所述右滚轮(211)与左滚轮(221)结构相同，所述左角度传感器和右角度传感器配置相同，所述左侧电机和右侧电机配置和规格相同，所述第二右角度传感器和第二左角度传感器规格相同。
3.根据权利要求1所述的电动轮椅的微动控制系统，其特征在于，右滚轮(211)上的边缘设置有突出卡圈(2111)。
4.根据权利要求1所述的电动轮椅的微动控制系统，其特征在于，右扶手(21)上安装有右滚轮(211)，还安装有万向摇杆(212)，所述万向摇杆(212)具有操纵左侧电机和右侧电机的功能，所述左滚轮(221)和右滚轮(211)分别操控左侧电机和右侧电机。
5.根据权利要求4所述的电动轮椅的微动控制系统，其特征在于，电动轮椅主体(1)为四轮电动轮椅，所述万向摇杆(212)设置在的电动轮椅主体(1)的右扶手或者左扶手。
6.根据权利要求1所述的电动轮椅的微动控制系统，其特征在于，第二右角度传感器和第二左角度传感器分别给予右轮驱动器和左轮驱动器角度信号。
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