CN103126830A - 电动轮椅的煞车控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电动轮椅的煞车控制系统及方法，该电动轮椅包括电子水平仪、煞车传感器、煞车装置及煞车控制器。所述的煞车控制系统包括倾斜角度侦测模块、煞车侦测模块、煞车调整模块及煞车警示模块。本发明所述的煞车控制系统及方法，能够利用电子水平仪针对使用者乘坐电动轮椅的状况进行实时侦测、确认，随时与煞车传感器所测得的煞车状况进行分析，自动通过煞车控制器对煞车装置进行控制作业，可有效避免使用者因操作不当或紧急煞车等状况而引起轮椅重心偏移，发生翻覆等意外。

Description

电动轮椅的煞车控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电动轮椅控制系统及方法，特别是关于一种电动轮椅的煞车控制系统及方法。

背景技术

电动轮椅为一种经由特殊设计、具备车轮的椅子，能够提供年长者或行动不便的身障者搭乘，利用电动轮椅的车轮代替使用者以双脚步行的医疗器材。在电动轮椅的车身设计上，一般多将重心偏向驱动轮(后轮)，以减轻轮椅前轮(前轮)脚负重的配重，方便身障者或看护人员操作轮椅时，能够较轻松地跨越有段差高度的路面。在一般情况下，传统的电动轮椅正确煞车方式为以驱动轮煞车为主，非驱动轮煞车为辅。

当电动轮椅行驶至坡道等路面斜坡处时，在电动轮椅操控作业上，则需更加谨慎留意电动轮椅的重心位置并视车身重心位置调整车轮的煞车状况。然而，若使用者未依正确煞车步骤进行煞车作业，导致位于低处的车轮先剎停，突然静止的车轮与地面接触位置将形成一支点。在高处车轮仍持续运转的状况下，轮椅会以煞停车轮与地面接触点为旋转中心，使位于高处、持续运转的车轮，将向前的力量转变为一向上的作用力，而导致轮椅重心失衡、向上弹起翻覆。因此，电动轮椅容易因行驶的斜坡过大或煞车不当等因素，导致电动轮椅的重心转移、翻覆等意外事件发生。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种电动轮椅的煞车控制系统及方法，能够有效避免使用者因不当操作电动轮椅或者紧急煞车等状况而引起轮椅重心偏移，发生翻覆等意外。

所述电动轮椅的煞车控制系统，该电动轮椅包括电子水平仪、煞车传感器、煞车装置及煞车控制器。该煞车控制系统包括：倾斜角度侦测模块，用于利用电子水平仪持续针对电动轮椅的轮椅车身水平状态进行侦测来获取电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向，根据电动轮椅的倾斜角度判断电动轮椅是否经过倾斜路面，当电动轮椅经过倾斜路面时，判断电动轮椅的倾斜角度是否超过安全倾斜角度范围；煞车侦测模块，用于当电动轮椅的倾斜角度未超过安全倾斜角度范围时，利用煞车传感器对电动轮椅的煞车状况进行侦测来获取电动轮椅各车轮的煞车力道数据，及根据各车轮的煞车力道数据判断使用者的煞车作业是否恰当；煞车调整模块，用于当煞车作业不恰当时，根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向计算出应调整的车轮位置及煞车力道数据，及根据计算的车轮位置及煞车力道数据通过煞车控制器自动调整煞车装置对各车轮的煞车作业；及煞车警示模块，用于当电动轮椅的倾斜角度超过安全倾斜角度范围时，发出警示信号提醒使用者调整行进路线，并通过煞车装置自动对各车轮进行煞车作业。

所述电动轮椅的煞车控制方法包括步骤：利用电子水平仪持续针对电动轮椅的轮椅车身水平状态进行侦测来获取电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向；根据电动轮椅的倾斜角度判断电动轮椅是否经过倾斜路面；当电动轮椅经过倾斜路面时，判断电动轮椅的倾斜角度是否超过安全倾斜角度范围；当电动轮椅的倾斜角度超过安全倾斜角度范围时，发出警示信号提醒使用者调整行进路线，并通过煞车装置自动对各车轮进行煞车作业；当电动轮椅的倾斜角度未超过安全倾斜角度范围时，利用煞车传感器对电动轮椅的煞车状况进行侦测来获取电动轮椅各车轮的煞车力道数据；根据各煞车力道数据判断使用者的煞车作业是否恰当；当煞车作业不恰当时，根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向计算出应调整的车轮位置及煞车力道数据；及根据计算的车轮位置及煞车力道数据通过煞车控制器自动调整煞车装置对各车轮的煞车作业。

相较于现有技术，本发明所述的煞车控制系统及方法，能够利用内建于电动轮椅的电子水平仪，针对使用者乘坐电动轮椅的状况进行实时侦测、确认，随时与煞车传感器所测得的煞车状况进行分析，自动通过煞车控制器对煞车装置进行控制作业，可有效避免使用者因操作不当或紧急煞车等状况而引起轮椅重心偏移，发生翻覆等意外。

附图说明

图1是本发明电动轮椅较佳实施例的架构图。

图2是本发明电动轮椅的煞车控制方法较佳实施例的流程图。

图3是电动轮椅的倾斜角度尚在安全倾斜角度范围内对电动轮椅的煞车作业的示意图。

图4是电动轮椅的倾斜角度超过安全倾斜角度范围内对电动轮椅的煞车作业的示意图。

主要元件符号说明

电动轮椅            1

煞车控制系统        10

倾斜角度侦测模块    101

煞车侦测模块        102

煞车调整模块        103

煞车警示模块        104

电子水平仪    11

煞车传感器    12

煞车装置      13

煞车控制器    14

存储器        15

微处理器      16

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，是本发明电动轮椅1较佳实施例的架构图。在本实施例中，该电动轮椅1包括煞车控制系统10、电子水平仪11、煞车传感器12、煞车装置13、煞车控制器14、存储器15及微处理器16。所述的煞车控制系统10分别与电子水平仪11、煞车传感器12、煞车装置13、煞车控制器14、存储器15及微处理器16通过数据线或信号线进行电气连接，并能够相互进行数据通信。在本实施例中，所述电动轮椅1可以为电动代步车或其它小型电动车，一般包括驱动轮(即左右后轮)及非驱动轮(即左右前轮)四个车轮。

所述的电子水平仪11是一种常见的测量仪器，用来测定电动轮椅1的车身面或线条是否呈现水平状态。在本实施例中，该电子水平仪11结合重力传感器(G-Sensor)可测得电动轮椅1的倾斜角度，来判别电动轮椅1是否处于水平状态。

所述的煞车传感器12用于侦测电动轮椅1各车轮(即左前轮、右前轮左后轮与右后轮)的煞车方式及煞车力道等数据，以确认电动轮椅1的行驶状况是否恰当。所述的煞车装置13用于当电动轮椅1的行驶状况不恰当时，对电动轮椅1各车轮进行煞车作业。

所述的煞车控制器14用于利用油压煞车方式对电动轮椅1各车轮煞车力道大小进行调控。所述的油压煞车方式为一种非常普通的煞车方式，能够利用液体使煞车装置13对各车轮产生制动力量。在本实施例中，通过油压煞车的控制可精确地调整煞车装置13对各车轮的煞车力道大小。因此，当使用者对电动轮椅1进行不当煞车，或者行驶于危险坡道等状况时，煞车控制器14可以控制煞车装置13进行煞车力道与煞车方式的调整。

在本实施例中，所述的煞车控制系统10包括倾斜角度侦测模块101、煞车侦测模块102、煞车调整模块103及煞车警示模块104。本发明所称的模块可以由多个电子元器件构成的硬件芯片，也可以由一系列计算指令组成的计算机程序段。本实施例所述的模块是为一种能够被微处理器16所执行并且能够完成固定功能的计算机程序段，其存储于电动轮椅1的存储器15中。在本实施例中，关于各模块的功能将于图2的流程图中具体描述。

如图2所示，是本发明电动轮椅的煞车控制方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该方法能够利用内建于电动轮椅1的电子水平仪11，针对使用者乘坐电动轮椅1的状况进行实时侦测、确认，随时与煞车传感器12所测得的煞车状况进行分析，自动通过煞车控制器14对煞车装置13进行控制作业，可有效避免使用者因操作不当或紧急煞车等状况，而引起轮椅重心偏移，发生翻覆等意外。

步骤S21，倾斜角度侦测模块101利用电子水平仪11持续针对电动轮椅1的轮椅车身水平状态进行侦测，以获取电动轮椅1的倾斜角度及倾斜方向。

步骤S22，倾斜角度侦测模块101根据电动轮椅1的倾斜角度判断电动轮椅1是否经过倾斜路面。若电动轮椅1未经过倾斜路面，则返回步骤S21继续侦测电动轮椅1的车身水平状态；若电动轮椅1经过倾斜路面，则执行步骤S23。

步骤S23，倾斜角度侦测模块101判断电动轮椅1的倾斜角度是否超过安全倾斜角度范围。在本实施例中，所述的安全倾斜角度范围可根据使用者的行车习惯进行设置，参考图3A所示，例如倾斜角度范围可设置为-12°至+12°的间。若倾斜角度未超过安全倾斜角度范围，则执行步骤S24；若倾斜角度超过安全倾斜角度范围，则执行步骤S28。

步骤S24，煞车侦测模块102利用煞车传感器12对电动轮椅1的煞车状况进行侦测及判别出各车轮的煞车力道数据。在本实施例中，煞车侦测模块102根据电动轮椅1的倾斜角度、倾斜方向等数据数据，利用煞车传感器12侦测出位于高处的前轮煞车力道是否大于位于低处的后轮，或侦测出位于高处的前轮行驶速度是否低于位于低处的后轮。

步骤S25，煞车侦测模块102根据各车轮的煞车力道数据判断使用者的煞车作业是否恰当。若煞车作业恰当，则执行步骤S24继续对电动轮椅1的煞车状况进行侦测；若煞车作业不恰当，则执行步骤S26。在本实施例中，煞车侦测模块102根据电动轮椅1各车轮的煞车力道数据判别使用者的煞车作业是否恰当，即判别位于较高处的车轮煞车力道是否大于低处的车轮煞车力道，也即判别位于较高处的车轮煞车力道大于低处的车轮煞车力道的煞车作业是为恰当的煞车作业。

步骤S26，煞车调整模块103根据电动轮椅1的倾斜角度及倾斜方向计算出应调整的车轮位置及煞车力道数据。步骤S27，煞车调整模块103根据计算的车轮位置及煞车力道数据通过煞车控制器14自动调整煞车装置13对各车轮的煞车作业。在本实施例中，煞车调整模块103针对电动轮椅1的倾斜角度及倾斜方向轮等数据，推算出电动轮椅1各车轮的煞车力道，并自动通过煞车控制器14调整煞车装置13对各车轮的煞车作业，以确保位于高处的前轮煞车力道大于位于低处的后轮，增强电动轮椅1行使的稳定性。

参考图3B所示，若电动轮椅1的倾斜角度尚在安全倾斜角度范围内(例如倾斜角度+8°位于安全倾斜角度范围-12°至+12°的间)，且电动轮椅1的前轮高于后轮时，煞车控制器14则将确保位于低处的后轮煞车力道小于位于高处的前轮，避免因位于低处的后轮已先行煞停锁定，而造成轮椅重心向上弹起导致电动轮椅1翻覆等意外事件发生。

参考图3C所示，若电动轮椅1的倾斜角度尚在安全倾斜角度范围内(例如倾斜角度-8°位于安全倾斜角度范围-12°至+12°的间)，且电动轮椅1的后轮高于前轮时，煞车控制器14则将确保位于高处的后轮煞车力道大于位于低处的前轮，避免因位于低处的前轮先行煞停而致轮椅重心向上弹起造成电动轮椅1翻覆的意外发生。

步骤S28，煞车警示模块104发出警示信号提醒使用者调整行进路线，并通过煞车装置13自动对各车轮进行煞车作业。参考图4所示，假设电子水平仪11侦测的电动轮椅1的倾斜角度已超过安全倾斜角度范围(例如倾斜角度即将超过+15°或-15°，即电动轮椅1有发生翻覆的可能性时)，煞车警示模块104则立即发出警示信号提醒使用者留意电动轮椅1的行驶路线等状况，并根据电动轮椅1的倾斜状况推算各车轮适当的煞车力道，主动以煞车装置13进行电动轮椅1的煞停作业，有效避免身障者因未留意道路状况而造成行驶意外发生。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动轮椅的煞车控制系统，该电动轮椅包括电子水平仪、煞车传感器、煞车装置和煞车控制器，其特征在于，所述的煞车控制系统包括：

倾斜角度侦测模块，用于利用电子水平仪持续针对电动轮椅的轮椅车身水平状态进行侦测来获取电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向，根据电动轮椅的倾斜角度判断电动轮椅是否经过倾斜路面，当电动轮椅经过倾斜路面时，判断电动轮椅的倾斜角度是否超过安全倾斜角度范围；

煞车侦测模块，用于当电动轮椅的倾斜角度未超过安全倾斜角度范围时，利用煞车传感器对电动轮椅的煞车状况进行侦测来获取电动轮椅各车轮的煞车力道数据，根据各车轮的煞车力道数据判断使用者的煞车作业是否恰当；

煞车调整模块，用于当煞车作业不恰当时，根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向计算出应调整的车轮位置及煞车力道数据，根据计算的车轮位置及煞车力道数据通过煞车控制器自动调整煞车装置对各车轮的煞车作业；

煞车警示模块，用于当电动轮椅的倾斜角度超过安全倾斜角度范围时，发出警示信号提醒使用者调整行进路线，并通过煞车装置自动对各车轮进行煞车作业。

2.如权利要求1所述的煞车控制系统，其特征在于，所述的电子水平仪通过重力传感器侦测出电动轮椅的倾斜角度，所述的倾斜角度侦测模块根据该测得的倾斜角度来判别电动轮椅是否处于水平状态。

3.如权利要求1所述的煞车控制系统，其特征在于，所述的煞车控制器利用油压煞车方式对电动轮椅各车轮的煞车力道大小及煞车力道方向进行调控，使煞车装置对各车轮产生制动力量。

4.如权利要求1所述的煞车控制系统，其特征在于，所述的煞车传感器根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向侦测位于高处的前轮煞车力道是否大于位于低处的后轮，或侦测位于高处的前轮行驶速度是否低于位于低处的后轮。

5.如权利要求1所述的煞车控制系统，其特征在于，所述的煞车侦测模块通过判别位于高处的车轮煞车力道是否大位于低处的车轮煞车力道来判断煞车作业是否恰当。

6.一种电动轮椅的煞车控制方法，该电动轮椅包括电子水平仪、煞车传感器、煞车装置和煞车控制器，其特征在于，该方法包括步骤：

利用电子水平仪持续针对电动轮椅的轮椅车身水平状态进行侦测来获取电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向；

根据电动轮椅的倾斜角度判断电动轮椅是否经过倾斜路面；

当电动轮椅经过倾斜路面时，判断电动轮椅的倾斜角度是否超过安全倾斜角度范围；

当电动轮椅的倾斜角度超过安全倾斜角度范围时，发出警示信号提醒使用者调整行进路线，并通过煞车装置自动对各车轮进行煞车作业；

当电动轮椅的倾斜角度未超过安全倾斜角度范围时，利用煞车传感器对电动轮椅的煞车状况进行侦测来获取电动轮椅各车轮的煞车力道数据；

根据各煞车力道数据判断使用者的煞车作业是否恰当；

当煞车作业不恰当时，根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向计算出应调整的车轮位置及煞车力道数据；及

根据计算的车轮位置及煞车力道数据通过煞车控制器自动调整煞车装置对各车轮的煞车作业。

7.如权利要求6所述的煞车控制方法，其特征在于，所述的电子水平仪通过重力传感器侦测出电动轮椅的倾斜角度，并根据该测得的倾斜角度来判别电动轮椅是否处于水平状态。

8.如权利要求6所述的煞车控制方法，其特征在于，所述的煞车控制器利用油压煞车方式对电动轮椅各车轮的煞车力道大小及煞车力道方向进行调控，使煞车装置对各车轮产生制动力量。

9.如权利要求6所述的煞车控制方法，其特征在于，所述的煞车传感器根据电动轮椅的倾斜角度及倾斜方向侦测位于高处的前轮煞车力道是否大于位于低处的后轮，或侦测位于高处的前轮行驶速度是否低于位于低处的后轮。

10.如权利要求6所述的煞车控制方法，其特征在于，所述的判断煞车作业是否恰当是通过判别位于高处的车轮煞车力道是否大位于低处的车轮煞车力道的步骤来实现。

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