CN205054633U - 一种模块化多人机交互方式智能轮椅 - Google Patents
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Abstract
一种模块化多人机交互方式智能轮椅，涉及到智能轮椅技术领域。解决现有的轮椅智能化程度不足，人机交互方式单一的技术问题，包括有机架，设于机架上的座椅，控制器还分别连接有语音控制模块和头势控制模块；所述的头势控制模块包括有用于佩戴在用户头上的帽体，以及设于帽体上倾角传感器，倾角传感器用于感应帽体相对于水平面的倾角变化量，并根据倾角变化量为控制器提供控制信号。在操纵杆控制的基础上增加语音控制模块和头势控制模块，实现多种人机交互方式，使用方便，在行驶过程中突遇障碍物时，距离传感器可以为控制器提供减速或刹车控制信号，从而有效避免因不能及时进行操作控制，从而出现撞击的危险，实现智能化控制，提升安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及到智能轮椅技术领域。
背景技术
随着我国人口老龄化速度的增快，以及青壮年劳动力向劳动市场密集的大城市蜂拥现象的普遍存在，空巢老人的生活起居成为社会普遍关注的问题。此外，随着我国公益活动和关爱残疾人项目的普遍开展，越来越多的人意识到为残疾人(特别是腿部残疾的人)提供独立自控的辅助装备，是帮助残疾人建立自信，走向幸福生活的必经之路。针对老年人和行走不便的残疾人，开发新型电动自控轮椅，成为医疗器械领域关注的热点问题。
现有的电动轮椅一般只依靠操纵杆进行操作控制，人机交互方式单一，不适用于那些肢体行动不便的用户。
由于智能轮椅的使用者多是老年人或残疾人，坐在轮椅上时可视范围有限，无法及时看见地面的小型障碍物，可能造成颠簸，严重时甚至有跌落、轮椅倾覆的危险。对于动作迟缓的老年人或残疾人使用者，轮椅在行驶过程中突遇障碍物时，不能及时进行操作控制，从而出现撞击的危险。
发明内容
综上所述，本实用新型的目的在于解决现有的轮椅智能化程度不足，人机交互方式单一的技术问题，而提出一种模块化多人机交互方式智能轮椅。
为解决本实用新型所提出的技术问题，采用的技术方案为：包括有机架，设于机架上的座椅，设于机架底部的驱动轮和随动转向轮，驱动驱动轮前进或后退的驱动装置，连接控制驱动装置的控制器，以及为驱动装置提供电能的电源；所述座椅的扶手上设有与控制器连接的操纵杆；其特征在于：所述控制器还分别连接有语音控制模块和头势控制模块；所述语音控制模块包括有用于语音采集的麦克风和用于对麦克风采集的语音进行语音指令识别并为控制器提供控制信号的语音识别模块；所述的头势控制模块包括有用于佩戴在用户头上的帽体，以及设于帽体上倾角传感器，倾角传感器用于感应帽体相对于水平面的倾角变化量，并根据倾角变化量为控制器提供控制信号；所述的机架前侧和后侧分别设有用于探测障碍物的距离传感器；距离传感器与所述控制器电连接，为控制器提供减速或刹车控制信号。
所述的距离传感器为红外线测距探头，所述的机架前侧和后侧分别各设两个红外线测距探头。
所述的座椅的左右两侧分别设有左扶手和右扶手，左扶手上设有两个分别与左前侧红外线测距探头和左后红外线测距探头对应的警示灯，右扶手上设有两个分别与右前侧红外线测距探头和右后红外线测距探头对应的警示灯，各警示灯分别与所述控制器电连接，在对应红外线测距探头探测障碍物时进行灯光报警。
所述的座椅的左扶手和右扶手分别设有一个与所述控制器电连接的蜂鸣器。
所述的机架的前后位置分别设有一组缓冲支架。
所述的倾角传感器根据倾角变化量为控制器提供的控制信号包括有在头部左摆时对应输出的左转控制信号、头部右摆时对应输出的右转控制信号、抬头时输出的前进控制信号和低头时输出的制动控制信号。
本实用新型的有益效果为：本实用新型在操纵杆控制的基础上增加语音控制模块和头势控制模块，实现多种人机交互方式，使用方便，在行驶过程中突遇障碍物时，距离传感器可以为控制器提供减速或刹车控制信号，从而有效避免因不能及时进行操作控制，从而出现撞击的危险，实现智能化控制，提升安全性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路原理方框示意图。
具体实施方式
以下结合附图和本实用新型优选的具体实施例对本实用新型的结构作进一步地说明。
参照图1和图2中所示，本实用新型包括有机架1，设于机架1上的座椅2，设于机架1底部的两个驱动轮3和两个随动转向轮4，驱动驱动轮3前进或后退的驱动装置5，连接控制驱动装置的控制器6，以及为驱动装置5提供电能的电源；驱动装置5一般为两个分别独立驱动两个驱动轮3的电机构成。
所述控制器6分别连接有用于人机交互的操纵杆61、语音控制模块和头势控制模块。
操纵杆61设于座椅2的扶手上，为现有结构，其主要用于手动操作控制本实用新型前进、后退、左转、右转及制动。
所述语音控制模块包括有用于语音采集的麦克风和用于对麦克风采集的语音进行语音指令识别并为控制器提供控制信号的语音识别模块；例如：用户对着麦克风说出“走”、“停”、“后退”、“左转”和“右转”语音时，语音识别模块进行识别后向控制器6提供前进、制动、后退、左转和右转控制信号。
所述的头势控制模块包括有用于佩戴在用户头上的帽体，以及设于帽体上倾角传感器；帽体不仅可以遮阳，还可以固定安装倾角传感器和麦克风；倾角传感器用于感应帽体相对于水平面的倾角变化量，并根据倾角变化量为控制器提供控制信号；所述的倾角传感器根据倾角变化量为控制器提供的控制信号包括有在头部左摆时对应输出的左转控制信号、头部右摆时对应输出的右转控制信号、抬头时输出的前进控制信号和低头时输出的制动控制信号。
所述的机架1前侧和后侧分别设有用于探测障碍物的距离传感器7，距离传感器与所述控制器6电连接，为控制器6提供减速或刹车控制信号；距离传感器7优选为利用红外线反射原理对障碍物距离进行测量的红外线测距探头，成本低，当探测到与障碍物距离小于1米时，为控制器6提供减速控制信号，控制器6自动控制驱动装置5运行速度降至预设值；而当探测到与障碍物距离小于0.1米时，为控制器6提供刹车控制信号，控制器6自动控制驱动装置5刹车。
为了提升本实用新型探测精度，所述的机架1前侧和后侧分别各设两个红外线测距探头7。所述的座椅2的左右两侧分别设有左扶手和右扶手，左扶手上设有两个分别与左前侧红外线测距探头和左后红外线测距探头对应的警示灯，右扶手上设有两个分别与右前侧红外线测距探头和右后红外线测距探头对应的警示灯，各警示灯分别与所述控制器电连接，在对应红外线测距探头探测障碍物时进行灯光报警。警示灯的灯灯提醒功能，为了达到更好的警示效果，而无需扭头查看障碍物所在位置，尤其行动不便的用户操控本实用新型后退过程中，能具有更实用的技术效果。
所述的座椅2的左扶手和右扶手分别设有一个与所述控制器电连接的蜂鸣器，蜂鸣器可以在相应侧边的红外线测距探头探测障碍物时进行声音报警。
所述的机架1的前后位置分别设有一组缓冲支架；缓冲支架可以避免刹车失效，或者控制器6自动控制驱动装置5刹车之后用户强行再启动而出现强烈撞击的危险的发生。例如，安装在机架1前侧的缓冲支架8包括有支撑杆81、阻尼杆82和脚踏板83，支撑杆81与机架1铰接，阻尼杆82的两端分别铰接支撑杆81和机架1，脚踏板83安装于支撑杆81，支撑杆81前侧还设有缓冲胶垫84；缓冲支架8又作脚踏支架。
Claims (6)
1.一种模块化多人机交互方式智能轮椅，包括有机架，设于机架上的座椅，设于机架底部的驱动轮和随动转向轮，驱动驱动轮前进或后退的驱动装置，连接控制驱动装置的控制器，以及为驱动装置提供电能的电源；所述座椅的扶手上设有与控制器连接的操纵杆；其特征在于：所述控制器还分别连接有语音控制模块和头势控制模块；所述语音控制模块包括有用于语音采集的麦克风和用于对麦克风采集的语音进行语音指令识别并为控制器提供控制信号的语音识别模块；所述的头势控制模块包括有用于佩戴在用户头上的帽体，以及设于帽体上倾角传感器，倾角传感器用于感应帽体相对于水平面的倾角变化量，并根据倾角变化量为控制器提供控制信号；所述的机架前侧和后侧分别设有用于探测障碍物的距离传感器；距离传感器与所述控制器电连接，为控制器提供减速或刹车控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种模块化多人机交互方式智能轮椅，其特征在于：所述的距离传感器为红外线测距探头，所述的机架前侧和后侧分别各设两个红外线测距探头。
3.根据权利要求2所述的一种模块化多人机交互方式智能轮椅，其特征在于：所述的座椅的左右两侧分别设有左扶手和右扶手，左扶手上设有两个分别与左前侧红外线测距探头和左后红外线测距探头对应的警示灯，右扶手上设有两个分别与右前侧红外线测距探头和右后红外线测距探头对应的警示灯，各警示灯分别与所述控制器电连接，在对应红外线测距探头探测障碍物时进行灯光报警。
4.根据权利要求3所述的一种模块化多人机交互方式智能轮椅，其特征在于：所述的座椅的左扶手和右扶手分别设有一个与所述控制器电连接的蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种模块化多人机交互方式智能轮椅，其特征在于：所述的机架的前后位置分别设有一组缓冲支架。
6.根据权利要求1所述的一种模块化多人机交互方式智能轮椅，其特征在于：所述的倾角传感器根据倾角变化量为控制器提供的控制信号包括有在头部左摆时对应输出的左转控制信号、头部右摆时对应输出的右转控制信号、抬头时输出的前进控制信号和低头时输出的制动控制信号。
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|---|---|
| CN (1) | CN205054633U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109223346A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-18 | 彭子桂 | 一种语音控制导航的盲人轮椅及其控制方法 |
| WO2019047443A1 (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 四川金瑞麒智能科学技术有限公司 | 一种轮椅、控制方法及计算机可读存储介质 |
| WO2019127277A1 (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | 四川金瑞麒智能科学技术有限公司 | 一种带有工作台的智能轮椅 |
| CN110236812A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-17 | 哈尔滨理工大学 | 一种具有体征监测功能的多模态人机交互智能轮椅系统 |
| CN111645750A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-11 | 广州南档科技有限公司 | 一种具有语音提示效果的防碰撞装置 |
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- 2015-08-28 CN CN201520658403.5U patent/CN205054633U/zh active Active
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