[发明专利]动平衡电动轮椅

摘要

本发明涉及动平衡电动轮椅，包括：轮椅架，包括座椅、位于座椅左右两侧的扶手、位于座椅后侧的靠背和旋转固定到座椅下端处的脚踏板，扶手、靠背和脚踏板分别与座椅转动连接；单轮，通过可伸缩支架与轮椅架连接，在单轮内设置有电机和刹车装置；控制系统，包括设置在扶手上的控制手柄、设置在与靠背连接的手推把处的助动命令按钮、设置在单轮内的自平衡电路控制板和设置在控制手柄处的单片机，用于对电动轮椅的行驶模式进行控制，控制系统通过控制手柄控制和身体姿势控制方式进行控制，控制手柄控制方式通过控制手柄来实现，身体姿势控制方式通过自平衡电路控制板来实现。本发明体形小巧、携带方便，两种控制方式均可实现意图识别。 1

主权项

1.一种动平衡电动轮椅，包括：

轮椅架，其构成电动轮椅的主体部分，轮椅架包括座椅、位于座椅左右两侧的扶手、位于座椅后侧的靠背以及旋转固定到座椅下端处的脚踏板，扶手、靠背以及脚踏板分别与座椅以转动的方式连接；

单轮，该单轮通过可伸缩支架与轮椅架连接，在该单轮内设置有电机和刹车装置；以及

控制系统，控制系统包括控制手柄、助动命令按钮、自平衡电路控制板和单片机，用于对电动轮椅的行驶模式进行控制，其中，控制手柄设置在扶手上，助动命令按钮设置在与靠背连接的手推把处，自平衡电路控制板设置在单轮内，并且单片机设置在控制手柄处，

其中，控制系统通过两种控制方式进行控制，包括控制手柄控制方式和身体姿势控制方式，其中控制手柄控制方式通过控制手柄来实现，身体姿势控制方式通过自平衡电路控制板来实现。

2.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，控制手柄包括命令按钮和推杆，命令按钮和推杆分别通过压力传感器和力学传感器向单片机输入命令信息，以实现电动轮椅的前进、转弯、加减速和停车功能。

3.根据权利要求2所述的动平衡电动轮椅，其中，控制手柄还包括高度调节按钮，通过该高度调节按钮处的压力传感器向单片机传递命令信号，来驱动连接轮椅架和单轮的可伸缩支架，通过调整可伸缩支架来改变轮椅的整体高度。

4.根据权利要求3所述的动平衡电动轮椅，其中，可伸缩支架为U型可伸缩支架，该U型可伸缩支架包括倒置的U型连接杆、固定到U型连接杆上部的伸缩杆以及位于伸缩杆上部的支撑套，其中U型连接杆与单轮转动连接并且支撑套与座椅支架固定连接。

5.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，自平衡电路板设置在单轮中，并且包括姿态信号传感器、倒立摆系统和驱动模块，姿态信号传感器用于测量电动轮椅的姿态参数，并且将所测量的电动轮椅的姿态参数输入到倒立摆系统，倒立摆系统通过建立电动轮椅的姿态参数与电机输出转矩之间的关系，计算出车体姿态控制量，并且将控制信息传递给驱动模块，由驱动模块驱动电机转动来实现电动轮椅的自平衡和行驶。

6.根据权利要求5所述的动平衡电动轮椅，其中，姿态信号传感器包括陀螺仪和加速度计，用于测量电动轮椅的姿态参数，姿态参数包括俯仰角和俯仰角速度，即，电动轮椅相对于该电动轮椅的对称轴的前后倾斜角度和倾斜角速度。

7.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，助动命令按钮设置在连接到靠背的手推把上，助动命令按钮通过压力传感器向单片机传递命令信号，来判断轮椅将选择手推和助动模式前进，并且通过驱动电机实现助动。

8.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，靠背借助转动轴能够与座椅靠拢合并，并且在座椅和靠背的中间分别设置有可伸缩杆，通过压缩座椅的左右两端能够将座椅和靠背中间的可伸缩杆压缩到最短距离。

9.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，在单轮的固定轮轴下面连接辅助架，在辅助架上安装有辅助轮组，辅助轮组的下边缘高于单轮的下边缘。

10.根据权利要求1所述的动平衡电动轮椅，其中，轮椅架的支撑部分采用钛合金制成。