自平衡式新型智能轮椅的设计与实现

摘要

在一般城市道路,轮椅使用者不免会遇到上下坡的情况,轮椅使用者易发生后仰或者向前翻的安全问题,为了实现轮椅使用者在上坡、下坡过程中保持身体水平,提高轮椅使用的安全性及舒适性,设计了一种基于大惯量轮的座位姿态自平衡轮椅,包括轮椅框架、座位、磁力锁、电机保护棘轮、大惯量轮座位姿态自平衡机构和两轮椅轮。根据其基本构造和基本原理,给出了能够实现自平衡式新型智能轮椅运作的方案和步骤,并通过实验证实了其实用性。本文主要对自平衡式新型智能轮椅的机械构造、控制原理和大惯量轮的原理进行分析研究和设计。分析了能够实现座位姿态自平衡的原理及要求,包括利用Arduino和角度传感器实现智能坡面控速、座位姿态检测和水平调节。