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专利号: 2021113134841
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无线手柄操作轮椅的方法,所述无线手柄上设置有摇杆,摇杆具有水平、上下方向摇动的能力,其特征在于,根据所述摇杆水平摇动和上下摇动的值控制轮椅驱动轮电机的转速。

2.根据权利要求1所述的基于无线手柄操作轮椅的方法,其特征在于,所述轮椅驱动轮电机的转速按如下步骤计算:

S1、根据摇杆水平摇动值X和上下摇动值Y计算轮椅的速度V和方向θ,其中:其中(X0,Y0)为摇杆水平和上下摇动的矩形范围中心坐标;

S2、计算轮椅驱动轮的速度,其中左驱动轮的速度为:右驱动轮的速度为:

S3、计算驱动轮电机的转速,其中左驱动轮电机的转速为:右驱动轮电机的转速为:

其中k为单位调节系数;p为电机转速比;C为驱动轮周长。

3.根据权利要求1所述的基于无线手柄操作轮椅的方法,其特征在于,所述无线手柄为PS2蓝牙手柄。

4.一种基于无线手柄操作轮椅的系统,所述无线手柄上设置有摇杆,摇杆具有水平、上下方向摇动的能力,其特征在于,包括:手柄信号接收模块,用于接收手柄摇杆的摇动信号;

手柄摇杆信号解析模块,用于解析手柄摇杆的摇动信号,建立手柄二维模型,获取手柄二维模型中水平摇动值X和上下摇动值Y;

上位机,用于根据所述摇杆水平摇动值X和上下摇动值Y计算轮椅驱动轮电机的转速。

5.根据权利要求4所述的基于无线手柄操作轮椅的系统,其特征在于,所述手柄摇杆信号解析模块建立的手柄二维模型为:水平方向为X轴,对应轮椅转向角度,范围为[0,Xr],最左侧为0,最右侧为Xr;竖直方向为Y轴,对应轮椅速度,范围为[0,Yr],最上方为0,最下方为Yr;中心坐标为(X0,Y0)。

6.根据权利要求5所述的基于无线手柄操作轮椅的系统,其特征在于,所述上位机包括:

轮椅运动参数计算模块,用于根据摇杆水平摇动值X和上下摇动值Y计算轮椅的速度V和方向θ,计算式为:

轮椅运动模型构建模块,用于对轮椅运动模型进行建模,根据轮椅的速度V和方向θ计算轮椅驱动轮的速度,其中左驱动轮的速度为: 右驱动轮的速度为:驱动轮电机转速计算模块,用于根据轮椅驱动轮的速度计算电机的转速,其中左驱动轮电机的转速为: 右驱动轮电机的转速为: 其中k为单位调节系数;p为电机转速比;C为驱动轮周长。

7.根据权利要求4所述的基于无线手柄操作轮椅的系统,其特征在于,所述无线手柄为PS2蓝牙手柄,手柄与手柄信号接收模块通过蓝牙信号传输数据。

8.根据权利要求4所述的基于无线手柄操作轮椅的系统,其特征在于,所述手柄摇杆信号解析模块采用Arduino UNO3开发板。

9.根据权利要求4所述的基于无线手柄操作轮椅的系统,其特征在于,所述手柄摇杆信号解析模块与上位机通过串口通信。