智能轮椅及其转向控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107714330A(43)申请公布日2018.02.23(21)申请号201711103573.7(22)申请日2017.11.10(71)申请人左国刚地址213022江苏省常州市新北区科五路高新科技园10号楼东楼5楼(72)发明人左国刚(51)Int.Cl.A61G5/04(2013.01)A61G5/10(2006.01)B62D5/04(2006.01)B62D3/12(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图10页(54)发明名称智能轮椅及其转向控制方法(57)摘要本发明公开了一种智能轮椅，包括底盘、安装于底盘前端部的前轮架、分别可转动地安装于所述前轮架两侧的两导向轮、安装于底盘上的座椅、控制系统；所述座椅上安装有用以操控智能轮椅转向的操控器；所述前轮架上安装有转向机构和角度传感器；所述转向机构包括转向驱动电机、安装于转向驱动电机上的主动齿轮、与主动齿轮配合传动的从动齿轮，所述转向机构通过所述从动齿轮驱动两导向轮转向，所述角度传感器用以检测所述主动齿轮或从动齿轮的转动角度并反馈至控制系统；所述操控器、转向驱动电机、角度传感器分别与所述控制系统信号连接。本发明还公开了一种应用于上述智能轮椅的转向控制方法。本发明具有可提高转向控制精确性的优点。CN107714330ACN107714330A权利要求书1/1页1.一种智能轮椅，其特征在于：包括底盘、安装于底盘前端部的前轮架、分别可转动地安装于所述前轮架两侧的两导向轮、安装于底盘上的座椅、控制系统；所述座椅上安装有用以操控智能轮椅转向的操控器；所述前轮架上安装有转向机构和角度传感器；所述转向机构包括转向驱动电机、安装于转向驱动电机上的主动齿轮、与主动齿轮配合传动的从动齿轮，所述转向机构通过所述从动齿轮驱动两导向轮转向，所述角度传感器用以检测所述主动齿轮或从动齿轮的转动角度并反馈至控制系统；所述操控器、转向驱动电机、角度传感器分别与所述控制系统信号连接。2.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述操控器包括用以控制智能轮椅转向的实施件，所述实施件为方向摇杆、液晶触摸屏、旋钮、滚球或方向拨片。3.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于：所述前轮架安装有用以固定角度传感器的固定架，所述角度传感器设置于从动齿轮的外侧并检测所述从动齿轮的转动角度。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：所述从动齿轮通过传动轴可转动地安装于所述前轮架，所述传动轴上固定连接有转向连板；所述前轮架的两端分别安装有用以安装导向轮的转向节；所述转向机构还包括两转向拉杆，每一所述转向拉杆的一端铰接于从动齿轮或转向连板，另一端铰接于转向节。5.根据权利要求4所述的智能轮椅，其特征在于：所述转向连板上设置有转向限位块；所述前轮架上设置有与转向限位块配合的转向限位槽。6.根据权利要求4所述的智能轮椅，其特征在于：所述前轮架的两端部均固定连接有转向节叉，所述转向节通过转向轴铰接于所述转向节叉。7.根据权利要求6所述的智能轮椅，其特征在于：所述转向轴的上端靠近于传动轴，转向轴的下端远离于传动轴。8.一种智能轮椅的转向控制方法，应用于权利要求1至7中任意一项所述的智能轮椅，其特征在于：通过操作操控器发送转向指令到控制系统；控制系统根据转向指令启动转向驱动电机，转向驱动电机带动转向机构转动；同时，角度传感器实时检测转向机构的转动信息并反馈至控制系统；控制系统比较转动信息与转向指令，当转动信息与转向指令一致时，关闭转向驱动电机，完成转向；当转动信息与转向指令不一致时，控制转向驱动电机继续转向直至所述两信息一致。9.根据权利要求8所述的智能轮椅的转向控制方法，其特征在于：所述转向指令包括转向驱动电机正转或反转的指令及导向轮转向的坐标设定值；所述转动信息为转向机构的从动齿轮或主动齿轮的转动信息。2CN107714330A说明书1/9页智能轮椅及其转向控制方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及智能轮椅，尤其涉及一种智能轮椅的转向结构及其转向控制方法。背景技术[0003]轮椅由轮椅架、车轮、座垫及扶手等部件组成。主要作为病患者身体康复的器具，以及作为肢体伤残者的代步工具。普通轮椅的转向主要通过使用者转动一侧的车轮，另一侧的车轮保持位置不变或反方向转动，此转向方式利用了左右两轮差速转向的原理实现轮椅转向。电动轮椅在车架两侧各安装一个驱动轮，每一驱动轮配合一个驱动电机，控制系统接收转向指令经处理后形成转向信号分别传给两驱动电机，使两驱动电机产生转速差，从而实现电动轮椅的转向。普通轮椅和电动轮椅均安装有万向轮以配合驱动轮共同支撑轮椅架。两驱动轮通过转速差方式转向时容易受到万向轮的角度影响，尤其在万向轮与驱动轮发生角度自锁时，