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专利号: 202011127811X
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种电动轮椅行驶控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)通过操纵手柄转向操纵的方向和手柄距离中心线偏转角度,获取目标车速、目标转弯半径,计算得到为达到目标车速及转弯半径需要控制的左右轮驱动电机的转速,即左、右驱动轮轮速;所述左、右驱动轮轮速根据下述公式计算:R0=k0×D×(VR+VL)/2/(|VR‑VL|),V0=(VR+VL)/2,其中,R0为转弯半径;VR为左驱动轮轮速;VL为右驱动轮轮速;V0为目标车速;D为左驱动轮与右驱动轮的轮距;k0为修正系数(2)根据目标左、右轮驱动电机的转速,计算目标横摆角速度;所述横摆角速度根据下述公式计算:Ω0=k0×(|VR‑VL|)/D

其中,Ω0为横摆角速度;

(3)判断目标横摆角速度是否大于电动轮椅横摆角速度最大允许值;如果目标横摆角速度不大于电动轮椅横摆角速度最大允许值,按照操纵手柄的指令控制轮椅的方向和转角;如果目标横摆角速度大于电动轮椅横摆角速度最大允许值,则控制轮椅的转角,使当前横摆角速度等于横摆角速度最大允许值,并计算最大转弯半径,及在最大转弯半径和目标车速下的左、右驱动轮轮速;

(4)轮椅控制器根据操纵手柄的指令控制轮椅的方向和转角,或根据上述计算的最大转弯半径和目标车速下的左、右驱动轮轮速,控制左、右驱动电机,实现电动轮椅的转向和行驶的方向及大小。

2.一种电动轮椅行驶控制系统,其特征在于,用于实现权利要求1所述的控制方法,包括:操控手柄,用于控制电动轮椅前进或倒退的方向及速度,以及转向的方向及转弯半径;

轮速传感器,包括左轮轮速传感器、右轮轮速传感器,分别安装在对应的驱动轮上,用于测量当前轮速,并传递给轮椅控制器;

驱动电机,包括左轮驱动电机、右驱动电机,用于驱动电动轮椅行驶;

轮椅控制器,用于获得操控手柄、轮速传感器的信号,根据权利要求1所述的控制方法,对驱动电机转速进行控制,并通过左轮驱动电机、右轮驱动电机之间的差速,控制电动轮椅转向。

3.根据权利要求2所述的电动轮椅行驶控制系统,其特征在于,操纵手柄对电动轮椅可以完成下述控制:(1)单独控制前进或后退的行驶方向及速度;

(2)单独控制转向的方向及转弯半径;

(3)同时开展前进或后退的行驶方向及速度,及转向的方向及转弯半径。

4.根据权利要求2所述的电动轮椅行驶控制系统,其特征在于,操纵手柄对轮椅的控制可以为下述两种形式:(1)开关量手柄,只输出控制的方向;

(2)模拟量或总线型手柄,能够同时输出控制的方向及控制手柄的百分比。

5.根据权利要求4所述的电动轮椅行驶控制系统,其特征在于,操纵手柄为开关量手柄时,控制轮椅的转向方向或行驶方向,是手柄直接输出开关量获得的;目标行驶速度或转弯半径的大小,是根据操控手柄在该位置的时间计算的,操控手柄在该位置时间越长,目标行驶速度或转弯半径的值越大。

6.根据权利要求2所述的电动轮椅行驶控制系统,其特征在于,左轮驱动电机、右轮驱动电机控制电动轮椅的转向包括:(1)VL=VR,电动轮椅直线行驶;

(2)VL>VR,电动轮椅前进时向左转向,电动轮椅倒退时向右转向;

(3)VL<VR,电动轮椅前进时向右转向,电动轮椅倒退时向左转向;

其中,VR为左驱动轮轮速;VL为右驱动轮轮速。