分体式残疾人智能轮椅的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种既适用于一般残疾人又适用于残疾人运动员的智能轮椅。使用本实用新型分体式残疾人智能轮椅可以将座椅上轮椅乘坐者的双手完全解放出来。这对于参加轮椅运动的各有关残疾人运动员尤为重要，并将对轮椅网球、轮椅乒乓球、轮椅排球、轮椅篮球、轮椅击剑、轮椅羽毛球、轮椅台球、轮椅高尔夫等残疾人运动项目产生全新的突破。
【背景技术】
[0002]轮椅既是一般残疾人的代步工具，更是有关残疾人轮椅运动项目必不可少的运动器材。现有的轮椅大部分都是依靠轮椅乘坐者通过手动轮圈来掌控轮椅的转动和转向，使用过程中必须要有一只手或双手始终不能脱离轮圈。为此，我们发明设计了基于计算机软、硬件技术，自动控制执行机构，差速机构，限速机构，力传感器等现代高科技技术综合实现轮椅的自动控制。采用本发明专利分体式残疾人智能轮椅，将使轮椅乘坐者的双手完全得以解放出来。这特别对于轮椅运动员具有极大的现实意义。而且，也必然对有关残疾人轮椅运动项目产生极大地深远影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:为了将轮椅乘坐者的双手完全解放出来，本发明分体式残疾人智能轮椅是由残疾人自身重心位置的调整和腰部的扭转运动通过力传感器来主动控制机械执行机构，并通过自动控制电路和相应的软件对轮椅的前进、转向、倒退和制动等进行无级变速调整控制。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
[0005]分体式残疾人智能轮椅，包括座椅(I)、球铰链机构(2)、四轮运转机构(3)、机械执行机构(4)、自动控制电路(5)、计算机软件系统(6)、电动机(7)、转向差速机构⑶、手动轮圈(9)、手动控制开关(10)、电动机限速机构(12)、力传感器(13)、四轮运转机构(3)的主动轮(14)、四轮运转机构(3)的从动轮(15);所述力传感器(13)包括第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)，所述第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)设置在座椅(I)和四轮运转机构(4)之间的平台上，所述第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)分别设置在所述平台的左前、右前、右后、左后位置。
[0006]所述的分体式残疾人智能轮椅，四轮运转机构(3)经由电动机(7)进行驱动，四轮运转机构(3)的驱动可以是前驱或后驱或四驱。
[0007]所述的分体式残疾人智能轮椅，驱动四轮运转机构(3)的电动机(7)设有限速机构(12)ο
[0008]所述的分体式残疾人智能轮椅，力传感器(13)是其两端具有弹性元件的压力传感器
[0009]将轮椅分为上下两部分，上部分为座椅，下部分为四轮运转机构。座椅与运转机构之间通过球铰链机构连接。四轮运转机构的前轮为具有一定倾斜角度的主动轮，后轮为直立的从动轮，左右轮之间设置有差速机构以保证转向时的稳定性。四轮运转机构的启动、制动、转向、变速等均由轮椅乘坐者自身重心位置的调整和腰部的扭转动作进行主动控制。四轮运转机构由电动机带动，可以是前驱、后驱或四驱。
[0010]与现有技术相比，本发明的特点是:
[0011](I)采用了现代计算机硬、软件技术和自动控制执行机构，差速机构，限速机构等现代高科技技术的综合实现了轮椅的自动控制。
[0012](2)本分体式残疾人智能轮椅既可以采用由轮椅乘坐者自身重心位置的调整和腰部的扭转运动通过力传感器来主动控制机械执行机构，并通过自动控制电路和相应的软件对轮椅的前进、转向、倒退和制动等进行无级变速调整控制。同时，也可以按现有的轮椅控制方式采用手动轮圈控制。而且，当两种控制方式同时实施时将以手动轮圈的控制为主。
[0013](3)本分体式残疾人智能轮椅在国内外均属首创。目前，国内外均未见有与此类似的相关报道。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0015]图1为本实用新型分体式残疾人智能轮椅的结构示意侧视图。
[0016]图2为本实用新型分体式残疾人智能轮椅的结构示意正视图。
[0017]图3为本实用新型分体式残疾人智能轮椅的结构示意俯视图。
[0018]图中:分体式残疾人智能轮椅，是由座椅⑴、球铰链机构(2)、四轮运转机构(3)、机械执行机构⑷、自动控制电路(5)、计算机软件系统(6)、电动机(7)、转向差速机构⑶、手动轮圈(9)、手动控制开关(10)、电动机限速机构(12)、力传感器(13)等主要零部件组成。
【具体实施方式】
[0019]参看图1、图2，分体式残疾人智能轮椅。主要由座椅(I)、球铰链机构(2)、四轮运转机构⑶、机械执行机构⑷、自动控制电路(5)、计算机软件系统(6)、电动机(7)、转向差速机构(8)、手动轮圈(9)、手动控制开关(10)、电动机限速机构(12)、力传感器(13)等主要零部件组成。
[0020]所述力传感器(13)包括力传感单元131、132、133、134，所述力传感单元131、132、133、134设置在座椅I和四轮运转机构4之间的平台上，具体来说，参考图3，所述力传感单元131、132、133、134分别设置在上述平台的左前、右前、右后、左后位置，当人体上体向正前方倾斜时，力传感单元131和132所受到的压力相等、并大于力传感单元133和134所受到的压力，则控制左主动轮141和右主动轮142以相同的转速向前运动(前、后、左、右的定义:乘坐者面向前、背朝后、乘坐者左手为左、右手为右)。
[0021]当人体上体通过腰部向正后方倾斜时，力传感单元133和134所受到的压力相等、并大于力传感单元131和132所受到的压力，则控制左主动轮141和右主动轮142以相同的反向转速向后倒退。
[0022]当人体上体通过腰部向左前方倾斜时，力传感单元131所受到的压力大于其它力传感单元所受到的压力，压力差值在一定的范围内即控制左主动轮141的转速小于右主动轮142的转速，完成向前左(即向前并同时向左手方向转向，顺时针方向)转向。压力差值由力传感单元检测到的压力信号通过相应的软件处理后反馈到自动控制电路控制机械执行机构执行。
[0023]当人体上体通过腰部向左后方倾斜时，力传感单元134所受到的压力大于其它力传感单元所受到的压力，压力差值在一定的范围内即控制左主动轮141的反向转速大于右主动轮142的反向转速，完成向后左(即后退并同时向左转向，逆时针方向)转向。
[0024]同理，当人体上体通过腰部向右前方倾斜时，力传感单元132所受到的压力大于其它力传感单元所受到的压力，压力差值在一定的范围内即控制右主动轮142的转速小于左主动轮141的转速，完成向前右(逆时针方向)转向。
[0025]当人体上体通过腰部向右后方倾斜时力传感单元133所受到的压力大于其它力传感单元所受到的压力，在一定的范围内即可经由机械执行机构主动控制右主动轮142的反向转速大于左主动轮141的反向转速，完成向后右(顺时针方向)转向。
[0026]转向弧度半径和转向速度的大小与人体上体通过腰部向左前方、或左后方、或右前方、或右后方倾斜程度的大小成比例。
[0027]轮椅座椅(I)上的乘坐者(11)通过自身重心位置的调整和腰部的扭转动作对运转机构的前进、转向、倒退和制动等动作进行主动的无级变速调整控制，通过自身重心相对于球铰链机构(2)前、后、坐、右倾角的不同大小和腰部扭转动作的不同强弱程度对运转机构前进和后退速度的大小及转动方向的角度大小进行自主调节。
【主权项】
1.分体式残疾人智能轮椅，其特征是，包括座椅(I)、球铰链机构(2)、四轮运转机构(3)、机械执行机构⑷、自动控制电路(5)、计算机软件系统(6)、电动机(7)、转向差速机构(8)、手动轮圈(9)、手动控制开关(10)、电动机限速机构(12)、力传感器(13)、四轮运转机构⑶的主动轮(14)、四轮运转机构(3)的从动轮(15);所述力传感器(13)包括第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)，所述第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)设置在座椅(I)和四轮运转机构(4)之间的平台上，所述第一力传感单元(131)、第二力传感单元(132)、第三力传感单元(133)、第四力传感单元(134)分别设置在所述平台的左前、右前、右后、左后位置。
2.如权利要求1所述的分体式残疾人智能轮椅，其特征是，四轮运转机构(3)经由电动机(7)进行驱动，四轮运转机构(3)的驱动可以是前驱或后驱或四驱。
3.如权利要求1所述的分体式残疾人智能轮椅，其特征是，驱动四轮运转机构(3)的电动机(7)设有限速机构(12)。
4.如权利要求1所述的分体式残疾人智能轮椅，其特征是，力传感器(13)是其两端具有弹性元件的压力传感器。
【专利摘要】本实用新型分体式残疾人智能轮椅涉及一种既适用于一般残疾人又适用于残疾人运动员的轮椅。它通过残疾人自身重心位置的调整和腰部的扭转主动控制机械执行机构，并通过自动控制电路和相应的软件对轮椅的前进、转向、倒退和制动进行无级变速调整控制。其技术方案是将轮椅分为上下两部分，上部分为座椅，下部分为四轮运转机构。座椅与运转机构之间通过球铰链机构连接。四轮运转机构的前轮为具有一定倾斜角度的主动轮，后轮为直立的从动轮，左右轮之间设置有差速机构以保证转向时的稳定性。四轮运转机构的启动、制动、转向、变速等均由轮椅乘坐者自身重心位置的调整和腰部的扭转动作进行主动控制。四轮运转机构由电动机带动，可以是前驱、后驱或四驱。
【IPC分类】A61G5-10, A61G5-04
【公开号】CN204428307
【申请号】CN201520041363
【发明人】李雨佳, 任涛, 张劲南, 张明洪
【申请人】张劲南
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月21日