[发明专利]一种智能避障自平衡轮椅及其控制系统

说明书

本发明公开了一种智能避障自平衡轮椅及其控制系统，属于电动轮椅技术领域；一种智能避障自平衡轮椅，包括安装底盘，安装底盘的底面四角上固定连接有伺服电机，伺服电机的输出轴上固定连接有行走轮，安装底盘的上表面固定连接有自平衡机构，自平衡机构上连接有座椅，座椅上固定连接有扶手，安装底盘的上表面还设置有集成控制装置；还提出了一种智能避障自平衡轮椅控制系统，包括有单片机主控系统，单片机主控系统上链接有轮椅自平衡控制系统、轮椅避障控制系统和轮椅安全定位系统；本发明有效解决了老年人和残疾人在使用电动轮椅，由于身体原因或视野盲区，易造成判断失误，进而易导致剐蹭，侧翻，相撞等事故发生的问题。

技术领域

本发明涉及电动轮椅技术领域，具体为一种智能避障自平衡轮椅及其控制系统。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的不断提高，我国电动轮椅的需求市场越来越大，截止到2018年底，全国电动轮椅市场规模已达98.2亿元。但由于道路情况的复杂性，电动轮椅数量的增长也带来了越来越多的交通事故，老年人和残疾人对于轮椅智能化功能的需求不断增加。与此同时，国内外生产的电动轮椅基于安全性的保护仍大体处于被动的方式，目前常见的电动轮椅对于自身的控制还处于人为主观的控制操纵杆或摇杆。

但由于老年人和残疾人的身体原因，因视野盲区和人为判断失误导致的剐蹭，侧翻，相撞等事故频发，这些不可控的人为因素限制了电动轮椅的进一步发展。为了解决这一系列问题，我们提出了一种智能避障自平衡轮椅及其控制系统，在老年人和残疾人群在追求行动自由的同时，全面保障其生命财产安全。

发明内容

1、本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决老年人和残疾人在使用电动轮椅，由于身体原因或视野盲区，易造成判断失误，进而易导致剐蹭，侧翻，相撞等事故发生的问题。

2、技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能避障自平衡轮椅，包括安装底盘，所述安装底盘的内部固定安装有蓄电池和变压器，所述安装底盘的底面四角上固定连接有伺服电机，所述伺服电机与蓄电池和变压器电性连接，所述伺服电机的输出轴上固定连接有行走轮，所述安装底盘的上表面固定连接有自平衡机构，所述自平衡机构上连接有座椅，所述座椅上固定连接有扶手，所述安装底盘的上表面还设置有集成控制装置。

优选的，所述自平衡机构包括有纵轴方向舵机，所述纵轴方向舵机固定连接在安装底盘的上表面，所述纵轴方向舵机的输出轴上固定连接有横轴方向舵机，所述横轴方向舵机的输出轴上固定连接有固定杆，所述固定杆的顶端与座椅的底面固定连接；所述纵轴方向舵机和横轴方向舵机上固定安装有角度传感器。

优选的，所述集成控制装置包括有安装壳，所述安装壳固定连接在安装底盘的上表面，所述安装壳的内部固定安装有单片机控制芯片和GPS定位模块，所述安装壳的前侧壁上固定连接有超声波传感器，所述单片机控制芯片与自平衡机构和超声波传感器电性连接。

优选的，所述角度传感器的具体型号为MPU6050角度传感器，所述超声波传感器的具体型号为HC-SR04超声波测距模块。

一种智能避障自平衡轮椅控制系统，应用于权利要求1-5中所述的一种智能避障自平衡轮椅，包括有单片机主控系统，所述单片机主控系统上链接有轮椅自平衡控制系统、轮椅避障控制系统和轮椅安全定位系统；

所述轮椅自平衡控制系统上链接有角度变化检测模块、角度运动数字化处理模块和舵机调节控制模块；

所述轮椅避障控制系统上链接有障碍物自动探测模块、主动避障控制模块和自动避震控制模块；

所述轮椅安全定位系统上链接有轮椅状态监测模块、GPS实时定位模块和数据异常自动报警模块。