智能轮椅控制系统

现在市场上能直接买到的大多是电动轮椅这些电动轮椅结构简单，均采用右手控制杆控制前后左右,有些在右手有调速器，可以改变速度这些轮椅价格从4000元至几万元不等,续航能力1530km,可以满足大部分健全老年人短距离出行的需求但是对于残疾人和视力听觉有障碍的老年人来说,这样的轮椅就不能满足需求了甚至左利手的朋友想要使用电动轮椅都需要向厂家定做既浪费时间精力,又不能很好地满足需求可见模块化轮椅的市场空白和需求之大对于无法正常使用双手的残疾人,国内外都有一些采用其它肢体控制的轮椅样机﹔但是因为需求量小，成本高等原因难以生产,无法切实满足残疾朋友的需求这些样机中不乏可以借鉴并改装成模块化的例子，比如可以学

自步入21世纪以来，我国的老龄化情况越来越严重，随之老年人面临的问题越来越多，老年人的陪护问题成为现在的一大难题，越来越多的国家开始致力于功能丰富的轮椅的研究，随着互联网技术以及物联网技术的发展与普及，轮椅向智能化与人性化方向发展，逐渐取代功能单一体型笨重的轮椅智能轮将是轮椅发展的一大趋势自1986年英国开始研制第一台智能轮椅以来，人们就不仅仅关注于传统轮椅，人工智能赋予了轮椅更实用的功能，因此世界各国都对智能轮椅的研究注入了较大的投资研究过程总是从简单走向高级，从最初最简单的运动速度控制等到智能性，如具备了较好的交互性适应性与自主性我国在智能轮椅方面的研究虽然起步较晚，但在机构的复杂性和灵活

随着人口老龄化的加剧交通事故不断增多等原因，现在社会对轮椅需求量不断加大因此，越来越多的设计人员投入到轮椅的设计当中通过对智能轮椅的市场调查，目前国内市场上比较常见的轮椅有两种，一种是手动轮椅，一种是电动轮椅手动轮椅的优势在于其方便携带质量轻价格非常廉价但手动轮椅需要人推动才能前进，因此，需要使用者有健康的上肢或者需要有护理人员长期陪同，这对老年人或者上肢有严重残疾的人来说，有些是无法实现的对于这样的人群来说，电动轮椅是他们的更好选择现在国内市场上的很多智能轮椅，仅限于自主移动，功能过于简单，而国外高性能智能轮椅的发展水平要远远领先于国内，国外智能轮椅主要的供应商也大多集中于欧美发达国家，但是

智能轮椅的设计如今呈现出以下几个趋势1模块化设计产品模块化设计趋势可以解决智能轮椅主体设计的功能目标多方位多结构层次，同时优化主从关联结构的问题未来智能轮椅的设计会依附于智能网联化系统物联数据共享池以及场景路径记忆细分机制，并结合模块化设计流程，使智能轮椅达到规模定制化的发展水平模块化设计方式可以解决智能轮椅功能目标多方位的问题，使各项功能合理运行并发挥即时有效的作用，同时也能优化智能轮椅整体结构的合理性现阶段智能轮椅具备智能语音识别多方位传感器信息融合应急紧急制动实时自适应导航移停控制智能识别随机避障等多领域开发的复合功能，其结构重点体现在座椅结构后置驱动控制结构前置导向轮结构三大部分模块化

我国正在加速进入老龄化阶段老龄化带来的生理机制衰退脑血管疾病骨关节病使得老年人行动功能大大降低轮椅能够帮助老年人和行动功能障碍的人士行走下肢障碍患者由于长期坐在轮椅上，下肢活动不足，易出现肌肉萎缩压疮等并发症轮椅使用者需要经常变换体位以改善长期静坐的状况具有多姿态变换及下肢康复训练功能的智能轮椅在满足此需求的同时还可进行下肢康复训练，促进下肢血液循环，防止肌肉萎缩，根据医学理论和临床医学证明，科学的康复训练对患者的肢体功能康复具有十分重要的意义此外，由于老年人和残障人士缺少照看者，融合了控制家居功能的智能轮椅将给行动功能障碍者带来极大的生活便利一多功能轮椅车控制系统的总体设计多功能智能轮椅的控

智能轮椅是智能型电动轮椅的简称智能轮椅的种类很多，目前尚没有一个统一的或权威性的定义高性能智能轮椅通常同时具有电动轮椅与智能机器人的多种功能作为一种典型的服务机器人，智能轮椅不但可以为老年人和残疾人提供一种良好的代步工具，而且可以具有自主导航自主避障人机对话等服务机器人所具有的各种功能，因而可以帮助残疾人和老年人提高自己的生活自理能力和工作能力，使他们更好地融入社会1控制模式因人而异因地而异智能轮椅是以人为中心的系统，因此其控制系统的设计并不是自主性越高越好，而是应该考虑到使用者的具体需要不但要考虑到使用者对各种功能的需要，而且需要考虑到使用者的经济负担能力在控制模式方面，智能轮椅上普遍采用的

1轮椅控制系统行驶模块设计行驶控制模块是整个系统中必不可少的子系统，它负责整个轮椅的代步行驶任务，主要由控制器，电机驱动电路，过流保护电路，陀螺仪，加速度计和执行机构无刷直流电机组成作为子系统，行驶控制模块的动作受主控制模块控制，并从主控制模块那里获得最重要的信息，包括摇杆当前位置，当前轮椅速度档位等尽管如此，行驶控制模块同时具备自我调节和自我诊断的功能，通过陀螺仪检测轮椅倾斜角度来防止侧翻，同时利用加速度计反馈轮椅实际速度进行速度PID调节，使得轮椅行驶更加舒适2轮椅控制系统姿态转换及康复训练模块设计姿态转换及康复训练模块负责控制轮椅坐起，平躺，站立三种姿态和游戏训练的压力信号检测，它主要由

随着物联网技术的飞速发展和物质生活水平的不断提高，残疾人士对智能轮椅的渴望越来越高，轮椅不仅是他们的代步工具，而且它的智能性安全性舒适性也是非常必要的在大多情况下，地面的路况往往是复杂的，非常平坦无颠簸的路面相对较少，因此，对轮椅的减震性能和安全性能要求较高目前，针对智能座椅功能的设计，国内学者已经做了大量的研究提出了轮椅的自主避障导航安全性等从残疾人的心理出发，设计了用户体验高的智能轮椅研究了轮椅的最优路径规划但是，他们都是强调轮椅的智能性与安全性，没有考虑轮椅在不平坦道路行走时的减震性安全性和舒适性传统的弹簧减震装置存在寿命短刚度不可调灵活度差的缺点，使用时间越长，轮椅的减震效果越差，且对