扶梯可用轮椅的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种轮椅，具体涉及一种扶梯可用轮椅。
【背景技术】
[0002]目前，国内绝大多数轮椅还是只能在平地上运动，在地铁或商场的扶梯上无法安全使用，导致事故频发。另外，虽有部分轮椅已实现上楼梯、扶梯功能，但依赖人为操作程度太大，不够自动化和智能化，仍给残障人士造成安全隐患。基于此，亟待设计一种高度自动化、精准快速升降切换的扶梯可用轮椅，最大限度减少人为因素，提高安全系数，以解决目前面临的问题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是提供一种扶梯可用轮椅，利用自动控制装置，切换平地模式和扶梯模式。当遇见扶梯时，陀螺仪实时输出两路模拟信号，通过模数转换器转换为数字信号传输给单片机，滤波整合为一个角度信号。传感器检测到阶梯高度变化，利用单片机控制电动伸缩杆伸缩，改变前轮的高度，从而达到使轮椅车体处于趋近水平平稳状态的目的。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现:
[0005]设计一种扶梯可用轮椅，包括前支架(A)、前轮(B)和自动控制系统(C)，所述前轮(B)设置在前支架(A)下方，所述前支架(A)为电动伸缩杆，所述自动控制系统(C)设置在轮椅的座位下方，其电路结构包括单片机(Ul)、排阻(Rl)、复合晶体管(U2)、第一继电器(Jl)、第二继电器(J2)、陀螺仪(P5)、第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)；
[0006]所述单片机(Ul)的第19脚和第18脚分别接晶振(Yl)的两端，晶振(Yl)的两端还分别与第一电容(Cl) 一端、第二电容(C2) —端相连，第一电容(Cl)另一端、第二电容(C2)另一端均接地，单片机(Ul)的第9脚接按钮(SI) —端，按钮(SI)另一端分别与第三电容(C3) —端、第二电阻(R2) —端相连，第三电容(C3)另一端接电源VCC端，第二电阻(R2)另一端接地，单片机(Ul)的第39脚至第32脚接排阻(Rl)的第2脚至第9脚、第一模数转换器(ADl)的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第I脚至第8脚接第二模数转换器AD2的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第21脚至23脚分别接第一模数转换器(ADl)的第6脚、7脚和9脚，单片机(Ul)的第24脚和第25脚分别接复合晶体管(U2)的第6脚和第7脚，复合晶体管(U2)的第11脚、10脚分别接第一继电器(Jl)、第二继电器(J2)，第一继电器(Jl)的第I脚通过输出端Pl接第二继电器(J2)的第I脚，第一继电器(Jl)的第2脚分别接+12V电源线P2和第一继电器(Jl)的第2脚，第一继电器(Jl)的第3脚和第二继电器(J2)的第3脚均接地，单片机(Ul)的第10脚至第13脚分别接第二模数转换器(AD2)的第6脚、7脚、9脚和10脚，第二模数转换器(AD2)的第26脚接陀螺仪(P5)的第7脚。
[0007]所述的单片机(Ul)的型号为P89C52X2BN;所述的复合晶体管(U2)的型号为ULN2003 ;所述的陀螺仪(P5)的型号为MHDR2X4 ;所述的第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)型号均为AD0809。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]1、利用变换前轮高度以维持平衡，克服了普通轮椅在扶梯上的局限性，提高了轮椅的安全性和残疾人出行的自由度。
[0010]2、利用陀螺仪和继电器的组合使得轮椅实现高度的自动调整，不需要人力控制，提高了精准程度和安全系数。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0012]图1为本实用新型的主要结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的单片机及扩展电路图；
[0014]图3为本实用新型的第一模数转换器的电路图；
[0015]图4为本实用新型的第二模数转换器的电路图；
[0016]图5为本实用新型的工作过程框图；
[0017]图中A为前支架，B为前轮，C为自动控制系统，Ul为单片机、Rl为排阻、U2为复合晶体管、Jl为第一继电器、J2为第二继电器、P5为陀螺仪、ADl为第一模数转换器，AD2为第二模数转换器，Yl为晶振，Cl为第一电容，C2为第二电容，C3为第三电容，SI为按钮，R2为第二电阻。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0019]参照图1-4，一种扶梯可用轮椅，包括前支架(A)、前轮⑶和自动控制系统(C)，所述前轮(B)设置在前支架(A)下方，所述前支架(A)为电动伸缩杆，所述自动控制系统(C)设置在轮椅的座位下方，其电路结构包括单片机(Ul)、排阻(Rl)、复合晶体管(U2)、第一继电器(Jl)、第二继电器(J2)、陀螺仪(P5)、第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)；
[0020]其中，所述单片机(Ul)的第19脚和第18脚分别接晶振(Yl)的两端，晶振(Yl)的两端还分别与第一电容(Cl) 一端、第二电容(C2) —端相连，第一电容(Cl)另一端、第二电容(C2)另一端均接地，单片机(Ul)的第9脚接按钮(SI) —端，按钮(SI)另一端分别与第三电容(C3) —端、第二电阻(R2) —端相连，第三电容(C3)另一端接电源VCC端，第二电阻(R2)另一端接地，单片机(Ul)的第39脚至第32脚接排阻(Rl)的第2脚至第9脚、第一模数转换器(ADl)的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第I脚至第8脚接第二模数转换器AD2的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第21脚至23脚分别接第一模数转换器(ADl)的第6脚、7脚和9脚，单片机(Ul)的第24脚和第25脚分别接复合晶体管(U2)的第6脚和第7脚，复合晶体管(U2)的第11脚、10脚分别接第一继电器(J1)、第二继电器(J2)，第一继电器(Jl)的第I脚通过输出端Pl接第二继电器(J2)的第I脚，第一继电器(Jl)的第2脚分别接+12V电源线P2和第一继电器(Jl)的第2脚，第一继电器(Jl)的第3脚和第二继电器(J2)的第3脚均接地，单片机(Ul)的第10脚至第13脚分别接第二模数转换器(AD2)的第6脚、7脚、9脚和10脚，第二模数转换器(AD2)的第26脚接陀螺仪(P5)的第7脚。
[0021]此外，所述的单片机(Ul)的型号为P89C52X2BN ;所述的复合晶体管(U2)的型号为ULN2003 ;所述的陀螺仪(P5)的型号为MHDR2X4 ;所述的第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)型号均为AD0809。
[0022]本【具体实施方式】硬件电路方面，使用Z加速度计(陀螺仪)作为传感器，用AD0809模数转换器将陀螺仪输出的模拟信号转换成数字信号输送给P89C52X2BN单片机，单片机输出信号控制继电器和相适应的驱动装置，从而控制电动伸缩杆的伸缩，使车体水平。所设计电路图经proteus仿真和Altium designer设计为PCB制作、调试后，硬件上可以实现所述功能。其工作过程框图如图5所示。
[0023]传感器模块采用了单轴陀螺仪和三方向加速度传感器的综合模块。当模型处于非水平状态时，传感器模块将会输出一个对应角度的电压信号。模数转换采用AD0809，将一路模拟信号输出成数字信号。继电器采用两个5脚的单刀双掷继电器进行开关设计，以达到在上升、下降及平衡状态的切换。
[0024]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种扶梯可用轮椅，其特征在于:包括前支架(A)、前轮(B)和自动控制系统(C)，所述前轮(B)设置在前支架(A)下方，所述前支架(A)为电动伸缩杆，所述自动控制系统(C)设置在轮椅的座位下方，其电路结构包括单片机(Ul)、排阻(Rl)、复合晶体管(U2)、第一继电器(Jl)、第二继电器(J2)、陀螺仪(P5)、第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)； 所述单片机(Ul)的第19脚和第18脚分别接晶振(Yl)的两端，晶振(Yl)的两端还分别与第一电容(Cl) 一端、第二电容(C2) —端相连，第一电容(Cl)另一端、第二电容(C2)另一端均接地，单片机(Ul)的第9脚接按钮(SI) —端，按钮(SI)另一端分别与第三电容(C3) 一端、第二电阻(R2) —端相连，第三电容(C3)另一端接电源VCC端，第二电阻(R2)另一端接地，单片机(Ul)的第39脚至第32脚接排阻(Rl)的第2脚至第9脚、第一模数转换器(ADl)的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第I脚至第8脚接第二模数转换器AD2的第17脚、14脚、15脚、8脚、18脚至21脚，单片机(Ul)的第21脚至23脚分别接第一模数转换器(ADl)的第6脚、7脚和9脚，单片机(Ul)的第24脚和第25脚分别接复合晶体管(U2)的第6脚和第7脚，复合晶体管(U2)的第11脚、10脚分别接第一继电器(Jl)、第二继电器(J2)，第一继电器(Jl)的第I脚通过输出端Pl接第二继电器(J2)的第I脚，第一继电器(Jl)的第2脚分别接+12V电源线P2和第一继电器(Jl)的第2脚，第一继电器(Jl)的第3脚和第二继电器(J2)的第3脚均接地，单片机(Ul)的第10脚至第13脚分别接第二模数转换器(AD2)的第6脚、7脚、9脚和10脚，第二模数转换器(AD2)的第26脚接陀螺仪(P5)的第7脚。
2.根据权利要求1所述的扶梯可用轮椅，其特征在于:所述的单片机(Ul)的型号为P89C52X2BN;所述的复合晶体管(U2)的型号为ULN2003 ;所述的陀螺仪(P5)的型号为MHDR2X4 ;所述的第一模数转换器(ADl)和第二模数转换器(AD2)型号均为AD0809。
【专利摘要】本实用新型公开了一种扶梯可用轮椅，包括前支架(A)、前轮(B)和自动控制系统(C)，所述前轮(B)设置在前支架(A)下方，所述前支架(A)为电动伸缩杆，所述自动控制系统(C)设置在轮椅的座位下方，其电路结构包括单片机(U1)、排阻(R1)、复合晶体管(U2)、第一继电器(J1)、第二继电器(J2)、陀螺仪(P5)、第一模数转换器(AD1)和第二模数转换器(AD2)。本实用新型利用自动控制装置，切换平地模式和扶梯模式。当遇见扶梯时，陀螺仪传感器检测到阶梯高度变化，利用单片机控制电动伸缩杆伸缩，改变前轮的高度，从而达到使轮椅车体处于趋近水平平稳状态的目的。
【IPC分类】A61G5-06, A61G5-10
【公开号】CN204562615
【申请号】CN201520259611
【发明人】李明晓, 曾玥, 徐承优, 李敏
【申请人】李明晓, 曾玥, 徐承优, 李敏
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日