CN210355137U - 一种电动轮椅控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动轮椅控制系统，包括：轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置；轮椅控制装置中的第一无线通讯模块与第一主控制模块连接；遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二无线通讯模块和第二主控制模块；遥控姿态检测模块的输出端与第二主控制模块的输入端连接，用于传输遥控装置的姿态信息；第二主控模块与第二无线通讯模块连接；轮椅控制装置与遥控装置通过第一无线通讯模块和第二无线通讯模块进行数据交互；轮椅控制装置用于将来自于遥控装置的控制信号发送至驱动装置；驱动装置的输入端与轮椅控制装置的输出端连接，用于根据控制信号控制轮椅的运动姿态。本实用新型提供的电动轮椅控制系统具有控制方便、操作简单的特点。

Description

一种电动轮椅控制系统

技术领域

本实用新型涉及遥感控制技术领域，特别是涉及一种电动轮椅控制系统。

背景技术

目前、电动轮控制器一般不带有配套的遥控器。即使带有遥控器，也多采用摇杆遥控的控制方式。但是，现有技术中带有摇杆的遥控控制器体积大，使用时要用双手，当处于需要一个只手实现其功能的时候，单手操作摇杆遥控的困难非常大。那么，为解决现有技术中轮椅遥控技术，操作困难的技术问题，设计一种更符合用户使用思维习惯，且操作便捷的遥控方法是本领域亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动轮椅控制系统，具有控制方便、操作简单的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种电动轮椅控制系统，包括：轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置；

所述轮椅控制装置包括第一主控制模块和第一无线通讯模块；所述第一无线通讯模块与所述第一主控制模块连接；

所述遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二无线通讯模块和第二主控制模块；所述遥控姿态检测模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述遥控姿态检测模块用于检测遥控装置的姿态信息；所述第二主控模块与第二无线通讯模块连接；

所述轮椅控制装置与遥控装置通过第一无线通讯模块和第二无线通讯模块进行数据交互；所述轮椅控制装置用于将来自于所述遥控装置的控制信号发送至驱动装置；

所述驱动装置的输入端与所述轮椅控制装置的输出端连接；所述驱动装置用于根据所述控制信号控制轮椅的运动姿态。

可选的，所述遥控装置的姿态信息包括：绕遥控装置X轴旋转的俯仰角，绕遥控装置Y轴旋转的横滚角与绕遥控装置Z轴旋转的偏航角。

可选的，所述轮椅的运动姿态包括：运动速度、前进、后退、停止、左转和右转。

可选的，所述轮椅控制装置还包括按键模块和摇杆模块；

所述摇杆模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述摇杆模块用于控制轮椅前进、后退、左转、右转和停止；所述按键模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述按键模块用于选择轮椅的运动速度、控制电源的开闭以及控制声音的有无。

可选的，所述按键模块包括加键、减键、声音键、开机键和关机键；

所述加键和减键用于调整轮椅的运动速度；所述声音键用于控制轮椅的声音；所述开机键用于开启轮椅控制装置的电源；所述关机键用于关闭轮椅控制装置的电源。

可选的，所述遥控装置还包括遥控按键模块；所述遥控按键模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述遥控按键模块用于输入控制轮椅运动姿态的信息。

可选的，所述遥控按键模块包括发送键；所述发送键用于向所述轮椅控制装置发送轮椅的运动姿态信息。

可选的，所述轮椅控制装置和遥控装置中均包括有LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示轮椅的运动姿态信息、剩余电量和故障信息。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：在本实用新型提供的电动轮椅控制系统中设置有轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置。在遥控装置中设置有遥控姿态检测模块，通过检测遥控装置的姿态信息就能够实现对轮椅运动姿态的控制，这显然能降低轮椅控制装置的操作难度。并且，所述遥控装置和轮椅控制装置能够同时对轮椅的运动姿态进行控制。通过设置两种不同的控制方式，使得用户可以根据不同场合选择不同的控制方式，以提高用户使用的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例电动轮椅控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例电动轮椅控制系统中遥控装置的姿态旋转角度示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种电动轮椅控制系统，且具有控制方便、操作简单的特点。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例电动轮椅控制系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型公开的电动轮椅控制系统，包括：轮椅控制装置1、遥控装置2和驱动装置3。

轮椅控制装置1包括第一主控制模块11、第一无线通讯模块12、按键模块13和摇杆模块14。第一无线通讯模块12通过并行串口与第一主控制模块11连接。按键模块13通过数字信号接口与第一主控制模块11连接，传输控制轮椅的相关信息，所传输的控制信息具体包括：调整轮椅的运动速度和方向，控制电源的开闭以及控制声音等。摇杆模块14通过模拟信号接口与第一主控制模块11连接，传输控制轮椅前进、后退、左转、右转和停止等控制信息。

遥控装置2包括遥控姿态检测模块22、第二无线通讯模块23、第二主控制模块21和遥控按键模块24。遥控姿态检测模块22通过两线异步串口与第二主控制模块21连接，用于传输遥控装置2的姿态信息。第二无线通讯模块23通过并行串口与第二主控模块21连接，用于进行数据信息的交互。遥控按键模块24通过数字信号接口与第二主控模块21连接，以将控制轮椅运动姿态的相关信息进行传输。

轮椅控制装置1和遥控装置2间是通过第一无线通讯模块12和第二无线通讯模块23进行数据交互。

其中，第一无线通讯模块12和第二无线通讯模块23可以是蓝牙模块、WiFi模块或2.4G无线模块。遥控姿态检测模块22可以是MPU6050或其他功能类似的姿态检测模快。

轮椅的运动姿态包括：运动速度、前进、后退、停止、左转和右转。如图2所示，遥控装置2的姿态信息具体包括：绕遥控装置X轴旋转的俯仰角，绕遥控装置Y轴旋转的横滚角与绕遥控装置Z轴旋转的偏航角。

为了达到能够精确控制轮椅运动姿态的目的，在本实用新型的电动轮椅控制系统的轮椅控制装置1和遥控装置2所包含的按键模块中，均设置有加键、减键、声音键、开机键和关机键。其中，加键和减键用于选择调整轮椅的运动速度。声音键用于控制轮椅的声音。开机键和关机键用于开启和关闭轮椅控制装置的电源。此外，在遥控装置2的遥控按键模块24中还设置有发送键。通过发送键将遥控装置中产生的控制轮椅的运动姿态信息，发送给轮椅控制装置1，通过轮椅控制装置1对数据进一步处理后发送给驱动装置3，再通过驱动装置3控制轮椅的具体运动姿态。

为了进一步提高用户使用的便捷性，作为系统的进一步优化，还可以在轮椅控制装置1和遥控装置2中设置LCD显示模块。通过LCD显示模块对轮椅的运动姿态信息、剩余电量和故障信息等进行显示。

并且，还可以在系统中设置蜂鸣器。通过蜂鸣器发出提示信息。

具体各组成部分对轮椅的控制原理及控制过程为：

第二控制主模块21检测遥控按键模块24的遥控命令，如果没有遥控命令，将不会给轮椅控制装置1发送姿态信息。若检测存在遥控命令，则第二控制主模块21接收从遥控姿态检测模块22发来的偏航角(Yaw_0)与俯仰角(Pitch_0)数据，作为初始角度数据。

当按住遥控按键模块24中的发送键不放，且遥控装置1的姿态改变时，第二控制主模块21接收到的遥控姿态检测模块22的偏航角(Yaw_1)与俯仰角(Pitch_1)就会与初始角度数据不同。此时进行如下计算：Yaw_2＝Yaw_1-Yaw_0；Pitch_2＝Pitch_1-Pitch_0。

从Yaw_2的正负号与数值大小，获取遥控装置1向左或者向右旋转了多少角度；从Pitch_2的正负号与数值大小，获取遥控装置1向上或者向下旋转了多少角度。

第二控制主模块21对获取的遥控装置姿态信息进行编码。把Yaw_2与Pitch_2转化成相应的图片代码与文字代码，以字符串的方式通过串口发送给遥控装置1的LCD显示模块进行显示。

遥控装置1的LCD显示模块根据接收到的信息把遥控装置1的姿态用图片的方式在LCD屏上显示出来。

第二控制主模块21对姿态信息进行另一种编码(起始码+固定码+Pitch_2转换成的字符串+Yaw_2转换成的字符串+按键码+校验和+结束码)通过串口发送给第二无线通讯模块23。

第二无线通讯模块23把遥控装置1的姿态信息发送给轮椅控制装置1中的第一无线通讯模块12。

轮椅控制装置1中的第一无线通讯模块12接收到遥控装置1发来的姿态信息后，经由串口传送给第一主控制模块11。第一主控制模块11接收到姿态信息后，先检测摇杆模块14，计算出摇杆的位置。如果摇杆的位置在中间，那么第一主控制模块11就把姿态信息取代摇杆模块14的信息。第一主控制模块11处理姿态信息后通过串口发给LCD显示模块显示。

第一主控制模块11对姿态信息做相应的处理，具体为：偏航角的差(Yaw_2)符号的正负代表轮椅进行左转或者右转，对应数值的大小代表轮椅左转或右转角度的大小；俯仰角的差(Pitch_2)符号的正负代表轮椅前进或后退，对应数值的大小代表轮椅前进或后退距离的大小。Yaw_2+500的结果，与Pitch_2+500的结果分别代替摇杆模块Y轴与X轴的数据。将处理后的数据进一步转化成控制轮椅左转、右转、前进或后退的百分比信号后，通过串口发给驱动装置3。通过驱动装置3控制轮椅具体的运动姿态。

第一主控制模块11从驱动装置3中获取相关数据后，传输给LCD显示模块进行显示。同时，还经处理后打包发送给遥控装置2，在遥控装置2的LCD显示模块中也显示这些信息。

其中，所获取的驱动装置3中的相关数据为：通过AD转换器装换得到的电压和电流信息，以及速度，方向，电量，报警等信息。发出报警信息的情况为负载过大或电机堵转，电流过大，电压过高或者欠压，电机霍尔故障，机械抱闸等。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：在本实用新型提供的电动轮椅控制系统中设置有轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置。在遥控装置中设置有遥控姿态检测模块，通过检测遥控装置的姿态信息就能够实现对轮椅运动姿态的控制，这显然能降低轮椅控制装置的操作难度。并且，所述遥控装置和轮椅控制装置能够同时对轮椅的运动姿态进行控制。通过设置两种不同的控制方式，使得用户可以根据不同场合选择不同的控制方式，以提高用户使用的便捷性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种电动轮椅控制系统，其特征在于，包括：轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置；

所述轮椅控制装置包括第一主控制模块和第一无线通讯模块；所述第一无线通讯模块与所述第一主控制模块连接；

所述遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二无线通讯模块和第二主控制模块；所述遥控姿态检测模块用于检测遥控装置的姿态信息；所述遥控姿态检测模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述第二主控制模块与第二无线通讯模块连接；

所述轮椅控制装置与所述遥控装置通过所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块进行数据交互；所述轮椅控制装置用于将来自于所述遥控装置的控制信号发送至所述驱动装置；

所述驱动装置的输入端与所述轮椅控制装置的输出端连接；所述驱动装置用于根据所述控制信号控制轮椅的运动姿态。

2.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控装置的姿态信息包括绕遥控装置X轴旋转的俯仰角，绕遥控装置Y轴旋转的横滚角与绕遥控装置Z轴旋转的偏航角。

3.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅的运动姿态包括：运动速度、前进、后退、停止、左转和右转。

4.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅控制装置还包括按键模块和摇杆模块；

所述摇杆模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述摇杆模块用于控制轮椅前进、后退、左转、右转和停止；所述按键模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述按键模块用于选择轮椅的运动速度、控制电源的开闭以及控制声音的有无。

5.根据权利要求4所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述按键模块包括加键、减键、声音键、开机键和关机键；

所述加键和减键用于调整轮椅的运动速度；所述声音键用于控制轮椅发出的声音；所述开机键用于开启轮椅控制装置的电源；所述关机键用于关闭轮椅控制装置的电源。

6.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控装置还包括遥控按键模块；所述遥控按键模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述遥控按键模块用于输入控制轮椅运动姿态的信息。

7.根据权利要求6所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控按键模块包括发送键；所述发送键用于向所述轮椅控制装置发送轮椅的运动姿态信息。

8.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅控制装置和遥控装置中均包括有LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示轮椅的运动姿态信息、剩余电量和故障信息。

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