分體式殘疾人智能輪椅的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種既適用于一般殘疾人又適用于殘疾人運(yùn)動員的智能輪椅。使用本實(shí)用新型分體式殘疾人智能輪椅可以將座椅上輪椅乘坐者的雙手完全解放出來。這對于參加輪椅運(yùn)動的各有關(guān)殘疾人運(yùn)動員尤為重要，并將對輪椅網(wǎng)球、輪椅乒乓球、輪椅排球、輪椅籃球、輪椅擊劍、輪椅羽毛球、輪椅臺球、輪椅高爾夫等殘疾人運(yùn)動項(xiàng)目產(chǎn)生全新的突破。
【背景技術(shù)】
[0002]輪椅既是一般殘疾人的代步工具，更是有關(guān)殘疾人輪椅運(yùn)動項(xiàng)目必不可少的運(yùn)動器材?，F(xiàn)有的輪椅大部分都是依靠輪椅乘坐者通過手動輪圈來掌控輪椅的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向，使用過程中必須要有一只手或雙手始終不能脫離輪圈。為此，我們發(fā)明設(shè)計了基于計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，自動控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，差速機(jī)構(gòu)，限速機(jī)構(gòu)，力傳感器等現(xiàn)代高科技技術(shù)綜合實(shí)現(xiàn)輪椅的自動控制。采用本發(fā)明專利分體式殘疾人智能輪椅，將使輪椅乘坐者的雙手完全得以解放出來。這特別對于輪椅運(yùn)動員具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。而且，也必然對有關(guān)殘疾人輪椅運(yùn)動項(xiàng)目產(chǎn)生極大地深遠(yuǎn)影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:為了將輪椅乘坐者的雙手完全解放出來，本發(fā)明分體式殘疾人智能輪椅是由殘疾人自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動通過力傳感器來主動控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過自動控制電路和相應(yīng)的軟件對輪椅的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、倒退和制動等進(jìn)行無級變速調(diào)整控制。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]分體式殘疾人智能輪椅，包括座椅(I)、球鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)、自動控制電路(5)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)(6)、電動機(jī)(7)、轉(zhuǎn)向差速機(jī)構(gòu)⑶、手動輪圈(9)、手動控制開關(guān)(10)、電動機(jī)限速機(jī)構(gòu)(12)、力傳感器(13)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的主動輪(14)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的從動輪(15);所述力傳感器(13)包括第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)，所述第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)設(shè)置在座椅(I)和四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)之間的平臺上，所述第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)分別設(shè)置在所述平臺的左前、右前、右后、左后位置。
[0006]所述的分體式殘疾人智能輪椅，四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)經(jīng)由電動機(jī)(7)進(jìn)行驅(qū)動，四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的驅(qū)動可以是前驅(qū)或后驅(qū)或四驅(qū)。
[0007]所述的分體式殘疾人智能輪椅，驅(qū)動四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的電動機(jī)(7)設(shè)有限速機(jī)構(gòu)(12)ο
[0008]所述的分體式殘疾人智能輪椅，力傳感器(13)是其兩端具有彈性元件的壓力傳感器
[0009]將輪椅分為上下兩部分，上部分為座椅，下部分為四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。座椅與運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間通過球鉸鏈機(jī)構(gòu)連接。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的前輪為具有一定傾斜角度的主動輪，后輪為直立的從動輪，左右輪之間設(shè)置有差速機(jī)構(gòu)以保證轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動、制動、轉(zhuǎn)向、變速等均由輪椅乘坐者自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)動作進(jìn)行主動控制。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動機(jī)帶動，可以是前驅(qū)、后驅(qū)或四驅(qū)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是:
[0011](I)采用了現(xiàn)代計算機(jī)硬、軟件技術(shù)和自動控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，差速機(jī)構(gòu)，限速機(jī)構(gòu)等現(xiàn)代高科技技術(shù)的綜合實(shí)現(xiàn)了輪椅的自動控制。
[0012](2)本分體式殘疾人智能輪椅既可以采用由輪椅乘坐者自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動通過力傳感器來主動控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過自動控制電路和相應(yīng)的軟件對輪椅的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、倒退和制動等進(jìn)行無級變速調(diào)整控制。同時，也可以按現(xiàn)有的輪椅控制方式采用手動輪圈控制。而且，當(dāng)兩種控制方式同時實(shí)施時將以手動輪圈的控制為主。
[0013](3)本分體式殘疾人智能輪椅在國內(nèi)外均屬首創(chuàng)。目前，國內(nèi)外均未見有與此類似的相關(guān)報道。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1為本實(shí)用新型分體式殘疾人智能輪椅的結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型分體式殘疾人智能輪椅的結(jié)構(gòu)示意正視圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型分體式殘疾人智能輪椅的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
[0018]圖中:分體式殘疾人智能輪椅，是由座椅⑴、球鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑷、自動控制電路(5)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)(6)、電動機(jī)(7)、轉(zhuǎn)向差速機(jī)構(gòu)⑶、手動輪圈(9)、手動控制開關(guān)(10)、電動機(jī)限速機(jī)構(gòu)(12)、力傳感器(13)等主要零部件組成。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參看圖1、圖2，分體式殘疾人智能輪椅。主要由座椅(I)、球鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)⑶、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑷、自動控制電路(5)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)(6)、電動機(jī)(7)、轉(zhuǎn)向差速機(jī)構(gòu)(8)、手動輪圈(9)、手動控制開關(guān)(10)、電動機(jī)限速機(jī)構(gòu)(12)、力傳感器(13)等主要零部件組成。
[0020]所述力傳感器(13)包括力傳感單元131、132、133、134，所述力傳感單元131、132、133、134設(shè)置在座椅I和四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4之間的平臺上，具體來說，參考圖3，所述力傳感單元131、132、133、134分別設(shè)置在上述平臺的左前、右前、右后、左后位置，當(dāng)人體上體向正前方傾斜時，力傳感單元131和132所受到的壓力相等、并大于力傳感單元133和134所受到的壓力，則控制左主動輪141和右主動輪142以相同的轉(zhuǎn)速向前運(yùn)動(前、后、左、右的定義:乘坐者面向前、背朝后、乘坐者左手為左、右手為右)。
[0021]當(dāng)人體上體通過腰部向正后方傾斜時，力傳感單元133和134所受到的壓力相等、并大于力傳感單元131和132所受到的壓力，則控制左主動輪141和右主動輪142以相同的反向轉(zhuǎn)速向后倒退。
[0022]當(dāng)人體上體通過腰部向左前方傾斜時，力傳感單元131所受到的壓力大于其它力傳感單元所受到的壓力，壓力差值在一定的范圍內(nèi)即控制左主動輪141的轉(zhuǎn)速小于右主動輪142的轉(zhuǎn)速，完成向前左(即向前并同時向左手方向轉(zhuǎn)向，順時針方向)轉(zhuǎn)向。壓力差值由力傳感單元檢測到的壓力信號通過相應(yīng)的軟件處理后反饋到自動控制電路控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行。
[0023]當(dāng)人體上體通過腰部向左后方傾斜時，力傳感單元134所受到的壓力大于其它力傳感單元所受到的壓力，壓力差值在一定的范圍內(nèi)即控制左主動輪141的反向轉(zhuǎn)速大于右主動輪142的反向轉(zhuǎn)速，完成向后左(即后退并同時向左轉(zhuǎn)向，逆時針方向)轉(zhuǎn)向。
[0024]同理，當(dāng)人體上體通過腰部向右前方傾斜時，力傳感單元132所受到的壓力大于其它力傳感單元所受到的壓力，壓力差值在一定的范圍內(nèi)即控制右主動輪142的轉(zhuǎn)速小于左主動輪141的轉(zhuǎn)速，完成向前右(逆時針方向)轉(zhuǎn)向。
[0025]當(dāng)人體上體通過腰部向右后方傾斜時力傳感單元133所受到的壓力大于其它力傳感單元所受到的壓力，在一定的范圍內(nèi)即可經(jīng)由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)主動控制右主動輪142的反向轉(zhuǎn)速大于左主動輪141的反向轉(zhuǎn)速，完成向后右(順時針方向)轉(zhuǎn)向。
[0026]轉(zhuǎn)向弧度半徑和轉(zhuǎn)向速度的大小與人體上體通過腰部向左前方、或左后方、或右前方、或右后方傾斜程度的大小成比例。
[0027]輪椅座椅(I)上的乘坐者(11)通過自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)動作對運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、倒退和制動等動作進(jìn)行主動的無級變速調(diào)整控制，通過自身重心相對于球鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)前、后、坐、右傾角的不同大小和腰部扭轉(zhuǎn)動作的不同強(qiáng)弱程度對運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前進(jìn)和后退速度的大小及轉(zhuǎn)動方向的角度大小進(jìn)行自主調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.分體式殘疾人智能輪椅，其特征是，包括座椅(I)、球鉸鏈機(jī)構(gòu)(2)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑷、自動控制電路(5)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)(6)、電動機(jī)(7)、轉(zhuǎn)向差速機(jī)構(gòu)(8)、手動輪圈(9)、手動控制開關(guān)(10)、電動機(jī)限速機(jī)構(gòu)(12)、力傳感器(13)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)⑶的主動輪(14)、四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的從動輪(15);所述力傳感器(13)包括第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)，所述第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)設(shè)置在座椅(I)和四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)之間的平臺上，所述第一力傳感單元(131)、第二力傳感單元(132)、第三力傳感單元(133)、第四力傳感單元(134)分別設(shè)置在所述平臺的左前、右前、右后、左后位置。
2.如權(quán)利要求1所述的分體式殘疾人智能輪椅，其特征是，四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)經(jīng)由電動機(jī)(7)進(jìn)行驅(qū)動，四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的驅(qū)動可以是前驅(qū)或后驅(qū)或四驅(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的分體式殘疾人智能輪椅，其特征是，驅(qū)動四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)的電動機(jī)(7)設(shè)有限速機(jī)構(gòu)(12)。
4.如權(quán)利要求1所述的分體式殘疾人智能輪椅，其特征是，力傳感器(13)是其兩端具有彈性元件的壓力傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型分體式殘疾人智能輪椅涉及一種既適用于一般殘疾人又適用于殘疾人運(yùn)動員的輪椅。它通過殘疾人自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)主動控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過自動控制電路和相應(yīng)的軟件對輪椅的前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、倒退和制動進(jìn)行無級變速調(diào)整控制。其技術(shù)方案是將輪椅分為上下兩部分，上部分為座椅，下部分為四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。座椅與運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間通過球鉸鏈機(jī)構(gòu)連接。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的前輪為具有一定傾斜角度的主動輪，后輪為直立的從動輪，左右輪之間設(shè)置有差速機(jī)構(gòu)以保證轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動、制動、轉(zhuǎn)向、變速等均由輪椅乘坐者自身重心位置的調(diào)整和腰部的扭轉(zhuǎn)動作進(jìn)行主動控制。四輪運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動機(jī)帶動，可以是前驅(qū)、后驅(qū)或四驅(qū)。
【IPC分類】A61G5-10, A61G5-04
【公開號】CN204428307
【申請?zhí)枴緾N201520041363
【發(fā)明人】李雨佳, 任濤, 張勁南, 張明洪
【申請人】張勁南
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月21日