智能电动轮椅
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吉芮电动轮椅使用说明(一)吉芮电动轮椅使用说明1. 引言•感谢您选择吉芮电动轮椅,我们致力于为用户提供高品质的移动解决方案。
•本使用说明将帮助您快速上手和正确操作吉芮电动轮椅,请仔细阅读并遵循相关指引。
2. 准备工作•确保吉芮电动轮椅已组装完毕并充电充足。
•近距离观察轮椅是否存在明显损坏或松动的部件,如有,请联系售后服务。
3. 启动电动轮椅•确保电源开关处于关闭状态。
•按下电源按钮,同时长按2秒,直到电源指示灯亮起。
•确认显示屏上的信息正常显示后,电动轮椅已成功启动。
4. 调整座椅位置•使用侧臂上的按钮,调整座椅高度以适应您的个人需求。
•使用侧臂上的按钮,调整座椅角度,确保您的舒适度和支撑性。
5. 操作指南•使用方向杆控制轮椅前后移动,向前推动方向杆使轮椅前进,向后拉动方向杆使轮椅后退。
•使用方向杆向左或向右旋转,可以控制轮椅的左右转向。
•注意避免急转弯或提前制动,以确保行驶的平稳性和安全性。
6. 充电和储存•当电动轮椅的电量过低时,将引起行驶速度下降,请及时进行充电。
•长时间不用电动轮椅时,请关闭电源开关,以节约电能。
•存放电动轮椅时,请避免阳光直射和高温环境,以保护电池寿命。
7. 安全提示•请遵守交通法规和道路标志,谨慎驾驶电动轮椅。
•避免在不平整的地面上行驶,以免影响行驶稳定性和安全性。
•乘坐轮椅时,请系好安全带以确保行驶过程中的安全。
8. 常见问题解答•Q: 电动轮椅无法启动怎么办?–A: 请检查电池是否已充满电,且电源开关是否已打开。
•Q: 轮椅操作过程中发生异常如何处理?–A: 请立即停止使用,并联系售后服务或查阅售后手册。
9. 售后服务•如对使用过程中遇到问题或需要更多帮助,可通过以下方式联系我们:–电话:XXX-XXXX-XXXX–邮箱:注意:本使用说明仅适用于吉芮电动轮椅,其他品牌或型号的电动轮椅请参考其各自的使用说明。
鱼跃电动轮椅使用说明全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:鱼跃电动轮椅使用说明一、产品介绍鱼跃电动轮椅是一款便携式的电动助力轮椅,专为行动不便的用户设计。
它采用轻便的铝合金材质制作,具有良好的承重能力和稳定性,同时配备了高性能的电力系统和操控系统,让用户能够轻松自如地控制轮椅的移动。
二、注意事项1. 本产品仅限于室内使用,禁止在户外行驶或涉水使用,以防止发生意外或损坏轮椅电子设备。
2. 使用本产品前,请仔细查看产品说明书,了解轮椅的使用方法和注意事项。
3. 请确保轮椅的电量充足,以免在使用过程中出现断电情况。
4. 在使用过程中,避免将轮椅停在坡道上,以免滑动造成伤害。
5. 在上下坡道时,请注意减速操控,以确保安全行驶。
6. 遇到不可预料的情况时,请及时停下轮椅并做好防护措施,以免造成伤害。
三、使用方法1. 打开电动轮椅的电源开关,在电源显示屏上查看电量情况。
2. 调整合适的座椅高度和角度,确定舒适的坐姿。
3. 使用手柄操控电动轮椅的行进方向和速度,按照需要进行前进、后退、左转和右转操作。
4. 在转弯时,注意减速并适当提前转向,以避免碰撞或侧翻。
5. 在使用过程中,如遇到障碍物或其他人员,请及时停下轮椅,等待避让或寻求帮助。
6. 使用结束后,请关闭电动轮椅的电源开关,确保安全停放。
四、日常维护1. 定期清洁轮椅的外表面和座椅,以保持轮椅的整洁和卫生。
2. 定期检查轮椅的电池电量和充电情况,确保及时充电以保持电池的寿命。
3. 定期检查轮椅的操控系统和轮胎情况,发现问题及时处理或维修。
1. 请勿超载使用轮椅,严禁在座椅上跳跃或施加过大的压力。
2. 请勿将轮椅长时间暴露在阳光下或潮湿环境中,以免影响轮椅的使用寿命。
3. 在不使用轮椅时,请将电源开关关闭并拔掉充电器,确保轮椅的安全。
4. 若出现轮椅故障或需要维修,请及时联系售后服务中心或专业维修人员处理。
通过以上介绍和说明,相信您已经了解了鱼跃电动轮椅的使用方法和注意事项。
凯莱宝电动轮椅说明书一、产品介绍凯莱宝电动轮椅是一款高品质、高性能的电动助力轮椅,旨在为行动不便的用户提供便捷的出行解决方案。
该轮椅采用先进的电动技术,具备稳定的行驶性能和舒适的乘坐体验。
二、产品特点1. 强大的动力系统:凯莱宝电动轮椅搭载高效的电动驱动系统,能够提供持久而稳定的动力输出,确保用户在行驶过程中的安全和舒适。
2. 灵活的操控方式:该轮椅配备智能操控系统,用户可以通过简单的手柄操作实现前进、后退、转向等功能,操作简便灵活。
3. 舒适的座椅设计:凯莱宝电动轮椅采用人体工学设计,座椅舒适宽敞,可根据用户的身体需求进行调节,提供最佳的乘坐体验。
4. 安全可靠的制动系统:该轮椅配备可靠的制动系统,用户可以通过手柄轻松控制制动,确保行驶过程中的安全性。
5. 耐用的材料和结构:凯莱宝电动轮椅采用高强度材料和坚固的结构设计,具备出色的耐用性和稳定性,适应各种复杂的使用环境。
三、使用方法1. 准备:确保电动轮椅电量充足,座椅调整到合适的位置,脚踏板调整到舒适的高度。
2. 上下车:将电动轮椅靠近座椅或床边,确保轮椅与地面平稳接触,打开轮椅的折叠扶手,将脚踏板折叠起来,然后坐到座椅上。
3. 操控:握住手柄,通过前后推动手柄控制轮椅的前进和后退,通过左右转动手柄控制轮椅的转向。
4. 制动:轮椅配备制动器,当需要停止或固定轮椅时,拉动制动器手柄即可实现制动功能。
5. 充电:当电动轮椅电量低时,使用配套充电器将其连接到电源插座进行充电,充电时间根据电池容量而定。
四、注意事项1. 使用前请仔细阅读说明书,了解电动轮椅的功能和操作方法。
2. 在使用过程中,请确保轮椅的电量充足,以免在行驶过程中电量不足而影响使用。
3. 使用时请注意周围环境,避免与障碍物碰撞或卡住。
4. 长时间使用后,请及时给电动轮椅进行充电,以保证下次使用时的电量充足。
5. 使用过程中如遇到故障或异常情况,请及时联系售后服务中心进行维修或咨询。
五、保养与维护1. 定期检查电动轮椅的各个部件是否正常,如有松动或损坏应及时修复或更换。
电动轮椅的操作方法电动轮椅是一种便携、方便使用的辅助工具,可以帮助行动不便的人士进行自主移动。
下面我将详细介绍电动轮椅的操作方法。
一、电源开关和充电1. 找到电动轮椅上的电源开关,一般位于椅背的一侧或者方向盘附近。
2. 当需要使用电动轮椅时,将开关置于“开”位;当不需要使用时,置于“关”位。
3. 当电动轮椅的电量低于一定程度时,需要进行充电。
4. 找到电动轮椅上的充电插口,一般位于椅背的一侧或者底部的某处。
5. 插入充电器的插头,将充电器的另一端插入电源插座。
6. 充电时,确保电动轮椅稳定放置,避免充电过程中碰撞。
二、控制杆/方向盘操作1. 找到电动轮椅上的控制杆/方向盘,位于座椅前方。
2. 将控制杆拨到前后或左右方向,可以控制电动轮椅的前进、后退或左右移动。
3. 当需要停止或者刹车时,将控制杆置于中立位即可。
三、坡道行驶和爬坡1. 在行驶坡道时,要注意选择合适的速度,适当减慢速度以确保行驶稳定。
2. 在爬坡时,先确认电动轮椅的电量是否足够。
如果电量不足,容易造成堵塞或卡住。
3. 在爬坡时,应该保持匀速前行,避免猛冲或急刹。
四、转弯操作1. 在转弯时,应该减速,避免过快转弯造成侧翻或碰撞。
2. 在转弯时,应该提前给出信号,确保周围的行人和车辆有足够的反应时间。
五、不平路面行驶1. 在不平路面行驶时,要格外小心,尽量选择相对平坦的道路行驶。
2. 在不平路面行驶时,应尽量避免碰撞或快速转弯。
六、紧急停止和应急情况1. 在发生紧急情况时,应迅速将控制杆置于中立位,停止电动轮椅的运动。
2. 在电动轮椅出现故障或异常情况时,应及时联系相关维修人员进行处理。
七、注意事项1. 在使用电动轮椅时,要注意安全,避免行人、车辆或障碍物的碰撞。
2. 在使用电动轮椅时,要时刻保持警觉,观察周围环境,避免发生意外。
3. 在使用电动轮椅时,要确保自己和他人的安全,遵守交通规则,不超速、不闯红灯。
4. 在使用电动轮椅时,要定期检查轮椅的各项功能和部件是否正常,确保日常维护。
电动轮椅工作原理电动轮椅是一种帮助行动不便的人们移动的设备。
它通过电动驱动系统来提供动力,便于用户在室内和室外进行自由移动。
本文将介绍电动轮椅的工作原理,包括电动驱动系统、控制系统和电源系统。
一、电动驱动系统电动轮椅的电动驱动系统是实现轮椅运动的关键部分。
它通常由电机、减速器和驱动轮组成。
电动轮椅采用直流电机作为动力源,通过电流的控制来驱动轮椅的运动。
电机通常安装在轮椅的后部,并通过减速器与驱动轮相连。
电机的转动产生的力矩经过减速器的作用传递给驱动轮,从而推动轮椅的运动。
二、控制系统电动轮椅的控制系统是用来控制轮椅运动的核心部分。
它通常由控制器和操纵杆组成。
控制器是一个电子装置,负责接收来自操纵杆的指令,并控制电机的转动。
操纵杆是用户用来控制轮椅运动的手柄,通过不同的操作方式可以控制轮椅的前进、后退、转弯等动作。
操纵杆与控制器之间通过电路连接,指令经过控制器处理后传递给电机,从而实现用户对轮椅的控制。
三、电源系统电动轮椅的电源系统是提供电能的部分。
它通常由电池和充电器组成。
电池是电动轮椅的能量储存装置,通常使用锂电池或铅酸电池。
电池通过充电器进行充电,充电器将电能转化为化学能存储在电池中。
当电动轮椅需要运动时,电池将化学能转化为电能供电给电机驱动轮椅运动。
总结:电动轮椅的工作原理主要包括电动驱动系统、控制系统和电源系统。
电动驱动系统通过电机、减速器和驱动轮实现轮椅的运动。
控制系统通过控制器和操纵杆实现用户对轮椅的控制。
电源系统通过电池和充电器提供电能支持轮椅的运动。
这些部分相互配合,共同实现电动轮椅的正常工作,为行动不便的人们提供便利和帮助。
1.2.1 智能轮椅的国内外研究现状智能轮椅通常是在一台标准电动轮椅的基础上,增加一台电脑和一些传感器或者在一个移动机器人的基础上增加一个座椅进行构建。
最早的相关研究开始于1986年,轮椅通过视觉进行导航协助。
之后IBM T.J.Watson Research Center 的Connell 和Viola将座椅放在一个移动机器人平台上,利用操纵杆、超声和红外传感器实现了机器人的行走和避障等导航功能。
Jaffe等负责的smart wheelchair项目利用两个超声波传感器测定人的头部运动位置,并以此实现了利用头部姿势控制轮椅的运动。
经过20多年的开发,世界各国的研究者相继开发了多种智能轮椅平台,包括美国麻省理工大学的Wheelesley, 密西根大学的NavChair,匹兹堡大学的Haphaestus,SWCS(Smart Wheelchair ComponentSystem), 加拿大的TAO项目,西班牙的SIAMO, 法国的VAHM, 德国乌尔姆大学的MAid,不莱梅大学的Rolland, FRIEDNS I,II系列,希腊的SENARIO 等。
我国开展智能轮椅的研究较晚,但是也根据自己的技术优势和特点,开发出了有特色的智能轮椅平台,包括中科院自动化所的多模态交互智能轮椅、嵌入式智能轮椅,上海交通大学的多功能智能轮椅,中科院深圳先进技术研究院基于头部动作的智能轮椅等等。
在控制系统结构方面,目前多数智能轮椅平台上采用的是主从式控制方式。
上位机负责系统的整体控制,包括各功能子模块的协调,任务规划,系统管理以及人机交互等,同时完成运动控制量的计算、送到下位机,以完成对轮椅的运动控制。
该种控制模式对硬件的要求较为简单,系统较容易构建,是系统验证期所采用的典型结构。
目前上位机多采用普通PC机,由于信息的集中处理使得上位机的信息处理量大,负担很重,实时性较差,无法满足实际使用的需要。
随着嵌入式技术的飞速发展,采用嵌入式控制系统构建智能轮椅平台逐渐引起研究者们的注意,中科院自动化所研制的嵌入式智能轮椅系统在该方面进行了尝试,系统采用ARM+DSP+FPGA的方式来分别构建智能轮椅的中央控制系统、传感器系统、视觉系统和运动控制系统,整个控制系统运行稳定,具有实时性高、功耗低,续航时间长的特点,在控制模式方面,智能轮椅上普遍采用的是三种模式:自动模式、半自动模式、手动模式。
电动轮椅操作手册随着科技的不断进步,电动轮椅作为一种便利的交通工具,已经被越来越多的人所接受和使用。
本操作手册旨在向用户提供关于电动轮椅的详细操作指南和必要的安全须知,以确保您在使用电动轮椅时的安全和便利。
1. 基本构造和组成部分电动轮椅主要由座椅、底盘、控制器、电池、电机以及操纵杆等组成。
座椅是供用户坐在上面的部分,底盘是座椅的基础,控制器则负责控制电动轮椅的前进、后退和转向等操作。
电池则为电动轮椅提供动力,电机则将电能转化为机械能使轮椅运动起来。
操纵杆是用户能够通过手部控制的部分,用于操控电动轮椅的运动。
2. 电动轮椅的使用方法2.1 上下座椅在开始使用电动轮椅之前,请确保座椅已经固定好,无松动和晃动。
将手放在座椅两侧扶手上,将身体缓慢地移向座椅,并轻轻坐下。
确保坐稳之后,将两只脚放置在脚踏板上,调整座椅的位置以保证脚部舒适。
2.2 控制器操作控制器通常位于操纵杆的顶端,通过操纵杆的方向控制前后和左右的运动。
向前推动操纵杆可以使电动轮椅前进,向后拉动操纵杆则使其后退。
操纵杆的左右转动可以实现转向操作。
2.3 充电和维护电池是电动轮椅的动力来源,因此定期充电是非常重要的。
请根据使用频率和使用时间来决定充电时间。
一般来说,低于20%电量时应充电。
同时,请确保使用原装充电器,并将充电器插头正确连接至电动轮椅的充电接口。
3. 安全须知3.1 平稳安全使用电动轮椅时,请确保走道平稳,避免行驶在不平整的路面上。
特别是在上下坡道时,应控制好速度,保持平稳,避免出现翻车等危险情况。
3.2 注意避让当行驶至人群密集的地方,请注意避让行人。
特别是在狭窄的通道或门口,应特别谨慎,避免发生碰撞或压迫行人的情况。
3.3 充电安全在充电电动轮椅时,请确保周围环境干燥,并远离易燃物品。
不要将充电器接头插入不匹配的插座中,以免发生电击等安全事故。
3.4 紧急情况处理在紧急情况下,如电动轮椅失控或发生其他问题,请立即松开操纵杆,并停止电动轮椅的运动。
电动轮椅文章目录*一、电动轮椅概述*二、电动轮椅使用方法*三、电动轮椅优缺点*四、电动轮椅注意事项*五、电动轮椅相关常识电动轮椅概述1、定义电动轮椅是在传统手动轮椅的基础上,叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件,改造升级而成的。
具备人工操纵智能控制器,就能驱动轮椅完成前进、后退、转向、站立、平躺、等多种功能的新一代智能化轮椅,是现代精密机械、智能数控、工程力学等领域相结合的高新科技产品。
2、类型市场上的轮椅种类很多,按材料可分为铝合金、轻型材料和钢质的,如按类型可以分为普通轮椅和特殊轮椅。
特殊轮椅又可分为:休闲运动轮椅系列,电子轮椅系列,座侧轮椅系列,助站住轮椅系列等。
3、结构构造电动轮椅车一般由座椅、扶手、弯腿脚踏板、轮组、控制系统、电机、蓄电池、适配器等组成。
4、工作原理电动轮椅车是一种以蓄电池为能源、电子装置控制驱动的动力轮椅车。
使用者可通过控制装置自行驱动轮椅车行进。
因为该产品为非治疗类医疗器械,故本指导原则不包含产品作用机理的内容。
5、功能特点采用锂电驱动,可反复充电,体积小重量轻、节能环保;可手推、手摇、电动驾驶,随意转换;可折叠架,易储运;智能操作控制杆,左右手均可控制;轮椅扶手也掀起,脚踏板可调整及拆卸;采用PU实心轮胎、防水透气坐垫靠背、安全带;五档速度调节,原地零半径360°随意转向;爬坡能力强、防后倾尾轮设计;安全系数高,智能电磁刹车和手动制刹。
6、适宜范围残疾人或是行动不便的只能靠轮椅生活的人。
电动轮椅使用方法现在的科技已经不是之前的人力为主了,当然现在的电动轮椅车已经不同于传统的手推轮椅了,只要老人反应够灵活,行走起来没有太大的问题,自己一个人通过手中的控制器就可以四处溜达。
在这里建议:在乘坐电动轮椅之前,可以把脚踏板竖立起来,坐上之后没有问题,再把脚踏板放下来。
打开电源开关后,速度应保持在第一档位(也就是最慢的档位),慢慢的移动控制器以此来调整至最佳行驶状态。
电动轮椅评价语
1、电动轮椅挺不错的。
第一,这款轮椅是一款智能科技轮椅,有多
重安全设计,安全性比较高;第二,全新铝合金材质,锂电池智能设计,
比较耐用;第三,液压调节设置,能平躺也可以坐着,很方便,减震效果
也不错。
2、买来给腿脚行动不便的朋友老爸使用的,挑了很多品牌,最后决
定就是它了,综合性价比不错,朋友老爸说第一次使用这样的电动轮椅,
简单方便,可坐可躺,非常人性化,以后出行不用麻烦了,结实,实用,
安装特别简单,操作也特别简单。
老人一分钟上手。
续航能力绝对没问题!总体超出预期!做工还行吧,行驶速度够用了,感觉可以放心购买。
3、这款轮椅收到了,拆开安装好了,用料结实,操作方便,功能比
较多,坐垫透气方便换洗,可以躺带前后刹,有坐便功能收起来也方便。
包装保护得也比较好。
性价比高推荐。
车架比较结实有点重,旧的那个坏了,等着用呢,没有提前买,比较心急,客服一直在加急催件,很满意!。
1.2.1 智能轮椅的国内外研究现状智能轮椅通常是在一台标准电动轮椅的基础上,增加一台电脑和一些传感器或者在一个移动机器人的基础上增加一个座椅进行构建。
最早的相关研究开始于1986年,轮椅通过视觉进行导航协助。
之后IBM T.J.Watson Research Center的Connell 和Viola将座椅放在一个移动机器人平台上,利用操纵杆、超声和红外传感器实现了机器人的行走和避障等导航功能。
Jaffe等负责的smart wheelchair项目利用两个超声波传感器测定人的头部运动位置,并以此实现了利用头部姿势控制轮椅的运动。
经过20多年的开发,世界各国的研究者相继开发了多种智能轮椅平台,包括美国麻省理工大学的Wheelesley, 密西根大学的NavChair,匹兹堡大学的Haphaestus,SWCS(Smart Wheelchair ComponentSystem), 加拿大的TAO项目,西班牙的SIAMO, 法国的VAHM, 德国乌尔姆大学的MAid,不莱梅大学的Rolland, FRIEDNS I,II系列,希腊的SENARIO等。
我国开展智能轮椅的研究较晚,但是也根据自己的技术优势和特点,开发出了有特色的智能轮椅平台,包括中科院自动化所的多模态交互智能轮椅、嵌入式智能轮椅,上海交通大学的多功能智能轮椅,中科院深圳先进技术研究院基于头部动作的智能轮椅等等。
在控制系统结构方面,目前多数智能轮椅平台上采用的是主从式控制方式。
上位机负责系统的整体控制,包括各功能子模块的协调,任务规划,系统管理以及人机交互等,同时完成运动控制量的计算、送到下位机,以完成对轮椅的运动控制。
该种控制模式对硬件的要求较为简单,系统较容易构建,是系统验证期所采用的典型结构。
目前上位机多采用普通PC机,由于信息的集中处理使得上位机的信息处理量大,负担很重,实时性较差,无法满足实际使用的需要。
随着嵌入式技术的飞速发展,采用嵌入式控制系统构建智能轮椅平台逐渐引起研究者们的注意,中科院自动化所研制的嵌入式智能轮椅系统在该方面进行了尝试,系统采用ARM+DSP+FPGA的方式来分别构建智能轮椅的中央控制系统、传感器系统、视觉系统和运动控制系统,整个控制系统运行稳定,具有实时性高、功耗低,续航时间长的特点,在控制模式方面,智能轮椅上普遍采用的是三种模式:自动模式、半自动模式、手动模式。
在自动模式下,由使用者通过人机交互界面设定目标,智能轮椅通过自身获得的环境信息自主完成到目标点的路径规划和跟踪,比如到卧室,客厅等。
该模式主要针对控制轮椅能力较弱的老年人和残疾人;在半自动模式下,则是通过使用者和轮椅之间的协作控制来达到安全导航的目的。
该模式下以使用者控制为主,轮椅控制系统主要负责控制过程中的局部规划和安全检测。
比如轮椅行进过程中的自主避障;在门、走廊等狭窄区域,根据使用者的操纵指令进行局部路径规划,帮助使用者完成操纵意图,同时避免危险发生等等。
在手动模式下,则是由使用者通过操纵杆实现对轮椅的完全控制,相当于一台普通的电动轮椅。
在人机接口方面,针对不同残疾人群,研究者们开发了多种智能轮椅人机接口。
根据控制方式的不同,可以分为设定型人机接口和自然型人机接口两种,其中设定型人机接口适用于那些残疾程度较轻肢体能动性较高而且意识较好的人群,包括操纵杆控制、按键控制、方向盘控制、触摸屏控制、菜单控制等。
而自然型人机接口的使用人群是那些残疾程度较高,肢体能动性较低的人群,包括语音控制、呼吸控制、头部控制、手势控制、生物信号控制等方式。
自然型人机接口由于交互中存在的无意识性使得控制动作与非控制动作难以区分,因此需要采用合理的方式将两者加以区分,以免引起误操作而导致轮椅失控。
通常智能轮椅上会根据使用者残障程度的不同,安装有多种人机接口,从而能够与使用者实现多种途径的交互,提供更加安全的运动控制针对残疾程度较重的使用者,也有部分轮椅采用了轻型机械臂,帮助使用者完成捡拾物品、开、倒水等活动。
比如FRIEND I上采用的MANUS手可以通过示教的方式实现抓取物体、倒水等功能。
IEND II上则配备了一个更加灵活,重量更轻的关节手臂,手臂末端是5手指的人工灵巧手,可以帮使用者完成更加复杂的动作。
此外,部分研究者对智能轮椅的攀爬楼梯功能行了研究。
目前较为典型的是由Dean Kaman发明iBot,该轮椅能够利用两对驱动轮的交替旋转实攀爬楼梯的目的。
Prrris Wellman等人则采用在椅两侧加装机械腿的方式,通过机械腿的支撑作实现轮椅攀爬楼梯的目的。
该方式对机械腿的机结构要求较高,同时存在在攀爬过程中机械腿协一致的问题。
智能轮椅的关键技术研究智能轮椅作为服务机器人的一种,涉及到了机人技术,信息技术等多个领域的技术,其关键技主要包括导航技术、人机接口技术两部分。
1 导航智能轮椅的导航技术主要来源于机器人技术,由于智能轮椅是以人为中心的控制系统,其导航又有特殊性。
除了需要解决导航过程中轮椅运行空间环境模型建立,轮椅的定位以及路径规划等问题,还更应关注导航中的安全性以及与使用者的交互性。
2.1.1 环境感知轮椅进行环境感知的主要手段。
因此,为了尽可能准确地获取环境信息,智能轮椅上都配备了多种传感器。
包括内部或外部编码器,超声波传感器(SENARIO,Rolland,NavChair),红外传感器(RobChair,Wheelesley,SIAMO),激光测距仪(MAid),碰撞传感器(Wheelesley),摄像头(SIAMO,FRIEND,SENARIO)等等。
智能轮椅通过多种传感器收集数据,利用信息融合算法将能够较准确的获得环境特征,为精确的导航提供可靠的依据。
目前研究者们已经提出了多种信息融合算法,包括有加权平均法、贝叶斯估计、多贝叶斯方法、卡尔曼滤波、D-S 证据推理、模糊逻辑、人工神经网络等。
2.1.2 全自主导航智能轮椅的全自主导航主要是解决“go-to-goal”的问题。
使用者通过人机界面给出目标点,由轮椅完成路径规划和路径跟踪。
其导航技术主要采用自主移动机器人的相关技术。
导航的方法很多,包括基于路标导航、基于地图导航、基于传感器导航和基于视觉导航等。
导航系统通常是由其中一种或几种方式结合起来构成。
导航系统通过各种传感器检测环境信息,建立环境模型,确定轮椅的位置和方向,然后规划出安全有效的运动路径,并自主实现路径跟踪在运动过程中,系统需要与使用者进行实时交互,根据目标点的变更实时调整运动路径。
2.1.3 半自主导航半自主导航,也称为分享导航(sharednaviga-tion),主要是解决“where he/she wants to g o”的问题,是智能轮椅导航研究中的重点。
目前智能轮椅半自主导航主要关注于解决意图理解(Imp-licit communication)和安全避障(safeob stacle- avoidance)的问题。
意图理解是指当轮椅处于环境较为复杂的情况下,根据自身的环境探测以及使用者的操纵指令给出合理的行动规划,或者通过人机交互的方式来给出几种选择以供使用者参考。
不莱梅大学的Rolland系统采用了“暗示”的方法自动地从一种模式转换到另一种模式,而不需要使用者的干预。
当使用者的指向不是障碍物时,轮椅会试图绕过它。
但是该方法过于灵活,当稍微有些偏差时,轮椅都将试图躲避障碍物,而不是按照使用者的想法来接近它。
NavChair上也采用了类似的方法,但是对使用者的想法和意图考虑得较少。
SENARIO上给出的解决方案是当使用者操纵轮椅趋近于障碍物时,系统给出警报并以最小的速度趋向目标;当达到警戒距离时,系统将强行停止轮椅运动,并通过人机界面提示使用者改变控制命令。
安全避障则是指在保证使用者操纵指令正确执行的情况下使轮椅避开障碍物,防止碰撞的发生。
较为成功的避障技术是应用在NavChair上的MVFH(Minimu m Vector Field Histogram)方法,它是VFH(Vector Field Histogram, 应用在机器人上的快速避障方法)方法的一种变形。
该方法不是简单地选取障碍物密度低于阈值的最近方向,而是考虑了控制手柄的当前位置,通过权值均衡选择一条折中路线。
SENARIO上采用了一种AKH(Active KinematicHistogram)方法,也是对VFH方法的一种改进。
该方法考虑了非点移动机器人的特性,通过动态运动窗(AKW)来处理不可预测的机器人运动行为。
在选择运动方向时,动态窗将给出接近于当前轮椅运动方向上一个范围内的建议方向,以使对当前运动作较小的修正。
此外,AKH方法根据机器人的形状和尺寸,以及障碍物的空间位置来决定所选方向的可行性。
Rolland上采用的避障模块则是将使用者的操纵命令作为避障方向的一个偏移值,操纵杆的方向命令决定了轮椅从哪个方向绕过障碍物。
2.2 人机接口智能轮椅是以人为中心的控制系统,因此,智能轮椅的控制系统不是设计的自主性越高越好,而是应该考虑到使用者的身体特点,有效地补偿他/她的不足,充分发挥他/她的主动性。
这就决定了智能轮椅人机接口的多样性。
人机接口的设计需要考虑使用者的生理特点以及在各种情况下的心理反应以实现轮椅与使用者之间的和谐合作机制。
下面对几种人机接口方式进行一下介绍。
(1)操纵杆控制。
该方式指示方向明确简单,是电动轮椅的标准配置,因此在多数智能轮椅上都仍然保留了这一人机接口。
但是在使用者手部存在病理性颤动的情况下,采用普通操纵杆将无法正常地操纵轮椅。
针对这样的情况,不少研究者进一步开发了“智能”操纵杆。
D.Ding等人针对病理性手部颤动(Pathological hand tremor)的使用者,利用模糊逻辑的方法去除使用者操纵过程中的手部颤动。
Brienza和Angelo[28] 通过改变操纵杆的坚硬度以阻碍使用者向障碍物方向控制操纵杆(2)按键、触摸屏、菜单控制。
这些方式一般是将轮椅的方向控制分为4个或8个方向的按键。
其好处是轮椅运动方向明确、控制较精确,而缺点是不够灵活。
Wheelesley,Rolland上均采用了这些方式。
(3)语音控制。
利用口令识别和语音合成技术,实现使用者与轮椅的语音对话以及对轮椅运动的控制。
西班牙的SIAMO,中科院自动化所的多模态交互智能轮椅,上海交通大学的智能轮椅均采用了语音交互的人机接口。
但目前所使用的语音命令是离散的,只能进行简单的方向命令控制,还无法实现真正意义上的语言对话,而且在环境嘈杂的情况下语音命令的识别率往往会急剧下降。
(4)呼吸控制。
使用者可以通过在一个压力开关上吹气以激活期望的输出从而实现对轮椅的控制。
西班牙的SIAMO采用了这种驱动方式。
通过差动气流传感器检测输入的呼吸气流的强度和方向,输出经过处理和编码后的控制命令传送到导航模块。