專利名稱：一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，特別是涉及一種電動(dòng)輪椅的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人口老齡化問題已經(jīng)越來越凸顯，全球60歲以上的老年人口已 達(dá)6億左右。據(jù)世界衛(wèi)生組織的預(yù)測(cè)，2020年全球老年人口將達(dá)到6.9億。目前中國(guó)65歲 以上老年人有1億人，下肢殘疾人大約3000萬人，醫(yī)院、療養(yǎng)院、養(yǎng)老院等需要大量輪椅車 為行動(dòng)不便者提供有效的生活輔助。據(jù)了解，高性能電動(dòng)輪椅的生產(chǎn)廠家集中在國(guó)外，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究尚處于初步 階段，絕大多數(shù)電動(dòng)輪椅生產(chǎn)商都是采用國(guó)外控制器和自行生產(chǎn)的輪椅組裝而成，轉(zhuǎn)向性 能不好，安全考慮上欠佳，并且價(jià)格上十分昂貴。同時(shí)，面對(duì)當(dāng)今石油等能源的日益枯竭，電 動(dòng)車顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)和非常廣闊的市場(chǎng)前景。因此，開發(fā)高性能、低成本的智能化電動(dòng)式輔助輪椅有很重要的意義，并將給行動(dòng) 不便者帶來極大的幫助。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種電動(dòng)輪椅的控制系統(tǒng)，通過硬件監(jiān)測(cè)與保護(hù)電路 以及通信控制協(xié)議等方案，使系統(tǒng)具有很高的可靠性和安全性，并解決了成本、穩(wěn)定、環(huán)保 等問題。本實(shí)用新型采用的主要技術(shù)方案如下—種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)?？?、 顯示模塊、控制輸入模塊、電源管理模塊和電路保護(hù)模塊，操作者的操作指令信息通過所述 控制輸入模塊發(fā)送給上位機(jī)模塊，所述上位機(jī)模塊對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)化和處理，再發(fā)送數(shù)據(jù)給 下位機(jī)模塊，用于所述下位機(jī)模塊來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)輪椅的控制；所述監(jiān)測(cè)模塊用于 監(jiān)測(cè)電動(dòng)輪椅的速度和電流信息，并將上述監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)傳遞給上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊 和顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示電動(dòng)輪椅的運(yùn)行參數(shù)，所述電路保護(hù)模塊用于在出現(xiàn) 異常情況時(shí)自動(dòng)實(shí)施對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。進(jìn)一步地，所述控制輸入模塊包括按鍵和霍爾搖桿，所述按鍵用于進(jìn)行電動(dòng)輪椅 速度檔位的選擇和調(diào)節(jié)，所述霍爾搖桿通過其位置信息將操作者施加的速度和方向轉(zhuǎn)化為 對(duì)應(yīng)于該位置信息的電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向，并輸入到上位機(jī)模塊。進(jìn)一步地，所述上位機(jī)模塊包括處理器單元和通信單元，所述控制輸入模塊的操 作指令信息通過通信單元輸入處理器單元進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，通過所述通信 單元發(fā)送給下位機(jī)模塊和電路保護(hù)模塊。進(jìn)一步地，所述下位機(jī)模塊包括處理器單元和通信單元，上位機(jī)模塊的控制信息 或監(jiān)測(cè)模塊的報(bào)警信息通過通信單元輸入處理器單元，進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)信 息或電路保護(hù)反饋信息并通過所述通信單元發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和顯示模塊。[0011]進(jìn)一步地，所述電路保護(hù)模塊包括保險(xiǎn)絲、電磁繼電器及過流保護(hù)電路，所述保險(xiǎn) 絲串聯(lián)在整個(gè)電路的電源輸入端，所述電磁繼電器串聯(lián)在電機(jī)電源輸入端之前，相當(dāng)于電 機(jī)的開關(guān)，所述過流保護(hù)電路包括放大電路和比較電路，流過電機(jī)的電流經(jīng)上述放大電路 放大后輸入所述比較電路，判定該電流是否過流，當(dāng)電流過大而超過預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生外部中 斷，此時(shí)下位機(jī)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，并將該調(diào)整信息發(fā)送給上位機(jī)產(chǎn)生警報(bào)。進(jìn)一步地，所述監(jiān)測(cè)模塊包括電機(jī)監(jiān)測(cè)子模塊、電磁鐵監(jiān)測(cè)子模塊、電量監(jiān)測(cè)子模 塊和速度與加速度監(jiān)測(cè)子模塊，分別用于對(duì)電機(jī)、電機(jī)兩端設(shè)置的保護(hù)電磁鐵、電量、速度 和加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以在出現(xiàn)異常時(shí)能夠得到及時(shí)處理。進(jìn)一步地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩個(gè)H橋電路，分別控制電機(jī)的速度與方向，所 述H橋電路由四個(gè)耐高壓的場(chǎng)效應(yīng)管IRF3205和兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104組成，所述下位 機(jī)模塊的IO 口輸出的3. 3V PWM波經(jīng)過兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104產(chǎn)生四路15V的PWM波， 驅(qū)動(dòng)四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，形成全橋驅(qū)動(dòng)電路，通過控制所述四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET的通斷來控制 電機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過設(shè)定PWM占空比來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)人性化。與普通電動(dòng)輪椅相比，本實(shí)用新型具有如下特 性A 加入完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括電磁鐵監(jiān)測(cè)、電量監(jiān)測(cè)、速度監(jiān)測(cè)、顯示模塊和報(bào)警， 增強(qiáng)了安全性能。B 電路設(shè)計(jì)上加入保護(hù)電路，包括保險(xiǎn)絲和繼電器保護(hù)電路以及過流保護(hù)電路，
提高了可靠性。C 上下位機(jī)分布式控制，相對(duì)獨(dú)立，消除干擾，更加可靠。D 加入電源管理，供電系統(tǒng)采用開關(guān)穩(wěn)壓芯片與線性穩(wěn)壓芯片相結(jié)合的形式，保 障了系統(tǒng)運(yùn)行的高效和可靠。E 上下位機(jī)通過雙工停等協(xié)議，完成數(shù)據(jù)和命令等信息的交互。更加靈活可靠。

[0020]附圖1系統(tǒng)總體框架圖[0021]附圖2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路[0022]附圖3保護(hù)繼電器(左)和過流保護(hù)電路(右)[0023]附圖4電磁鐵控制與監(jiān)測(cè)電路[0024]附圖5通信協(xié)議幀格式
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)包括上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)?？臁?顯示模塊、控制輸入模塊、電源管理模塊和電路保護(hù)模塊，見圖1。操作指令信息通過控制輸入模塊發(fā)送給上位機(jī)模塊，上位機(jī)模塊對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)化 和處理，發(fā)送相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)給下位機(jī)模塊，下位機(jī)模塊接收上位機(jī)模塊的信息并直接 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)輪椅的控制。監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)輪椅的速度、電流等信息，并實(shí) 時(shí)傳遞上述監(jiān)測(cè)信息給上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊和顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示電動(dòng)輪椅的運(yùn)行參數(shù)，所述電路保護(hù)模塊用于在出現(xiàn)緊急異常情況時(shí)自動(dòng)實(shí)施對(duì)系統(tǒng)的的保 護(hù)。其中，所述控制輸入模塊包括按鍵和霍爾搖桿。所述按鍵主要用于進(jìn)行檔位的調(diào) 節(jié)，本實(shí)施例中按鍵按照全速的40 %、60 %、80 %、100 %劃分為四檔，即對(duì)應(yīng)四個(gè)不同的時(shí) 速范圍，操作者可通過開關(guān)組合將車速在該四個(gè)檔位間進(jìn)行切換。所述霍爾搖桿通過其位 置信息將操作者施加的速度和方向轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于該位置信息的電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向，并輸入到 上位機(jī)模塊。具體為，以所述霍爾搖桿為中心建立坐標(biāo)平面，通過AD轉(zhuǎn)換，將搖桿的位置信 息以精準(zhǔn)的坐標(biāo)來表示，上述坐標(biāo)值可以映射兩電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。上述按鍵和霍爾搖桿相結(jié)合，從而構(gòu)成了一個(gè)靈活準(zhǔn)確的操作控制平臺(tái)。所述上位機(jī)模塊包括處理器單元和通信單元，主要用于弱電的控制處理?？刂戚?入模塊的操作指令信息。通過通信單元輸入處理器單元進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的控制命令與 數(shù)據(jù)，并通過所述通信單元發(fā)送給下位機(jī)模塊和電路保護(hù)模塊。所述下位機(jī)模塊包括處理器單元、和通信單元，主要用于大電流的控制處理。上位 機(jī)模塊的控制信息或監(jiān)測(cè)模塊的報(bào)警信息通過通信單元輸入處理器單元，進(jìn)行處理，產(chǎn)生 相應(yīng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)信息或電路保護(hù)反饋信息并通過所述通信單元發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和顯 示模塊。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)下位機(jī)模塊輸入的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)信息來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)輪椅工作。如圖2所示，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩個(gè)H橋電路，分別控制電機(jī)的速度與方向，所 述H橋電路由四個(gè)耐高壓的場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) IRF3205和兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104組成， 下位機(jī)模塊的IO 口輸出的3. 3V脈沖寬度調(diào)制波(PWM)波經(jīng)過兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104 產(chǎn)生四路15V PWM波，驅(qū)動(dòng)四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET，形成全橋驅(qū)動(dòng)電路。通過控制四個(gè)場(chǎng)效應(yīng) 管MOSFET的通斷來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向(左上右下MOSFET導(dǎo)通則電機(jī)正轉(zhuǎn)，左下右上導(dǎo)通則 電機(jī)反轉(zhuǎn))，通過設(shè)定PWM占空比來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了非常靈活的電機(jī)控制。PWM波的頻率 最高可設(shè)置為60MHz，考慮到低于20kHz的頻率會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生人聽覺范圍內(nèi)的噪聲，而過 高的頻率又會(huì)帶來很大的功率消耗，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置為25kHz時(shí)效果較好。所述電路保護(hù)模塊包括如下兩部分(1)保險(xiǎn)絲和保護(hù)繼電器所述保險(xiǎn)絲串聯(lián)在整個(gè)電路的電源(即電池)輸入端，其額定電流根據(jù)實(shí)際需要 具體選擇；所述電磁繼電器串聯(lián)在電機(jī)電源輸入端之前，相當(dāng)于電機(jī)的開關(guān)，見圖3左的長(zhǎng) 方形部分。這樣的設(shè)計(jì)可以保證電路的安全運(yùn)行，其工作原理如下a、保險(xiǎn)絲在電流異常升高到熔斷電流時(shí)自動(dòng)切斷電流，防止大電流損害甚至燒壞 電路中的元件；繼電器隔離電機(jī)線路中的大電流對(duì)控制電路的影響。b、當(dāng)出現(xiàn)電路故障或者電流過大造成飛車時(shí)，可通過保險(xiǎn)絲和繼電器有效截?cái)嚯?流，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。如附圖3所示，通過P0. 24控制繼電器的開和關(guān)來控制電機(jī)電壓輸入口(VCC24M) 的開和關(guān)，當(dāng)Po. 24為高電位時(shí)，電機(jī)才能獲得工作電壓。(2)過流保護(hù)電路[0042]所述過流保護(hù)電路包括放大電路和比較電路。通過采集H橋電路兩橋臂相交處電 流即流過電機(jī)的電流，經(jīng)上述放大電路放大后輸入所述比較電路，判定該電流是否過流，當(dāng) 電流過大而超過預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生外部中斷，此時(shí)下位機(jī)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，如強(qiáng)制減小速度甚至 通過繼電器斷開電路，并將該調(diào)整信息發(fā)送給上位機(jī)產(chǎn)生警報(bào)。如圖3，所述放大電路中的 放大器U5A主要完成電流的采集和放大，放大器U5C主要完成電壓的比較。工作時(shí)，采集每 路電機(jī)在H橋電路兩橋臂相交處電流(圖3中VHl即為電機(jī)1的電流采樣點(diǎn))，經(jīng)放大電 路后再由比較電路來判定是否過流。當(dāng)電流過大而超過預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生外部中斷(圖3中 INT1)，此時(shí)下位機(jī)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，如強(qiáng)制減小速度甚至通過保護(hù)繼電器斷開電路，并將該 調(diào)整信息發(fā)送給上位機(jī)產(chǎn)生警報(bào)。所述監(jiān)測(cè)模塊包括電機(jī)監(jiān)測(cè)子模塊、電磁鐵監(jiān)測(cè)子模塊、電量監(jiān)測(cè)子模塊和速度 與加速度監(jiān)測(cè)子模塊。(1)電磁鐵監(jiān)測(cè)和電機(jī)監(jiān)測(cè)子模塊兩路電機(jī)均設(shè)有保護(hù)電磁鐵，通過電磁鐵來鎖定和解鎖電機(jī)，在啟動(dòng)一路電機(jī)前 需先閉合相應(yīng)的電磁鐵，以提高系統(tǒng)的安全性。同時(shí)電機(jī)和電磁鐵均設(shè)置了開-閉監(jiān)測(cè)電 路，實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)信息并將數(shù)據(jù)傳送上位機(jī)以供分析和處理。附圖4為一路電磁鐵控制和 監(jiān)測(cè)電路。Header連電磁鐵兩端，CAP1. 3為電磁鐵的開-閉檢測(cè)信號(hào)輸出端，通過SSELO 信號(hào)控制M0SFETIRF3205的開和閉來控制電磁鐵的開和閉，從而鎖定電機(jī)和解鎖電機(jī)。(2)速度與加速度監(jiān)測(cè)子模塊所述速度和加速度監(jiān)測(cè)子模塊主要包括一個(gè)加速度傳感器，通過加速度傳感器讀 取加速度信息，再通過加速度信息的運(yùn)算得到速度信息。核心部件加速度傳感器通過采集 運(yùn)動(dòng)平面兩軸上不同的加速度值來完成速度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的識(shí)別與數(shù)據(jù)的采集，發(fā)送給下位 機(jī)模塊進(jìn)行分析和處理。若加速度或速度值過大超過預(yù)定值時(shí)由通信模塊發(fā)送異常信息給 上位機(jī)模塊和顯示模塊，執(zhí)行報(bào)警或者直接采取剎車或者自動(dòng)減速等，來完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的 目的。(3)電量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)剩余電量通過檢測(cè)電源電壓來獲得，若電量低則進(jìn)行報(bào)警。所述顯示模塊主要包塊普通顯示器材(LED、IXD等)，將檢測(cè)模塊發(fā)送來的速度、 方向、加速度、電量、報(bào)警及下位機(jī)傳送的反饋數(shù)據(jù)等信息實(shí)時(shí)顯示出來，使操作者獲知系 統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行情況，并根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 所述電源管理模塊主要用于整個(gè)系統(tǒng)的供電。所述通信模塊，主要用于上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊之間的通信。所述上位機(jī)發(fā)出 命令給下位機(jī)，下位機(jī)根據(jù)命令解釋成控制信息直接控制相應(yīng)設(shè)備，同時(shí)下位機(jī)應(yīng)答并讀 取設(shè)備的狀態(tài)信息反饋給上位機(jī)。所述通信過程通過如下過程實(shí)現(xiàn)首先設(shè)計(jì)了三種幀，包括命令幀、響應(yīng)幀和緊急幀，命令幀用于上位機(jī)發(fā)送命令給下位機(jī)，響應(yīng)幀用于下位機(jī)向上位機(jī)反饋電路信 息，緊急幀用于在電路出現(xiàn)異常時(shí)下位機(jī)將設(shè)置信息發(fā)送給上位機(jī)。格式如圖5所示，每個(gè)幀大小為3個(gè)字節(jié)。第一個(gè)字節(jié)中，前四位為應(yīng)答，設(shè)為 1010，表示已接收到數(shù)據(jù)，后四位表示幀的類型0000表示命令幀，1100表示響應(yīng)幀，0011表示緊急幀；命令幀的后兩字節(jié)表示兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和速度，每個(gè)電機(jī)數(shù)據(jù)的最高位表示 方向，1表示正轉(zhuǎn)，0表示電機(jī)反轉(zhuǎn)，后7位表示電機(jī)轉(zhuǎn)速；響應(yīng)幀的后兩個(gè)字節(jié)表示電路信 息，前五位有效，分別表示繼電器開閉、電磁鐵1開閉、電機(jī)1開閉、電磁鐵2開閉、電機(jī)2開 閉(0表示斷開，1表示閉合)；緊急幀的后兩字節(jié)表示當(dāng)電流超過預(yù)定值而自動(dòng)減速，或由 于電路故障斷開繼電器和電磁鐵而自動(dòng)停止時(shí)，自動(dòng)設(shè)置的兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)向和速度，格式同 命令幀。上位機(jī)發(fā)送命令幀，接收響應(yīng)幀，負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)。下位機(jī)接收命令幀，發(fā)送響應(yīng)幀和緊急幀，配合上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制。發(fā)送方發(fā)出一幀后，要停下來等待接收方的應(yīng)答，收到確認(rèn)后才能發(fā)送下一幀。幀 的格式采用背回技術(shù)，使對(duì)方在得到應(yīng)答的同時(shí)也收到了數(shù)據(jù)信息。同時(shí)設(shè)有超時(shí)定時(shí)器， 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到應(yīng)答則重發(fā)該幀，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤即幀格式不屬于定義的任何一種 時(shí)，采用檢錯(cuò)重傳的差錯(cuò)控制方法，接收方不應(yīng)答該幀并利用超時(shí)使發(fā)送方重發(fā)該幀。三種幀格式的設(shè)計(jì)滿足了系統(tǒng)上下位機(jī)的通信需要，完成了數(shù)據(jù)命令交換，并且 采用背回技術(shù)提高了效率，設(shè)置了差錯(cuò)控制方法和超時(shí)重傳保證了可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
權(quán)利要求一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)模快、顯示模塊、控制輸入模塊、電源管理模塊和電路保護(hù)模塊，操作者的操作指令信息通過所述控制輸入模塊發(fā)送給上位機(jī)模塊，所述上位機(jī)模塊對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)化和處理，再發(fā)送數(shù)據(jù)給下位機(jī)模塊，用于所述下位機(jī)模塊來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)輪椅的控制；所述監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)輪椅的速度和電流信息，并將上述監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)傳遞給上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊和顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示電動(dòng)輪椅的運(yùn)行參數(shù)，所述電路保護(hù)模塊用于在出現(xiàn)異常情況時(shí)自動(dòng)實(shí)施對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制輸入模塊包 括按鍵和霍爾搖桿，所述按鍵用于進(jìn)行電動(dòng)輪椅速度檔位的選擇和調(diào)節(jié)，所述霍爾搖桿通 過其位置信息將操作者施加的速度和方向轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于該位置信息的電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向，并 輸入到上位機(jī)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)模塊包 括處理器單元和通信單元，所述控制輸入模塊的操作指令信息通過通信單元輸入處理器單 元進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，通過所述通信單元發(fā)送給下位機(jī)模塊和電路保護(hù)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述下位機(jī)模塊包 括處理器單元和通信單元，上位機(jī)模塊的控制信息或監(jiān)測(cè)模塊的報(bào)警信息通過通信單元輸 入處理器單元，進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)信息或電路保護(hù)反饋信息并通過所述通信 單元發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和顯示模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電路保護(hù)模塊 包括保險(xiǎn)絲、電磁繼電器及過流保護(hù)電路，所述保險(xiǎn)絲串聯(lián)在整個(gè)電路的電源輸入端，所述 電磁繼電器串聯(lián)在電機(jī)電源輸入端之前，相當(dāng)于電機(jī)的開關(guān)，所述過流保護(hù)電路包括放大 電路和比較電路，流過電機(jī)的電流經(jīng)上述放大電路放大后輸入所述比較電路，判定該電流 是否過流，當(dāng)電流過大而超過預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生外部中斷，此時(shí)下位機(jī)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，并將該調(diào) 整信息發(fā)送給上位機(jī)產(chǎn)生警報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)模塊包括 電機(jī)監(jiān)測(cè)子模塊、電磁鐵監(jiān)測(cè)子模塊、電量監(jiān)測(cè)子模塊和速度與加速度監(jiān)測(cè)子模塊，分別用 于對(duì)電機(jī)、電機(jī)兩端設(shè)置的保護(hù)電磁鐵、電量、速度和加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以在出現(xiàn)異常 時(shí)能夠得到及時(shí)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電動(dòng)輪椅控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模 塊包括兩個(gè)H橋電路，分別控制電機(jī)的速度與方向，所述H橋電路由四個(gè)耐高壓的場(chǎng)效應(yīng)管 IRF3205和兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104組成，所述下位機(jī)模塊的IO 口輸出的3. 3V PWM波經(jīng) 過兩個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104產(chǎn)生四路15V的PWM波，驅(qū)動(dòng)四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，形成全橋驅(qū)動(dòng)電 路，通過控制所述四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET的通斷來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，通過設(shè)定PWM占空比來 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及智能電動(dòng)輪椅的控制系統(tǒng)，特別是用于下肢行動(dòng)不便者的代步和出行工具或一些高級(jí)醫(yī)療康復(fù)器材。該系統(tǒng)由上位機(jī)模塊、下位機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)?？臁@示模塊、控制輸入模塊、電源管理模塊、電路保護(hù)模塊和通信模塊構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)可靠的數(shù)據(jù)傳輸與處理。整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)人性化，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，具有很高的性能且應(yīng)用效果好。
文檔編號(hào)A61G5/10GK201716580SQ20102021183
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者呂世公, 呂浩, 徐翔, 楊亞北, 江建軍, 袁赫, 錢煥裕 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)