CN111469950A - 智能移动装置 - Google Patents

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林冠
丁秋时
韩征和
李园园
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Abstract

本发明涉及机械装置，特别涉及一种智能移动装置，能够易于实现狭小空间的灵活运动，包括：底盘；两个驱动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构、和用于限定所述驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构；两个从动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个从动轮组件包括从动轮；升降机构，其安装到所述底盘上；坐卧组件，其安装到所述升降机构上；操纵控制器，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向成0度、45度或90度以实现直行、转弯或横移。

Description

智能移动装置
技术领域
本发明涉及机械装置，特别是一种智能移动装置。
背景技术
随着人口老龄化问题的加剧，中国正快速步入老龄社会。老龄社会面临的首要问题是如何照顾比例不断增加的老年人。一方面，现代社会的快节奏使传统的依靠子女抚养老人的模式难以维持，同时由于独生子女政策及生育观念改变造成的少子化趋势也加重了新时期年轻家庭的养老困境；另一方面，虽然把老人送到养老院养老或者雇佣家政服务人员居家养老已经是较为普遍的社会现象，但大部分养老院流水式的服务无法保证每位老人能够有尊严地生活，同时由于劳动力人口减少，也没有足够护理人员能够保证每个老人的居家护理需求得到满足。而且，随着养老护理成本的增加，如何让每个老人都能够有条件获得所需的养老服务，需要全社会的关注和投入。因此，依靠现代科技实现智能养老护理必将是解决养老难题的主要方向。
对于需要进行护理的老人来说，在一定的年龄段，日常护理面临的主要问题是由于衰老导致的腿脚行动能力下降，在这种情况下，老人日常生活中除卧床外，大部分活动需要移动护理装置来进行辅助。现有市面上应用较为普遍的一种移动护理装置是电动轮椅。电动轮椅可以帮助老人完成部分室内外的代步功能，但在用作老人日常护理设备时存在很大的局限，包括：(1)电动轮椅功能单一，仅可以起到代步作用，但无法在老人日常活动(如上厕所、移床等)过程中提供更多辅助，还需要护理人员大量的劳力投入；(2)电动轮椅主要是室外代步，应用在室内居家环境中时灵活性差、适应度低；(3)电动轮椅普遍智能化程度低，还未开发出依靠智能化和自动化解决养老照护问题的方案。
在居家养老照护过程中，经常面临的问题是老人居住的房屋较小，尤其是厕所空间狭小，因为现有的电动轮椅等设备转弯半径大，无法横向移动，因而老人在操作设备时很难在厕所的狭小空间实现转弯，也很难停靠到理想的位置以方便转移，这样的电动轮椅不仅适应性差，而且还增加了老人操作的难度和受伤风险。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种智能移动装置，能够易于实现狭小空间的灵活运动。
根据本发明的实施例，提供一种智能移动装置，包括：
底盘；
两个驱动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构、和用于限定所述驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构；
两个从动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个从动轮组件包括从动轮；
升降机构，其安装到所述底盘上；
坐卧组件，其安装到所述升降机构上；
操纵控制器，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；
其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向成0度、45度或90度以实现直行、转弯或横移。
优选地，在任意实施例中，
所述驱动轮转向机构包括：转向电机、联接到所述转向电机的输出端且安装所述驱动轮的驱动轮前叉、和限动挡块，其中所述限动挡块与所述驱动转向限位机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。
优选地，在任意实施例中，
所述转向电机包括转向舵机。
优选地，在任意实施例中，
所述驱动转向限位机构包括：限位电机、联接到所述限位电机的输出端的卡头转轴、和设置到所述卡头转轴的限位卡头，其中所述限位卡头与所述驱动轮转向机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。
优选地，在任意实施例中，
所述限位电机包括限位舵机。
优选地，在任意实施例中，
所述驱动转向限位机构包括：定位体，其连接或安装到安装有所述驱动轮的驱动轮前叉而随所述驱动轮转动，并设置有分别对应于多个驱动轮转向角度的多个定位孔；定位杆，其连接到底盘并能够插入所述定位孔中以禁止所述驱动轮前叉和所述驱动轮进一步转向。
优选地，在任意实施例中，
所述两个驱动轮组件设置在所述底盘的前侧或后侧，且左右并排布置，使得所述两个驱动轮的旋转轴线共线。
优选地，在任意实施例中，
所述驱动轮的转向角度的范围为0～360度。
优选地，在任意实施例中，
所述底盘的侧部设置有：用于使所述智能移动装置与生活设施并排对接锁紧的对接结构。
优选地，在任意实施例中，
所述智能移动装置包括电动轮椅。
通过本发明的各实施例提供的智能移动装置，能够易于实现狭小空间的灵活运动。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的智能移动装置的结构示意图。
图2是根据本发明的实施例的智能移动装置底盘部分的示意性俯视图。
图3是根据本发明的实施例的智能移动装置的驱动轮转向机构的结构示意图。
图4是根据本发明的实施例的智能移动装置的驱动转向限位机构的结构示意图。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供一种智能移动装置，能够易于实现狭小空间的灵活运动。
根据本发明的实施例，提供一种智能移动装置，包括：
底盘；
两个驱动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构、和用于限定所述驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构；
两个从动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个从动轮组件包括从动轮；
升降机构，其安装到所述底盘上；
坐卧组件，其安装到所述升降机构上；
操纵控制器，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；
其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度(即，朝向)相对于所述底盘的前后方向(或智能移动装置前后方向)成0度、45度或90度以实现直行(例如前进或者后退)、转弯或横移。
这样，通过设置在底盘上的两个驱动轮和两个从动轮，可共同构成四轮全向移动底盘结构。用户可在坐卧组件上就位(例如就座或平躺)，并且可通过操纵控制器操纵智能移动装置的动作(例如可由用户自行操纵或由护理人员协助操纵)以实现各种运动，例如前进、后退、横移、转弯、甚至原地360度旋转(也可认为是原地转弯)。其中，通过两个驱动轮转向机构分别控制两个驱动轮的转向，并可通过驱动转向限位机构精确限定相应驱动轮的转向角度，以实现驱动轮灵活转向和精确定向。其中，仅需使用两个转向电机操纵两个驱动轮的转向(不必如现有技术那样采用四个电机同时操纵四个驱动轮的复杂方式才能实现智能移动装置或底盘的横移、转弯等动作，例如，现有技术中需要通过同时调整四个驱动轮的姿态(例如相对于移动装置前进方向的角度)才能实现横移、转弯等动作)。特别而言，所述智能移动装置能够通过这种简单的结构和操作方便地实现横移或原地旋转(或原地转弯)，这对于在狭窄空间内(例如卫生间内)的灵活运动是特别有利的。驱动转向限位机构对于驱动转向机构起到辅助作用，在行进过程中能够避免因为电机(例如舵机)减速箱尺寸间隙所致的驱动轮左右摆动，对于需要进行精确定位导航的所述智能移动装置而言更容易实现精确控制。
例如，当驱动轮与智能移动装置前后方向的角度为0度时，可前后移动，也可转弯。例如，当驱动轮与前后方向的角度为0度时，通过调整左右两个驱动轮的旋转速度和旋转方向，即可实现转弯。例如，两个驱动轮可均向前旋转，左侧驱动轮旋转速度快于右侧驱动轮旋转速度，则智能移动装置可以实现向右转弯。这简化了实现转弯运动时的控制过程。智能移动装置转弯时的转弯半径可由两个驱动轮的相对速度的大小决定。
例如，当驱动轮与前后方向的角度为90度时，可横向移动。
例如，当驱动轮与前后方向的角度为45度时，可原地旋转(或原地转弯)。
在此应注意，选择性地使驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向(或智能移动装置前后方向)成0度、45度或90度，在此为开放性的限定。也就是说，并不是限定驱动轮转向角度仅为0度、45度或90度，而是根据需要还可为其它适合角度，例如30度、60度，等等。
由此可见，通过本发明的实施例提供的智能移动装置，能够容易地实现狭小空间的灵活运动，特别是横移和转弯(包括原地转弯)，能够实现任意半径的转弯运动，甚至可实现原地360度旋转。
为了更好地通过仅两个驱动轮(分别利用转向电机实现转向)完成智能移动装置在狭窄空间内的灵活运动(例如包括直行、横移、转弯等动作)，两个驱动轮的地面摩擦力应充分大于两个从动轮的地面摩擦力，从而在智能移动装置的运动过程中以驱动轮为主引导运动，并尽量减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰(例如，若从动轮地面摩擦力过大，则智能移动装置在横移运动时可能会偏离预定运动路线甚至导致横移失败，或者在原地旋转时可能会导致旋转中心偏离甚至跳动而造成倾覆风险)，以顺利完成所需动作。
在一个实施例中，可选地，所述智能移动装置的净重(即，空载重量)与乘客重量的总和(即，满载重量)在50～500kg的范围内，较佳地在80～300kg的范围内，例如在100～240kg的范围内。
在一个实施例中，可选地，驱动轮的地面摩擦力足够大，例如20N以上。在此所述的驱动轮地面摩擦力可包括驱动轮运动(例如向前向后运动)过程中的滚动摩擦力，也可包括驱动轮在围绕竖直轴线(垂直于地面)旋转时的滑动摩擦力。也就是说，驱动轮的地面摩擦力在各方面(例如对于滚动摩擦力、滑动摩擦力、或净摩擦力而言)均充分大于从动轮地面摩擦力，以减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰，从而确保在智能移动装置的运动过程中以驱动轮为主来引导运动以实现直行、横移、转弯等动作。
在一个实施例中，可选地，驱动轮采用橡胶轮胎，以增强地面摩擦力。
在一个实施例中，可选地，驱动轮的胎面宽度为2cm以上。这样可确保与地面的较大接触面积，以实现足够大的地面摩擦力。
在一个实施例中，可选地，从动轮的地面摩擦力足够小，例如为100N以下。在此所述的从动轮地面摩擦力可包括从动轮运动(例如向前向后运动)过程中的滚动摩擦力，也可包括从动轮在围绕竖直轴线(垂直于地面)旋转时的滑动摩擦力。也就是说，从动轮的地面摩擦力在各方面(例如对于滚动摩擦力、滑动摩擦力、或净摩擦力而言)均充分小于驱动轮地面摩擦力，以减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰，从而确保在智能移动装置的运动过程中以驱动轮为主来引导运动以实现直行、横移、转弯等动作。
在一个实施例中，可选地，从动轮的偏心旋转结构采用滚珠轴承结构，以实现较小的地面摩擦力。
在一个实施例中，可选地，从动轮的偏心旋转结构的偏心距离为5mm以上，以实现较小的地面摩擦力。
在一个实施例中，可选地，驱动轮比从动轮更接近智能移动装置的重心。这样，智能移动装置的重量更多地由驱动轮承担，使得驱动轮的地面摩擦力增大，有利于实现“驱动轮地面摩擦力充分大于从动轮地面摩擦力”的目的。
在一个实施例中，可选地，驱动轮地面摩擦力与从动轮地面摩擦力之差至少为5N，较佳地至少为10N，例如至少为20N。这样，驱动轮的地面摩擦力在各种情况下均充分大于从动轮地面摩擦力，以减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰，从而确保在智能移动装置的运动过程中以驱动轮为主引导运动以实现直行、横移、转弯等动作。
例如，在轻载(甚至空载)的情况下，从动轮地面摩擦力可为5～10N，驱动轮地面摩擦力可为20～30N，充分大于从动轮地面摩擦力，以减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰，从而确保以驱动轮为主引导装置运动。
再如，在重载的情况下，从动轮地面摩擦力可为100N，驱动轮地面摩擦力可为120～130N，充分大于从动轮地面摩擦力，以减少从动轮地面摩擦力的影响和干扰，从而确保以驱动轮为主引导装置运动。
在一个实施例中，可选地，智能移动装置是智能移动护理装置，例如为电动轮椅、电动护理床、电动手术台，等等。
优选地，在任意实施例中，所述驱动轮转向机构包括：转向电机、联接到所述转向电机的输出端且安装有所述驱动轮的驱动轮前叉、和限动挡块，其中，所述限动挡块与所述驱动转向限位机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。这样，转向电机通过转动驱动轮前叉而控制驱动轮的转向。限动挡块可与驱动转向限位机构配合以限制驱动轮的转向角度，以助于驱动轮保持在所需的角度方向上。
优选地，在任意实施例中，所述转向电机包括转向舵机。这样，可利用舵机上的传感器(较佳地为磁传感器，例如霍尔磁编码器)探测到的信息，能够更精确地实现驱动轮转向角度的调整。
在一个实施例中，可选地，转向电机的自锁定扭矩足够大，例如为5Nm以上。在此情况下，即使驱动转向限位机构发生故障失效，也可实现基本的驱动轮转向角度锁定。
在一个实施例中，可选地，转向电机的输出端通过联接结构联接到驱动轮前叉。
在一个实施例中，可选地，转向电机所联接的联接结构包括联轴器。在此情况下，转向电机的输出端通过联轴器联接到驱动轮前叉。
在一个实施例中，可选地，转向电机所联接的联接结构包括轴承套筒，轴承套筒内装有轴承。转动轴穿过轴承套筒内的轴承，转动轴的两端分别和联轴器与驱动轮前叉相连。这样，通过轴承相关结构，能够使传动更平顺，减少不必要的运动摩擦和卡顿风险。
在一个实施例中，可选地，限动挡块设置到(例如固定到、或被可拆卸地安装到、或一体形成在)驱动轮前叉上。
在一个实施例中，可选地，驱动轮上安装有电磁刹车。
在一个实施例中，可选地，驱动轮固定安装到驱动轮前叉。这样，驱动轮可随驱动轮前叉同步地转向。
优选地，在任意实施例中，所述驱动转向限位机构可包括：限位电机、联接到所述限位电机的输出端的卡头转轴、和设置到所述卡头转轴的限位卡头，其中所述限位卡头与所述驱动轮转向机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。这样，限位电机通过转动卡头转轴而控制限位卡头的转动。限位卡头可与驱动轮转向机构(例如其中的限动挡块)配合以限制驱动轮的转向角度，以助于驱动轮保持在所需的角度方向上。
优选地，在任意实施例中，所述限位电机包括限位舵机。这样，可利用舵机上的传感器(较佳地为磁传感器，例如霍尔磁编码器)探测到的信息，能够更精确地控制限位卡头的旋转角度，从而更好地限定驱动轮的转向角度。
在一个实施例中，可选地，限位电机的输出端依次通过法兰和联轴器而联接到卡头转轴。在进行限位时，限位电机(例如舵机)通过法兰和联轴器带动卡头转轴旋转，卡头转轴带动限位卡头作圆周运动并当旋转到某一位置时接触并卡定在驱动轮转向机构的对应限位结构(例如限动挡块)上，从而实现限制驱动轮过度转向的效果。
在一个实施例中，可选地，限位卡头上设置有卡槽(例如为U型卡槽)，卡槽在形状上适配于驱动轮转向机构的对应限位结构(例如限动挡块)，当限位卡头旋转到某一位置时，其卡槽能够卡扣在驱动轮转向机构的对应限位结构(例如限动挡块)上，从而实现限制驱动轮过度转向的效果。
在一个实施例中，可选地，限位卡头上设置有凸棱，凸棱在形状上适配于驱动轮转向机构的对应限位结构(例如限动挡块)上的凹槽，当限位卡头旋转到某一位置时，其凸棱能够插入卡定在驱动轮转向机构的对应限位结构(例如限动挡块)的凹槽中，从而实现限制驱动轮过度转向的效果。
在一个实施例中，可选地，卡头转轴通过轴承与轴承支架可旋转地连接。例如，卡头转轴穿过安装在轴承支架上的轴承的内孔，从而可以相对于轴承支架旋转。这样，通过轴承相关结构，能够使传动更平顺，减少不必要的运动摩擦和卡顿风险。
在一个实施例中，可选地，驱动轮转向限位机构包括：电磁抱紧装置(其例如安装到底盘)，当转向电机旋转到某一角度时，电磁抱紧装置利用摩擦力将转向电机的输出轴抱紧，使转向电机堵转而无法继续旋转，从而实现对驱动轮转向角度的固定，而且实际上可实现驱动轮在任意转向角度上的定向。当电磁抱紧装置断电时，转向电机的输出轴可恢复自由旋转。应理解，在此情况下，驱动轮转向机构可不必设置前述的限动挡块。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构包括：微型电机、连接或安装到底盘的第一开口、和连接或安装到驱动轮前叉的第二卡扣。当驱动轮前叉在驱动轮转向机构驱动下转动到某一角度时，微型电机正转而驱动第一卡扣运动至与第二卡扣接合以形成刚性连接，以禁止驱动轮前叉(以及驱动轮)进一步转动，从而实现驱动轮转向角度的固定；当微型电机反转时，可驱动第一卡扣反向运动而与第二卡扣分离，从而允许驱动轮前叉(以及驱动轮)的转动。应理解，在此情况下，驱动轮转向机构可不必设置前述的限动挡块。
优选地，在任意实施例中，所述驱动转向限位机构可包括：定位体，其连接或安装到安装有所述驱动轮的驱动轮前叉而随所述驱动轮转动，并设置有分别对应于多个驱动轮转向角度的多个定位孔；定位杆，其连接到底盘并能够插入所述定位孔中以禁止所述驱动轮前叉和所述驱动轮进一步转向。以此方式，当需要定位时，定位杆可对准并插入适合的定位孔中以禁止驱动轮前叉(以及驱动轮)进一步转动，从而实现驱动轮转向角度的锁定；当需要驱动轮转向转动时，定位杆可脱离定位孔，从而允许驱动轮前叉(以及驱动轮)的转动。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构包括：定位体，其连接或安装到驱动轮前叉而可随其转动，并设置有多个定位孔，每个定位孔对应于一个特定的驱动轮转向角度(例如，相对于所述智能移动装置的前后方向成0度、45度和90度)；定位杆，其连接到底盘。当驱动轮前叉在驱动轮转向机构驱动下转动到某一角度时，定位体的与该角度对应的特定定位孔与定位杆对准；定位杆运动插入该特定定位孔中，以禁止驱动轮前叉(以及驱动轮)进一步转动，从而实现驱动轮转向角度的固定；当需要驱动轮转动时，定位杆运动脱离定位孔，从而允许驱动轮前叉(以及驱动轮)的转动。应理解，在此情况下，驱动轮转向机构可不必设置前述的限动挡块。
在一个实施例中，可选地，定位杆能够上下运动以插入或脱离定位孔。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构包括导轨，定位杆是能够沿导轨滑动以插入或脱离定位孔的滑动杆。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构包括：电磁铁、和连接到定位杆或滑动杆的复位弹簧。电磁体当通电时产生磁力吸引复位弹簧压缩以带动滑动杆沿第一方向(例如向上)沿导轨运动，当电磁体断电时复位弹簧伸张复位以带动滑动杆沿相反的第二方向(例如向下)沿导轨运动。这样，在电磁体和复位弹簧的作用下，定位杆或滑动杆可沿相反的第一方向和第二方向沿导轨运动以插入或脱离定位孔而禁止或允许驱动轮前叉(以及驱动轮)进一步转动，从而能够通过定位杆或滑动杆的伸缩运动而选择性地实现驱动轮转向角度的固定。
例如，电磁铁断电时，复位弹簧可推动滑动杆沿导轨向下运动插入定位体上的定位孔中，禁止驱动轮前叉进一步转动，从而实现对驱动轮转向角度的固定；而当驱动轮需要再次转向时，电磁铁可通电产生磁力吸引复位弹簧压缩而带动滑动杆沿导轨向上运动，允许驱动轮前叉进一步转动，从而解开对驱动轮转向角度的固定。
在一个实施例中，可选地，定位体包括定位板。
在一个实施例中，可选地，定位体也可以是圆柱体(例如为空心套筒)。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上设置有多个定位孔。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上的多个定位孔的延伸轴线均平行于圆柱体的中心轴线。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上的多个定位孔从圆柱体的中心轴线沿径向延伸到圆柱体的外表面。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上的多个定位孔从圆柱体的中心轴线沿径向延伸到圆柱体的外表面，且沿圆柱体轴向相互分开。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上的多个定位孔从圆柱体的中心轴线沿径向延伸到圆柱体的外表面，且相互分开相同的角度。
在一个实施例中，可选地，圆柱体上的多个定位孔从圆柱体的中心轴线沿径向延伸到圆柱体的外表面，且在同一圆形截面中相互分开相同的角度(即，相互共面并沿径向延伸且均匀分开相同角度)。
在一个实施例中，可选地，所述两个驱动轮组件设置在所述底盘的前侧。这样，转向电机(例如转向舵机)和与其连接的驱动轮处于底盘的前侧，可增强所述智能移动装置的越障能力，从而增强其室外活动能力。
在一个实施例中，可选地，所述两个驱动轮组件设置在所述底盘的后侧。这样，转向电机(例如转向舵机)和与其连接的驱动轮处于底盘的后侧，可提高使用者在转弯动作时自己操控的灵活性或者可增强所述智能移动装置的运动稳定能力。
优选地，在任意实施例中，所述两个驱动轮组件设置在所述底盘的前侧或后侧而且左右并排布置，使得所述两个驱动轮的旋转轴线共线。这样可以使所述智能移动装置(或其底盘)的操作更简单。当用户希望通过控制所述智能移动装置移动时，可以不启动相应的转向电机，只需通过左右两侧两个驱动轮的差速转动即可实现转弯运动，也就是说，只需要通过调整左右两个驱动轮的旋转速度和旋转方向，即可实现转弯。例如，两个驱动轮可均向前旋转，左侧驱动轮旋转速度快于右侧驱动轮旋转速度，则可实现向右转弯，这简化了实现转弯运动时的控制过程。
优选地，在任意实施例中，所述驱动转向限位机构将所述驱动轮的转向角度限定为相对于所述智能移动装置的前后方向成0度、45度和90度。以此方式，驱动转向限位机构(例如可通过限位卡头与限动挡块配合)能够使转向电机的朝向选择性地稳定在这三个最常用的方向上，以确保由转向电机驱动的驱动轮沿所需方向运动，而免受外力影响。0度、45度和90度这三个转向角度可用于使所述智能装置进行前进后退、横向移动或原地转弯。
例如，当驱动轮与智能移动装置前后方向的角度为0度时，可前后移动，也可转弯。例如，当驱动轮与前后方向的角度为0度时，通过调整左右两个驱动轮的旋转速度和旋转方向，即可实现转弯。例如，两个驱动轮可均向前旋转，左侧驱动轮旋转速度快于右侧驱动轮旋转速度，则智能移动装置可以实现向右转弯。这简化了实现转弯运动时的控制过程。智能移动装置转弯时的转弯半径可由两个驱动轮的相对速度的大小决定。
例如，当驱动轮与前后方向的角度为90度时，可横向移动。
例如，当驱动轮与前后方向的角度为45度时，可原地旋转。
不过，在其它实施例中，驱动转向限位机构将驱动轮的转向角度限定为相对于所述智能移动装置的前后方向成其它角度。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构将驱动轮的转向角度限定为相对于所述智能移动装置的前后方向成0度、30度、60和90度。
优选地，在任意实施例中，所述驱动轮的转向角度的范围为0～360度。
在一个实施例中，可选地，所述两个驱动轮组件安装在矩形底盘的对角线位置。这样，在运动过程中，可以使底盘前后驱动力分配均匀。
在一个实施例中，可选地，所述智能移动装置的重心在前后方向上要更接近安装有驱动轮的一侧，这是因为，在两个驱动轮均安装在前侧或者后侧的情况下，当横向移动时两个驱动轮处于行进方向的同侧，重心的设置可以尽可能避免由于两侧动力分布不均导致的行进方向偏差。
优选地，在任意实施例中，所述智能移动装置包括电动轮椅。
在一个实施例中，可选地，坐卧组件包括座椅，座椅包括：椅座；位于所述椅座后侧的椅背；位于所述椅座前侧的踏板机构；位于所述椅座侧旁的扶手机构。
在一个实施例中，可选地，操纵控制器安装在所述扶手机构上。
在一个实施例中，可选地，操纵控制器安装在椅座左侧或者右侧的扶手机构上。
在一个实施例中，可选地，操纵控制器由控制摇杆和按键控制盒组成。使用者可以通过摇杆控制移动护理装置的前进后退、左右平移和转弯运动。
在一个实施例中，可选地，操纵控制器可以被可拆卸地安装到扶手机构。这样，操纵控制器可从扶手机构上拆下，从而形成遥控。
在一个实施例中，可选地，在椅座左侧和右侧的扶手机构之间设置横杆，横杆选择性地使左侧和右侧的扶手机构相连接或分离。这样，可以通过左、右侧扶手与横杆围成护栏结构，使乘坐者更安全。
在一个实施例中，可选地，左、右侧扶手机构包括竖直延伸的壁式挡板。这样，可降低乘坐者身体从扶手下方滑出座椅的风险。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括能够沿竖直方向升降的扶手。这样，当所述智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够下降到适合高度，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括能够沿竖直方向伸缩的扶手。这样，当所述智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够收缩到适合高度，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括能够沿水平方向伸缩的扶手。这样，当所述智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够向前或向后收缩到适合位置，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括可旋转折叠的扶手。这样，当所述智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够从张开状态旋转折叠到收缩状态，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括能够在竖直平面旋转折叠的扶手。这样，当智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够从张开状态(如水平延伸状态)旋转折叠到收缩状态(如竖直延伸状态)，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
在一个实施例中，可选地，左或右侧扶手机构包括能够在水平平面旋转折叠的扶手。这样，当智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时，对应侧的扶手能够从张开状态(如向前延伸状态)旋转折叠到收缩状态(如向后延伸状态)，从而避免阻碍乘坐者在座椅与生活设施之间的转移。
为了确保智能移动装置在需要时锁定就位(例如，当乘坐者在智能移动装置与生活设施之间转移时)以避免安全风险，可以驱动轮上安装刹车装置(例如电磁刹车)。然而，刹车装置虽然可锁定驱动轮防止其旋转，但如果智能移动装置处于光滑的地面上或者处于倾斜的地面上，则即使已通过刹车装置锁定驱动轮防止其旋转，智能移动装置仍然有可能发生滑动而导致安全风险，特别是当承载用户的智能移动装置(例如轮椅)的重量较轻时。因此，为了进一步确保智能移动装置在需要时锁定就位，还可设置特定的对接结构以避免智能移动装置与生活设施之间发生相对运动。
优选地，在任意实施例中，所述底盘的侧部可设置有：用于使所述智能移动装置与生活设施并排对接锁紧的对接结构。这样，智能移动装置可利用对接结构与设置有匹配对接结构的生活设施(例如坐便器)牢固对接锁紧，以避免乘坐者在智能移动装置与生活设施之间转移时由于二者发生相对运动对乘坐者造成受伤风险。
在一个实施例中，可选地，底盘的侧部上设置对接结构(对接结构例如安装到底盘或者从底盘延伸出)，可用于当智能移动装置与生活设施(例如坐便器)并排对接时可脱离地接合锁紧到生活设施(例如生活设施上设置的匹配对接结构)，从而使智能移动装置与生活设施牢固对接锁紧(例如刚性连接)，以避免乘坐者在智能移动装置与生活设施之间转移时由于二者发生相对运动对乘坐者造成的受伤风险。
在一个实施例中，可选地，对接结构包括机械引导机构，其可与设置到生活设施上的匹配机械引导机构协作，在较近预定范围内通过引导力使包括对接结构(及其机械引导机构)的所述智能移动装置朝向生活设施(及其上设置的匹配机械引导机构)接近，以利于二者精确对接。
在一个实施例中，可选地，机械引导机构包括磁引导元件。这样，通过磁吸引力引导包括对接结构(及其机械引导机构)的所述智能移动装置朝向生活设施(及其上设置的匹配机械引导机构)接近，以利于二者精确对接。
在一个实施例中，可选地，机械引导机构包括电磁引导元件。
在一个实施例中，可选地，对接结构包括定位引导机构，例如定位传感器。这样，定位传感器可与设置到生活设施上的匹配定位传感器以无线通讯方式进行协作，在较远距离范围内调整包括对接结构(及其定位引导机构)的所述智能移动装置和生活设施(及其上设置的匹配定位引导机构)的对接方位姿态，以利于二者接近并精确对接。
在一个实施例中，可选地，定位引导机构(例如定位传感器)的远距离调整和机械引导机构的近距离引导相配合，可进一步使包括对接结构(及其机械引导机构和定位引导机构)的所述智能移动装置和相应生活设施(及其上设置的匹配机械引导机构和匹配定位引导机构)之间降低对接误差，从而使二者更好地接近并精确对接。
在一个实施例中，可选地，对接结构包括数据传输装置。这样，当包括对接结构(及其数据传输装置)的所述智能移动装置和相应生活设施(及其上设置的匹配数据传输装置)完成对接后，二者之间可形成数据传输通道，从而能够进行数据传输交互(例如参数收发和指令收发)。
在一个实施例中，可选地，对接结构包括机械锁紧机构。这样，当包括对接结构的所述智能移动装置和相应生活设施完成对接后，可通过机械锁紧机构锁紧连接，以确保二者之间不发生相对运动。
在一个实施例中，可选地，机械锁紧机构是电动的。这样，可以通过电驱动方式锁紧和松开。
在一个实施例中，可选地，机械锁紧机构是手动的。这样，可通过人力操作方式锁紧和松开。
在一个实施例中，可选地，在充电状态下，所述椅背和所述踏板机构处于收缩状态，在乘坐状态下，所述椅背和所述踏板机构处于伸展状态。
在一个实施例中，可选地，在充电状态下，椅背和踏板机构处于折叠状态，在乘坐状态下，椅背和踏板机构处于展开状态。
在一个实施例中，可选地，在充电状态下，椅背相对于椅座处于折叠状态，在乘坐状态下，椅背相对于椅座处于展开状态。
在一个实施例中，可选地，在充电状态下，扶手机构降至椅座的下方，在乘坐状态下，扶手机构升至椅座上方的适合高度处。
在一个实施例中，可选地，在充电状态下，升降机构使椅座的高度降至最低。
在一个实施例中，可选地，所述智能移动装置包括：电池和总控制器，其均安装在底盘的框架上。
在一个实施例中，可选地，驱动轮和从动轮可为弹性轮，例如为橡胶轮，以增加室内外行走的舒适性。这与现有的产品中为实现底盘全向移动而采用麦克拉姆轮等形式轮子的设计相比，不仅结构简单，而且减震效果、舒适度和实用性更好。
在一个实施例中，可选地，驱动轮转向机构通过驱动轮减震机构安装到所述底盘。
在一个实施例中，可选地，驱动轮转向机构包括缓冲结构。
在一个实施例中，可选地，所述驱动轮转向机构的轴承套筒连接到驱动轮减震机构。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构通过驱动轮减震机构安装到所述底盘。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构包括缓冲结构。
在一个实施例中，可选地，驱动转向限位机构的轴承支架连接到驱动轮减震机构。
在一个实施例中，可选地，底盘前端左右两侧安装有驱动轮减震机构，两个驱动轮组件分别和两侧的驱动轮减震机构相连，可随着减震机构的摆动上下运动。
在一个实施例中，可选地，底盘后端两侧安装有从动轮减震机构，从动轮通过从动轮减震机构和底盘相连。
在一个实施例中，可选地，驱动轮减震机构包括：第一减震连杆、第二减震连杆、和弹簧阻尼器，第一减震连杆铰接第二减震连杆，弹簧阻尼器在两端分别铰接到第一减震连杆和第二减震连杆的自由端，第一减震连杆连接驱动转向机构，第二减震连杆连接底盘。这样，与传统的竖直方向减震结构相比，此种结构可以通过调整第一减震连杆和第二减震连杆的长短以及铰接点的在第一减震连杆和第二减震连杆上的位置，实现不同减震效果。
优选地，在任意实施例中，所述底盘的前侧上设置有防摔机构。
在一个实施例中，可选地，防摔机构包括与地面始终接触的防摔轮。
在一个实施例中，可选地，在所述智能移动装置的正常状态下(例如，乘坐状态)，防摔机构的防摔轮不与地面接触，而与地面有一定距离。
在一个优选实施例中，提供一种智能移动装置，包括：
底盘；
两个驱动轮组件，其分别安装到底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构、和用于限定驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构；
两个从动轮组件，其分别安装到底盘，每个从动轮组件包括从动轮；
升降机构，其安装到底盘上；
坐卧组件，其安装到升降机构上；
操纵控制器，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；
其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向成0度、45度或90度以实现直行、转弯或横移；
其中，驱动轮转向机构包括：转向舵机、联接到转向舵机的输出端且安装驱动轮的驱动轮前叉、和限动挡块；驱动转向限位机构包括：限位舵机、联接到限位舵机的输出端的卡头转轴、和设置到卡头转轴的限位卡头，其中驱动轮转向机构的限动挡块与驱动转向限位机构的限位卡头配合，以限制/锁定驱动轮的转向角度。
根据本发明的实施例所述的智能移动装置，提供了一种全新的全向移动结构设计方案，具有以下至少一种特点：
(1)能够在室内的狭小空间进行自由灵活的移动，包括原地旋转、横向移动；
(2)不仅能够在室内行走，也能在室外行走；
(3)设计方案成本低、结构简单、小型化；
(4)在需要时可以通过简单的摇杆控制来实现转弯运动。
图1是根据本发明的实施例的智能移动装置的结构示意图。图2是根据本发明的实施例的智能移动装置底盘部分的示意性俯视图。
在图1和2所示实施例中可见一种智能移动装置，包括：
底盘1；
两个驱动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构105、和用于限定所述驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构106；
两个从动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个从动轮组件包括从动轮102；
升降机构6，其安装到所述底盘上；
坐卧组件(在图中显示出座椅3)，其安装到所述升降机构上；
操纵控制器8，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；
其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向成0度、45度或90度以实现直行、转弯或横移。
图3是根据本发明的实施例的智能移动装置的驱动轮转向机构的结构示意图。如图3所示，驱动轮转向机构包括：转向舵机105a、联接到转向舵机的输出端且安装驱动轮的驱动轮前叉105e、和限动挡块105f。
图4是根据本发明的实施例的智能移动装置的驱动转向限位机构的结构示意图。驱动转向限位机构包括：限位舵机106a、联接到限位舵机的输出端的卡头转轴106h、和设置到卡头转轴的限位卡头106g。
在一个实施例中，例如，驱动轮转向机构的限动挡块105f可与驱动转向限位机构的限位卡头106g配合，以限制/锁定驱动轮的转向角度。
通过本发明的各实施例提供的智能移动装置，能够易于实现狭小空间的灵活运动。
应理解，在本文中所述的方位，例如前、后、左、右、上、下、内、外等，均为相对位置的表述，用于描述各相关部件或部分之间的相对位置关系，而并非用于限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本文中对多个元件的描述中，以“和/或”相连的多个并列特征，是指包含这些并列特征中的一个或多个(或一种或多种)。例如，“第一元件和/或第二元件”的含义是：第一元件和第二元件中的一个或多个，即，仅第一元件、或仅第二元件、或第一元件和第二元件(二者同时存在)。
本发明中所提供的各个实施例均可根据需要而相互组合，例如任意两个、三个或更多个实施例中的特征相互组合以构成本发明的新的实施例，这也在本发明的保护范围内，除非另行说明或者在技术上构成矛盾而无法实施。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种智能移动装置，其特征在于，包括：
底盘；
两个驱动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个驱动轮组件包括：驱动轮、连接并带动该驱动轮转向的驱动轮转向机构、和用于限定所述驱动轮的转向角度的驱动转向限位机构；
两个从动轮组件，其分别安装到所述底盘，每个从动轮组件包括从动轮；
升降机构，其安装到所述底盘上；
坐卧组件，其安装到所述升降机构上；
操纵控制器，其连接到所述驱动轮组件和所述升降机构；
其中所述驱动轮转向机构选择性地使所述驱动轮的转向角度相对于所述底盘的前后方向成0度、45度或90度以实现直行、转弯或横移。
2.如权利要求1所述的智能移动装置，其特征在于，
所述驱动轮转向机构包括：转向电机、联接到所述转向电机的输出端且安装所述驱动轮的驱动轮前叉、和限动挡块，其中所述限动挡块与所述驱动转向限位机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。
3.如权利要求2所述的智能移动装置，其特征在于，
所述转向电机包括转向舵机。
4.如权利要求1所述的智能移动装置，其特征在于，
所述驱动转向限位机构包括：限位电机、联接到所述限位电机的输出端的卡头转轴、和设置到所述卡头转轴的限位卡头，其中所述限位卡头与所述驱动轮转向机构配合以限制所述驱动轮的转向角度。
5.如权利要求4所述的智能移动装置，其特征在于，
所述限位电机包括限位舵机。
6.如权利要求4所述的智能移动装置，其特征在于，
所述驱动转向限位机构包括：定位体，其连接或安装到安装有所述驱动轮的驱动轮前叉而随所述驱动轮转动，并设置有分别对应于多个驱动轮转向角度的多个定位孔；定位杆，其连接到底盘并能够插入所述定位孔中以禁止所述驱动轮前叉和所述驱动轮进一步转向。
7.如权利要求1所述的智能移动装置，其特征在于，
所述两个驱动轮组件设置在所述底盘的前侧或后侧，且左右并排布置，使得所述两个驱动轮的旋转轴线共线。
8.如权利要求1至7中任一项所述的智能移动装置，其特征在于，
所述驱动轮的转向角度的范围为0～360度。
9.如权利要求1至7中任一项所述的智能移动装置，其特征在于，
所述底盘的侧部设置有：用于使所述智能移动装置与生活设施并排对接锁紧的对接结构。
10.如权利要求1至7中任一项所述的智能移动装置，其特征在于，
所述智能移动装置包括电动轮椅。
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