CN115487002A - 一种电动轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及残疾人运输工具技术领域,特别是涉及一种电动轮椅。包括:检测单元,用于获取使用者对电动轮椅的初始压力;第一压力传感器,用于实时获取使用者对电动轮椅的座椅的第一压力F1;第二压力传感器,用于实时获取使用者对电动轮椅的靠背的第二压力F2;二自由度传感器,用于实时获取电动轮椅当前的行驶状态以及行驶坡度;驱动单元,驱动单元用于为电动轮椅提供动力,驱动电动轮椅行驶;控制器,控制器用于根据压力和行驶状态控制驱动单元的输出功率,以控制电动轮椅的行驶速度。本发明所提供的电动轮椅可以有效的实现上下坡的实时速度自我调节,极大地保证了轮椅在上下坡过程中的稳定性以及安全性。

Description

一种电动轮椅
技术领域
本发明涉及残疾人运输工具技术领域,特别是涉及一种电动轮椅。
背景技术
电动轮椅是一种以蓄电池为能源、电子装置控制驱动的动力轮椅车。使用者可通过控制装置自行驱动轮椅车行进。适用于高位截瘫、偏瘫及下肢功能障碍者使用,是一种比较理想的康复和代步工具。随着机器人技术、人工智能技术和传感器技术的进步,电动轮椅的研究朝着高性能、多功能、智能化和人性化的方向发展。智能轮椅不但可以为老年人和残疾人提供一种良好的代步工具,而且可以具有自主导航、自主避障、人机对话等服务机器人所具有的各种功能,因而可以帮助残疾人和老年人提高自己的生活自理能力和工作能力,使他们更好地融人社会。
然而现有技术中,由于电动轮椅在进行上下坡时,不具有自动化调节的功能,不能基于坡度实时进行轮椅运行速度调节,并且,针对一些行动不便的残疾人,往往并不能自主像正常人一样对电动轮椅进行控制,因此,极易在轮椅上下坡行驶的过程中产生危险,当下坡的过程中由于行驶速度过快,容易导致使用者因为惯性而直接摔伤倒地,当上坡的过程中,如果动力不足极易产生电动轮椅下滑,产生“溜坡”现象,也会对使用者造成一定的身体安全的危险。因此,如何提供一种电动轮椅以客服上述难题是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动轮椅,本发明所提供的电动轮椅的控制系统可以有效的实现上下坡的实时速度自我调节,并且适用于行动不便的残疾人,极大地保证了轮椅在上下坡过程中的稳定性以及安全性。
本发明改进了现有技术中,电动轮椅在进行上下坡时,不具有自动化调节的功能,不能基于坡度实时进行轮椅运行速度调节的问题,对于一些行动不便的残疾人并不能自主像正常人一样对电动轮椅进行控制,容易在行驶过程中出现危险,本发明通过基于对座椅以及靠背的压力实时判断当前轮椅是处于上坡还是下坡的行驶状态,基于二自由度传感器可以检测坡度角,通过上述参数合理调整驱动单元的输出功率,使得轮椅以最佳的平稳方式完成上下坡的行驶。
本发明改进了现有技术中,一些行动不便的残疾人,并不能很好地对轮椅以及身体进行有效地控制,在遇到下坡时,身体会根据惯性自然前倾,随着下坡的过程,前倾的角度会逐渐增大,因此,极易发生危险,本发明通过实时检测使用者在下坡过程中的身体前倾角度,基于身体前倾的角度对驱动单元的输出功率进行修正系数的调整,防止下坡过程中由于重力做功以及驱动单元输出功率做功导致的轮椅下坡行驶过快,发生翻车,极大地提高了使用者下坡过程中的安全系数。
为了实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案:
一种电动轮椅,包括:
检测单元,用于获取使用者对所述电动轮椅的座椅的初始压力Ft和所述使用者对所述电动轮椅的靠背的初始压力Fr
第一压力传感器,用于实时获取使用者对所述电动轮椅的座椅的第一压力F1;
第二压力传感器,用于实时获取使用者对所述电动轮椅的靠背的第二压力F2;
二自由度传感器,用于实时获取所述电动轮椅当前的行驶状态,其中,所述行驶状态包括平路行驶、上坡行驶、下坡行驶;
所述二自由度传感器还用于当所述行驶状态为所述下坡行驶或所述上坡行驶时,实时获取当前的行驶坡度Q;
所述检测单元还用于获取当所述行驶状态为所述下坡行驶时,所述使用者的身体前倾的角度α;
计时单元,用于当所述电动轮椅的所述行驶状态由所述平路行驶变为所述下坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长tx,还用于当所述电动轮椅的所述行驶状态由所述平路行驶变为所述上坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长ty
驱动单元,所述驱动单元用于为所述电动轮椅提供动力,驱动所述电动轮椅行驶;
控制器,所述控制器用于根据所述第一压力F1、第二压力F2和所述行驶状态控制所述驱动单元的输出功率,以控制所述电动轮椅的行驶速度。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内设定有预设下坡坡度矩阵T0和预设下坡输出功率矩阵A,对于所述预设下坡输出功率矩阵A,设定A(A1,A2,A3,A4),其中A1为第一预设下坡输出功率,A2为第二预设下坡输出功率,A3为第三预设下坡输出功率,A4为第四预设下坡输出功率,且A1<A2<A3<A4;
对于所述预设下坡坡度矩阵T0,设定T0(T01,T02,T03,T04),其中,T01为第一预设下坡坡度,T02为第二预设下坡坡度,T03为第三预设下坡坡度,T04为第四预设下坡坡度,且0°<T01<T02<T03<T04<45°;
所述控制器用于当所述二自由度传感器获取到所述电动轮椅当前的行驶状态为所述下坡行驶时,根据Q与所述预设下坡坡度矩阵T0之间的关系选定相应的下坡输出功率作为所述驱动单元的输出功率;
当Q<T01时,选定所述第四预设下坡输出功率A4作为所述驱动单元的输出功率;
当T01≤Q<T02,选定所述第三预设下坡输出功率A3作为所述驱动单元的输出功率;
当T02≤Q<T03,选定所述第二预设下坡输出功率A2作为所述驱动单元的输出功率;
当T03≤Q<T04,选定所述第一预设下坡输出功率A1作为所述驱动单元的输出功率。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内还设定有预设下坡座椅压力矩阵V0和预设下坡输出功率修正系数矩阵C,对于所述预设下坡输出功率修正系数矩阵C,设定C(C1,C2,C3,C4),其中C1为第一预设下坡输出功率修正系数,C2为第二预设下坡输出功率修正系数,C3为第三预设下坡输出功率修正系数,C4为第四预设下坡输出功率修正系数,且0.8<C1<C2<C3<C4<1.2;
对于所述预设下坡座椅压力矩阵V0,设定V0(V01,V02,V03,V04),其中,V01为第一预设下坡座椅压力,V02为第二预设下坡座椅压力,V03为第三预设下坡座椅压力,V04为第四预设下坡座椅压力,且Ft<V01<V02<V03<V04<2Ft
所述控制器用于根据F1与所述预设下坡座椅压力矩阵V0之间的关系选定相应的修正系数以对下坡输出功率进行修正;
当F1<V01时,选定所述第四预设下坡输出功率修正系数C4以对所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4;
当V01≤F1<V02,选定所述第三预设下坡输出功率修正系数C3以对所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3;
当V02≤F1<V03,选定所述第二预设下坡输出功率修正系数C2以对所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2;
当V03≤F1<V04,选定所述第一预设下坡输出功率修正系数C1以对所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内还设定有预设身体前倾角度矩阵L0和预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,对于所述预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,设定D(D1,D2,D3,D4),其中D1为第一预设下坡输出功率二次修正系数,D2为第二预设下坡输出功率二次修正系数,D3为第三预设下坡输出功率二次修正系数,D4为第四预设下坡输出功率二次修正系数,且0.6<D1<D2<D3<D4<1.5;
对于所述预设身体前倾角度矩阵L0,设定L0(L01,L02,L03,L04),其中,L01为第一预设身体前倾角度,L02为第二预设身体前倾角度,L03为第三预设身体前倾角度,L04为第四预设身体前倾角度,且0°<L01<L02<L03<L04<15°;
所述控制器用于根据α与所述预设身体前倾角度矩阵L0之间的关系选定相应的二次修正系数以对下坡输出功率进行二次修正;
当α<L01时,选定所述第四预设下坡输出功率二次修正系数D4以对修正后的所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4;
当L01≤α<L02,选定所述第三预设下坡输出功率二次修正系数D3以对修正后的所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3;
当L02≤α<L03,选定所述第二预设下坡输出功率二次修正系数D2以对修正后的所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2;
当L03≤α<L04,选定所述第一预设下坡输出功率二次修正系数D1以对修正后的所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内还设定有预设下坡时长矩阵S0和预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,对于所述预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,设定E(E1,E2,E3,E4),其中E1为第一预设下坡输出功率三次修正系数,E2为第二预设下坡输出功率三次修正系数,E3为第三预设下坡输出功率三次修正系数,E4为第四预设下坡输出功率三次修正系数,且0.8<E1<E2<E3<E4<1;
对于所述预设下坡时长矩阵S0,设定S0(S01,S02,S03,S04),其中,S01为第一预设下坡时长,S02为第二预设下坡时长,S03为第三预设下坡时长,S04为第四预设下坡时长,且0s<S01<S02<S03<S04<15s;
所述控制器用于根据tx与所述预设下坡时长矩阵S0之间的关系选定相应的三次修正系数以对下坡输出功率进行三次修正;
当tx<S01时,选定所述第一预设下坡输出功率三次修正系数E1以对再次修正后的所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4*E1;
当S01≤tx<S02,选定所述第二预设下坡输出功率三次修正系数E2以对再次修正后的所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3*E2;
当S02≤tx<S03,选定所述第三预设下坡输出功率三次修正系数E3以对再次修正后的所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2*E3;
当S03≤tx<S04,选定所述第四预设下坡输出功率三次修正系数E4以对再次修正后的所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1*E4。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内设定有预设上坡坡度矩阵M0和预设上坡输出功率矩阵X,对于所述预设上坡输出功率矩阵X,设定X(X1,X2,X3,X4),其中X1为第一预设上坡输出功率,X2为第二预设上坡输出功率,X3为第三预设上坡输出功率,X4为第四预设上坡输出功率,且X1<X2<X3<X4;
对于所述预设上坡坡度矩阵M0,设定M0(M01,M02,M03,M04),其中,M01为第一预设上坡坡度,M02为第二预设上坡坡度,M03为第三预设上坡坡度,M04为第四预设上坡坡度,且0°<M01<M02<M03<M04<45°;
所述控制器用于当所述二自由度传感器获取到所述电动轮椅当前的行驶状态为所述上坡行驶时,根据Q与所述预设上坡坡度矩阵M0之间的关系选定相应的上坡输出功率作为所述驱动单元的输出功率;
当Q<M01时,选定所述第一预设上坡输出功率X1作为所述驱动单元的输出功率;
当M01≤Q<M02,选定所述第二预设上坡输出功率X2作为所述驱动单元的输出功率;
当M02≤Q<M03,选定所述第三预设上坡输出功率X3作为所述驱动单元的输出功率;
当M03≤Q<M04,选定所述第四预设上坡输出功率X4作为所述驱动单元的输出功率。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内还设定有预设上坡靠背压力矩阵U0和预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,对于所述预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,设定Y(Y1,Y2,Y3,Y4),其中Y1为第一预设上坡输出功率修正系数,Y2为第二预设上坡输出功率修正系数,Y3为第三预设上坡输出功率修正系数,Y4为第四预设上坡输出功率修正系数,且0.8<Y1<Y2<Y3<Y4<1.2;
对于所述预设上坡靠背压力矩阵U0,设定U0(U01,U02,U03,U04),其中,U01为第一预设上坡靠背压力,U02为第二预设上坡靠背压力,U03为第三预设上坡靠背压力,U04为第四预设上坡靠背压力,且Fr<U01<U02<U03<U04<2Fr
所述控制器用于根据F2与所述预设上坡靠背压力矩阵U0之间的关系选定相应的修正系数以对上坡输出功率进行修正;
当F2<U01时,选定所述第一预设上坡输出功率修正系数Y1以对所述第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1;
当U01≤F2<U02,选定所述第二预设上坡输出功率修正系数Y2以对所述第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2;
当U02≤F2<U03,选定所述第三预设上坡输出功率修正系数Y3以对所述第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3;
当U03≤F2<U04,选定所述第四预设上坡输出功率修正系数Y4以对所述第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4。
在本申请的一些实施例中,所述控制器内还设定有预设上坡时长矩阵G0和预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,对于所述预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,设定Z(Z1,Z2,Z3,Z4),其中Z1为第一预设上坡输出功率二次修正系数,Z2为第二预设上坡输出功率二次修正系数,Z3为第三预设上坡输出功率二次修正系数,Z4为第四预设上坡输出功率二次修正系数,且0.8<Z1<Z2<Z3<Z4<1.2;
对于所述预设上坡时长矩阵G0,设定G0(G01,G02,G03,G04),其中,G01为第一预设上坡时长,G02为第二预设上坡时长,G03为第三预设上坡时长,G04为第四预设上坡时长,且0s<G01<G02<G03<G04<15s;
所述控制器用于根据ty与所述预设上坡时长矩阵G0之间的关系选定相应的二次修正系数以对上坡输出功率进行二次修正;
当ty<G01时,选定所述第四预设上坡输出功率二次修正系数Z4以对修正后的所述第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1*Z4;
当G01≤ty<G02,选定所述第三预设上坡输出功率二次修正系数Z3以对修正后的所述第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2*Z3;
当G02≤ty<G03,选定所述第二预设上坡输出功率二次修正系数Z2以对修正后的所述第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3*Z2;
当G03≤ty<G04,选定所述第一预设上坡输出功率二次修正系数Z1以对修正后的所述第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4*Z1。
在本申请的一些实施例中,还包括:
限速单元,用于对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
所述检测单元还用于实时检测所述电动轮椅的实时速度v;
所述限速单元内设定有预设实时速度矩阵H0和预设施加阻力矩阵K,对于所述预设施加阻力矩阵K,设定K(K1,K2,K3,K4),其中K1为第一预设施加阻力,K2为第二预设施加阻力,K3为第三预设施加阻力,K4为第四预设施加阻力,且K1<K2<K3<K4;
对于所述预设实时速度矩阵H0,设定H0(H01,H02,H03,H04),其中,H01为第一预设实时速度,H02为第二预设实时速度,H03为第三预设实时速度,H04为第四预设实时速度,且H01<H02<H03<H04;
所述限速单元用于根据v与所述预设实时速度矩阵H0之间的关系选定相应的施加阻力对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当v<H01时,选定所述第一预设施加阻力K1对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H01≤v<H02,选定所述第二预设施加阻力K2对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H02≤v<H03,选定所述第三预设施加阻力K3对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H03≤v<H04,选定所述第四预设施加阻力K4对所述电动轮椅的车轮施加阻力。
在本申请的一些实施例中,所述限速单元内还设定有预设下坡身体前倾角度矩阵I0和预设施加阻力修正系数矩阵J,对于所述预设施加阻力修正系数矩阵J,设定J(J1,J2,J3,J4),其中J1为第一预设施加阻力修正系数,J2为第二预设施加阻力修正系数,J3为第三预设施加阻力修正系数,J4为第四预设施加阻力修正系数,且1<J1<J2<J3<J4<1.2;对于所述预设下坡身体前倾角度矩阵I0,设定I0(I01,I02,I03,I04),其中,I01为第一预设下坡身体前倾角度,I02为第二预设下坡身体前倾角度,I03为第三预设下坡身体前倾角度,I04为第四预设下坡身体前倾角度,且0°<I01<I02<I03<I04<15°;
所述控制器用于当获取到所述行驶状态为所述下坡行驶时,根据α与所述预设下坡身体前倾角度矩阵I0之间的关系选定相应的修正系数以对施加阻力进行修正;
当α<I01时,选定所述第四预设施加阻力修正系数J4以对所述第一预设施加阻力K1进行修正,修正后的施加阻力为K1*J4;
当I01≤α<I02,选定所述第三预设施加阻力修正系数J3以对所述第二预设施加阻力K2进行修正,修正后的施加阻力为K2*J3;
当I02≤α<I03,选定所述第二预设施加阻力修正系数J2以对所述第三预设施加阻力K3进行修正,修正后的施加阻力为K3*J2;
当I03≤α<I04,选定所述第一预设施加阻力修正系数J1以对所述第四预设施加阻力K4进行修正,修正后的施加阻力为K4*J1。
本发明提供了一种电动轮椅,与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明通过基于轮椅的上下坡的过程中,通过各传感器实时判断电动轮椅的爬坡或者下坡倾角,基于倾角对驱动单元的输出功率进行控制,当上坡时,随着坡度的逐渐增大,增加驱动单元的输出功率,当下坡时,随着坡度的逐渐增大,减小驱动单元的输出功率,保证轮椅在上下坡的过程中,都可以始终进行自我调节,维持稳定运行。此外,本发明还基于一些行动不便的患者进行了改进,当由于行动不便时,容易出现导致使用者在下坡的过程中身体前倾,进而影响下坡行驶安全,本发明基于实时检测下坡过程中使用者身体前倾的角度,判断当前驱动单元的输出功率是否处于合适数值,进而保证轮椅的行驶稳定性。
附图说明
图1是本发明的电动轮椅的功能框图;
图2是本发明的电动轮椅的结构示意图;
图3是本发明的电动轮椅下坡对座椅的压力分析示意图;
图4是本发明的电动轮椅下坡使用者的身体前倾角度的示意图;
图5是本发明的电动轮椅上坡对靠背的压力分析示意图。
图中:101、控制器;102、检测单元;103、第一压力传感器;104、第二压力传感器;105、驱动单元;106、计时单元;107、二自由度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内侧的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
现有技术中,由于电动轮椅在进行上下坡时,不具有自动化调节的功能,不能基于坡度实时进行轮椅运行速度调节,并且,针对一些行动不便的残疾人,往往并不能自主像正常人一样对电动轮椅进行控制,因此,极易在轮椅上下坡行驶的过程中产生危险,当下坡的过程中由于行驶速度过快,容易导致使用者因为惯性而直接摔伤倒地,当上坡的过程中,如果动力不足极易产生电动轮椅下滑,产生“溜坡”现象,也会对使用者造成一定的身体安全的危险。因此,如何提供一种电动轮椅的控制系统以客服上述难题是本领域技术人员急需解决的技术问题。
因此,本发明提供了一种电动轮椅,本发明所提供的电动轮椅的控制系统可以有效的实现上下坡的实时速度自我调节,并且适用于行动不便的残疾人,极大地保证了轮椅在上下坡过程中的稳定性以及安全性。
参阅图1所示,本发明的公开实施例提供了一种电动轮椅,包括:
检测单元102,用于获取使用者对电动轮椅的座椅的初始压力Ft和使用者对电动轮椅的靠背的初始压力Fr
第一压力传感器103,用于实时获取使用者对电动轮椅的座椅的第一压力F1;
第二压力传感器104,用于实时获取使用者对电动轮椅的靠背的第二压力F2;
二自由度传感器107,用于实时获取电动轮椅当前的行驶状态,其中,行驶状态包括平路行驶、上坡行驶、下坡行驶;
二自由度传感器107还用于当行驶状态为下坡行驶或上坡行驶时,实时获取当前的行驶坡度Q;
检测单元102还用于获取当行驶状态为下坡行驶时,使用者的身体前倾的角度α;
计时单元106,用于当电动轮椅的行驶状态由平路行驶变为下坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长tx,还用于当电动轮椅的行驶状态由平路行驶变为上坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长ty
驱动单元105,驱动单元105用于为电动轮椅提供动力,驱动电动轮椅行驶;
控制器101,控制器101用于根据第一压力F1、第二压力F2和行驶状态控制驱动单元105的输出功率,以控制电动轮椅的行驶速度。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内设定有预设下坡坡度矩阵T0和预设下坡输出功率矩阵A,对于预设下坡输出功率矩阵A,设定A(A1,A2,A3,A4),其中A1为第一预设下坡输出功率,A2为第二预设下坡输出功率,A3为第三预设下坡输出功率,A4为第四预设下坡输出功率,且A1<A2<A3<A4;
对于预设下坡坡度矩阵T0,设定T0(T01,T02,T03,T04),其中,T01为第一预设下坡坡度,T02为第二预设下坡坡度,T03为第三预设下坡坡度,T04为第四预设下坡坡度,且0°<T01<T02<T03<T04<45°;
控制器101用于当二自由度传感器107获取到电动轮椅当前的行驶状态为下坡行驶时,根据Q与预设下坡坡度矩阵T0之间的关系选定相应的下坡输出功率作为驱动单元105的输出功率;
当Q<T01时,选定第四预设下坡输出功率A4作为驱动单元105的输出功率;
当T01≤Q<T02,选定第三预设下坡输出功率A3作为驱动单元105的输出功率;
当T02≤Q<T03,选定第二预设下坡输出功率A2作为驱动单元105的输出功率;
当T03≤Q<T04,选定第一预设下坡输出功率A1作为驱动单元105的输出功率。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内还设定有预设下坡座椅压力矩阵V0和预设下坡输出功率修正系数矩阵C,对于预设下坡输出功率修正系数矩阵C,设定C(C1,C2,C3,C4),其中C1为第一预设下坡输出功率修正系数,C2为第二预设下坡输出功率修正系数,C3为第三预设下坡输出功率修正系数,C4为第四预设下坡输出功率修正系数,且0.8<C1<C2<C3<C4<1.2;
对于预设下坡座椅压力矩阵V0,设定V0(V01,V02,V03,V04),其中,V01为第一预设下坡座椅压力,V02为第二预设下坡座椅压力,V03为第三预设下坡座椅压力,V04为第四预设下坡座椅压力,且Ft<V01<V02<V03<V04<2Ft
控制器101用于根据F1与预设下坡座椅压力矩阵V0之间的关系选定相应的修正系数以对下坡输出功率进行修正;
当F1<V01时,选定第四预设下坡输出功率修正系数C4以对第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4;
当V01≤F1<V02,选定第三预设下坡输出功率修正系数C3以对第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3;
当V02≤F1<V03,选定第二预设下坡输出功率修正系数C2以对第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2;
当V03≤F1<V04,选定第一预设下坡输出功率修正系数C1以对第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内还设定有预设身体前倾角度矩阵L0和预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,对于预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,设定D(D1,D2,D3,D4),其中D1为第一预设下坡输出功率二次修正系数,D2为第二预设下坡输出功率二次修正系数,D3为第三预设下坡输出功率二次修正系数,D4为第四预设下坡输出功率二次修正系数,且0.6<D1<D2<D3<D4<1.5;
对于预设身体前倾角度矩阵L0,设定L0(L01,L02,L03,L04),其中,L01为第一预设身体前倾角度,L02为第二预设身体前倾角度,L03为第三预设身体前倾角度,L04为第四预设身体前倾角度,且0°<L01<L02<L03<L04<15°;
控制器101用于根据α与预设身体前倾角度矩阵L0之间的关系选定相应的二次修正系数以对下坡输出功率进行二次修正;
当α<L01时,选定第四预设下坡输出功率二次修正系数D4以对修正后的第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4;
当L01≤α<L02,选定第三预设下坡输出功率二次修正系数D3以对修正后的第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3;
当L02≤α<L03,选定第二预设下坡输出功率二次修正系数D2以对修正后的第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2;
当L03≤α<L04,选定第一预设下坡输出功率二次修正系数D1以对修正后的第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内还设定有预设下坡时长矩阵S0和预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,对于预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,设定E(E1,E2,E3,E4),其中E1为第一预设下坡输出功率三次修正系数,E2为第二预设下坡输出功率三次修正系数,E3为第三预设下坡输出功率三次修正系数,E4为第四预设下坡输出功率三次修正系数,且0.8<E1<E2<E3<E4<1;
对于预设下坡时长矩阵S0,设定S0(S01,S02,S03,S04),其中,S01为第一预设下坡时长,S02为第二预设下坡时长,S03为第三预设下坡时长,S04为第四预设下坡时长,且0s<S01<S02<S03<S04<15s;
控制器101用于根据tx与预设下坡时长矩阵S0之间的关系选定相应的三次修正系数以对下坡输出功率进行三次修正;
当tx<S01时,选定第一预设下坡输出功率三次修正系数E1以对再次修正后的第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4*E1;
当S01≤tx<S02,选定第二预设下坡输出功率三次修正系数E2以对再次修正后的第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3*E2;
当S02≤tx<S03,选定第三预设下坡输出功率三次修正系数E3以对再次修正后的第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2*E3;
当S03≤tx<S04,选定第四预设下坡输出功率三次修正系数E4以对再次修正后的第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1*E4。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内设定有预设上坡坡度矩阵M0和预设上坡输出功率矩阵X,对于预设上坡输出功率矩阵X,设定X(X1,X2,X3,X4),其中X1为第一预设上坡输出功率,X2为第二预设上坡输出功率,X3为第三预设上坡输出功率,X4为第四预设上坡输出功率,且X1<X2<X3<X4;
对于预设上坡坡度矩阵M0,设定M0(M01,M02,M03,M04),其中,M01为第一预设上坡坡度,M02为第二预设上坡坡度,M03为第三预设上坡坡度,M04为第四预设上坡坡度,且0°<M01<M02<M03<M04<45°;
控制器101用于当二自由度传感器107获取到电动轮椅当前的行驶状态为上坡行驶时,根据Q与预设上坡坡度矩阵M0之间的关系选定相应的上坡输出功率作为驱动单元105的输出功率;
当Q<M01时,选定第一预设上坡输出功率X1作为驱动单元105的输出功率;
当M01≤Q<M02,选定第二预设上坡输出功率X2作为驱动单元105的输出功率;
当M02≤Q<M03,选定第三预设上坡输出功率X3作为驱动单元105的输出功率;
当M03≤Q<M04,选定第四预设上坡输出功率X4作为驱动单元105的输出功率。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内还设定有预设上坡靠背压力矩阵U0和预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,对于预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,设定Y(Y1,Y2,Y3,Y4),其中Y1为第一预设上坡输出功率修正系数,Y2为第二预设上坡输出功率修正系数,Y3为第三预设上坡输出功率修正系数,Y4为第四预设上坡输出功率修正系数,且0.8<Y1<Y2<Y3<Y4<1.2;
对于预设上坡靠背压力矩阵U0,设定U0(U01,U02,U03,U04),其中,U01为第一预设上坡靠背压力,U02为第二预设上坡靠背压力,U03为第三预设上坡靠背压力,U04为第四预设上坡靠背压力,且Fr<U01<U02<U03<U04<2Fr
控制器101用于根据F2与预设上坡靠背压力矩阵U0之间的关系选定相应的修正系数以对上坡输出功率进行修正;
当F2<U01时,选定第一预设上坡输出功率修正系数Y1以对第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1;
当U01≤F2<U02,选定第二预设上坡输出功率修正系数Y2以对第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2;
当U02≤F2<U03,选定第三预设上坡输出功率修正系数Y3以对第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3;
当U03≤F2<U04,选定第四预设上坡输出功率修正系数Y4以对第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4。
在本申请的一种具体实施例中,控制器101内还设定有预设上坡时长矩阵G0和预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,对于预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,设定Z(Z1,Z2,Z3,Z4),其中Z1为第一预设上坡输出功率二次修正系数,Z2为第二预设上坡输出功率二次修正系数,Z3为第三预设上坡输出功率二次修正系数,Z4为第四预设上坡输出功率二次修正系数,且0.8<Z1<Z2<Z3<Z4<1.2;
对于预设上坡时长矩阵G0,设定G0(G01,G02,G03,G04),其中,G01为第一预设上坡时长,G02为第二预设上坡时长,G03为第三预设上坡时长,G04为第四预设上坡时长,且0s<G01<G02<G03<G04<15s;
控制器101用于根据ty与预设上坡时长矩阵G0之间的关系选定相应的二次修正系数以对上坡输出功率进行二次修正;
当ty<G01时,选定第四预设上坡输出功率二次修正系数Z4以对修正后的第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1*Z4;
当G01≤ty<G02,选定第三预设上坡输出功率二次修正系数Z3以对修正后的第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2*Z3;
当G02≤ty<G03,选定第二预设上坡输出功率二次修正系数Z2以对修正后的第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3*Z2;
当G03≤ty<G04,选定第一预设上坡输出功率二次修正系数Z1以对修正后的第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4*Z1。
在本申请的一种具体实施例中,还包括:
限速单元,用于对电动轮椅的车轮施加阻力;
检测单元102还用于实时检测电动轮椅的实时速度v;
限速单元内设定有预设实时速度矩阵H0和预设施加阻力矩阵K,对于预设施加阻力矩阵K,设定K(K1,K2,K3,K4),其中K1为第一预设施加阻力,K2为第二预设施加阻力,K3为第三预设施加阻力,K4为第四预设施加阻力,且K1<K2<K3<K4;
对于预设实时速度矩阵H0,设定H0(H01,H02,H03,H04),其中,H01为第一预设实时速度,H02为第二预设实时速度,H03为第三预设实时速度,H04为第四预设实时速度,且H01<H02<H03<H04;
限速单元用于根据v与预设实时速度矩阵H0之间的关系选定相应的施加阻力对电动轮椅的车轮施加阻力;
当v<H01时,选定第一预设施加阻力K1对电动轮椅的车轮施加阻力;
当H01≤v<H02,选定第二预设施加阻力K2对电动轮椅的车轮施加阻力;
当H02≤v<H03,选定第三预设施加阻力K3对电动轮椅的车轮施加阻力;
当H03≤v<H04,选定第四预设施加阻力K4对电动轮椅的车轮施加阻力。
在本申请的一种具体实施例中,限速单元内还设定有预设下坡身体前倾角度矩阵I0和预设施加阻力修正系数矩阵J,对于预设施加阻力修正系数矩阵J,设定J(J1,J2,J3,J4),其中J1为第一预设施加阻力修正系数,J2为第二预设施加阻力修正系数,J3为第三预设施加阻力修正系数,J4为第四预设施加阻力修正系数,且1<J1<J2<J3<J4<1.2;对于预设下坡身体前倾角度矩阵I0,设定I0(I01,I02,I03,I04),其中,I01为第一预设下坡身体前倾角度,I02为第二预设下坡身体前倾角度,I03为第三预设下坡身体前倾角度,I04为第四预设下坡身体前倾角度,且0°<I01<I02<I03<I04<15°;
控制器101用于当获取到行驶状态为下坡行驶时,根据α与预设下坡身体前倾角度矩阵I0之间的关系选定相应的修正系数以对施加阻力进行修正;
当α<I01时,选定第四预设施加阻力修正系数J4以对第一预设施加阻力K1进行修正,修正后的施加阻力为K1*J4;
当I01≤α<I02,选定第三预设施加阻力修正系数J3以对第二预设施加阻力K2进行修正,修正后的施加阻力为K2*J3;
当I02≤α<I03,选定第二预设施加阻力修正系数J2以对第三预设施加阻力K3进行修正,修正后的施加阻力为K3*J2;
当I03≤α<I04,选定第一预设施加阻力修正系数J1以对第四预设施加阻力K4进行修正,修正后的施加阻力为K4*J1。
根据本发明的第一技术构思,本发明通过基于对座椅以及靠背的压力实时判断当前轮椅是处于上坡还是下坡的行驶状态,基于二自由度传感器可以检测坡度角,通过上述参数合理调整驱动单元的输出功率,使得轮椅以最佳的平稳方式完成上下坡的行驶。
根据本发明的第二技术构思,本发明通过实时检测使用者在下坡过程中的身体前倾角度,基于身体前倾的角度对驱动单元的输出功率进行修正系数的调整,防止下坡过程中由于重力做功以及驱动单元输出功率做功导致的轮椅下坡行驶过快,发生翻车,极大地提高了使用者下坡过程中的安全系数。
综上所述,本发明通过基于轮椅的上下坡的过程中,通过各传感器实时判断电动轮椅的爬坡或者下坡倾角,基于倾角对驱动单元的输出功率进行控制,当上坡时,随着坡度的逐渐增大,增加驱动单元的输出功率,当下坡时,随着坡度的逐渐增大,减小驱动单元的输出功率,保证轮椅在上下坡的过程中,都可以始终进行自我调节,维持稳定运行。此外,本发明还基于一些行动不便的患者进行了改进,当由于行动不便时,容易出现导致使用者在下坡的过程中身体前倾,进而影响下坡行驶安全,本发明基于实时检测下坡过程中使用者身体前倾的角度,判断当前驱动单元的输出功率是否处于合适数值,进而保证轮椅的行驶稳定性。
以上所述仅为本发明的一个实施例子,但不能以此限制本发明的范围,凡依据本发明所做的结构上的变化,只要不失本发明的要义所在,都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统的具体工作过程及有关说明,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
需要说明的是,上述实施例提供的系统,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成,即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合,例如,上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称,仅仅是为了区分各个模块或者步骤,不视为对本发明的不当限定。
本领域技术人员应该能够意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动轮椅,其特征在于,包括:
检测单元,用于获取使用者对所述电动轮椅的座椅的初始压力Ft和所述使用者对所述电动轮椅的靠背的初始压力Fr
第一压力传感器,用于实时获取使用者对所述电动轮椅的座椅的第一压力F1;
第二压力传感器,用于实时获取使用者对所述电动轮椅的靠背的第二压力F2;
二自由度传感器,用于实时获取所述电动轮椅当前的行驶状态,其中,所述行驶状态包括平路行驶、上坡行驶、下坡行驶;
所述二自由度传感器还用于当所述行驶状态为所述下坡行驶或所述上坡行驶时,实时获取当前的行驶坡度Q;
所述检测单元还用于获取当所述行驶状态为所述下坡行驶时,所述使用者的身体前倾的角度α;
计时单元,用于当所述电动轮椅的所述行驶状态由所述平路行驶变为所述下坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长tx,还用于当所述电动轮椅的所述行驶状态由所述平路行驶变为所述上坡行驶时开始计时,并实时计算已行驶时长ty
驱动单元,所述驱动单元用于为所述电动轮椅提供动力,驱动所述电动轮椅行驶;
控制器,所述控制器用于根据所述第一压力F1、第二压力F2和所述行驶状态控制所述驱动单元的输出功率,以控制所述电动轮椅的行驶速度。
2.根据权利要求1所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内设定有预设下坡坡度矩阵T0和预设下坡输出功率矩阵A,对于所述预设下坡输出功率矩阵A,设定A(A1,A2,A3,A4),其中A1为第一预设下坡输出功率,A2为第二预设下坡输出功率,A3为第三预设下坡输出功率,A4为第四预设下坡输出功率,且A1<A2<A3<A4;
对于所述预设下坡坡度矩阵T0,设定T0(T01,T02,T03,T04),其中,T01为第一预设下坡坡度,T02为第二预设下坡坡度,T03为第三预设下坡坡度,T04为第四预设下坡坡度,且0°<T01<T02<T03<T04<45°;
所述控制器用于当所述二自由度传感器获取到所述电动轮椅当前的行驶状态为所述下坡行驶时,根据Q与所述预设下坡坡度矩阵T0之间的关系选定相应的下坡输出功率作为所述驱动单元的输出功率;
当Q<T01时,选定所述第四预设下坡输出功率A4作为所述驱动单元的输出功率;
当T01≤Q<T02,选定所述第三预设下坡输出功率A3作为所述驱动单元的输出功率;
当T02≤Q<T03,选定所述第二预设下坡输出功率A2作为所述驱动单元的输出功率;
当T03≤Q<T04,选定所述第一预设下坡输出功率A1作为所述驱动单元的输出功率。
3.根据权利要求2所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内还设定有预设下坡座椅压力矩阵V0和预设下坡输出功率修正系数矩阵C,对于所述预设下坡输出功率修正系数矩阵C,设定C(C1,C2,C3,C4),其中C1为第一预设下坡输出功率修正系数,C2为第二预设下坡输出功率修正系数,C3为第三预设下坡输出功率修正系数,C4为第四预设下坡输出功率修正系数,且0.8<C1<C2<C3<C4<1.2;
对于所述预设下坡座椅压力矩阵V0,设定V0(V01,V02,V03,V04),其中,V01为第一预设下坡座椅压力,V02为第二预设下坡座椅压力,V03为第三预设下坡座椅压力,V04为第四预设下坡座椅压力,且Ft<V01<V02<V03<V04<2Ft
所述控制器用于根据F1与所述预设下坡座椅压力矩阵V0之间的关系选定相应的修正系数以对下坡输出功率进行修正;
当F1<V01时,选定所述第四预设下坡输出功率修正系数C4以对所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4;
当V01≤F1<V02,选定所述第三预设下坡输出功率修正系数C3以对所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3;
当V02≤F1<V03,选定所述第二预设下坡输出功率修正系数C2以对所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2;
当V03≤F1<V04,选定所述第一预设下坡输出功率修正系数C1以对所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1。
4.根据权利要求3所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内还设定有预设身体前倾角度矩阵L0和预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,对于所述预设下坡输出功率二次修正系数矩阵D,设定D(D1,D2,D3,D4),其中D1为第一预设下坡输出功率二次修正系数,D2为第二预设下坡输出功率二次修正系数,D3为第三预设下坡输出功率二次修正系数,D4为第四预设下坡输出功率二次修正系数,且0.6<D1<D2<D3<D4<1.5;
对于所述预设身体前倾角度矩阵L0,设定L0(L01,L02,L03,L04),其中,L01为第一预设身体前倾角度,L02为第二预设身体前倾角度,L03为第三预设身体前倾角度,L04为第四预设身体前倾角度,且0°<L01<L02<L03<L04<15°;
所述控制器用于根据α与所述预设身体前倾角度矩阵L0之间的关系选定相应的二次修正系数以对下坡输出功率进行二次修正;
当α<L01时,选定所述第四预设下坡输出功率二次修正系数D4以对修正后的所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4;
当L01≤α<L02,选定所述第三预设下坡输出功率二次修正系数D3以对修正后的所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3;
当L02≤α<L03,选定所述第二预设下坡输出功率二次修正系数D2以对修正后的所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2;
当L03≤α<L04,选定所述第一预设下坡输出功率二次修正系数D1以对修正后的所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1。
5.根据权利要求4所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内还设定有预设下坡时长矩阵S0和预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,对于所述预设下坡输出功率三次修正系数矩阵E,设定E(E1,E2,E3,E4),其中E1为第一预设下坡输出功率三次修正系数,E2为第二预设下坡输出功率三次修正系数,E3为第三预设下坡输出功率三次修正系数,E4为第四预设下坡输出功率三次修正系数,且0.8<E1<E2<E3<E4<1;
对于所述预设下坡时长矩阵S0,设定S0(S01,S02,S03,S04),其中,S01为第一预设下坡时长,S02为第二预设下坡时长,S03为第三预设下坡时长,S04为第四预设下坡时长,且0s<S01<S02<S03<S04<15s;
所述控制器用于根据tx与所述预设下坡时长矩阵S0之间的关系选定相应的三次修正系数以对下坡输出功率进行三次修正;
当tx<S01时,选定所述第一预设下坡输出功率三次修正系数E1以对再次修正后的所述第四预设下坡输出功率A4进行修正,修正后的下坡输出功率为A4*C4*D4*E1;
当S01≤tx<S02,选定所述第二预设下坡输出功率三次修正系数E2以对再次修正后的所述第三预设下坡输出功率A3进行修正,修正后的下坡输出功率为A3*C3*D3*E2;
当S02≤tx<S03,选定所述第三预设下坡输出功率三次修正系数E3以对再次修正后的所述第二预设下坡输出功率A2进行修正,修正后的下坡输出功率为A2*C2*D2*E3;
当S03≤tx<S04,选定所述第四预设下坡输出功率三次修正系数E4以对再次修正后的所述第一预设下坡输出功率A1进行修正,修正后的下坡输出功率为A1*C1*D1*E4。
6.根据权利要求1所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内设定有预设上坡坡度矩阵M0和预设上坡输出功率矩阵X,对于所述预设上坡输出功率矩阵X,设定X(X1,X2,X3,X4),其中X1为第一预设上坡输出功率,X2为第二预设上坡输出功率,X3为第三预设上坡输出功率,X4为第四预设上坡输出功率,且X1<X2<X3<X4;
对于所述预设上坡坡度矩阵M0,设定M0(M01,M02,M03,M04),其中,M01为第一预设上坡坡度,M02为第二预设上坡坡度,M03为第三预设上坡坡度,M04为第四预设上坡坡度,且0°<M01<M02<M03<M04<45°;
所述控制器用于当所述二自由度传感器获取到所述电动轮椅当前的行驶状态为所述上坡行驶时,根据Q与所述预设上坡坡度矩阵M0之间的关系选定相应的上坡输出功率作为所述驱动单元的输出功率;
当Q<M01时,选定所述第一预设上坡输出功率X1作为所述驱动单元的输出功率;
当M01≤Q<M02,选定所述第二预设上坡输出功率X2作为所述驱动单元的输出功率;
当M02≤Q<M03,选定所述第三预设上坡输出功率X3作为所述驱动单元的输出功率;
当M03≤Q<M04,选定所述第四预设上坡输出功率X4作为所述驱动单元的输出功率。
7.根据权利要求6所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内还设定有预设上坡靠背压力矩阵U0和预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,对于所述预设上坡输出功率修正系数矩阵Y,设定Y(Y1,Y2,Y3,Y4),其中Y1为第一预设上坡输出功率修正系数,Y2为第二预设上坡输出功率修正系数,Y3为第三预设上坡输出功率修正系数,Y4为第四预设上坡输出功率修正系数,且0.8<Y1<Y2<Y3<Y4<1.2;
对于所述预设上坡靠背压力矩阵U0,设定U0(U01,U02,U03,U04),其中,U01为第一预设上坡靠背压力,U02为第二预设上坡靠背压力,U03为第三预设上坡靠背压力,U04为第四预设上坡靠背压力,且Fr<U01<U02<U03<U04<2Fr
所述控制器用于根据F2与所述预设上坡靠背压力矩阵U0之间的关系选定相应的修正系数以对上坡输出功率进行修正;
当F2<U01时,选定所述第一预设上坡输出功率修正系数Y1以对所述第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1;
当U01≤F2<U02,选定所述第二预设上坡输出功率修正系数Y2以对所述第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2;
当U02≤F2<U03,选定所述第三预设上坡输出功率修正系数Y3以对所述第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3;
当U03≤F2<U04,选定所述第四预设上坡输出功率修正系数Y4以对所述第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4。
8.根据权利要求7所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述控制器内还设定有预设上坡时长矩阵G0和预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,对于所述预设上坡输出功率二次修正系数矩阵Z,设定Z(Z1,Z2,Z3,Z4),其中Z1为第一预设上坡输出功率二次修正系数,Z2为第二预设上坡输出功率二次修正系数,Z3为第三预设上坡输出功率二次修正系数,Z4为第四预设上坡输出功率二次修正系数,且0.8<Z1<Z2<Z3<Z4<1.2;
对于所述预设上坡时长矩阵G0,设定G0(G01,G02,G03,G04),其中,G01为第一预设上坡时长,G02为第二预设上坡时长,G03为第三预设上坡时长,G04为第四预设上坡时长,且0s<G01<G02<G03<G04<15s;
所述控制器用于根据ty与所述预设上坡时长矩阵G0之间的关系选定相应的二次修正系数以对上坡输出功率进行二次修正;
当ty<G01时,选定所述第四预设上坡输出功率二次修正系数Z4以对修正后的所述第一预设上坡输出功率X1进行修正,修正后的上坡输出功率为X1*Y1*Z4;
当G01≤ty<G02,选定所述第三预设上坡输出功率二次修正系数Z3以对修正后的所述第二预设上坡输出功率X2进行修正,修正后的上坡输出功率为X2*Y2*Z3;
当G02≤ty<G03,选定所述第二预设上坡输出功率二次修正系数Z2以对修正后的所述第三预设上坡输出功率X3进行修正,修正后的上坡输出功率为X3*Y3*Z2;
当G03≤ty<G04,选定所述第一预设上坡输出功率二次修正系数Z1以对修正后的所述第四预设上坡输出功率X4进行修正,修正后的上坡输出功率为X4*Y4*Z1。
9.根据权利要求1所述的一种电动轮椅,其特征在于,还包括:
限速单元,用于对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
所述检测单元还用于实时检测所述电动轮椅的实时速度v;
所述限速单元内设定有预设实时速度矩阵H0和预设施加阻力矩阵K,对于所述预设施加阻力矩阵K,设定K(K1,K2,K3,K4),其中K1为第一预设施加阻力,K2为第二预设施加阻力,K3为第三预设施加阻力,K4为第四预设施加阻力,且K1<K2<K3<K4;
对于所述预设实时速度矩阵H0,设定H0(H01,H02,H03,H04),其中,H01为第一预设实时速度,H02为第二预设实时速度,H03为第三预设实时速度,H04为第四预设实时速度,且H01<H02<H03<H04;
所述限速单元用于根据v与所述预设实时速度矩阵H0之间的关系选定相应的施加阻力对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当v<H01时,选定所述第一预设施加阻力K1对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H01≤v<H02,选定所述第二预设施加阻力K2对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H02≤v<H03,选定所述第三预设施加阻力K3对所述电动轮椅的车轮施加阻力;
当H03≤v<H04,选定所述第四预设施加阻力K4对所述电动轮椅的车轮施加阻力。
10.根据权利要求9所述的一种电动轮椅,其特征在于,
所述限速单元内还设定有预设下坡身体前倾角度矩阵I0和预设施加阻力修正系数矩阵J,对于所述预设施加阻力修正系数矩阵J,设定J(J1,J2,J3,J4),其中J1为第一预设施加阻力修正系数,J2为第二预设施加阻力修正系数,J3为第三预设施加阻力修正系数,J4为第四预设施加阻力修正系数,且1<J1<J2<J3<J4<1.2;对于所述预设下坡身体前倾角度矩阵I0,设定I0(I01,I02,I03,I04),其中,I01为第一预设下坡身体前倾角度,I02为第二预设下坡身体前倾角度,I03为第三预设下坡身体前倾角度,I04为第四预设下坡身体前倾角度,且0°<I01<I02<I03<I04<15°;
所述控制器用于当获取到所述行驶状态为所述下坡行驶时,根据α与所述预设下坡身体前倾角度矩阵I0之间的关系选定相应的修正系数以对施加阻力进行修正;
当α<I01时,选定所述第四预设施加阻力修正系数J4以对所述第一预设施加阻力K1进行修正,修正后的施加阻力为K1*J4;
当I01≤α<I02,选定所述第三预设施加阻力修正系数J3以对所述第二预设施加阻力K2进行修正,修正后的施加阻力为K2*J3;
当I02≤α<I03,选定所述第二预设施加阻力修正系数J2以对所述第三预设施加阻力K3进行修正,修正后的施加阻力为K3*J2;
当I03≤α<I04,选定所述第一预设施加阻力修正系数J1以对所述第四预设施加阻力K4进行修正,修正后的施加阻力为K4*J1。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116382321A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅整机姿态控制系统及其方法
CN117234069A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 小神童创新科技(广州)有限公司 一种轮椅的坡道行驶速度智能控制系统
CN117492451A (zh) * 2024-01-02 2024-02-02 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅安全阈值控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1511727A (zh) * 2002-12-27 2004-07-14 汪章仁 电动自行车自动调力系统
CN102125488A (zh) * 2011-04-18 2011-07-20 中国科学院自动化研究所 行星轮式爬楼梯电动轮椅
CN202716917U (zh) * 2012-07-31 2013-02-06 苏州科技学院 基于坡度敏感的智能刹车系统
US20150209207A1 (en) * 2014-01-30 2015-07-30 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education Seating function monitoring and coaching system
CN106901917A (zh) * 2016-03-15 2017-06-30 国家康复辅具研究中心 一种电动轮椅传感器模块
CN110420098A (zh) * 2018-07-09 2019-11-08 江西斯麦高医疗器械科技有限公司 一种轮椅的路面坡度检测和自动调节的系统
CN111096861A (zh) * 2020-01-10 2020-05-05 王浩然 一种可爬陡坡的自适应电动轮椅
CN215960698U (zh) * 2021-02-03 2022-03-08 岭南大学 一种电动辅助轮椅
CN115192324A (zh) * 2022-07-18 2022-10-18 佛山市顺康达医疗科技有限公司 一种感知智能型站立轮椅的防摔控制装置及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1511727A (zh) * 2002-12-27 2004-07-14 汪章仁 电动自行车自动调力系统
CN102125488A (zh) * 2011-04-18 2011-07-20 中国科学院自动化研究所 行星轮式爬楼梯电动轮椅
CN202716917U (zh) * 2012-07-31 2013-02-06 苏州科技学院 基于坡度敏感的智能刹车系统
US20150209207A1 (en) * 2014-01-30 2015-07-30 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education Seating function monitoring and coaching system
CN106901917A (zh) * 2016-03-15 2017-06-30 国家康复辅具研究中心 一种电动轮椅传感器模块
CN107007403A (zh) * 2016-03-15 2017-08-04 国家康复辅具研究中心 一种电动轮椅
CN110420098A (zh) * 2018-07-09 2019-11-08 江西斯麦高医疗器械科技有限公司 一种轮椅的路面坡度检测和自动调节的系统
CN111096861A (zh) * 2020-01-10 2020-05-05 王浩然 一种可爬陡坡的自适应电动轮椅
CN215960698U (zh) * 2021-02-03 2022-03-08 岭南大学 一种电动辅助轮椅
CN115192324A (zh) * 2022-07-18 2022-10-18 佛山市顺康达医疗科技有限公司 一种感知智能型站立轮椅的防摔控制装置及方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116382321A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅整机姿态控制系统及其方法
CN116382321B (zh) * 2023-06-05 2023-08-18 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅整机姿态控制系统及其方法
CN117234069A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 小神童创新科技(广州)有限公司 一种轮椅的坡道行驶速度智能控制系统
CN117234069B (zh) * 2023-11-16 2024-01-26 小神童创新科技(广州)有限公司 一种轮椅的坡道行驶速度智能控制系统
CN117492451A (zh) * 2024-01-02 2024-02-02 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅安全阈值控制方法
CN117492451B (zh) * 2024-01-02 2024-03-22 小神童创新科技(广州)有限公司 一种电动轮椅安全阈值控制方法

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