CN110934724A - 一种助行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种助行器，该助行器包括支撑架、主动轮以及主动轮驱动机构，主动轮设置于支撑架上，用于带动支撑架运动；主动轮驱动机构设置于支撑架上且与主动轮连接，用于驱动主动轮行走和/或转向。本发明通过在助行器的支撑架上设置主动轮驱动机构，以驱动设置于支撑架上的主动轮行走和/或转向，从而带动支撑架运动，实现助行器的主动控制，能够根据预设的路线和速度辅助用户行走，从而实现有规划的康复训练功能，智能化程度较高、康复训练的效果较好。

Description

一种助行器

技术领域

本发明涉及康复辅助工具技术领域，特别涉及一种助行器。

背景技术

伤患病人、残疾人或老年人等通常存在行动不便的问题，若是过于依赖旁人，会给家庭和社会都带来较大的负担。而助行器等康复辅助工具可以辅助此类用户行走，使得用户能够在恢复治疗或行动上自理，给用户本人和家人的生活带来便利。

本申请的发明人在长期的研发中发现，目前的助行器为用户人工驱动，一般只能起到支撑的作用，其行走路线、行走速度以及行走方向等都需要人为控制，智能化程度较低、康复训练的效果较差。

发明内容

本发明提供一种助行器，以解决现有技术中助行器为人工驱动导致其智能化程度较低、康复训练的效果较差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种助行器，包括：

支撑架；

主动轮，设置于所述支撑架上，用于带动所述支撑架运动；

主动轮驱动机构，设置于所述支撑架上且与所述主动轮连接，用于驱动所述主动轮行走和/或转向。

在一具体实施例中，所述主动轮驱动机构包括处理器、与所述处理器连接的第一电机驱动器、分别与所述第一电机驱动器和所述主动轮连接的第一电机，所述处理器用于向所述第一电机驱动器发送第一控制信号，以控制所述第一电机驱动所述主动轮行走。

在一具体实施例中，所述主动驱动机构进一步包括速度检测器，所述速度检测器与所述第一电机连接，用于检测所述主动轮的行走速度，并生成第一反馈信号发送至所述处理器。

在一具体实施例中，所述主动轮驱动机构进一步包括与所述处理器连接的第二电机驱动器、分别与所述第二电机驱动器和所述主动轮连接的第二电机，所述处理器进一步用于向所述第二电机驱动器发送第二控制信号，以控制所述第二电机驱动所述主动轮转向。

在一具体实施例中，所述主动轮驱动机构进一步包括位置检测器，所述位置检测器与所述第二电机连接，用于检测所述主动轮的转向角度，并生成第二反馈信号发送至所述处理器。

在一具体实施例中，所述主动轮驱动机构进一步包括离合器，所述离合器连接于所述第二电机与所述主动轮之间，用于控制所述第二电机与所述主动轮之间的连接或断开。

在一具体实施例中，所述离合器包括相对设置的固定端和活动端，所述固定端通过传动轴与所述第二电机连接，所述活动端与所述主动轮连接，所述活动端与所述固定端吸合以使得所述第二电机能够控制所述主动轮转向。

在一具体实施例中，所述助行器进一步包括控制器，所述控制器分别与所述处理器和所述第一电机驱动器连接，所述控制器用于向所述第一电机驱动器发送第三控制信号，以控制所述第一电机驱动所述主动轮行走；和/或

所述控制器用于向所述处理器发送第四控制信号，所述处理器根据所述第四控制信号生成所述第二控制信号。

在一具体实施例中，所述助行器进一步包括循迹机构，所述循迹机构设置于所述支撑架上，所述循迹机构与所述处理器连接，用于向所述处理器发送循迹信号。

在一具体实施例中，所述助行器进一步包括避障机构，所述避障机构设置于所述支撑架上，所述避障机构与所述处理器连接，用于向所述处理器发送避障信号。

本发明通过在助行器的支撑架上设置主动轮驱动机构，以驱动设置于支撑架上的主动轮行走和/或转向，从而带动支撑架运动，实现助行器的主动控制，能够根据预设的路线和速度辅助用户行走，从而实现有规划的康复训练功能，智能化程度较高、康复训练的效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明助行器实施例的立体结构示意图；

图2是本发明助行器实施例的侧视结构示意图；

图3是本发明助行器实施例的后视结构示意图；

图4是本发明助行器实施例中主动轮驱动器机构的立体结构示意图；

图5是本发明助行器实施例中主动轮驱动器机构的侧视结构示意图；

图6是本发明助行器实施例的信号传输流程示意图；

图7是图5中主动轮驱动器机构沿A-A的剖视结构示意图。

具体实施方式

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，均属于本发明保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。而术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1至图3，本发明助行器实施例包括支撑架100、主动轮200以及主动轮驱动机构300，主动轮200设置于支撑架100上，用于带动支撑架100运动；主动轮驱动机构300设置于支撑架100上且与主动轮200连接，用于驱动主动轮200行走和/或转向。

本发明实施例通过在助行器的支撑架100上设置主动轮驱动机构300，以驱动设置于支撑架100上的主动轮200行走和/或转向，从而带动支撑架100运动，实现助行器的主动控制，能够根据预设的路线和速度辅助用户行走，从而实现有规划的康复训练功能，智能化程度较高、康复训练的效果较好。

一并参见图4至图6，在本实施例中，主动轮驱动机构300包括处理器310、与处理器310连接的第一电机驱动器320、分别与第一电机驱动器320和主动轮200连接的第一电机330，处理器310用于向第一电机驱动器320发送第一控制信号，以控制第一电机330驱动主动轮200行走。

在本实施例中，处理器310可以为Arduino开发机。

在本实施例中，第一电机330为轮毂电机，直接设置于主动轮200内。在其他实施例中，第一电机330也可以通过传动件连接的方式与主动轮200连接，在此不做限制。

在本实施例中，主动轮驱动机构300进一步可以包括速度检测器(图中未示出)，速度检测器与第一电机330连接，用于检测主动轮200的行走速度，并生成第一反馈信号发送至处理器310。

在本实施例中，速度检测器可以为霍尔速度传感器，通过检测位于第一电机330侧边的磁铁以得到主动轮200的速度信号，并将速度信号发送至处理器310，进而通过处理器310计算出助行器的行进速度和行驶距离。

在本实施例中，助行器还可以包括显示器(图中未示出)，显示器与处理器310连接，用于显示助行器的行进速度和行驶距离。

在本实施例中，主动轮驱动机构300进一步可以包括与处理器310连接的第二电机驱动器340、分别与第二电机驱动器340和主动轮200连接的第二电机350，处理器310进一步用于向第二电机驱动器340发送第二控制信号，以控制第二电机350驱动主动轮200转向。

在本实施例中，第二电机350可以为步进电机。

在本实施例中，助行器还可以包括设置于支撑架100上的固定座361和设置于固定座361上的固定架362，第一电机驱动器320和第二电机驱动器340分别设置于固定座361上，第二电机350设置于固定架362上。

一并参见图7，在本实施例中，主动轮驱动机构300进一步可以包括离合器370，离合器370通过离合器固定架363设置于固定架362内，离合器370连接于第二电机350与主动轮200之间，用于控制第二电机350与主动轮200之间的连接或断开。

其中，离合器370包括相对设置的固定端371和活动端372，固定端371通过传动轴351与第二电机350连接，活动端372通过套设于活动端372外侧的轴套373与主动轮200连接，活动端372与固定端371吸合以使得第二电机350能够控制主动轮200转向。

在本实施例中，主动轮驱动机构300进一步包括设置于固定架362上的第二电机减速器352，第二电机减速器352分别与第二电机350和传动轴351连接，以实现第二电机350与主动轮200的连接。

在本实施例中，主动轮驱动机构300进一步包括位置检测器380，位置检测器380与第二电机350连接，用于检测主动轮200的转向角度，并生成第二反馈信号发送至处理器310。

在本实施例中，位置检测器380包括主动齿轮381、从动齿轮382以及角度检测器383，主动齿轮381套设于轴套373的外侧，从动齿轮382与主动齿轮啮合，角度检测器383对应从动齿轮382设置，其与处理器310连接，用于通过检测从动齿轮382的转动角度以得到主动轮200的转向角度。

在本实施例中，角度检测器383可以包括滑动变阻器，滑动变阻器的阻值随从动齿轮382的转动而变化，能够将从动齿轮382的角度值转化为电平信号并发送至处理器310，处理器310能够将检测到的实际角度值与目标角度值进行比对，从而达到主动轮200自检回正和极限位置限定的目的。通过设定主动轮200的自检回正，能够进一步提高助行器的运行精度。通过限定主动轮200的极限位置，能够避免主动轮200转向超出极限位置后拉扯到设置于支撑架100上的线材或辅具引起助行器的突然后退进而造成的人员伤害。

其中，自检回正可以应用于助行器开机时，或者应用于助行器的模式切换时，例如从被动驱动模式切换至主动切换模式。

在本实施例中，助行器进一步包括控制器400，控制器400分别与处理器310和第一电机驱动器320连接，控制器400可以用于向第一电机驱动器320发送第三控制信号，以控制第一电机330驱动主动轮200行走。控制器400还可以用于向处理器310发送第四控制信号，处理器310根据第四控制信号生成第二控制信号。

在本实施例中，控制器400可以为摇杆。在其他实施例中，控制器400也可以为按键等其他控制装置，在此不做限制。

在本实施例中，助行器进一步可以包括从动轮500，从动轮500设置于支撑架100上，用于辅助主动轮200带动支撑架100运动。

具体的，在主动驱动模式下，主动轮驱动机构300通电，使得离合器370的固定端371和活动端372吸合，主动轮200能够在第二电机350的驱动下转动。摇杆被操作以产生X方向和Y方向上的电阻阻值变化，并根据X方向上的电阻阻值形成第一电压值发送至处理器310。处理器310将感应到的X方向上的第一电压值转换为脉冲信号，即将X方向上的第一电压值变化前后的差值的绝对值转换为脉冲信号的数量，从而控制第二电机350的转动圈数；并将X方向上的第一电压值变化前后的差值的正负转换为高、低电平信号，从而控制第二电机350的转动方向，对第二电机350的转动圈数和转动方向的两种控制信号共同构成第二控制信号，以实现主动轮200的转向。

摇杆还根据Y方向上的电阻阻值形成第二电压值，并直接发送至第一电机驱动器320，以驱动第一电机330运转。

在本实施例中，摇杆根据电阻阻值变化形成的电压值为0V至5V，例如0V、3V或5V。

在本实施例中，助行器进一步包括循迹机构600，循迹机构600设置于支撑架100上，循迹机构600与处理器310连接，用于向处理器310发送循迹信号。

在本实施例中，循迹机构600可以为红外循迹机构。在其他实施例中，循迹机构600也可以为图像循迹机构等，在此不做限制。

具体的，在循迹模式下，主动轮驱动机构300通电，使得离合器370的固定端371和活动端372吸合，摇杆控制关闭，可以通过按键等输入方式选择助行器的行进速度，处理器310根据设定的进行速度将对应的电压信号发送至第一电机330，进而控制主动轮200的进行速度。地面上可以预先设置有轨迹，例如黑色胶带围成的路线等，循迹机构600可以包括分别设置于主动轮200两侧的红外检测器，当其中一侧的红外检测器检测到黑色胶带(即红外检测器发出的红外光线完全被吸收时，红外检测器未收到返回值，就向处理器310反馈低电平信号)，处理器310控制主动轮200向另一侧转动，从而达到循迹行走的目的。

在本实施例中，助行器进一步包括避障机构700，避障机构700设置于支撑架100上，避障机构700与处理器310连接，用于向处理器310发送避障信号。

在本实施例中，避障机构700可以为红外避障机构。在其他实施例中，避障机构700也可以为图像避障机构等，在此不做限制。

具体的，只要在主动轮驱动机构300通电的模式下，避障机构700检测到行进方向的前方存在障碍物时，即向处理器310发送避障信号，处理器310控制第一电机330关闭，从而使得助行器停止运动，实现避障，提高安全性。

在其他实施例中，避障机构700还可以检测助行器的其他方向是否有障碍物，并向处理器310发送避障信号，处理器310可以根据避障信号控制第二电机350转向，从而绕过障碍物。

在本实施例中，还可以设置有被动驱动模式，主动轮驱动机构300断电，使得离合器370的固定端371和活动端372断开，主动轮200可变为万向轮模式，可以通过人工控制助行器的行进速度和进行方向。

在本实施例中，助行器还可以包括存储器(图中未示出)，存储器与处理器310连接，用于记录助行器的行进过程，例如训练的时长、速度以及距离等，从而实现对用户的运动监测，进而能够根据监测结果进行诊断分析，为用户提供更好、更加智能的康复训练指导，从而加快康复训练速度，获得更好的康复训练效果。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种助行器，其特征在于，包括：

支撑架；

主动轮，设置于所述支撑架上，用于带动所述支撑架运动；

主动轮驱动机构，设置于所述支撑架上且与所述主动轮连接，用于驱动所述主动轮行走和/或转向。

2.根据权利要求1所述的助行器，其特征在于，所述主动轮驱动机构包括处理器、与所述处理器连接的第一电机驱动器、分别与所述第一电机驱动器和所述主动轮连接的第一电机，所述处理器用于向所述第一电机驱动器发送第一控制信号，以控制所述第一电机驱动所述主动轮行走。

3.根据权利要求2所述的助行器，其特征在于，所述主动驱动机构进一步包括速度检测器，所述速度检测器与所述第一电机连接，用于检测所述主动轮的行走速度，并生成第一反馈信号发送至所述处理器。

4.根据权利要求2所述的助行器，其特征在于，所述主动轮驱动机构进一步包括与所述处理器连接的第二电机驱动器、分别与所述第二电机驱动器和所述主动轮连接的第二电机，所述处理器进一步用于向所述第二电机驱动器发送第二控制信号，以控制所述第二电机驱动所述主动轮转向。

5.根据权利要求4所述的助行器，其特征在于，所述主动轮驱动机构进一步包括位置检测器，所述位置检测器与所述第二电机连接，用于检测所述主动轮的转向角度，并生成第二反馈信号发送至所述处理器。

6.根据权利要求4所述的助行器，其特征在于，所述主动轮驱动机构进一步包括离合器，所述离合器连接于所述第二电机与所述主动轮之间，用于控制所述第二电机与所述主动轮之间的连接或断开。

7.根据权利要求6所述的助行器，其特征在于，所述离合器包括相对设置的固定端和活动端，所述固定端通过传动轴与所述第二电机连接，所述活动端与所述主动轮连接，所述活动端与所述固定端吸合以使得所述第二电机能够控制所述主动轮转向。

8.根据权利要求4所述的助行器，其特征在于，所述助行器进一步包括控制器，所述控制器分别与所述处理器和所述第一电机驱动器连接，所述控制器用于向所述第一电机驱动器发送第三控制信号，以控制所述第一电机驱动所述主动轮行走；和/或

所述控制器用于向所述处理器发送第四控制信号，所述处理器根据所述第四控制信号生成所述第二控制信号。

9.根据权利要求2所述的助行器，其特征在于，所述助行器进一步包括循迹机构，所述循迹机构设置于所述支撑架上，所述循迹机构与所述处理器连接，用于向所述处理器发送循迹信号。

10.根据权利要求2所述的助行器，其特征在于，所述助行器进一步包括避障机构，所述避障机构设置于所述支撑架上，所述避障机构与所述处理器连接，用于向所述处理器发送避障信号。

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