一种智能轮椅制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能轮椅。本实用新型专利技术的智能行进轮椅使用前需开启激光雷达，在小区域内所有道路行进一次，扫描道路周围的环境参数，处理道路周围的环境参数得到并存储小区域的区域地图；获取区域地图后，控制芯片根据接收的目的地自动规划行进路径，控制芯片根据规划路径和获取的当前精确位置驱动第一驱动电机和第二驱动电机转动，进而驱动第一主动轮和第二主动轮按照规划的行进路径行进，直至到达目的地。本实用新型专利技术的智能行进轮椅能够学习小区域的环境参数，在小区域内能够自动识别路径并自动行径，大大减少使用者的操作量，提高用户使用体验。

A kind of intelligent wheelchair

【技术实现步骤摘要】
一种智能轮椅
本技术涉及电动轮椅领域，更具体地说，涉及一种智能轮椅。
技术介绍
传统轮椅分为纯手动轮子和电动轮椅，电动轮椅需要使用者手动进行操作，这对于一些年龄较大者或者操作能力不好的使用者不太方便。技术人注意到轮椅的使用场景多在小区域内，例如家中、居民小区、公园、医院等，这些小区域环境稳定，障碍物少，一般不会出现大范围的改动，适合智能轮椅使用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能轮椅。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能轮椅，包括车架和座椅，座椅设置在车架上，所述智能行进轮椅还包括：电池组，为整个所述智能行进轮椅供电；控制芯片，所述控制芯片为STM32F103ZET6芯片；算法芯片，所述算法芯片通过串口通信连接所述控制芯片，所述算法芯片为samsung4418S1818NF86FA芯片；第一主动轮和第一驱动电机，所述第一驱动电机连接并驱动所述第一主动轮转动，所述第一驱动电机分别连接所述控制芯片的引脚34、引脚40以及引脚41；第二主动轮和第二驱动电机，所述第二驱动电机连接并驱动所述第二主动轮转动，所述第二驱动电机分别连接所述控制芯片的引脚80、引脚81以及引脚82；第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和所述第二从动轮的自由转动角度范围为360度；所述第一主动轮和所述第二主动轮设置在所述车架后方，所述第一从动轮和所述第二从动轮设置在所述车架前方；激光雷达，设置在所述车架前端，所述激光雷达连接所述算法芯片的输入端，所述算法芯片的输出端连接所述控制芯片的引脚101和引脚102，所述激光雷达用于扫描小区域以获得所述小区域的区域地图；超声波测距传感器，设置在所述车架前端，所述超声波测距传感器连接所述控制芯片的引脚35和引脚141；陀螺仪，所述陀螺仪连接所述控制芯片的引脚69和引脚70；所述智能行进轮椅使用前需开启所述激光雷达，在所述小区域内所有道路行进一次，扫描道路周围的环境参数，处理道路周围的环境参数得到并存储所述小区域的区域地图；获取所述区域地图后，所述控制芯片根据接收的目的地自动规划行进路径；所述智能行进轮椅按照行进路径自动行进过程中，对比所述激光雷达扫描的当前环境参数与所述区域地图得到所述智能行进轮椅的当前大致位置，然后利用所述超声波测距传感器和所述陀螺仪进一步确定所述智能行进轮椅的当前精确位置；所述控制芯片根据规划路径和当前精确位置驱动所述第一驱动电机和所述第二驱动电机转动，进而驱动所述第一主动轮和所述第二主动轮按照规划的行进路径行进，直至到达目的地。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括第一编码器和第二编码器；所述第一编码器为DRT38-SOM1024-RT1编码器，所述第二编码器为DRT38-SOM1024-RT1编码器；所述第一编码器与所述第一主动轮同轴安装，用于检测所述第一主动轮的转速；所述第一编码器连接所述控制芯片的136、引脚137和引脚140；所述第二编码器与所述第二主动轮同轴安装，用于检测所述第二主动轮的转速；所述第二编码器连接所述控制芯片的50、引脚53和引脚54。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括用于接收用户输入的目的地的接收模块，所述接收模块连接所述算法芯片的输入端。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括用于所述智能行进轮椅的控制系统复位的复位按键RESET，所述复位按键RESET的第一端通过电阻R5连接所述电池组的3.3V供电端；所述复位按键RESET的第一端连接所述控制芯片的引脚25，所述复位按键RESET的第一端通过电容C1连接所述复位按键RESET的第二端，所述复位按键RESET的第二端接地。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括为所述智能行进轮椅的RTC时钟提供时钟信号的第一晶振Y1，所述第一晶振Y1的第一端连接所述控制芯片的引脚8，所述第一晶振Y1的第二端连接所述控制芯片的引脚9；所述第一晶振Y1的第一端通过电容C2接地，所述第二晶振Y1的第二端通过电容C3接地。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括用于在所述智能行进轮椅掉电后为所述RTC时钟供电的备用电池，所述备用电池的正极连接二极管D2的正极，所述二极管D2的负极连接所述控制芯片的引脚6，所述二极管D2的负极通过电容C4连接所述备用电池的负极，所述备用电池的负极接地。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括为所述智能行进轮椅的控制系统提供时钟信号的第二晶振Y2，所述第二晶振Y2的第一端连接所述控制芯片的引脚24，所述第二晶振Y2的第二端连接所述控制芯片的引脚23；所述第二晶振Y2的第一端通过电阻R10连接所述第二晶振Y2的第二端；所述第二晶振Y2的第一端通过电容C6接地，所述第二晶振Y2的第二端通过电容C5接地。进一步，本技术所述的智能轮椅还包括为所述智能行进轮椅的AD采样提供参考电压的参考电压电路，所述参考电压电路包括电容C7、电容C8、电阻R12；所述电阻R12的第一端连接所述控制芯片的引脚33，所述电阻R12的第二端连接所述电池组的3.3V供电端，所述控制芯片的引脚30通过所述电容C7连接所述控制芯片的引脚33，所述控制芯片的引脚30通过所述电容C8连接所述控制芯片的引脚33，所述控制芯片的引脚30接地。进一步，在本技术所述的智能轮椅中，所述激光雷达为LS-N30101C雷达，所述超声波测距传感器为HC-SR04超声波传感器，所述陀螺仪为mpu6050陀螺仪。进一步，在本技术所述的智能轮椅中，所述对比所述激光雷达扫描的当前环境参数与所述区域地图得到所述智能行进轮椅的当前大致位置包括：所述激光雷扫描当前位置的当前环境参数，经GmappingSlam算法处理所述当前环境参数和所述区域地图得到所述智能行进轮椅的当前大致位置；所述利用所述超声波测距传感器和所述陀螺仪进一步确定所述智能行进轮椅的当前精确位置包括：所述超声波测距传感器和所述陀螺仪的感测数据通过卡尔曼滤波后校准所述当前大致位置得到当前精确位置；若所述智能行进轮椅在规划的行进路径中检测到障碍物后，所述控制芯片根据障碍物位置调整所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速差来调整所述智能行进轮椅的航向，躲避过障碍物后重新回到规划行进路径。实施本技术的一种智能轮椅，具有以下有益效果：本技术的智能行进轮椅能够学习小区域的环境参数，在小区域内能够自动识别路径并自动行径，大大减少使用者的操作量，提高用户使用体验。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是一实施例提供的一种智能轮椅的结构示意图；图2是一实施例提供的一种智能轮椅的结构示意图；图3是一实施例提供的电池组供电端的电路图；图4是一实施例提供的第一驱动电机的电路图；图5是一实施例提供的第二驱动电机的电路图；图6是一实施例提供的超声波测距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能轮椅，包括车架(10)和座椅(20)，座椅(20)设置在车架(10)上，其特征在于，所述智能行进轮椅还包括：/n电池组，为整个所述智能行进轮椅供电；/n控制芯片，所述控制芯片为STM32F103ZET6芯片；/n算法芯片，所述算法芯片通过串口通信连接所述控制芯片，所述算法芯片为samsung4418 S1818 NF86FA芯片；/n第一主动轮(31)和第一驱动电机(501)，所述第一驱动电机(501)连接并驱动所述第一主动轮(31)转动，所述第一驱动电机(501)分别连接所述控制芯片的引脚34、引脚40以及引脚41；/n第二主动轮(32)和第二驱动电机(502)，所述第二驱动电机(502)连接并驱动所述第二主动轮(32)转动，所述第二驱动电机(502)分别连接所述控制芯片的引脚80、引脚81以及引脚82；/n第一从动轮(33)和第二从动轮(34)，所述第一从动轮(33)和所述第二从动轮(34)的自由转动角度范围为360度；所述第一主动轮(31)和所述第二主动轮(32)设置在所述车架(10)后方，所述第一从动轮(33)和所述第二从动轮(34)设置在所述车架(10)前方；/n激光雷达(60)，设置在所述车架(10)前端，所述激光雷达(60)连接所述算法芯片的输入端，所述算法芯片的输出端连接所述控制芯片的引脚101和引脚102，所述激光雷达(60)用于扫描小区域以获得所述小区域的区域地图；/n超声波测距传感器，设置在所述车架(10)前端，所述超声波测距传感器连接所述控制芯片的引脚35和引脚141；/n陀螺仪，所述陀螺仪连接所述控制芯片的引脚69和引脚70。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能轮椅，包括车架(10)和座椅(20)，座椅(20)设置在车架(10)上，其特征在于，所述智能行进轮椅还包括：
电池组，为整个所述智能行进轮椅供电；
控制芯片，所述控制芯片为STM32F103ZET6芯片；
算法芯片，所述算法芯片通过串口通信连接所述控制芯片，所述算法芯片为samsung4418S1818NF86FA芯片；
第一主动轮(31)和第一驱动电机(501)，所述第一驱动电机(501)连接并驱动所述第一主动轮(31)转动，所述第一驱动电机(501)分别连接所述控制芯片的引脚34、引脚40以及引脚41；
第二主动轮(32)和第二驱动电机(502)，所述第二驱动电机(502)连接并驱动所述第二主动轮(32)转动，所述第二驱动电机(502)分别连接所述控制芯片的引脚80、引脚81以及引脚82；
第一从动轮(33)和第二从动轮(34)，所述第一从动轮(33)和所述第二从动轮(34)的自由转动角度范围为360度；所述第一主动轮(31)和所述第二主动轮(32)设置在所述车架(10)后方，所述第一从动轮(33)和所述第二从动轮(34)设置在所述车架(10)前方；
激光雷达(60)，设置在所述车架(10)前端，所述激光雷达(60)连接所述算法芯片的输入端，所述算法芯片的输出端连接所述控制芯片的引脚101和引脚102，所述激光雷达(60)用于扫描小区域以获得所述小区域的区域地图；
超声波测距传感器，设置在所述车架(10)前端，所述超声波测距传感器连接所述控制芯片的引脚35和引脚141；
陀螺仪，所述陀螺仪连接所述控制芯片的引脚69和引脚70。


2.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于，还包括第一编码器和第二编码器；所述第一编码器为DRT38-SOM1024-RT1编码器，所述第二编码器为DRT38-SOM1024-RT1编码器；
所述第一编码器与所述第一主动轮(31)同轴安装，用于检测所述第一主动轮(31)的转速；所述第一编码器连接所述控制芯片的136、引脚137和引脚140；
所述第二编码器与所述第二主动轮(32)同轴安装，用于检测所述第二主动轮(32)的转速；所述第二编码器连接所述控制芯片的50、引脚53和引脚54。


3.根据权利要求1所述的智能轮椅，其特征在于，还包括用于接收用户输入的目的地的接收模块，所述接收模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，李正国，董铸荣，陈政甫，杨锌彤，陈良吉，刘一鸣，张尔文，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44