TWI549668B

TWI549668B - 輪椅控制系統及其控制方法

Info

Publication number: TWI549668B
Application number: TW105100133A
Authority: TW
Inventors: Wei-Chen Wu
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2016-09-21
Also published as: US20170189249A1; TW201725018A

Description

輪椅控制系統及其控制方法

本發明是關於一種控制輪椅作動的系統及其控制方法，特別是一種藉由乘坐者的坐姿改變以操控輪椅作動的輪椅控制系統及其控制方法。

輪椅，早期的設計是為了下肢有殘缺或行動不便的乘坐者作設計，以供乘坐者乘坐並方便移動，控制輪椅的方式除了藉由他人推移之外，乘坐者可以自行推移輪圈以使輪椅移動。漸漸的，傳統的輪椅仍會為許多乘坐者帶來不便利性，例如上肢亦有殘缺的乘坐者無法自行推移輪椅，若需藉由他人的推移，則要仰賴他人幫助移動，致使輪椅無法直接作為乘坐者本身移動的輔具，因此日後則相繼產生了許多不同種類的電動輪椅，以改善傳統輪椅的缺失。

一般，電動輪椅仍須乘坐者直接控制操作電動輪椅的作動，但大大減少了乘坐者須使用的力氣，乘坐者僅需用手即可簡單控制輪椅的移動。例如中華民國專利公告第364844號揭露了一種輪椅，其係提供一種操作手推輪圈，可以偵測檢查人為驅動力的大小而由控制部馬達予以驅動控制，乘坐者操作手推輪圈時不需費太大力氣；另，如中華民國專利公告第555554號，其係揭露一種動力輔助式輪椅以安裝在輪椅上，在輪圈上設有感應器，利用乘坐者的手部力量控制輪椅，亦可以將乘坐者作單手操作的模式。雖然上述的習知技術接改善了傳統電動輪椅以操控桿來控制輪椅的前進或變換方向的方式，但無論是哪一種方式皆須透過乘坐者利用其中一隻手來操縱，傳統的操控桿更是限制了乘坐者可操控的左手或右手，而其它前案更需藉由「手」的輔助以控制輪椅的作動，對於上肢也不方便的乘坐者而言，仍需藉由他人幫助，才能達到移動的目的，仍然具有美中不足的缺失。

因此，本發明有鑑於習知技術及傳統電動輪椅的缺失，提出了一種不需透過上肢即可控制輪椅作動的控制系統及控制方法，以提供更為便利且更適用於各種乘坐者達成移動的目的。

本發明的主要目的係提供一種輪椅控制系統及其控制方法，乘坐者乘坐在輪椅上，可以藉著本身背部接觸到感觸器的不同方式，以對輪椅的作動進行控制，完全不需要動「手」即可控制輪椅作動，可適用於更廣泛的族群，尤其是對於上肢不適的乘坐者而言，更有可供選擇作為自身移動的輔具。

本發明的另一目的係提供一種輪椅控制系統及其控制方法，無論是上肢有殘缺或是上肢健全的乘坐者而言，本發明提供一種簡單容易上手的輪椅控制方法，不需要有太多繁複的按鈕或是控制動作，可以簡單依照人體反射動作而驅使輪椅作動，在操作上更加簡易即便利。

為了達到上述的目的，本發明提供一種輪椅控制系統，其係設置於輪椅的椅背上，輪椅控制系統包含一第一感觸器、至少一第二感觸器及一控制裝置，第一感觸器及至少一第二感觸器係設置於輪椅的椅背上，且至少一第二感觸器位於第一感觸器上方，控制裝置電性連接第一感觸器及至少一第二感觸器，控制裝置係藉由第一感觸器及至少一第二感觸器的觸發或未觸發以控制輪椅的靜止或作動。

為了達到上述的目的，本發明亦提供一種輪椅控制方法，包含下列步驟：提供一輪椅，輪椅的椅背上設有一第一感觸器及至少一第二感觸器，至少一第二感觸器位於第一感觸器上方；乘坐者乘坐於輪椅上；及乘坐者藉由觸發或未觸發第一感觸器及至少一第二感觸器以控制輪椅的靜止或作動。

如上所述之控制輪椅作動係包含下列方式：同時觸發第一感觸器及至少一第二感觸器以使輪椅靜止；觸發第一感觸器以使輪椅作動；同時未觸發第一感觸器及至少一第二感觸器以使輪椅靜止。藉由上述的輪椅控制方法，以供乘坐者操控輪椅作動時更加簡易上手。

如上所述之第一感觸器更包含至少二第一感觸元件，當任一至少二第一感觸元件被觸發時，輪椅則會向左前方或右前方的方向移動，藉由改變第一感觸器的感觸位置，以達到更細部的輪椅操作。

如上所述之至少一第二感觸器係為兩個以上時，至少二第二感觸器依序由下往上設置於輪椅的椅背上，當第一感觸器被觸發時，及至少二第二感觸器依序未被觸發時，輪椅則會作不同速度的移動，於此則提供另一種操作輪椅的方式。

如上所述之第一感觸器被觸發時，控制裝置控制輪椅向前移動，則更包含一設置於輪椅的椅背上且位於至少一第二感觸器上方的第三感觸器，第三感觸器係電性連接控制裝置，當第一感觸器、至少一第二感觸器及第三感觸器同時被觸發時，控制裝置係控制輪椅向後移動，除了上述的左前方、右前方及控制速度的方式，在操作輪椅前進時同時提供控制後退的操作。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明可以改善傳統輪椅或是習知電動輪椅的缺失，藉由更人性化的操作介面及更簡易的操作方式，以供輪椅的乘坐者有不同的操作選擇，以及容易操作的方式，可供給更多四肢有殘缺或是行動不便的乘坐者最佳的輪椅選擇，且不需仰賴他人即可完成控制輪椅的作動。

首先，請先參照本發明第一圖及第二圖所示，一種輪椅控制系統10係設置於輪椅12的椅背122上，於本實施例中的輪椅12係為電動輪椅。輪椅控制系統10包含一第一感觸器14、至少一第二感觸器16，本實施例的第一圖中先以一個第二感觸器16為例，不應以圖式中的形狀及數量為本發明的限制，第二感觸器16更可為兩個、三個或更多，可依照製造者的需求作不同的設計，及輪椅控制系統10還包含一控制裝置18，第一感觸器14及第二感觸器16皆係設置於輪椅12的椅背122上，且第二感觸器16位於第一感觸器14的上方，若第二感觸器16超過一個時，也位於第一感觸器14的上方，控制裝置18（在此以虛線表示）係可設置於輪椅12的椅背122中，此僅為本實施例的示範說明，控制裝置18主要係電性連接第一感觸器14及第二感觸器16，可依製造者的需求設置控制裝置18的位置，不以本實施例的說明為限制。

接著，請參照本發明第三圖所示並請同時參照第二圖，安裝有輪椅控制系統10的輪椅12可供一乘坐者20乘坐，請再參照本發明第四a圖及第四b圖，當第一感觸器14及第二感觸器16同時被乘坐者20的背部觸發時或同時未被觸發時，控制裝置18可以控制輪椅12靜止。另，請再參照本發明第五圖所示，當乘坐者20的背部觸發第一感觸器14時，控制裝置18則控制輪椅12作動，例如控制輪椅12向前移動。

輪椅除了上述的靜止及前進以外，接著請參照本發明第六a圖所示，第一感觸器14中更可包含至少二第一感觸元件，例如兩個第一感觸元件142、144，但不應以此形狀、數量及排列方式為限制，可以依照製作者需求設計感觸元件，當乘坐者20乘坐於輪椅12，乘坐者20的背部接觸了第一感觸器14中的兩個第一感觸元件142、144的任一個時，輪椅12則會向右前方或向左前方的方向移動。例如，請參照本發明第六b圖所示，當乘坐者20的背部接觸了第一感觸器14中的第一感觸元件142時，此時輪椅12會朝向乘坐者20的右邊方向移動；同理，請參照本發明第六c圖所示，當乘坐者20的背部接觸以觸發了第一感觸器14中的第一感觸元件144時，此時輪椅12會朝向乘坐者20的左邊方向移動。

再一，請參照本發明第七a圖及第七b圖所示，至少一第二感觸器16為兩個以上時，例如以兩個第二感觸器16、16’為例時，兩個第二感觸器16、16’亦可作為上下位置的設置，例如兩個第二感觸器16、16’可依序由下往上設置於輪椅12的椅背122上，第二感觸器16在第二感觸器16’下方，當乘坐者20乘坐於輪椅12，乘坐者20的背部接觸了第一感觸器14，及依序未接觸兩個第二感觸器16、16’，輪椅12則會作不同速度的移動。例如，本發明第七a圖所示，當乘坐者20的背部接觸以觸發第一感觸器14，及先脫離第二感觸器16’，但仍接觸以觸發第二感觸器16，此時輪椅12會緩緩向前進；接著，請參照本發明第七b圖所示，當乘坐者20接著脫離第二感觸器16時，輪椅12則會用更快的速度向前進。藉由多一個第二感觸器16’使輪椅12控制速度之外，亦可如上段所述並請同時參照本發明第六a圖所示，仍可將第一感觸器14分成兩個第一感觸元件142、144，並藉第一感觸元件142、144控制輪椅12的右轉或左轉，詳細的控制方式則同上段所述，在此不多作贅述。

又再一，說明完輪椅的前進、轉左前方、轉右前方及控制速度後，有些輪椅設計會藉由持續向左或向右轉，以轉到原本位置的後方方向之後再往前進，以達成使輪椅後退的方式，但本發明除了上述的方式外，更可以直接使輪椅向後退。接著，接續說明本發明如何直接倒退的方式，請參照本發明第八圖及第九圖所示。除了上述的第一感觸器14及第二感觸器16外更可包含一第三感觸器22，其係設置於輪椅12的椅背122上且位於第二感觸器16的上方，第三感觸器22亦電性連接至控制裝置18，當第一感觸器14、第二感觸器16及第三感觸器22同時被乘坐者20的背部接觸以觸發時，控制裝置18則會控制輪椅12向後方移動，於本實施例中的第一感觸器14、第二感觸器16及第三感觸器22係為感應式開關，感應式開關有微動開關或觸摸開關等，於本實施中第一感觸器14、第二感觸器16及第三感觸器22係為觸摸開關。雖於本發明第八圖及第九圖中揭露了第一感觸器14、第二感觸器16及第三感觸器22，主要係提及輪椅12向後方移動的方式，但仍可將第一感觸器14中區分為兩個第一感觸元件（圖中未示）以控制向左或向右移動，同時也可以除了一個第二感觸器16外，再增設一個以上第二感觸器16以控制速度，並且使輪椅12達成上述的靜止、向前移動、向後移動、加速或是向左轉、向右轉等。

承上，說明完往前、向後、加速及轉左轉右的方式後，本發明再彙整於一實施例以詳加說明具備上述的各種作動方式的輪椅控制系統。請參照本發明第十圖所示，一種輪椅控制系統10係設置於輪椅12的椅背122上，輪椅控制系統10包含一第一感觸器14、至少一第二感觸器，例如兩個第二感觸器16、16’為例，及輪椅控制系統10還包含一第三感觸器22及一控制裝置18。第一感觸器14、第二感觸器16、16’及第三感觸器22皆係設置於輪椅12的椅背122上，第二感觸器16、16’位於第一感觸器14的上方，且第二感觸器16’位於第二感觸器16的上方，而第三感觸器22位於第二感觸器16’的上方，控制裝置18則可設置在輪椅12的椅背122中。控制裝置18主要係電性連接第一感觸器14、第二感觸器16、16’及第三感觸器22，本發明可依製造者的需求設置控制裝置18的位置，不以本實施例的說明為限制。並如同先前所述之往前、向後、加速及轉左轉右的方式，當乘坐者20乘坐在輪椅12上，乘坐者20可藉由背部同時觸發或未觸發第一感觸器14、第二感觸器16、16’以使輪椅12靜止；當逐漸脫離第二感觸器16、16’，可使輪椅12逐漸加速，如先脫離第二感觸器16’使輪椅12慢慢前進，再脫離第二感觸器16後，完全脫離第二感觸器16、16’以觸發第一感觸器14時，則可以使輪椅12以稍快的速度向前移動；並且可以藉由觸發第一感觸器14中的第一感觸元件142、144使輪椅12向右前方或左前方移動；若要向後退時，乘坐者20除了觸發第一感觸器14外，可以同時再觸發第二感觸器16、16’以使輪椅12靜止，接著，再觸發第三感觸器22，以同時觸發第一感觸器14、第二感觸器16、16’及第三感觸器22以使輪椅12後退。

上述實施例中的輪椅係為電動輪椅，但本發明中的輪椅亦可用於手動與電動兩用輪椅或是純手動輪椅，只要可以安裝控制裝置於輪椅本體中，可依照乘坐者的設計決定控制裝置的位置，及再將第一感觸器、至少一第二感觸器及第三感觸器設置於輪椅的椅背上即可。接著，再提供另一實施例，請參照本發明第十二圖及第十三圖所示，當輪椅係為一般傳統的手動輪椅24時，手動輪椅24上可以再增設一電動輔助輪26，則可藉由控制裝置18電性連接至電動輔助輪26，而電動輔助輪26則可接收控制裝置18的控制，以使手動輪椅24移動。例如，手動輪椅24的椅背242上仍同上述的實施例設置有第一感觸器14及至少一第二感觸器16，例如一個第二感觸器16，但不限制第二感觸器16的數量，只要至少一個第二感觸器16即可實施，第一感觸器14及第二感觸器16皆電性連接至控制裝置18，且第一感觸器14、第二感觸器16與控制裝置18可先製作一起，再裝設於手動輪椅24的椅背242上，而觸發第一感觸器14及第二感觸器16的方式可以如同上述的觸發方式作變化，控制裝置18再控制電動輔助輪26作動，電動輔助輪26並可同時驅動手動輪椅24。本段主要精神係在說明本發明可以另外增設於手動輪椅24上，雖未揭露如上段所述之第三感觸器，但不應以此為限制，製作者仍可依需求作設計，仍可以增設更多的第二感觸器16及第三感觸器於手動輪椅24中。

說明完本發明的輪椅控制系統的各種不同作動方式與元件的連接關係及設置位置後，請參照本發明第十四圖所示並請圖時參照本發明第十圖及第十一圖所示，接續說明本發明的輪椅控制方法。首先，如步驟S10所示，提供一輪椅12，輪椅12的椅背122上設有一第一感觸器14及至少一第二感觸器，例如第二感觸器16、16’，第二感觸器16、16’位於第一感觸器14的上方，第二感觸器16的數量為至少一個即可實施，在此先利用兩個第二感觸器16、16’為例，但不應以此數量為實施方式的限制，且第二感觸器16’位於第二感觸器16的上方。如步驟S12所示，乘坐者20乘坐於輪椅12上。如步驟S14所示並，乘坐者20藉由觸發或觸發第一感觸器14及第二感觸器16、16’以控制輪椅12的靜止或作動，而控制輪椅12的靜止或作動係包含下列方式。如步驟S16所示，當乘坐者20的背部同時接觸以觸發第一感觸器14及第二感觸器16、16’時，控制裝置18控制輪椅12靜止。或如步驟S18所示，當乘坐者20的背部同時未觸發第一感觸器14及第二感觸器16、16’時，控制裝置18控制輪椅12靜止。如步驟S20所示，乘坐者20觸發第一感觸器14使輪椅12作動，其中觸發第一感觸器14的左側或右側之任一側，可使輪椅12進行左前方或右前方的方向移動，例如觸發第一感觸器14中左側的第一感觸元件142可使輪椅12朝向乘坐者20的右前方的方向移動，或是觸發第一感觸器14中右側的第一感觸元件144可使輪椅12朝向乘坐者20的左前方的方向移動。如步驟S22所示，乘坐者20觸發第一感觸器14使輪椅12作動時，可先自下至上逐漸離開第二感觸器16、16’，以使輪椅12逐漸增加移動速度，例如當乘坐者20觸發第一感觸器14及先脫離第二感觸器16’，但仍觸發第二感觸器16，此時輪椅12會緩緩向前進，當乘坐者20接著脫離第二感觸器16時，輪椅12則會用更快的速度向前進。如步驟S24所示，乘坐者20觸發第一感觸器14時可以使輪椅12向前移動，當輪椅12的椅背122上更設有第三感觸器22時，乘坐者20可同時觸發第一感觸器14、第二感觸器16、16’及第三感觸器22，以使輪椅22向後移動。

綜上所述，本發明不僅提供一種輪椅控制系統，更藉由此一輪椅控制系統帶給乘坐者更方便及簡易操作的控制方法，以上所提供的各控制方法不應以此為限制，上述的至少一第二感觸器，數量可以依照乘坐者不同需求而作改變，例如可增設三至五個或以上的第二感觸器以對加速度作更細微的速度控制，本發明的主要精神是在藉由使用者的背部操作輪椅的移動，日後各種不同數量的感觸器以作為控制開關的設計應當與本發明有關。對於輪椅乘坐者而言，無論是否上肢不方便控制輪椅，皆以乘坐者本身感受輪椅移動的方式，作出向前、向後、往左、往右或是控制速度的方式，以乘坐者本身上半身的移動動作即可達成輪椅的移動，十分符合人體工學的設計概念，且本發明雖不限制各感觸器的形狀，但主要仍以配合乘坐者的腰部作設計，以作出更舒適及符合人體背部的形狀，藉由本發明獨特的背部操作方法以完全不同於傳統輪椅或是習知的電動輪椅之操作。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍。

10‧‧‧輪椅控制系統 12‧‧‧輪椅 122‧‧‧椅背 14‧‧‧第一感觸器 142‧‧‧第一感觸元件 144‧‧‧第一感觸元件 16‧‧‧第二感觸器 16’ 第二感觸器 18‧‧‧控制裝置 20‧‧‧乘坐者 22‧‧‧第三感觸器 24‧‧‧手動輪椅 242‧‧‧椅背 26‧‧‧電動輔助輪

第一圖為本發明第一實施例的前視圖。第二圖為本發明第一實施例的電路方塊圖。第三圖為本發明乘坐者乘坐於輪椅的前視圖。第四a圖、第四b圖為本發明輪椅靜止時的作動示意圖。第五圖為本發明輪椅前進時的作動示意圖。第六a圖為本發明第二實施例的前視圖。第六b圖為本發明輪椅朝乘坐者右前方移動的作動示意圖。第六c圖為本發明輪椅朝乘坐者左前方移動的作動示意圖。第七a圖、第七b圖為本發明第三實施例控制加速的作動示意圖。第八圖為本發明第四實施例的電路方塊圖。第九圖為本發明第四實施例的作動示意圖。第十圖為本發明第五實施例的前視圖。第十一圖為本發明第五實施例的電路方塊圖。第十二圖為本發明第六實施例的側視圖。第十三圖為本發明第六實施例的電路方塊圖。第十四圖為本發明輪椅控制方法的流程示意圖。

10‧‧‧輪椅控制系統

12‧‧‧輪椅

122‧‧‧椅背

14‧‧‧第一感觸器

16‧‧‧第二感觸器

18‧‧‧控制裝置

Claims

一種輪椅控制系統，其係設置於輪椅的椅背上，該輪椅控制系統包含：一第一感觸器，其係設置於該輪椅的該椅背上；至少一第二感觸器，其係設置於該輪椅的該椅背上，且位於該第一感觸器上方；及一控制裝置，其係電性連接該第一感觸器及該至少一第二感觸器，該控制裝置係藉由該第一感觸器及該至少一第二感觸器的觸發或未觸發以控制該輪椅的靜止或作動。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中該第一感觸器及該至少一第二感觸器同時被觸發或同時未被觸發時，該控制裝置控制該輪椅靜止。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中該第一感觸器更包含至少二第一感觸元件，當任一該至少二第一感觸元件被觸發時，該輪椅則會向左前方或右前方的方向移動。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中該至少一第二感觸器為兩個以上時，該至少二第二感觸器係依序由下往上設置於該輪椅的該椅背上，當該第一感觸器被觸發時，及該至少二第二感觸器依序未被觸發時，該輪椅則會作不同速度的移動。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中僅有該第一感觸器被觸發時，該控制裝置控制該輪椅向前移動。
如請求項5所述之輪椅控制系統，更包含一第三感觸器，其係設置於該輪椅的該椅背上且位於該至少一第二感觸器上方，該第三感觸器係電性連接該控制裝置，當該第一感觸器、該第二感觸器及該第三感觸器同時被觸發時，該控制裝置係控制該輪椅向後移動。
如請求項6所述之輪椅控制系統，其中該第一感觸器、該至少一第二感觸器及該第三感觸器係為感應式開關。
如請求項7所述之輪椅控制系統，其中該感應式開關係為微動開關或觸摸開關。
如請求項6所述之輪椅控制系統，其中乘坐者乘坐於該輪椅上時，該乘坐者的背部會觸發該椅背上的該第一感觸器、該第二感觸器及該第三感觸器。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中該輪椅係為電動輪椅或手動與電動兩用輪椅。
如請求項1所述之輪椅控制系統，其中該輪椅係為手動輪椅時，該手動輪椅更設有電動輔助輪，該電動輔助輪係電性連接該控制裝置，該電動輔助輪接收該控制裝置之控制，以使該手動輪椅移動。
一種輪椅控制方法，包含下列步驟：提供一輪椅，該輪椅的椅背上設有一第一感觸器及至少一第二感觸器，該至少一第二感觸器係位於該第一感觸器上方；乘坐者乘坐於該輪椅上；及該乘坐者藉由觸發或未觸發該第一感觸器及該至少一第二感觸器以控制該輪椅的靜止或作動。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中同時觸發該第一感觸器及該至少一第二感觸器以使該輪椅靜止。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中同時未觸發該第一感觸器及該至少一第二感觸器以使該輪椅靜止。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中觸發該第一感觸器使該輪椅作動時，觸發該第一感觸器的左側或右側之任一側，則可使該輪椅進行左前方或右前方的方向移動。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中觸發該第一感觸器使該輪椅作動時，可先自上至下逐漸離開該至少一第二感觸器，以使該輪椅逐漸增加移動速度。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中觸發該第一感觸器可以使該輪椅向前移動。
如請求項17所述之輪椅控制方法，其中該輪椅的該椅背上位於該至少一第二感觸器上方更設有一第三感觸器，當同時觸發該第一感觸器、該至少一第二感觸器及該第三感觸器可以使該輪椅向後移動。
如請求項18所述之輪椅控制方法，其中該第一感觸器、該第二感觸器及該第三感觸器係為感應式開關。
如請求項19所述之輪椅控制方法，其中該感應式開關係為微動開關或觸摸開關。
如請求項12所述之輪椅控制方法，其中該第一感觸器及該至少一第二感觸器係電性連接至一控制裝置，該乘坐者觸發該第一感觸器及該至少一第二感觸器以使該控制裝置控制該輪椅作動。