一种电动轮椅车行走的新型控制方法与流程

allin2025-04-16  50


本发明涉及康复设备,尤其是一种电动轮椅车行走的新型控制方法。


背景技术:

1、由于轮椅使用者长时间坐在轮椅,有可能使得其运动量较少,且行动不便者有可能难以判断其运动量,如何解决上述问题,是一个研究方向。


技术实现思路

1、本发明提出一种电动轮椅车行走的新型控制方法,可以为行动不便人员提供便捷的康复锻炼,且能让使用者方便地评估其康复运动量。

2、本发明采用以下技术方案。

3、一种电动轮椅车行走的新型控制方法,所述控制方法用于轮椅使用者的上肢康复锻炼,其包括设于电动轮椅车扶手表面的触控传感器阵列,当电动轮椅车工作于所述控制方法设定的电动轮椅车工况时,电动轮椅车根据触控传感器阵列内各个触控传感器的触发状态和触发次序进行移动,让轮椅使用者能根据电动轮椅的转动方向和移动距离自行判断其上肢康复锻炼的运动量。

4、所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,轮椅使用者用手掌在扶手表面的触控传感器阵列处摩擦滑动,以控制电动轮椅车的前进、后退或转弯,并使手臂得到锻炼康复。

5、所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,当轮椅使用者停止对触控传感器阵列的摩擦时,电动轮椅车立即停止运动。

6、所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,当轮椅使用者通过对触控传感器阵列的摩擦来使电动轮椅车运动时,电动轮椅车的速度被设为最低档位。

7、所述控制方法中,电动轮椅车的运动方向、转向方向均通过电动轮椅车控制模块的软件程序预先设定,若轮椅使用者的上肢抬起困难,则采用第一控制方法,具体包括:

8、方法a1、使用者先以电动轮椅车的扶手支撑其双臂上肢,再以双手手掌同时在扶手顶面的触控传感器阵列处前后触摸摩擦,控制电动轮椅车直线移动;

9、方法a2、使用者先以电动轮椅车的扶手支撑其上肢,再以单手手掌在电动轮椅车一侧扶手的顶面的触控传感器阵列处前后触摸摩擦,控制电动轮椅车转向移动;

10、所述控制方法中,若轮椅使用者的上肢抬起正常,则采用第二控制方法,具体包括:

11、方法b1、使用者先将手臂悬空,再以双手手掌在扶手侧面的触控传感器阵列处前后触摸摩擦,控制电动轮椅车直线移动;

12、方法b2、使用者先将手臂悬空,再以单手手掌扶手的顶面的触控传感器阵列处前后触摸摩擦,控制电动轮椅车转向移动。

13、所述控制方法中,当电动轮椅车两侧扶手顶面的触控传感器阵列均受到从后向前的摩擦时,电动轮椅车向前直线运动;当电动轮椅车两侧扶手顶面的触控传感器阵列均受到从前向后的摩擦时,电动轮椅车向后直线运动;

14、当电动轮椅车仅左侧扶手的触控传感器阵列被触摸摩擦时,电动轮椅车向左转向,当电动轮椅车仅右侧扶手的触控传感器阵列被触摸摩擦时,电动轮椅车向右转向。

15、所述电动轮椅车的扶手处始端处设有配重块挂载装置,扶手末端铰接于电动轮椅车本体处;轮椅使用者通过将旋转扶手来使配重块抬起放下,进行力量锻炼。

16、当配重块挂载装置处挂载配重块,轮椅使用者进行力量锻炼时,所述控制方法对电动轮椅车的车轮进行刹车锁定,以避免配重块的移动造成电动轮椅车的不受控移动。

17、所述电动轮椅车包括感应模块、电荷检测模块、信号处理模块和控制模块;

18、所述感应模块包括设于电动轮椅车扶手顶面、侧面的触控传感器阵列;触控传感器阵列内各个触控传感器按直线排列;

19、所述触控传感器包括电容传感器,当人体接触或接近感应区域导致电容传感器电容值发生改变时,在感应模块产生电流信号,使触控传感器被触发;

20、所述电荷检测模块与感应模块相连,用于实时检测感应模块的电流变化;所述电荷检测模块采用高精度的电荷检测电路,能够将微弱的电荷变化转换为可测量的电信号;

21、所述信号处理模块接收来自电荷检测模块的电信号,并通过包括滤波、放大、数字化的处理,去除电信号的噪声和干扰并提取出有效的触摸信号特征;

22、所述控制模块根据信号处理模块输出的结果,判断是否发生了有效的触摸事件,并执行相应的操作;

23、所述控制模块可以根据触摸事件来控制轮椅行走和方向,包括以下步骤;

24、步骤s1、感应模块实时监测电流变化,并将变化信息传递给电荷检测模块;

25、步骤s2、电荷检测模块对电荷变化进行检测和转换,生成电信号;

26、步骤s3、信号处理模块对电信号进行处理,提取有效触摸特征;

27、步骤s4、控制模块根据处理结果判断触摸事件,并执行相应动作;

28、步骤s5、电容传感器按单排列1字行排列,用于判断触摸位置;

29、步骤s6、控制模块通过单排传感器的位置和先后触发的顺序判断出手掌的滑动方向,并形成相应的轮椅控制指令。

30、触控传感器阵列内的触控传感器数量不少于十个,触控传感器顶部固定有用于承受触摸压力的感应弹簧;所述控制模块与电动轮椅车的轮椅电机驱动器相连以控制轮椅电机的工况;

31、所述控制方法中,轮椅使用者以对扶手的滑动摩擦形成发送至控制模块的控制指令,控制模块在收到控制指令后,在判定轮椅使用者的手部已离开感应模块且离开时长达到阈值以上后,才根据控制指令控制轮椅电机执行动作,以避免轮椅使用者的误操作;

32、所述控制方法中,控制模块对电动轮椅车的行驶动作和行驶距离进行记录,包括各轮椅电机的启停频率、启停时长,以记载轮椅使用者使用该控制方法时的康复运动量及其上肢具体运动动作。

33、本发明通过对轮椅的触摸摩擦,既可让轮椅使用者以大幅度的上肢动作控制车子行驶移动,避免长时间肢体静置对体况的不利,又锻炼了上肢运动,增加了运动的互动和乐趣。

34、本发明所述方案中,由于对轮椅的触摸摩擦需要使用者的大幅度滑动触摸动作,且轮椅的移动速度设为最低档,因此可以在很大程度上优化电动轮椅移动过程的操控精度,例如能实现对电动轮椅移动动作的厘米级操控,让使用者能更为准确地在狭小空间内使用电动轮椅,避免了传统方式操纵杆的轮椅操控精度低下问题。

35、本发明提供了一种基于电荷变化感应的触摸感应系统及方法,能够精确、快速地检测到触摸动作,并有效降低误触率,提高系统在复杂环境下的稳定性。

36、本发明具有以下显著优点:

37、1.高灵敏度:能够检测到极其轻微的触摸动作,甚至是戴手套的触摸操作。比如,在寒冷的冬天,用户戴着手套也能轻松操作具有本触摸感应系统的轮椅。

38、2.低误触率:通过精确的信号处理和智能判断算法,有效区分有意触摸和无意触碰,大大降低了误触的概率。

39、3.强抗干扰能力:在复杂的电磁环境中仍能稳定工作,不受外界干扰的影响。例如,在靠近强电磁场的设备附近,本触摸感应系统仍能准确响应触摸操作。

40、4.快速响应:从触摸发生到系统响应的时间极短,提供流畅的用户体验。比如,在操作中,能够迅速响应玩家的触摸指令,实现实时互动。

41、本发明的基于电荷变化感应的触摸感应系统及方法具有高灵敏度、低误触率、强抗干扰能力和快速响应等优点,在电子设备领域具有广阔的应用前景。


技术特征:

1.一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法用于轮椅使用者的上肢康复锻炼,其包括设于电动轮椅车扶手表面的触控传感器阵列,当电动轮椅车工作于所述控制方法设定的电动轮椅车工况时,电动轮椅车根据触控传感器阵列内各个触控传感器的触发状态和触发次序进行移动,让轮椅使用者能根据电动轮椅的转动方向和移动距离自行判断其上肢康复锻炼的运动量。

2.根据权利要求1所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,轮椅使用者用手掌在扶手表面的触控传感器阵列处摩擦滑动,以控制电动轮椅车的前进、后退或转弯,并使手臂得到锻炼康复。

3.根据权利要求2所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,当轮椅使用者停止对触控传感器阵列的摩擦时,电动轮椅车立即停止运动。

4.根据权利要求3所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法设定的电动轮椅车工况中,当轮椅使用者通过对触控传感器阵列的摩擦来使电动轮椅车运动时,电动轮椅车的速度被设为最低档位。

5.根据权利要求2所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法中,电动轮椅车的运动方向、转向方向均通过电动轮椅车控制模块的软件程序预先设定,若轮椅使用者的上肢抬起困难,则采用第一控制方法,具体包括:

6.根据权利要求5所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述控制方法中,当电动轮椅车两侧扶手顶面的触控传感器阵列均受到从后向前的摩擦时,电动轮椅车向前直线运动;当电动轮椅车两侧扶手顶面的触控传感器阵列均受到从前向后的摩擦时,电动轮椅车向后直线运动;

7.根据权利要求5所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述电动轮椅车的扶手处始端处设有配重块挂载装置,扶手末端铰接于电动轮椅车本体处;轮椅使用者通过将旋转扶手来使配重块抬起放下,进行力量锻炼。

8.根据权利要求7所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:当配重块挂载装置处挂载配重块,轮椅使用者进行力量锻炼时,所述控制方法对电动轮椅车的车轮进行刹车锁定,以避免配重块的移动造成电动轮椅车的不受控移动。

9.根据权利要求7所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:所述电动轮椅车包括感应模块、电荷检测模块、信号处理模块和控制模块;

10.根据权利要求7所述的一种电动轮椅车行走的新型控制方法,其特征在于:触控传感器阵列内的触控传感器数量不少于十个,触控传感器顶部固定有用于承受触摸压力的感应弹簧;所述控制模块与电动轮椅车的轮椅电机驱动器相连以控制轮椅电机的工况;


技术总结
本发明提出一种电动轮椅车行走的新型控制方法,所述控制方法用于轮椅使用者的上肢康复锻炼,其包括设于电动轮椅车扶手表面的触控传感器阵列,当电动轮椅车工作于所述控制方法设定的电动轮椅车工况时,电动轮椅车根据触控传感器阵列内各个触控传感器的触发状态和触发次序进行移动,让轮椅使用者能根据电动轮椅的转动方向和移动距离自行判断其上肢康复锻炼的运动量;本发明可以为行动不便人员提供便捷的康复锻炼,且能让使用者方便地评估其康复运动量。

技术研发人员:揭业冰,刘鲤松,许文松
受保护的技术使用者:椅夫健康(厦门)智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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