CN111714299B - 一种智能助老椅及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能助老椅及其使用方法,属于助老机械设备领域。本发明公开的智能助老椅,包括助老椅本体、智能模块以及用于供电的电源系统;助老椅本体从下到上分为整体运动装置、辅助站立装置和拿取物品装置,助老椅本体上设有用于接收来自控制模块的信息指令的主控芯片、根据信息指令实现智能控制的对应模块或传感器、以及电源系统。本发明还公开了智能助老椅的使用方法,由于上述多功能智能化的设计,使所述智能助老椅具有避障行进模式、辅助站立模式、助行器模式和拿取物品模式四种使用模式。本发明公开的智能助老椅结构设计合理,具有使用安全性和稳定性,将辅助坐立运动和拿取物品相结合,能够为行动能力有障碍的老年人提高自理能力,同时达到健身休闲的目的。
Description
技术领域
本发明属于助老机械领域,涉及一种智能助老椅及其使用方法。
背景技术
我国的人口老龄化现象越来越严重,老年人的生活自理能力差,使他们的生活更加困难。随着社会保障体系的不断完善,相应的技术保障也要进步,需要设计一种智能助老椅,可以实现帮助老年人在“坐”和“站”两种状态下的运动和辅助拿取日常生活物品的功能。
目前,市场上的针对老年人设计的轮椅,主要为非智能化产品,主要起到代步功能,其结构简单,功能不全,对于老年人在生活中所面对的诸多不便没有进行针对化设计,并对安全性和稳定性没有充分考虑。
发明内容
为了克服上述现有产品存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种智能助老椅及其使用方法,该智能助老椅解决了现有助老椅使用功能不足的问题,在使用过程中能够让行动能力有障碍的老年人提高自理能力,同时达到健身休闲的目的,让使用者更好的度过晚年。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明公开了一种智能助老椅,包括助老椅本体,智能模块,以及用于供电的电源系统;
在助老椅本体底部设有整体运动装置,在助老椅本体中部设有辅助站立装置,在助老椅本体上部设有拿取物品装置;所述整体运动装置用于定位并带动助老椅本体运动,包括:与助老椅本体的椅腿下端固定连接的底盘,底盘内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构,椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构,固定机构通过停止电机切换;底盘上还设有定位模块和避障模块;所述辅助站立装置,用于帮助使用者切换使用姿势,包括能够从水平状态回收至紧贴靠背状态的可移动坐垫,以及能够上下升降和前后伸缩的扶手;电源系统设置于靠背下方;所述拿取物品装置,用于识别物品位置并拿取物品,包括三自由度机械臂和两自由度机械手;三自由度机械臂的其中一端通过机械臂升降机构与助老椅本体的椅背连接,另一端通过连杆与两自由度机械手连接;三自由度机械臂上设有距离传感器,两自由度机械手上设有定位传感器;
智能模块,用于实现使用者和助老椅本体之间指令互动,包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片;集成控制器包括控制模块,控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统;主控芯片用于接收集成控制器的信息指令,并传送信息指令给对应模块或传感器,实现对助老椅本体的智能控制。
优选地,所述主动轮机构包括设置在底盘内部两侧的麦克纳姆轮,麦克纳姆轮通过主动轮连杆机构与麦克纳姆轮电机连接。
进一步优选地,主动轮机构中还设有二级齿轮和同步带转动结构,用于麦克纳姆轮减速。
优选地,所述定位模块设置在底盘底部,避障模块包括红外传感器和声波传感器,并分布于底盘四周。
优选地,所述椅腿上设有被动轮机构,被动轮机构包括与椅腿固定连接的被动轮控制架和设置在被动轮控制架两端的万向脚轮,万向脚轮与轮切换电机连接,主动轮机构和被动轮机构通过轮切换电机切换。
优选地,所述可移动坐垫通过旋转竖直螺杆与坐垫移动电机连接,可移动坐垫沿椅背两侧和可移动坐垫两侧的导轨和螺杆滑移;扶手下方设有扶手升降机构,扶手升降机构通过行星齿轮系和螺旋传动装置与扶手升降电机连接;扶手下方还设有扶手平移机构,扶手平移机构包括通过两级齿轮和同步带传动结构与扶手电机连接。
优选地,所述三自由度机械臂通过螺旋传动装置与机械臂升降电机连接;两自由度机械手通过齿轮相互啮合机构与机械手抓取电机连接。
优选地,控制模块为可拆卸式佩戴结构。
本发明还公开了上述的智能助老椅的使用方法,包括轮椅模式、助行器模式和拿取物品模式;其中,轮椅模式包括避障行进模式和辅助站立模式,具体包括:
1)避障行进模式下,通过集成控制器向主控芯片发送移动指令,并通过麦克纳姆轮电机驱动麦克纳姆轮,能够控制智能助老椅的移动方向和速度;同时,红外传感器和声波传感器能够探测识别行进过程中遇到的障碍物;
2)辅助站立模式下,通过集成控制器向主控芯片发送相应指令,通过轮切换电机运转,将万向脚轮放下,停止轮切换电机运转,将固定螺杆放下,使智能助老椅紧抓地面;同时,通过坐垫移动电机运转,将可移动坐垫逐渐回收至紧贴椅背,通过扶手升降电机运转,使扶手升降机构上升,带动扶手抬起,托起坐着的使用者,能够让使用者从坐着转变为站立;
3)助行器模式下,通过集成控制器向主控芯片发送位置信息和运动指令,控制助老椅本体移动到使用者所处位置;通过坐垫移动电机使可移动坐垫回收至紧贴椅背;通过轮切换电机放下万向脚轮,通过停止电机放下固定螺杆,实现智能助老椅整机的固定;通过扶手电机实现动扶手先外伸后回收,通过扶手升降电机带动扶手上升;通过停止电机运转,将固定螺杆收回,作为助行器使用;
4)拿取物品模式下,通过集成控制器向主控芯片发送相应指令,通过定位传感器识别被抓取物品并定位,通过距离传感器识别距离信息,并控制三自由度机械臂和两自由度机械手抓取物品。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明公开了一种智能助老椅,通过将助老椅本体和智能模块结合,实现了助老椅的多功能智能化,本发明通过设置固定机构,并结合定位模块和避障模块,实现该智能助老椅全方位无障碍移动和固定;本发明通过电机带动可移动坐垫从水平状态回收到紧贴椅背的状态,并结合扶手的平移和升降,能够实现将智能助老椅辅助使用者站立的功能;本发明还在椅背上依次设计了可升降的三自由度机械臂、并与两自由度机械手相连,并分别设置了距离传感器和定位传感器,由此能够实现智能助老椅拿去物品的功能;与由机械手抓取电机控制的二自由度机械手结合,能够实现对物品的抓取,构成拿取物品装置。该智能助老椅利用控制模块通过助老椅本体上安装的主控芯片完成信息指令交互和控制,实现助老椅的智能化的和使用者进行交互,进而让行动能力有障碍的使用者能够方便操作。同时,该智能助老椅配备电源系统,避免了适用范围的限制,增加了使用稳定性。本发明将整体运动装置、辅助站立装置和拿取物品装置相结合,在助老椅本体上设计了合理的机械结构,增加了智能助老椅的安全性和稳定性,能够为行动能力有障碍的老年人提高自理能力。
进一步地,避障模块中设置红外传感器和声波传感器,能够有效提升助老椅的避障效果。
进一步地,集成控制器采用可佩戴设计,能够被使用者随身携带。
本发明还公开了上述智能助老椅的使用方法,该智能助老椅利用智能模块和主控芯片实现使用者和智能助老椅的信息交互,进而控制该智能助老椅工作运转,并具有避障行进模式、辅助站立模式、助行器模式和拿取物品模式四种使用模式,实现了助老椅的智能化多功能,让使用者在使用助老椅基本功能的同时,达到健身休闲的目的,让老年使用者更好的度过晚年。
附图说明
图1为本发明智能助老椅的机械结构图;
图2为本发明整体运动装置的主动轮结构图;
图3为本发明整体运动装置的被动轮结构图;
图4为本发明辅助站立装置的坐垫结构图;
图5为本发明辅助站立装置的升降机构和扶手结构图;
图6为本发明智能助老椅的电源系统安装示意图;
图7为本发明拿取物品装置结构前视图;
图8为本发明拿取物品装置结构后视图。
其中,1为整体运动装置;2为辅助站立装置;3为拿取物品装置;101为底盘;102为麦克纳姆轮电机;103为麦克纳姆轮;104为万向脚轮;105为轮切换电机;106为停止电机;107为红外传感器;108为声波传感器;109为定位模块;201为可移动坐垫;202为坐垫移动电机;203为扶手升降机构;204为扶手升降电机;205为扶手;206为扶手电机;207为扶手平移机构;208为电源系统;301为机械臂升降机构;302机械臂升降电机;303为三自由度机械臂;304为机械臂旋转电机;305为两自由度机械手;306为机械手旋转电机;307为机械手抓取电机;308为定位传感器;309为距离传感器。
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。
需要说明的是,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”等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,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
下面结合具体的实例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1,本发明公开的一种智能助老椅,包括助老椅本体,智能模块以及用于供电的电源系统;
在助老椅本体底部设有整体运动装置1,在助老椅本体中部设有辅助站立装置2,在助老椅本体上部设有拿取物品装置3;
参见图2和图3,整体运动装置1包括两个底盘101、四个麦克纳姆轮电机102、四个麦克纳姆轮103、四个万向脚轮104、两个轮切换电机105和四个停止电机106,还包括红外传感器107、声波传感器108和定位模块109。其中,整体运动装置1用于定位并带动助老椅本体运动,两个底盘101分别固定于椅腿下端,底盘101内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构,椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构,椅腿上设有被动轮机构,被动轮机构包括与椅腿固定连接的被动轮控制架和设置在被动轮控制架两端的万向脚轮104,万向脚轮104与轮切换电机105连接,主动轮机构和被动轮机构通过轮切换电机105切换。
参见图4和图5,辅助站立装置2包括可移动坐垫201、两个坐垫移动电机202、两个扶手升降机构203、两个扶手升降电机204、两个扶手205、两个扶手电机206和两个扶手平移机构207。辅助站立装置2用于帮助使用者切换站立或坐下,可移动坐垫201能够从水平状态回收至紧贴靠背状态,扶手205能够实现上下升降和前后伸缩,其中,可移动坐垫201与分置于椅背两侧的坐垫移动电机202连接,两侧的扶手205通过扶手升降机构203与扶手升降电机204连接,并通过扶手平移机构207与扶手电机206连接。
参见图6,电源系统208安置于椅背下方,用于提供智能助老椅中各智能模块驱动工作的供电电源。
参见图7和图8,拿取物品装置3包括一个机械臂升降机构301、一个机械臂升降电机302、一个三自由度机械臂303、四个机械臂旋转电机304、一个两自由度机械手305、一个机械手旋转电机306和一个机械手抓取电机307,还包括一个定位传感器308和一个距离传感器309。拿取物品装置3用于识别物品位置并拿取物品,其中,三自由度机械臂303的其中一端通过机械臂升降机构301与助老椅本体的椅背连接,其另一端通过连杆与两自由度机械手305连接;距离传感器309设在三自由度机械臂303上,定位传感器308设在两自由度机械手305上。
智能模块用于实现使用者和智能助老椅之间指令互动,包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片;集成控制器包括控制模块,控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统;主控芯片用于接收集成控制器的信息指令,并传送信息指令给对应模块或传感器,实现对助老椅本体的智能控制。
整体运动装置1实现智能助老椅对使用者的定位和自主移动、避障的功能。整体运动装置1中,麦克纳姆轮电机102通过二级齿轮和同步带转动作减速装置带动各自麦克纳姆轮103转动,根据麦克纳姆轮103的特性以及四个麦克纳姆轮103的配合,实现助老椅全方位行进的功能;轮切换电机105通过三级齿轮传动提高扭矩,将四个万向脚轮104放下,并运用被动轮控制架的连杆机构的死点位置保持平衡与稳定,撑起整机,实现主被动轮的切换功能;停止电机106可使固定螺杆升降,固定螺杆放下时可以紧抓地面,提高了整机与地面的摩擦力,进而固定整机,维持整机的稳定性;红外传感器107和声波传感器108可探测障碍并将信息传输给主控芯片,主控芯片可下达指令控制整机运动,实现避障功能;定位模块109可定位使用者位置,行驶至使用者跟前。
辅助站立装置2中,坐垫移动电机202通过旋转竖直螺杆可使可移动坐垫201沿导轨和螺杆滑移并回收到紧贴靠背的状态,可实现将坐在助老椅上的使用者托起至站立状态的功能,也可以腾出椅子内部空间,方便转化为助行器模式。扶手升降机构203为二级剪支架机构,升起后的高度与靠背相同,可在助行器模式下为使用者提供三面围栏式保护和支撑。扶手升降电机204通过行星齿轮系提高扭矩,并通过螺旋传动装置带动扶手升降机构203进行上升下降,可配合扶手205实现辅助使用者站立的功能,且上升后固定的扶手升降机构203可为站立的使用者提供围栏式保护。两个扶手电机206可通过两级齿轮与同步带传动提高扭矩,通过平行四边形机构实现扶手205的外伸和回收,实现将使用者抱起至助老椅中的功能。
拿取物品装置3中,机械臂升降电机302通过螺旋传动可实现三自由度机械臂303的竖直升降,帮助三自由度机械臂303抓取高处或低处的物品。一个机械臂旋转电机304可实现三自由度机械臂303的竖直方向摆动,三个机械臂旋转电机304可实现三自由度机械臂303的水平摆动,相互配合可实现三自由度机械臂303全方位的旋转功能,可以帮助三自由度机械臂303抓取各个方位的物品。机械手旋转电机306可实现二自由度机械手305的旋转功能,以适应不同物品的抓取需求。机械手抓取电机307带动齿轮旋转,并通过齿轮间相互啮合实现二自由度机械手305手爪的张开与闭合,实现对物品的抓取功能。定位传感器308可实现二自由度机械手305对待抓取物品的识别与定位功能,并将信息传递给主控芯片,对三自由度机械臂303以及二自由度机械手305的空间方位可进行微调。距离传感器309可实现对三自由度机械臂303与待抓取物品的距离方位的测定,实现对三自由度机械臂303的方位角度控制。
具体的,在本实施例中,定位控制模块由4个型号为D-DWM-PG1.7&2.5的DWM1000模块构成,其中3个固定在椅子上,使用者随身携带1个;行进控制模块为双轴XY摇杆模块;手势采集系统为APDS9960模块;集成控制器的主控芯片为STM32F103C8T6,连接使用者携带的DWM1000、摇杆和手势采集系统,并连接有HC05蓝牙模块作为通信模块;助老椅本体上的主控芯片为STM32F103C8T6,也连接有HC05蓝牙模块作为通信模块来接收控制器传来的信息,从而控制对应模块和传感器,实现对助老椅本体的智能控制。电源系统208选择可充电电池,性能:24V 15AH重3.6kg。
具体的,在本实施例中,各模块的工作对应关系包括如下:
①长按摇杆加向前推摇杆这一信息被主控芯片采集到后,启动第一种工作状态,即:主控芯片采集到使用者位置信息,过程中通过避障,智能助老椅来到使用者面前。并通过定位模块不断反馈与使用者的距离信息。当智能助老椅行驶至使用者面前,主控芯片驱动轮切换电机放下万向轮,然后驱动停止电机放下螺杆。然后驱动扶手模块,扶手外伸,使用者支撑在扶手上,扶手回收,使用者被抱起。
②长按摇杆加向后推摇杆这一信息被主控芯片采集到后,启动第二种工作状态,即:使用者坐在椅子上时,这一信息被采集到后,首先驱动轮切换电机放下万向轮,然后驱动停止电机放下螺杆。接着同时驱动扶手模块和可移动坐垫,坐垫回收的同时,扶手抬升。抬升至指定高度。驱动停止电机回收螺杆。
③平时使用者坐在椅子上时,就可以通过摇动摇杆来控制椅子的运动方向,并通过连按摇杆激活手势采集系统,激活后,手势采集器捕捉使用者手势,实现机械臂帮助使用者抓取物品的功能。上述智能助老椅的使用方法如下:
本发明公开的智能助老椅的使用方法,包括轮椅模式、助行器模式和拿取物品模式,其中轮椅模式包括避障行进模式和辅助站立模式。
1在轮椅模式的避障行进模式下,使用者坐在智能助老椅上,通过佩戴的集成控制器向整体运动装置1的主控芯片发送移动指令,并通过主控芯片将移动指令传输给四个麦克纳姆轮电机102,通过四个麦克纳姆轮103的相互配合,实现控制智能助老椅的移动方向和速度;同时,智能助老椅上的整体运动装置1的避障模块包括红外传感器107和声波传感器108,能够探测识别行进过程中遇到的障碍物,主动避开这些障碍,保证智能助老椅整机运动的平稳性。
2在轮椅模式的辅助站立模式下,在使用者在轮椅模式下由坐姿转变为站立状态时,通过发送相应指令,整体运动装置1中的轮切换电机105运转,将万向脚轮104放下,停止轮切换电机105运转,将固定螺杆放下并紧抓地面,扩大了整机的重心范围,同时增大了整机与地面的摩擦力,使使用者站立时智能助老椅整机的稳定性得以更好地保障;同时,坐垫移动电机202运转,将可移动坐垫201逐渐回收,扶手升降电机204使扶手升降机构203上升,可移动坐垫201和两个扶手205共同给予使用者向上的支持力,搀扶使用者站立起来。
3在助行器模式下,首先使用者发送自己的位置信息,智能助老椅整体运动装置1的定位模块109接收到位置信息后将信息传递给主控芯片,主控芯片下达运动指令,控制智能助老椅整机自主移动到使用者跟前;坐垫移动电机202运转使可移动坐垫201回收至靠背,为使用者进入助行器腾出足够空间;轮切换电机105运转,放下万向脚轮104后停止轮切换电机105运转,通过停止电机106放下固定螺杆,固定整机。
扶手电机206运转,通过扶手平移机构207,带动扶手205外伸,使用者将腋下部位靠至两侧扶手205上,扶手电机206再次运转,扶手205逐渐回收;扶手205回收的同时,扶手升降电机204运转带动扶手升降机构203的剪支架上升;两者配合模拟抛物线轨迹,将使用者平稳搀扶至助行器当中。扶手升降机构203到达最高点时,扶手205回收到原始位置,智能助老椅整机变形成为三面围绕的助行器,停止电机106运转回收固定螺杆。使用者即可在助行器的保护和搀扶下进行行走锻炼。
4在拿取物品模式下,使用者坐在智能助老椅中,首先通过手势示意拿取物品装置3想要抓取的物品方位,两自由度机械手305上的定位传感器308实现对待抓取物品的识和定位。三自由度机械臂303通过距离传感器309获得自身原始位置与待抓取物品的位置,将信息传递给主控芯片,主控芯片下达运动指令,包括:三自由度机械臂303整体的上升下降、三自由度机械臂303竖直方向的旋转、三自由度机械臂303水平方向的旋转。
当二自由度机械手305与待抓取物品的距离小于设定阈值时,再次捕获待抓取物品的位置信息,将信息再次传递给主控芯片,主控芯片再次下达运动指令,对三自由度机械臂303和二自由度机械手305的姿态进行微调,二自由度机械手305进行物品抓取。
抓取完成后,三自由度机械臂303通过距离传感器309探测二自由度机械手305与使用者的距离,并将信息传递给主控芯片,主控芯片下达运动指令,使三自由度机械臂303平稳回收至使用者可触及范围内,使用者从二自由度机械手305中拿取物品,拿取物品模式的一个工作周期完成。
综上所述,本发明公开的智能助老椅,包括助老椅本体、智能模块以及用于供电的电源系统;助老椅本体从下到上分为整体运动装置、辅助站立装置和拿取物品装置,助老椅本体上设有用于接收来自控制模块的信息指令的主控芯片、根据信息指令实现智能控制的对应模块或传感器、以及电源系统。本发明还公开了智能助老椅的使用方法,由于上述多功能智能化的设计,使所述智能助老椅具有避障行进模式、辅助站立模式、助行器模式和拿取物品模式四种使用模式。本发明公开的智能助老椅结构设计合理,具有使用安全性和稳定性,将辅助坐立运动和拿取物品相结合,能够为行动能力有障碍的老年人提高自理能力,同时达到健身休闲的目的。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能助老椅,其特征在于,包括助老椅本体,智能模块,以及用于供电的电源系统(208);
在助老椅本体底部设有整体运动装置(1),在助老椅本体中部设有辅助站立装置(2),在助老椅本体上部设有拿取物品装置(3);
所述整体运动装置(1)用于定位并带动助老椅本体运动,包括:与助老椅本体的椅腿下端固定连接的底盘(101),底盘(101)内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构,椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构,固定机构通过停止电机(106)切换;椅腿上设有被动轮机构,被动轮机构包括与椅腿固定连接的被动轮控制架和设置在被动轮控制架两端的万向脚轮(104),万向脚轮(104)与轮切换电机(105)连接,主动轮机构和被动轮机构通过轮切换电机(105)切换;底盘(101)上还设有定位模块(109)和避障模块;
所述辅助站立装置(2),用于帮助使用者切换使用姿势,包括能够从水平状态回收至紧贴靠背状态的可移动坐垫(201),以及能够上下升降和前后伸缩的扶手(205);电源系统(208)设置于靠背下方;
所述拿取物品装置(3),用于识别物品位置并拿取物品,包括三自由度机械臂(303)和两自由度机械手(305);三自由度机械臂(303)的其中一端通过机械臂升降机构(301)与助老椅本体的椅背连接,另一端通过连杆与两自由度机械手(305)连接;三自由度机械臂(303)上设有距离传感器(309),两自由度机械手(305)上设有定位传感器(308);所述三自由度机械臂(303)通过螺旋传动装置与机械臂升降电机(302)连接;两自由度机械手(305)通过齿轮相互啮合机构与机械手抓取电机(307)连接;
智能模块,用于实现使用者和助老椅本体之间指令互动,包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片;集成控制器包括控制模块,控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统;主控芯片用于接收集成控制器的信息指令,并传送信息指令给对应模块或传感器,实现对助老椅本体的智能控制。
2.根据权利要求1所述的一种智能助老椅,其特征在于,所述主动轮机构包括设置在底盘(101)内部两侧的麦克纳姆轮(103),麦克纳姆轮(103)通过主动轮连杆机构与麦克纳姆轮电机(102)连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能助老椅,其特征在于,主动轮机构中还设有二级齿轮和同步带转动结构,用于麦克纳姆轮(103)减速。
4.根据权利要求3所述的一种智能助老椅,其特征在于,所述定位模块(109)设置在底盘(101)底部,避障模块包括红外传感器(107)和声波传感器(108),并分布于底盘(101)四周。
5.根据权利要求4所述的一种智能助老椅,其特征在于,所述可移动坐垫(201)通过旋转竖直螺杆与坐垫移动电机(202)连接,可移动坐垫(201)沿椅背两侧和可移动坐垫(201)两侧的导轨和螺杆滑移;扶手(205)下方设有扶手升降机构(203),扶手升降机构(203)通过行星齿轮系和螺旋传动装置与扶手升降电机(204)连接;扶手(205)下方还设有扶手平移机构(207),扶手平移机构(207)包括通过两级齿轮和同步带传动结构与扶手电机(206)连接。
6.根据权利要求5所述的一种智能助老椅,其特征在于,控制模块为可拆卸式佩戴结构。
7.权利要求6所述的智能助老椅的使用方法,其特征在于,包括轮椅模式、助行器模式和拿取物品模式;其中,轮椅模式包括避障行进模式和辅助站立模式;具体包括:
避障行进模式下,通过集成控制器向主控芯片发送移动指令,并通过麦克纳姆轮电机(102)驱动麦克纳姆轮(103),能够控制智能助老椅的移动方向和速度;同时,红外传感器(107)和声波传感器(108)能够探测识别行进过程中遇到的障碍物;
辅助站立模式下,通过集成控制器向主控芯片发送相应指令,通过轮切换电机(105)运转,将万向脚轮(104)放下,停止轮切换电机(105)运转,将固定螺杆放下,使智能助老椅紧抓地面;同时,通过坐垫移动电机(202)运转,将可移动坐垫(201)逐渐回收至紧贴椅背,通过扶手升降电机(204)运转,使扶手升降机构(203)上升,带动扶手(205)抬起,托起坐着的使用者,能够让使用者从坐着转变为站立;
助行器模式下,通过集成控制器向主控芯片发送位置信息和运动指令,控制助老椅本体移动到使用者所处位置;通过坐垫移动电机(202)使可移动坐垫(201)回收至紧贴椅背;通过轮切换电机(105)放下万向脚轮(104),通过停止电机(106)放下固定螺杆,实现智能助老椅整机的固定;通过扶手电机(206)实现动扶手(205)先外伸后回收,通过扶手升降电机(204)带动扶手(205)上升;通过停止电机(106)运转,将固定螺杆收回,作为助行器使用;
拿取物品模式下,通过集成控制器向主控芯片发送相应指令,通过定位传感器(308)识别被抓取物品并定位,通过距离传感器(309)识别距离信息,并控制三自由度机械臂(303)和两自由度机械手(305)抓取物品。
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