一种自平衡轮椅结构的制作方法
【专利摘要】一种自平衡轮椅结构，座椅架的后部与底架铰接，其前部通过推杆电机与底架连接，通过推杆电机的推动使座椅架绕底架转动，从而调整座椅架与水平面的倾斜角度；座椅架上设有控制器和用于感应座椅架相较于地面倾斜程度的倾角传感器，倾角传感器将其采集到座椅架倾斜角度信息反馈给控制器，控制器控制推杆电机工作从而驱动座椅架绕底架转动直至倾角传感器感应不到座椅架的倾斜为止。本发明通过在轮椅上设置倾角传感器，从而检测轮椅是否处于爬坡状态以及爬坡的坡度，并根据测得的倾斜程度驱动推杆电机，使座椅架绕底架转动从而保证座椅架时刻与水平面垂直，从而消除了由于爬坡导致乘坐者重心偏移带来的不适感，增加了爬坡的稳定性。
【专利说明】一种自平衡轮椅结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及到行动不便人士使用的轮椅，具体的说是一种自平衡轮椅结构。
【背景技术】
[0002]轮椅是供行动不便人士出行所使用的，现有的轮椅一般都是由电动或人力驱动的，在爬坡或楼梯时会使轮椅倾斜，造成轮椅上使用者的重心发生变化，不仅会使使用者感觉不舒服，而且也使其爬坡时的安全可靠性降低。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中的轮椅在爬坡时会使使用者重心发生变化导致的不适感以及安全可靠性降低的问题，本发明提供了一种自平衡轮椅结构，该轮椅可在爬坡的时候自行调整座椅的倾斜角度,从而使使用者始终与重力方向保持一致。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用的 技术方案为:一种自平衡轮椅结构，由轮椅本体和驱动轮构成，所述轮椅本体包括座椅架和与驱动轮轮轴固定连接的底架，其中，座椅架的后部与底架铰接，其前部通过推杆电机与底架连接，通过推杆电机的推动使座椅架绕底架转动，从而调整座椅架与水平面的倾斜角度；所述座椅架上还设有控制器和用于感应座椅架相较于地面倾斜程度的倾角传感器，其中，倾角传感器将其采集到座椅架倾斜角度信息反馈给控制器，控制器控制推杆电机工作从而驱动座椅架绕底架转动直至倾角传感器感应不到座椅架的倾斜为止。
[0005]所述座椅架包括脚踏板和扶手，座椅架的后部铰接有靠背，且靠背的后部设置有弹簧以调节靠背的倾斜角度。
[0006]本发明所述的控制器为单片机，并在其中设置数据分析模块，通过数据分析模块对倾角传感器传回的信号进行分析处理，为了防止由于路面颠簸所导致的倾角传感器测得轮椅小角度倾斜的问题，数据分析模块对倾角传感器所传输的倾角信息进行延时分析，也就是说，只有当倾角传感器在一定时间(如l_2s)内测得轮椅始终处于倾斜状态时才将轮椅归结为处于爬坡状态，此时方输出信号给控制器，控制器再根据此信号控制推杆电机从而使座椅架绕底架转动直至倾角传感器感应不到座椅架的倾斜为止。
[0007]本发明中，自平衡轮椅的工作过程如下:
1)启动轮椅并驱动轮椅运动；
2)倾角传感器检测座椅架与水平面是否垂直，并将检测结果传递给控制器；
3)控制器中的数据分析模块对接收到的倾角信号进行分析，待该倾角信号持续一定时间后再判定此时的倾角值，然后查找到与该倾角值对应的推杆电机行程，并将该行程值输出给控制器；
4)控制器控制推杆电机伸长或收缩相应的行程值；
5)重复步骤2)—步骤4)直至轮椅停止运动。
[0008]有益效果:本发明通过在轮椅上设置倾角传感器，从而检测轮椅是否处于爬坡状态以及爬坡的坡度，并根据测得的倾斜程度驱动推杆电机，使座椅架绕底架转动从而保证座椅架时刻与水平面垂直，从而消除了由于爬坡导致乘坐者重心偏移带来的不适感，增加了爬坡的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图；
附图标记:1、驱动轮，2、座椅架，201、脚踏板，202、扶手，3、底架，4、推杆电机，5、控制
器，6、倾角传感器，7、靠背，8、弹簧。
【具体实施方式】
[0010]如图所示，一种自平衡轮椅结构，由轮椅本体和驱动轮I构成，所述轮椅本体包括座椅架2和与驱动轮I轮轴固定连接的底架3，其中，座椅架2的后部与底架3铰接，其前部通过推杆电机4与底架3连接，通过推杆电机4的推动使座椅架2绕底架3转动，从而调整座椅架2与水平面的倾斜角度；所述座椅架2上还设有控制器5和用于感应座椅架2相较于地面倾斜程度的倾角传感器6，其中，倾角传感器6将其采集到座椅架2倾斜角度信息反馈给控制器5，控制器5控制推杆电机4工作从而驱动座椅架2绕底架3转动直至倾角传感器6感应不到座椅架2的倾斜为止。
[0011]以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进或限定:
如，所述座椅架2包括脚踏板201和扶手202，座椅架2的后部铰接有靠背7，且靠背7的后部设置有弹簧8以调节靠背7的倾斜角度。
[0012]本发明所述的控制器为单片机，并在其中设置数据分析模块，通过数据分析模块对倾角传感器传回的信号进行分析处理，为了防止由于路面颠簸所导致的倾角传感器测得轮椅小角度倾斜的问题，数据分析模块对倾角传感器所传输的倾角信息进行延时分析，也就是说，只有当倾角传感器在一定时间(如l_2s)内测得轮椅始终处于倾斜状态时才将轮椅归结为处于爬坡状态，此时方输出信号给控制器，控制器再根据此信号控制推杆电机从而使座椅架绕底架转动直至倾角传感器感应不到座椅架的倾斜为止。
[0013]本发明中，自平衡轮椅的工作过程如下:
1)启动轮椅并驱动轮椅运动；
2)倾角传感器检测座椅架与水平面是否垂直，并将检测结果传递给控制器；
3)控制器中的数据分析模块对接收到的倾角信号进行分析，待该倾角信号持续一定时间后再判定此时的倾角值，然后查找到与该倾角值对应的推杆电机行程，并将该行程值输出给控制器；
4)控制器控制推杆电机伸长或收缩相应的行程值；
5)重复步骤2)—步骤4)直至轮椅停止运动。
【权利要求】
1.一种自平衡轮椅结构，由轮椅本体和驱动轮(I)构成，其特征在于:所述轮椅本体包括座椅架(2 )和与驱动轮(I)轮轴固定连接的底架(3 )，其中，座椅架(2 )的后部与底架(3 )铰接，其前部通过推杆电机(4)与底架(3 )连接，通过推杆电机(4)的推动使座椅架(2 )绕底架(3)转动，从而调整座椅架(2)与水平面的倾斜角度；所述座椅架(2)上还设有控制器(5)和用于感应座椅架(2)相较于地面倾斜程度的倾角传感器(6)，其中，倾角传感器(6)将其采集到座椅架(2 )倾斜角度信息反馈给控制器(5 )，控制器(5 )控制推杆电机(4 )工作从而驱动座椅架(2)绕底架(3)转动直至倾角传感器(6)感应不到座椅架(2)的倾斜为止。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡轮椅结构，其特征在于:所述座椅架(2)包括脚踏板(201)和扶手(202)，座椅架(2)的后部铰接有靠背(7)，且靠背(7)的后部设置有弹簧 (8)以调节靠背(7)的倾斜角度。
【文档编号】A61G5/06GK104000697SQ201410191526
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】高春艳, 梁坤峰, 付主木, 韩顺训, 高爱云, 樊亚辉, 黄玉成 申请人:河南科技大学