智能轮椅设计方案

随着人口老龄化的发展，一些老年人和残疾人由于身体原因无法独立生活，因此他们需要优越的交通工具来提高他们的活动自由度普通的轮椅功能是单一的，不能改变自己的生活质量和自由因此，对帮助残疾人行走的智能轮椅的研究已逐渐成为一个热点以下是新智能轮椅的功能一智能轮椅功能智能轮椅改进了传统的电动轮椅，以DSP为核心控制器，采用模糊控制理论，实现了轮椅在特定模式下的实时避障功能智能轮椅应用于嵌入式技术，具有功耗低计算性能高的特点它可以帮助老年人和残疾人独立生活，节省家庭护理成本，减轻社会负担智能轮椅主要具有密码识别和语音合成机器人自定位动态随机避障多传感器信息集成实时自适应导航控制等功能二智能轮椅应用原理智能

在我国对于电动轮椅的研究相比较发达国家来说还存在很大的差距，在很多地方还需要进行改进完善，但是随着近些年我国在综合实力的提升，国内的电动轮椅也取得了非常显著的成就比如，国内很多商家开始对传统的轮椅进行了改良，发明了通过驱动左右动力后轮的左右电机串联连接设计，使差动速度功能得以体现，这样在行使的过程中有更加可靠的转向，并且也更加舒适稳定目前，国外的一些高档轮椅最低档次的也要超过2万人民币，最高的达到了10多万，这也不是一般家庭可以承受的，很多普通家庭都无法购买，这就需要国内厂家生产出高性价比的电动轮椅通过对多功能轮椅的改进优化之后，虽然性能和外观上相比较发达国家生产的高档轮椅还存在一定的差距，但

一序言目前，中国已经成为世界上老年人口最多的国家，据国家统计局最新数据，60周岁以上的人口占总人口173，总数达到24090万人，其中有114的比例人数是65周岁及以上的当某一个地区60岁以上的人口比例是总人数的10，或是65岁以上的人口比例是7，那么就意味着该地区的人口处于老龄化的趋向，加之天灾人祸又会致使部分人丧失一定的行动力我们研究智能轮椅也是给这部分人提供一个智能安全的代步工具，使其更加方便生活二智能轮椅研究的关键技术智能轮椅的组成一般是人机接口环境感知和导航系统运动控制和能源系统这三部分组成一导航系统智能轮椅的安全导航特性是一大关键点智能轮椅能够自主导航，其主要是由环境感知云顶路径自

智能电动轮椅涵盖了很多门学科，具有非常强的技术性和专业新，集导航通讯计算机机电和光为一体的一种复杂测量控制系统在智能电动轮椅中，也包含了很多不同类型的功能模块，比如通讯与数据互连模块供电模块人机交互模块控制模块驱动模块感知模块等等国内设计的机械本体比较重视美观实用性，其中电气部分最为核心的是控制和测量，不同的模块又包含了很多个不同的子模块智能轮椅的特性优势\1人文实用性智能轮椅要对残疾人士和老年人的实际情况充分考虑到位，将科学的人机交互特征充分体现出来智能轮椅要具备遥控控制的功能，并且可以实现自动识别控制和自身独立控制，而且对上述的三种操作模式进行切换的时候也比较便捷实际在应用的时候，除了要满

设计新式脑控轮椅的必要性目前，我国存在很多残障人士，包括视力残疾，肢体瘫痪等他们丧失了大部分生活自理能力，如行走，动手及说话能力如何利用科学技术改善他们的生活质量帮助他们恢复生活自理能力是科学服务于社会的一个重要方向尽管现在的一些智能轮椅已经实现了自主导航避障语音驱动等诸多功能，但这依然不能满足一些几乎丧失行为能力与语言能力的重症残疾人虽然他们的语言能力与肢体功能已经丧失，但是他们的大脑思维与正常人基本无差异，因此我们可以利用大脑产生的脑电生理信号来控制高性能智能轮椅因此，设计一款脑控智能轮椅是非常有必要的，这样可以帮助一些重症残障人士在保障安全的前提下能够获得更大限度的自由，使他们能更好地去

一研究背景随着现代科学技术的发展和社会物质文化的提升，大众人民的生活质量和居家美满度也处于不断上升的趋势但是因为各种交通安全事故的发生突发意外疾病的困扰和人口老龄化，每年均有成千上万的人因此丧失一种或多种能力比如行走等，所以残障人士也急需运用相应的科学技术来提高他们的生活质量和满意度因此，有许多科研开发人员对残障人士所面临的种种窘境进行了不少了研究工作，如电动轮椅的机械改造便携坐便器轮椅车的人性化设计多功能轮椅结构设计等《中国人口老龄化发展趋势预测研究报告》显示，在未来的50年内中国人口老龄化的现象和压力将愈演愈烈在《第二次全国残疾人抽样调查报告》中，全国各类残疾人占全国人口超过5经调查发现，

随着社会老龄化进程的加快以及由于各种疾病工伤交通事故等原因造成下肢损伤的人数的增加，为老年人和残疾人提供性能优越的代步工具已成为整个社会重点关注的问题之一智能轮椅作为一种服务机器人，具有自主导航避障人机对话以及提供特种服务等多种功能，可以大大提高老年人和残疾人的日常生活和工作质量，使他们重新获得生活自理能力和融入社会成为可能目前，世界各国的研究者都在广泛开展智能轮椅相关技术的研究　　作为机器人技术的一种应用平台，智能轮椅上融合了机器人研究领域的多种技术，包括运动控制机器视觉模式识别多传感器信息融合以及人机交互等等经过20多年的研究和开发，智能轮椅的交互性自主性以及安全性都得到了很大的发展智能轮

1交互界面设计智能轮椅不仅要在外观和色彩等方面达到较好的美观性，同时也要充分重视人机交互界面的设计特别是智能轮椅使用人员为老年人和残疾人，因此在交互界面设计时，应该尽可能保证整体界面布局与内容展示的便捷性，能够让这些使用人员较好地理解交互内容，并能够更好地控制轮椅设备对于整个智能轮椅设计来说，人机交互界面也是最为关键的一个模块在具体设计过程中，酵母界面一方面应该能够根据使用者自身的功能需求，简洁展示相应的内容与此同时，人机交互界面设计还应该引入智能手机，设计APP连接控制模式，同时还要实现各类数据的共通，使得使用者可以通过手机来完成更为精细的人机交互2显示屏设计在显示屏设计模块上，相关设计人员

从老年人和残疾人生理心理需求出发，结合当今市场上轮椅产品的优势，弥补其存在的不足，提出尽可能满足使用者多方面功能需求的设计方案本文研究的智能轮椅主要适用于肢体功能存在障碍的人士进行日常自理生活，以及一些简单的康复运动综合考虑结构功能成本等多种因素，确定智能轮椅的功能有1行走功能使用者坐在轮椅上时，可以通过手动或者自动方式，在室内或者室外行走2对接功能对接功能是指残疾人可以在轮椅和床座便器等之间自如移动对于下肢残疾以及行动不便的老人来说，护理人员必须长时间守护在身边，为他们解决穿衣上床如厕等一系列问题因此，智能轮椅必须具备和床以及座便器的对接功能，让使用者自己解决这些问题且智能轮椅还可以协助下肢

智能轮椅的导航技术主要来源于机器人技术，但由于智能轮椅是以人为中心的控制系统，其导航又具有特殊性除了需要解决导航过程中轮椅运行空间的环境模型建立，轮椅的定位以及路径规划等问题，还更应关注导航中的安全性以及与使用者的交互性1环境感知传感器是智能轮椅进行环境感知的主要手段因此，为了尽可能准确地获取环境信息，智能轮椅上都配备了多种传感器包括内部或外部编码器，超声波传感器，红外传感器，激光测距仪，碰撞传感器，摄像头等等智能轮椅通过多种传感器收集数据，利用信息融合算法将能够较准确地获得环境特征，为精确的导航提供可靠的依据目前研究者们已经提出了多种信息融合算法，包括有加权平均法贝叶斯估计多贝叶斯方法卡尔曼