电动轮椅启动及避障系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电动轮椅控制系统，尤其是设及一种电动轮椅用人体感应启动及 避障控制系统。
【背景技术】
[0002] 据相关统计，我国约有各类残疾人8300万，老年人1.5亿，是世界上拥有身体功能 障碍人口最多的国家，巨大的人口基数将使老龄化问题在未来十年内成为困扰我们的严重 社会问题。促进残疾人事业发展，改善残疾人状况，已成为全面建设小康社会和构建社会主 义和谐社会的一项重要而紧迫的任务。
[0003] 目前，对于下肢站立和行走能力较弱或丧失的残疾人和老人来说，在日常生活中， 当他们需要电动轮椅来解决出行和康复，传统的电动轮椅不能感应到人体的是否坐在轮椅 正确的位置上，也不能判断行驶环境的路况，给使用电动轮椅的人带来安全隐患。本发明是 一种智能辅助装置，用于轮椅的使用者在正确坐姿状态下开启电源，在坐姿状态下轮椅正 常行驶。使用者在操作轮椅时，有遇到障碍提醒，遇到上坡、下坡报警提示，遇到上下坡路况 根据坡道坡度轮椅加速或减速的功能。能够有效改善轮椅使用者的日常生活状况，给他们 带来一种全新的、安全的生活方式，有利于提高他们的康复水平和驾驶轮椅的舒适度。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供适用于电动轮椅的一种方便可靠的电动轮椅启动及避障系 统，提高使用者的使用安全性W及方便程度。
[0005] 为实现本发明之目的，采用W下技术方案予W实现：
[0006] -种电动轮椅感应启动及避障系统，包括:主控制器、传感器模块、电源管理模块 和辅助模块，其中：
[0007] 主控制器分别与传感器模块、电源管理模块、辅助模块连接；
[000引传感器模块包括位置传感器；
[0009] 电源管理模块包括电源和电源自启动装置，自启动装置作为电源开关，处于常开 状态，W断开电源供电，当该自启动装置受到压力后，开关闭合，电源导通，电动轮椅启动及 避障系统处于上电状态，主控制器控制电源暂时不向轮椅驱动装置供电；
[0010] 系统上电后，位置传感器将电动轮椅使用者的乘坐位置信息实时发送给主控制 器，主控制器根据接收到的位置信息判断使用者是否处于安全位置，如果处于安全位置，主 控制器控制电源控制模块向轮椅的驱动装置供电；如果判断使用者未处于安全位置，则主 控制器控制电源控制模块不向轮椅的驱动装置供电，同时主控制器控制辅助模块中的语音 模块发出未处于安全位置的语音报警信号。
[0011] 所述的系统，进一步的：
[0012] 位置传感器设置在电动轮椅左右扶手上，且距离靠背的距离不大于IOcm,该位置 传感器是红外探测模块，包括红外光发射器和红外光接收器，分别相对设置在左右扶手上， 当接收到红外发射器发射的红外光时，该红外光接收器将接收到的光信号转换为电信号， 并将该电信号实时传输给主控制器，主控制器接收到该信号后，判断使用者尚未处于安全 位置；当使用者遮挡住红外发射器发出的红外光时，红外接收器接收不到该光线，不再向主 控制器发送所述电信号，此时主控制器判断使用者处于安全位置。
[0013] 所述的系统，进一步的：
[0014] 传感器模块还包括压力传感器，所述压力传感器分别设置在轮椅的两个区域:坐 面区域、靠背区域，用于检测使用者身体的坐面压力、靠背压力，并将检测到的压力数值实 时传输给主控制器，主控制器根据接收到的压力数值决定是否报警或降低轮椅的速度。
[0015] 所述的系统，进一步的：
[0016] 主控制器将接收到的靠背压力数值、坐面压力数值分别与预设的多个靠背压力阔 值和多个坐面压力阔值进行比较，当靠背压力数值和坐面压力数值分别小于第一靠背压力 阔值和第一坐面压力阔值而大于第二靠背压力阔值和第二坐面压力阔值时，主控制器向辅 助模块发出控制信号，控制辅助模块的语音模块进行语音报警；当靠背压力数值和坐面压 力数值中的至少一个小于预设的第二靠背压力阔值或坐面压力阔值时，控制器向辅助模块 发出控制信号，控制辅助模块的语音模块进行语音报警，主控制器同时向轮椅驱动模块发 出减速的指令，降低电动轮椅驱动电机的转动速度。
[0017] 所述的系统，进一步的：
[0018] 所述第一靠背压力阔值大于第二靠背压力阔值;第一坐面压力阔值大于第二坐面 压力阔值。
[0019] 所述的系统，进一步的：
[0020] 辅助模块包括按键操作模块，所述键操作模块包括一个电源开关按键、一个鸣笛 按键、一个速度增加按键、一个速度减小按键、=个设置时间按键；
[0021 ]所述电源开关按键与自启动装置并联连接。
[0022] 所述的系统，进一步的：
[0023] 按键操作模块还包括操作装置，该操作装置是设置在轮椅扶手上的操作杆，操作 杆可W前、后、左、右移动，并将相应的移动信号发送给主控制器，主控制器接收到该操作信 号后，向轮椅驱动装置发送相应的操作命令，驱动装置包括驱动电机和转向电机，当接收到 前、后的操作命令后，驱动电机正转或反转，驱动轮椅向前或向后移动；当接收到左、右转向 的操作命令后，转向电机正转或者反转，带动与之相连的转向机构旋转，驱动轮椅左转或右 转。
[0024] 所述的系统，进一步的：
[0025] 电源管理模块还包括电压转换电路和电池电量检测电路；
[0026] 电源转换模块用于将电源电压转换为用于主控制器工作的电压，W及用于传感器 模块、按键模块、语音合成模块和OL邸显示模块工作需要的电压；
[0027] 电池电量检测电路用于对电源电量进行检测，并实时将检测结果发送给主控制 器，主控制器将接收到的电量数值与预定的电量阔值比较，当发现前者低于后者时，主控制 器控制辅助模块的语音模块发出电量低的语音提示。
[0028] 所述的系统，进一步的：
[0029] 所述电压转换电路包括降压忍片、第一=端稳压元件，第二=端稳压元件。
[0030] 所述的系统，进一步的：
[0031] 所述电压转换电路还包括二极管10A10、肖特基二极管SS34、50V，220iiF电解电容、 16V，220yF电解电容、IOA保险管、0.1 iiF电容、IiiF电容、IOiiF电容和100地电感；
[0032] 降压忍片LM2576HV的1脚为电压输入端，接24V电源电压，电源电压输出端先接IOA 保险管再接二极管IOAlO正极，二极管IOAlO负极接LM2576HV的1脚，实现24V电压的输入，二 极管1 OAl 0负极输出通过50V、22化F电解电容滤波；
[0033] 降压忍片LM2576HV的3脚为接地端，接地;5脚为片选端，低电平有效，接地;2脚为 电压输出端，接肖特基二极管SS34稳压和续流，2脚输出电压为12V，2脚接100地储能电感一 端、电感另一端接电解电容一端，电解电容另一端接地;4脚接到电感与电解电容的连接端， 作为反馈输入；
[0034] 第一S端稳压集成电路L7805输入端接12V电压，用IOiiF电容滤波，输出端用0.化F 电容滤波，产生5V电压；
[00巧]第二S端稳压集成电路LM1117-3.3输入端接5V，用O.liiF电容滤波，输出端用0.化 F电容滤波，产生3.3V电压。
[0036] 所述的系统，进一步的：
[0037] 所述辅助模块还包括OLm)显示模块，用于显示系统状态信息，显示障碍物距离，显 示路况信息，显示电池电量，显示轮椅行走的距离和轮椅剩余行走距离；
[0038] 所述辅助模块还包括计数器，计数器安装在轮椅轮轴上，轮椅轮子每转动一圈，计 数器向主控制器发送一个计数信号，主控制器累加该计数信号，并将累加值与轮椅轮子周 长相乘，得到的数值即为轮椅的行走距离，主控制器实时将该距离显示在显示模块上;主控 制器中预先设置有电池电量与可行走距离的对照表，主控制器根据电池电量检测电路检测 出的电源电量信息，与该对照表进行比较，得到该电源电量所对应的可行走距离，并将电池 电量W及该可行走距离显示在显示模块上。
[0039] 所述的系统，进一步的：
[0040] 传感器模块还包括路况传感器模块，用于探测路况，并将路况信息实施传输给主 控制器，主控制器根据接收到的路况信息确定是否报警W及是否减速。
[0041] 所述的系统，进一步的：
[0042] 该路况传感器模块是超声波探测器，包括第一超声波探测器和第二超声波探测 器，其中第一超声波探测器安装在轮椅正前方脚踏板上低于座位板的高度，第二超声波探 测器