[发明专利]新型电动护理轮椅及其控制方法有效
申请号: | 201910414958.8 | 申请日: | 2019-05-17 |
公开(公告)号: | CN110037865B | 公开(公告)日: | 2020-08-14 |
发明(设计)人: | 刁建 | 申请(专利权)人: | 广州足步医疗科技有限公司 |
主分类号: | A61G5/04 | 分类号: | A61G5/04;A61G5/10 |
代理公司: | 深圳市中科创为专利代理有限公司 44384 | 代理人: | 谭雪婷;谢亮 |
地址: | 510000 广东省广州市高新技*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 新型 电动 护理 轮椅 及其 控制 方法 | ||
1.新型电动护理轮椅,其特征在于,包括车架主体、驱动器、交互仪表、驱动轮和电池,所述电池和驱动器固定于车架主体的底座下方,交互仪表固定于车架主体的扶手上,驱动轮设置于车架主体的后下方,所述交互仪表、驱动轮、电池分别与驱动器相连接。
2.如权利要求1所述的新型电动护理轮椅,其特征在于,所述交互仪表外部设置有LCD液晶屏、开关机按键、方向切换按键、档位按键、恒速指托、生命体征感知模块、充电口,内部设置有微控制器、电源管理模块、姿态检测模块、蓝牙模块、语音模块、喇叭、蜂鸣器,LCD液晶屏、开关机按键、方向切换按键、档位按键、恒速指托、生命体征感知模块、充电口、电源管理模块、姿态检测模块、蓝牙模块、语音模块、喇叭、蜂鸣器分别连接于微控制器。
3.如权利要求1所述的新型电动护理轮椅,其特征在于,所述驱动器包括MCU、电流检测模块、电压检测模块、速度检测模块、电机驱动模块、姿态检测模块、电源管理模块、电池接口和仪表接口,所述电流检测模块、电压检测模块、速度检测模块、电机驱动模块、姿态检测模块、电源管理模块、仪表接口分别与MCU相连接,电池接口与电源管理模块相连接。
4.如权利要求1所述的新型电动护理轮椅,其特征在于,所述驱动轮包括电机和轮子。
5.如权利要求1所述的新型电动护理轮椅,其特征在于,所述车架主体扶手下方还设置有手动刹车器。
6.新型电动护理轮椅的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,通过开关机按键开启控制系统,此时系统自检是否存在故障,自检完毕后交互仪表与驱动器建立通信连接,连接成功后相互之间即可交换数据;
步骤S2,交互仪表检测是否手握扶手,将该指令传输到驱动器,如果未握扶手,轮椅刹车锁定,如果已握扶手轮椅进入运行状态;
步骤S3,实际运行前系统需检测电池电压,低压情况下禁止运行;
步骤S4,交互仪表检测是否触发恒速指托,根据该指令系统进入到自动助力模式或恒速助力模式,两种模式相互之间通过恒速指托指令自行切换。
7.如权利要求6所述的新型电动护理轮椅的控制方法,其特征在于,所述步骤S4中,未触摸恒速指托,进入自动助力模式:
步骤S411,通过采集电机电流和速度可以计算此时轮椅的负重,根据负重自动匹配助力等级;
步骤S412,助力等级确定后,结合两个姿态检测模块数据计算当前路况,如果轮椅向后倾斜,加大助力阀值,向前倾斜,减小助力阀值,向左倾斜,加大左电机助力阀值,向右倾斜,加大右电机助力阀值,阀值设定范围为-100~+100;
步骤S413,推动轮椅,使轮椅产生一个初始速度和运行方向,速度检测模块可以检测到当前轮椅移动的方向、速度、加速度,电机控制使用FOC矢量控制方法,根据轮椅当前的速度和加速度,在结合助力等级与助力阀值预估轮椅转速所需的力量,计算出最终的SVPWM值,输出给电机驱动。
8.如权利要求7所述的新型电动护理轮椅的控制方法,其特征在于,所述步骤S4中,触摸恒速指托,进入恒速助力模式:
步骤S421,交互仪表的方向切换按键、档位按键可以设定轮椅恒速行驶的方向和速度;
步骤S422,通过扭动扶手认为干预左右电机的转速,通过检测电机转速可以计算转动方向和转动角度,从而调整左右电机速度实现差速转向;
步骤S423,速度控制使用速度PID闭环控制,输出最终的SVPWM值到电机驱动系统。
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