[发明专利]电动轮椅智能控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电动轮椅领域，尤其是一种电动轮椅智能控制系统。

背景技术

日趋严重的老龄化社会问题和残疾人占总人口比重的增加，使得老年人和残疾人的日常生活自理成为目前不得不面对的重大社会问题。随着科技的发展，先进代步工具的出现正在逐步地改善着他们的生活质量，电动轮椅是就是其中重要的一种。由于老年人和残疾人的特殊情况，因此，对电动轮椅的智能化控制提出了更高的要求。电动轮椅通常以直流电机为传动单元，通过控制操纵手柄实现电动车的前进、后退、有无半径转弯和停止等动作功能。目前，电动轮椅的智能化程度还不高，通常以手动控制为主，仅设有防止发生碰撞的功能；还有一些采用单片机、DSP或笔记本(PC机)等进行简单的控制。采用单片机或DSP难以实现复杂的智能控制，而用笔记本(PC机)，则体积大、成本高，难以实现产业化；另外，在直流电机控制方面，电机转速多数为开环控制，往往采用电流补偿的方法，但其控制效果不甚理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种电动轮椅智能控制系统，该系统采用嵌入式系统以及模块化设计，提高了电动轮椅的智能化控制性能，其控制灵活、使用方便。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电动轮椅智能控制系统，包括ARM主控模块、操纵手柄、电子罗盘、测距模块组、DSP电机控制模块及电机驱动模块，ARM主控模块通过CAN总线与电子罗盘、测距模块组、DSP电机控制模块相连接构成一对多的CAN网络，操纵手柄作为一个独立于ARM主控模块的节点设备接入该CAN网络，DSP电机控制模块通过电机驱动模块与直流驱动电机相连接。

而且，所述的测距模块组由多个测距模块组成，多个测距模块安装在电动轮椅的四周。

而且，所述的测距模块的数量为七个，第1号、3号、5号、7号测距模块分别安装在电动轮椅的左侧前端、右前侧端、后侧及左侧并构成第一测距模块组，第2号、4号、6号测距模块分别安装在电动轮椅的右侧前端、右侧及左前侧端并构成第二测距模块组。

而且，所述的测距模块由单片机、超声发送电路、超声接收电路构成，单片机通过I/O接口分别与超声发送电路和超声接收电路相连接。

而且，所述的所述的ARM主控模块还通过I/O接口连接一触摸液晶屏。

而且，所述的CAN网络还连接一远程无线通信模块。

而且，所述的远程无线通信模块为GPRS模块或GSM模块。

而且，所述的直流驱动电机的数量为两个。

而且，直流驱动电机的电机轴上安装一光电编码器，该光电编码器输出端与DSP电机控制模块的QEP端相连接，DSP电机控制模块输出端连接电机驱动模块，电机驱动模块的输出端与直流驱动电机。

本发明的优点和积极效果是：

1、本智能控制系统采用人工智能技术、嵌入式系统实现对电动轮椅的智能控制功能，其智能化程度高，满足了老年人和残疾人的实际需要，具有很强的实用性。

2、本智能控制系统采用模块化设计，各功能模块通过CAN总线连接到CAN网络中，保证了智能控制系统的实时性、可扩展性和可移植性。

3、本智能控制系统通过ARM主控模块实现对电动轮椅的自动控制功能，在室内自由行走，不仅可避开静态的障碍物(如墙壁和门)，而且还可以有效避开不密集的人流(0.2人/m²)，以及可自由穿过宽度是轮椅宽度1.5倍的门、沿墙行走、点到点行走等功能。

4、本智能控制系统还可以通过操纵手柄或触摸液晶屏实现手动控制方式，使用操纵手柄可以使电动轮椅完全在操纵手柄的控制下运行，也可以通过触摸液晶屏进行触摸操作将控制意图传递给ARM主控模块，实现对电动轮椅的手动控制功能。

5、本控制系统还连接有远程无线通信模块，当使用者遇到紧急情况时，可以通过GPRS或GSM网络实现远程无线报警功能，在报警时可以采用短信形式，也可以自动拨号将求救信号发送至家人的手机。

6、本发明采用嵌入式系统及模块化设计实现对电动轮椅的智能化控制功能，保证了智能控制系统的实时性、可扩展性和可移植性，具有功能丰富、控制灵活、使用方便等特点。

附图说明

图1是本发明的系统连接示意图；

图2是本发明的测距模块安装位置示意图；

图3是本发明的电机闭环控制示意图；

图4是本发明的自动运行模式处理流程。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：