CN212699365U

CN212699365U - 一种智能轮椅

Info

Publication number: CN212699365U
Application number: CN202020353580.3U
Authority: CN
Inventors: 王北一
Original assignee: Guangdong Vocational and Technical College
Current assignee: Guangdong Vocational and Technical College
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2030-03-19

Abstract

本实用新型公布一种智能轮椅，包括轮椅座，所述轮椅座包括设置在底部的前轮装置、后轮装置和驱动装置，所述轮椅座顶部设有头枕，还包括安装在头枕上的麦克风以及轮椅座下方的电池、语音控制系统，所述语音控制系统包括通讯模块、输入模块、语言识别模块、存储模块、比较器、转化模块和输出模块；所述通讯模块与麦克风连接，所述输入模块接受通讯模块的信号并传递信号到语言识别模块，语言识别模块传递信号给转化模块，所述转化模块的输出端与比较器正极电连接，比较器的负极与存储模块电连接，比较器的输出端与输出模块电连接，输出模块与驱动装置电连接；本轮椅能够识别病人的语音并通过语音控制轮椅的行动，方便快捷，适合高位瘫痪的患者。

Description

一种智能轮椅

技术领域

本实用新型涉及一种智能轮椅，属于智能控制领域。

背景技术

智能轮椅作为国家康复工程的重点项目之一，受到各界人士的重视与支持。在国家政策支持及生产商与研究机构的通力合作下，智能轮椅的事业不断取得新的进步。智能轮椅往往融合多种功能，如人机对话、动态随机蔽障、实时自适应导航等功能，这不仅能够满足轻度残疾人的需求，也能很好地服务于那些伤残严重和一些肢体瘫痪甚至高位截瘫的人群。例如，四肢运动受限的残疾病人可以通过语音交互方式来控制轮椅运动，这不仅使他们重新获得“行走”的能力同时也减轻了家人的负担，本智能轮椅就是根据此高位截瘫病人需求的背景而产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种通过语音控制的智能轮椅。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种智能轮椅，包括轮椅座，所述轮椅座包括设置在底部的前轮装置、后轮装置和和用于驱动前轮装置和后轮装置的驱动装置；所述轮椅座顶部设有头枕，还包括安装在头枕上的麦克风以及轮椅座下方的电池、语音控制系统，所述语音控制系统包括通讯模块、输入模块、语言识别模块、存储模块、比较器、转化模块和输出模块；所述通讯模块与麦克风连接，所述输入模块接受通讯模块的信号并传递信号到语言识别模块，语言识别模块传递信号给转化模块，所述转化模块的输出端与比较器正极电连接，比较器的负极与存储模块电连接，比较器的输出端与输出模块电连接，输出模块与驱动装置电连接；

所述智能轮椅还设置有用于刹住后轮装置的制动装置，制动装置与驱动装置电连接或采用手动制动装置。

采用上述技术方案，可以通过语音直接控制轮椅运动，可广泛适用于运动机能受限的人群，特别增加的电制动装置和手动制动装置，可极大提高安全性能，也弥补了目前智能轮椅忽略制动和过分依赖电子的缺陷。手动制动可适用于具有手部活动机能的使用人或使用者的协助人。

作为优选的实施方案，所述头枕还设有蓝牙模块，所述蓝牙模块与通讯模块无线连接。

作为优选的实施方案，还包括矫正系统，所述矫正系统包括设置在轮椅扶手上的控制器，所述控制器分别与存储模块、驱动装置电连接。

上述方案的进一步改进，所述控制器包括推拉手柄，所述轮椅扶手上设有推拉手柄的滑动槽，滑动槽里面设有恢复弹簧。使用时候，使用者说出“前进”的语言，同时把推拉手柄往前推一下，推拉手柄一方面会提供控制信号给驱动装置使轮椅向前，另一方面，存储模块也接收到轮椅需要向前的语言电压信号，并把数值存储下来，用于提供给比较器，对应的，使用者说出“后退”的语言，推拉手柄往后一推，语音对应的电压信号也被存储下来，不使用时候，恢复弹簧使推拉手柄归位。通过记录使用者的语音电压信号，电路简单但可以极大的防止身边人的语音信号产生的误操作，进一步提高安全性能。

上述方案的进一步改进，所述轮椅扶手上设有环状的心率测试带和蜂鸣器。当使用者出现不适时可以及时报警提示，也可以实现轮椅误操作导致使用者心率突变时进行示警。

作为优选的实施方案，所述驱动模块包括第一驱动马达、第一减速器、第二驱动马达、第二减速器；所述制动装置为失电抱刹装置，其中，第一驱动马达的输出轴与第一减速器连接，第一减速器的输出端连接后轮装置；第二驱动马达与第二减速器连接，第二减速器的输出端连接后轮装置，所述失电抱刹装置、第一驱动马达、第二驱动马达、电池形成串联。

作为优选的实施方案，所述轮椅座的正表面的内侧设有按摩轮以及马达。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本轮椅通过麦克风向语音控制系统传递语音信号，语音控制系统能够转化语音信号给驱动装置，结合存储模块记载的语音电压信号，能够准确的把病人的语音控制驱动装置，从而控制轮椅的行动，特别适合高位瘫痪的病人，并且轮椅反应速度快捷。

2、本轮椅特别设置了手动或电动制动，进一步提高安全性能。

3、本轮椅在设置语音输入时通过记录使用者的语音电压信号，可防止误操作。

附图说明

图1是智能轮椅的立体图。

图2是智能轮椅的仰视图。

图3是矫正系统的结构图。

图4是智能轮椅的控制原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

参照图1-图4，一种智能轮椅，包括轮椅座10，所述轮椅座10包括设置在底部的前轮装置9、后轮装置6和驱动装置，所述轮椅座1顶部设有头枕1，头枕1给头部依靠，为了能够语音控制本智能轮椅的行走，还包括安装在头枕1上的麦克风2以及轮椅座10下方的电池16、语音控制系统8，所述语音控制系统8包括通讯模块81、输入模块82、语言识别模块83、存储模块84、比较器85、转化模块86和输出模块87；所述通讯模块81与麦克风2连接，麦克风2接收病人的语言后，可有线传输或通过蓝牙模块无线传到通讯模块81，所述输入模块82接受通讯模块81的信号并传递信号到语言识别模块83，语言识别模块83能够识别病人的语言，并能够过滤无效的外界噪音。语言识别模块83传递信号给转化模块86，转化模块86能把语音信号转化成电压信号，所述转化模块86的输出端与比较器85的正极电连接，比较器85的负极与存储模块84电连接，存储模块84中把使用者的语音信号的形成的固定电压值存储下来，并间隔的发出多个电压值给比较器85的负极，并通过比较器85的比较，如果比较器85的正负极接收的信号吻合，比较器85发出高位信号或低位信号，比如，使用者发出“前进”，传送到比较器85的正极的电压信号，与存储模块84中的“前进”相对应的电压信号吻合，比较器85发出高位信号，比较器85的输出端与输出模块87电连接，输出模块87与驱动装置电连接，轮椅前进；而使用者发出“后退”的语音，到达比较器85后，与存储模块84中的“后退”信号对应的电压吻合，则比较器85发出低位信号，轮椅后退。电池16给上述语言控制系统8、驱动装置提供电源。

为了能够把使用者的语音信号提前输入存储模块，本轮椅还包括矫正系统15，所述矫正系统15包括设置在轮椅扶手11以及轮椅扶手11上的控制器，所述控制器分别与存储模块84、驱动装置电连接。所述控制器包括推拉手柄12，所述轮椅扶手11上设有推拉手柄12的滑动槽13，滑动槽13里面设有恢复弹簧14，恢复弹簧14在不使用的时候，使推拉手柄12归位。开始使用轮椅的时候，语言识别系统无法识别使用者的声音，比如带有地方口音或者地方方言的时候，这时候，使用者说出类似“前进”的语音，则需要同时另外把推拉手柄12往前推一下，推拉手柄12一方面会提供控制信号给驱动装置使轮椅向前，另一方面，存储模块84也接收到轮椅需要向前的语言电压信号，并把数值存储下来，用于提供给比较器85，对应的，“后退”的语言电压信号也被存储下来，同理滑动槽也设置有左右开槽和位于左右的恢复弹簧14以便扩展到“左、右转向”的控制语音信号等等。

在本实施例子中，所述轮椅扶手11上还可以设有环状的心率测试带4和蜂鸣器，用于随时测试病人的心率，并能提供报警。

优选的，所述驱动模块包括第一驱动马达7、第一减速器5、第二驱动马达17、第二减速器18和用于刹住后轮装置的失电抱刹装置，其中，第一驱动马达7的输出轴与第一减速器5连接，第一减速器5的输出端连接后轮装置6，第二驱动马达17与第二减速器18连接，第二减速器18的输出端连接后轮装置6，所述失电抱刹装置、第一驱动马达7、第二驱动马达17、电池16串联，第二驱动马达17失电时候，失电抱刹装置起作用并刹住后轮装置。

为了提高轮椅的舒适度，所述轮椅座10的正表面的内侧设有按摩轮3以及马达(图中未显示)，马达带动按摩轮3对背部进行按摩。

本实用新型的控制方法是：开始使用轮椅的时候，语言识别系统无法识别病人的声音，病人多种控制语音，则需要同时另外把推拉手柄往前推或往后一下，推拉手柄一方面会提供控制信号给驱动装置使轮椅向前或向后，另一方面，存储模块也接收到轮椅需要向前的语言电压信号，并把数值存储下来，用于提供给比较器，从而精准控制轮椅行动。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处仅在于，制动装置采用手动制动，该手动制动装置同现有自行车的手刹装置一致，刹车片位于后轮装置上。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种智能轮椅，包括轮椅座，所述轮椅座包括设置在底部的前轮装置、后轮装置和用于驱动前轮装置和后轮装置的驱动装置，所述轮椅座顶部设有头枕，其特征在于，还包括安装在头枕上的麦克风以及轮椅座下方的电池、语音控制系统，所述语音控制系统包括通讯模块、输入模块、语言识别模块、存储模块、比较器、转化模块和输出模块；所述通讯模块与麦克风连接，所述输入模块接受通讯模块的信号并传递信号到语言识别模块，语言识别模块传递信号给转化模块，所述转化模块的输出端与比较器正极电连接，比较器的负极与存储模块电连接，比较器的输出端与输出模块电连接，输出模块与驱动装置电连接；

2.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于，所述头枕还设有蓝牙模块，所述蓝牙模块与通讯模块无线连接。

3.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于，还包括矫正系统；所述矫正系统包括设置在轮椅扶手上的控制器，所述控制器分别与存储模块、驱动装置电连接。

4.根据权利要求3所述的智能轮椅，其特征在于，所述控制器包括推拉手柄，所述轮椅扶手上设有推拉手柄的滑动槽，滑动槽里面设有恢复弹簧。

5.根据权利要求3所述的智能轮椅，其特征在于，所述轮椅扶手上设有环状的心率测试带和蜂鸣器。

6.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动马达、第一减速器、第二驱动马达、第二减速器；所述制动装置为失电抱刹装置，其中，第一驱动马达的输出轴与第一减速器连接，第一减速器的输出端连接后轮装置；第二驱动马达与第二减速器连接，第二减速器的输出端连接后轮装置，所述失电抱刹装置、第一驱动马达、第二驱动马达、电池形成串联。

7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的智能轮椅，其特征在于，所述轮椅座的正表面的内侧设有按摩轮以及马达。