[发明专利]一种智能轮椅

说明书

本发明涉及一种智能轮椅，所述智能轮椅将眼电数据运用到轮椅工作模式的切换中，并采用以头部姿态控制轮椅运动的策略；所述受控轮椅在所述驱动控制模式下，使用者能够自由转动头部观察身边的事物；当使用者意图转向时，可通过眼部动作，使所述受控轮椅进入所述转向控制模式，在该模式下，使用者的头部可控制所述受控轮椅进行转向。本发明优化了控制逻辑，提升了使用体验，兼顾操纵性、灵活性和舒适性，让使用者在能自由观察轮椅周边环境的同时，自如地操作轮椅。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种智能轮椅。

背景技术

随着社会的发展和人类文明程度的提高，人们对运用现代高新技术来增强生活自由度、改善生活质量的需求日益增长。其中，部分特护人群因外伤、疾病等原因造成高位截瘫或神经损伤，全身可能只剩下颈部以上的部分可以活动，由于缺乏合适的控制方式，无法使用常见的普通轮椅、手摇轮椅或电动轮椅。因此，针对轮椅智能控制的研究已成为热点之一。

现有技术中，主要通过摄像头或设于使用者太阳穴附近的粘性电极采集眼球左右转动的信号控制轮椅的左右转向；但是，现有方案主要存在下述瓶颈：将眼电信号作为控制轮椅方向的导向信号，意味着使用者在调整轮椅方向的同时难以实现对其它方向的自由观察，这种方案既不符合人类习惯，极其容易让使用者感到疲劳甚至是眩晕，存在一定的安全隐患。另外的问题是，基于摄像头采集信号的方案成本较高，且可能涉及隐私问题；而粘贴在使用者太阳穴附近的粘性电极非常影响美观和佩戴舒适度，且易在使用过程中从面部脱落，并不适宜反复使用。

发明内容

本发明的目的解决现有技术的瓶颈，提供一种融合眼电及头部姿态控制的智能轮椅，由以下技术方案实现：

一种智能轮椅，包括护目镜控制器和受控轮椅；

所述护目镜控制器包括护目镜本体、采集电极、眼电模数转换芯片、镜载姿态传感器、镜载主控单元和镜载无线通信模块；所述护目镜本体包括镜框及固定装置；所述镜框上部边缘为上部接触面，所述镜框下部边缘为下部接触面；所述采集电极包括上眼眶电极、下眼眶电极和参考电极，所述上眼眶电极设于所述上部接触面，所述下眼眶电极设于所述下部接触面，所述参考电极设于所述上眼眶电极和下眼眶电极所设位置以外的镜框接触面；所述固定装置连接所述镜框两端，用于将所述镜框固定在使用者的面部；所述采集电极与所述眼电模数转换芯片电连接，所述镜载主控单元与所述眼电模数转换芯片、镜载姿态传感器及所述镜载无线通信模块电连接；

所述受控轮椅包括轮椅本体，以及设于所述轮椅本体的驱动电机、椅载主控单元及椅载无线通信模块；所述椅载主控单元与所述驱动电机、椅载姿态传感器及椅载无线通信模块电连接；所述椅载主控单元通过镜载无线通信模块和椅载无线通信模块与所述镜载主控单元通信；所述椅载主控单元预设有驱动控制模式和转向控制模式；所述椅载主控单元根据所述采集电极获得的眼电数据进入所述转向控制模式或所述驱动控制模式，根据所述镜载姿态传感器获得的头部姿态数据控制所述驱动电机。

相较于现有技术，本发明的智能轮椅将眼电数据运用到轮椅工作模式的切换中，并采用以头部姿态控制轮椅运动的策略；所述受控轮椅在所述驱动控制模式下，使用者能够自由转动头部观察身边的事物；当使用者意图转向时，可通过眼部动作，使所述受控轮椅进入所述转向控制模式，在该模式下，使用者的头部可控制所述受控轮椅进行转向。另外，本发明利用护目镜镜框结构中的接触面，能将所述采集电极隐蔽、牢固地贴合在使用者面部，一方面可以省去采集电极用于粘贴在使用者面部的粘性物质，改善了使用者的佩戴舒适度，让采集电极本身更加适宜重复使用，另一方面减少了外界对采集电极的影响，提升了眼电采集过程的可靠性；本发明优化了控制逻辑，提升了使用体验，兼顾操纵性、灵活性和舒适性，让使用者在能自由观察轮椅周边环境的同时，自如地操作轮椅。

作为对上述智能轮椅的改进，所述采集电极可采用导电海绵。