本技術(shù)涉及輪椅,尤其涉及一種智能電動輪椅、智能電動輪椅的控制方法和裝置。
背景技術(shù):
1、電動輪椅在行動不便的人士的生活中扮演著至關(guān)重要的角色,電動輪椅能夠幫助他們提供獨(dú)立性、自主性和舒適性的出行方式。
2、電動輪椅在出行時,一般需要在平坦的路面,或者有專門的通道。在行駛中遇到障礙物時(例如臺階、溝),普通電動輪椅一般無法通過,只能依靠人力來輔助,或者通過直接沖越的方法越過障礙物,這個過程具有危險性。
3、為解決這個問題,一些電動輪椅則采用履帶式設(shè)計,雖然能夠通過障礙物,但是其結(jié)構(gòu)笨重。因此,如何設(shè)計簡便的能夠翻越障礙物的電動輪椅是亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種智能電動輪椅、智能電動輪椅的控制方法和裝置,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法翻越障礙物的問題。
2、第一方面,本技術(shù)提供一種智能電動輪椅,包括:乘坐模塊以及多個輪腿模塊;
3、每個輪腿模塊包括上執(zhí)行機(jī)構(gòu)、上臂、下執(zhí)行機(jī)構(gòu)、下臂和驅(qū)動輪;
4、所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述上臂上端,所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置所述上臂下端,所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動所述上臂運(yùn)動;
5、所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述下臂的上端,所述驅(qū)動輪設(shè)置在所述下臂的下端,所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動所述下臂運(yùn)動;
6、每個輪腿模塊中設(shè)置有過渡輪,在所述下臂收起時,所述過渡輪作用于地面,用于支撐所述智能電動輪椅。
7、可選的,所述過渡輪設(shè)置在所述上臂的下部。
8、可選的,當(dāng)所述上臂與所述下臂都設(shè)置在所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)的同一側(cè)時,所述上臂包括第一彎曲部,所述第一彎曲部的長度可容納所述下臂及所述驅(qū)動輪。
9、可選的,所述下臂包括第二彎曲部,所述第二彎曲部用于在所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述下臂旋轉(zhuǎn)時,避讓所述過渡輪。
10、可選的,所述第一彎曲部朝向所述智能電動輪椅的內(nèi)側(cè)。
11、可選的,所述上臂與所述下臂的夾角可變。
12、可選的,在所述智能電動輪椅正常行駛狀態(tài)下,所述上臂到所述下臂的順時針夾角小于180°。
13、可選的,所述下臂和/或所述上臂的長度可調(diào)節(jié)。
14、可選的,所述驅(qū)動輪由所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)或所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動。
15、可選的,所述智能電動輪椅還包括:控制模塊;
16、所述控制模塊分別與所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)、所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述驅(qū)動輪通信連接。
17、可選的,所述智能電動輪椅還包括:感知模塊;
18、所述感知模塊設(shè)置在所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外殼和/或所述乘坐模塊的底部;
19、所述感知模塊與所述控制模塊通信連接,所述感知模塊用于感知路面數(shù)據(jù)。
20、可選的,所述感知模塊包括:攝像頭、超聲波傳感器和慣性測量單元imu。
21、可選的,所述過渡輪集成電機(jī),集成電機(jī)的過渡輪用于提供驅(qū)動力或制動力。
22、可選的,所述智能電動輪椅還包括用戶控制器,所述用戶控制器與所述控制模塊通信連接。
23、可選的,所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述乘坐模塊的底座通過螺栓連接,所述上臂與所述上執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過螺栓連接,所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述上臂通過螺栓連接,所述下執(zhí)行機(jī)構(gòu)與所述下臂通過螺栓連接,所述下臂與所述驅(qū)動輪通過螺栓連接。
24、第二方面,本技術(shù)提供一種智能電動輪椅的控制方法,應(yīng)用于第一方面任一項(xiàng)所述智能電動輪椅,所述方法包括:
25、獲取所述智能電動輪椅沿行進(jìn)方向預(yù)設(shè)范圍內(nèi)不同位置處的路面高度差,所述路面高度差表示前進(jìn)方向的路面和當(dāng)前行駛路面的高度差值;
26、根據(jù)所述路面高度差控制所述智能電動輪椅的輪腿模塊。
27、可選的,所述根據(jù)所述路面高度差控制所述智能電動輪椅的輪腿模塊,包括:
28、對任一輪腿模塊,當(dāng)所述路面高度差大于預(yù)設(shè)的高度閾值范圍的下限時,控制其過渡輪接觸所述當(dāng)前行駛路面;并控制其下臂以所述過渡輪為過渡支撐點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),使得其驅(qū)動輪接觸所述前進(jìn)方向路面;
29、對任一輪腿模塊,當(dāng)所述路面高度差大于預(yù)設(shè)的高度閾值范圍的上限時,控制其過渡輪接觸所述前進(jìn)方向路面;并控制其下臂以所述過渡輪為過渡支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使得其驅(qū)動輪接觸所述前進(jìn)方向路面;
30、可選的,所述控制其過渡輪接觸所述當(dāng)前行駛路面;并控制其下臂以所述過渡輪為過渡支撐點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),使得其驅(qū)動輪接觸所述前進(jìn)方向路面,包括:
31、根據(jù)所述路面數(shù)據(jù)確定第一平面、第二平面和交界線,所述第一平面為當(dāng)前行駛的路面平面,所述第二平面為行進(jìn)方向前方的路面平面,所述交界線為所述第一平面與所述第二平面發(fā)生高度突變的臨界位置線;
32、在第一預(yù)設(shè)位置處,控制前輪的過渡輪和后輪的過渡輪接觸所述第一平面;其中,所述第一預(yù)設(shè)位置是在所述第一平面內(nèi),并與所述交界線間隔第一預(yù)設(shè)距離處;
33、通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面;
34、通過控制驅(qū)動輪前進(jìn),使前輪的過渡輪遠(yuǎn)離所述交界線,直至后輪的過渡輪到達(dá)第二預(yù)設(shè)位置;其中,所述第二預(yù)設(shè)位置是在所述第一平面內(nèi),并與所述交界線間隔第二預(yù)設(shè)距離處;
35、通過后輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制后輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使后輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面;
36、通過控制驅(qū)動輪前進(jìn),使后輪的過渡輪遠(yuǎn)離所述交界線。
37、可選的,所述方法還包括:
38、當(dāng)前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面時,控制前輪的過渡輪支撐在所述第一平面。
39、可選的,所述控制其過渡輪接觸所述前進(jìn)方向路面;并控制其下臂以所述過渡輪為過渡支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使得其驅(qū)動輪接觸所述前進(jìn)方向路面,包括:
40、根據(jù)所述路面數(shù)據(jù)確定第一平面、第二平面和交界線,所述第一平面為當(dāng)前行駛的路面平面,所述第二平面為行進(jìn)方向前方的路面平面,所述交界線為所述第一平面與所述第二平面發(fā)生高度突變的臨界位置線;
41、則控制前輪的過渡輪到達(dá)第三預(yù)設(shè)位置;其中,所述第三預(yù)設(shè)位置是在所述第二平面內(nèi),與所述交界線間隔第三預(yù)設(shè)距離處;
42、通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面;
43、通過控制驅(qū)動輪前進(jìn),使前輪的過渡輪遠(yuǎn)離所述交界線,直至后輪的過渡輪到達(dá)第四預(yù)設(shè)位置;其中,所述第四預(yù)設(shè)位置是在所述第二平面內(nèi),與所述交界線間隔第四預(yù)設(shè)距離處;
44、通過后輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制后輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使后輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面;
45、通過控制驅(qū)動輪前進(jìn),使后輪的過渡輪遠(yuǎn)離所述交界線。
46、可選的,所述方法還包括:
47、當(dāng)前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面時,控制前輪的過渡輪支撐在所述第二平面。
48、可選的,所述方法還包括:
49、通過后輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制后輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使后輪的驅(qū)動輪逆時針旋轉(zhuǎn),使后輪的驅(qū)動輪接觸所述第二平面;
50、通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪逆時針旋轉(zhuǎn),使前輪的驅(qū)動輪接觸所述第二平面;
51、通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)和后輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu),控制前輪的過渡輪和后輪的過渡輪抬高,遠(yuǎn)離所述第二平面,使所述智能電動輪椅恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)。
52、可選的,所述控制前輪的過渡輪到達(dá)第三預(yù)設(shè)位置,包括:
53、控制所述智能電動輪椅的高度,使前輪的過渡輪與所述第一平面高度差等于所述路面高度差;并且使后輪的過渡輪與所述第一平面高度差等于所述路面高度差;
54、通過控制驅(qū)動輪前進(jìn),使前輪的過渡輪到達(dá)所述第三預(yù)設(shè)位置。
55、可選的,所述方法還包括:
56、若所述路面高度差超過預(yù)設(shè)的最大能力閾值或小于預(yù)設(shè)的最小能力閾值,則輸出提示消息,所述提示消息用于提示用戶無法翻越障礙物。
57、可選的,所述方法還包括:
58、在所述第一預(yù)設(shè)位置和/或所述第二預(yù)設(shè)位置,通過控制所述驅(qū)動輪進(jìn)行制動。
59、可選的,所述通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面,包括:
60、通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的一個下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的一個驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面之后,再通過前輪的下執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制前輪的另一個下臂旋轉(zhuǎn),以使前輪的另一個驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)至所述第二平面。
61、第三方面,本技術(shù)還提供一種智能電動輪椅的控制裝置,所述智能電動輪椅的控制裝置包括:
62、獲取單元,用于獲取所述智能電動輪椅沿行進(jìn)方向預(yù)設(shè)范圍內(nèi)不同位置的路面高度差,所述路面高度差表示前進(jìn)方向的路面和當(dāng)前行駛路面的高度差值;
63、控制單元,用于根據(jù)所述路面高度差和所述路面數(shù)據(jù)控制所述智能電動輪椅的輪腿模塊。
64、第四方面,本技術(shù)還提供一種電子設(shè)備,包括:存儲器,處理器;
65、所述存儲器存儲計算機(jī)執(zhí)行指令;
66、所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機(jī)執(zhí)行指令,使得所述處理器執(zhí)行如第二方面任一項(xiàng)所述的方法。
67、第五方面,本技術(shù)還提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機(jī)執(zhí)行指令,所述計算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時用于實(shí)現(xiàn)如第二方面任一項(xiàng)所述的方法。
68、第六方面,本技術(shù)還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品,包括計算機(jī)程序,該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如第二方面任一項(xiàng)所述的方法。
69、本技術(shù)提供的智能電動輪椅、智能電動輪椅的控制方法和裝置,智能電動輪椅包括:乘坐模塊以及多個輪腿模塊;每個輪腿模塊包括上執(zhí)行機(jī)構(gòu)、上臂、下執(zhí)行機(jī)構(gòu)、下臂和驅(qū)動輪;上執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在上臂上端,下執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置上臂下端;下執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在下臂的上端,驅(qū)動輪設(shè)置在下臂的下端;每個輪腿模塊中設(shè)置有過渡輪,在驅(qū)動輪脫離地面時,過渡輪作用于地面,用于支撐智能電動輪椅。采用過渡輪的支撐,下執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以帶動下臂和驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn),在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)到需要障礙物表面,在驅(qū)動輪的帶動作用下可以完成障礙物翻越。