專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，屬于機(jī)電一體化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輪椅作為老年人和病殘人士的主要交通工具之一，分為普通輪椅和智能輪椅。
普通輪椅又分為手動(dòng)輪椅和電動(dòng)輪椅兩類(lèi)。手動(dòng)輪椅以其價(jià)格優(yōu)勢(shì)占有大多數(shù)的使用率，但功能單一、造型色彩單調(diào)，需要監(jiān)護(hù)人，易形成患者對(duì)監(jiān)護(hù)人的依賴(lài)性，少有發(fā)展，根本無(wú)法滿(mǎn)足患者更深層次的需求，物質(zhì)需求的不完全滿(mǎn)足和精神需求的無(wú)法滿(mǎn)足，對(duì)于患者心理和生理的健康都是極為不利的。而且手動(dòng)輪椅的行動(dòng)范圍有限，會(huì)消耗患者的大量能量，并且傳動(dòng)效率比較低。電動(dòng)輪椅需要較大活動(dòng)空間。
智能輪椅能夠主動(dòng)操作、功能多，但是操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴，普通老年人或者殘疾人根本消費(fèi)不起。目前，智能輪椅，人機(jī)交互不夠自然，對(duì)自然交互中患者的無(wú)意識(shí)行為與有意識(shí)行為的區(qū)分還很欠缺，其安全保障系統(tǒng)也不夠完善，多數(shù)智能輪椅平臺(tái)較重視功能性實(shí)現(xiàn)，對(duì)于各種環(huán)境下危險(xiǎn)發(fā)生的可能性以及相應(yīng)的保障措施研究不夠，沒(méi)有身體狀態(tài)和心理狀態(tài)識(shí)別功能，沒(méi)有基本的醫(yī)療監(jiān)護(hù)能力，無(wú)法保證患者在乘用期間的身體安全。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決普通輪椅無(wú)法滿(mǎn)足患者需求，而智能輪椅價(jià)格昂貴，不能為普通消費(fèi)者服務(wù)的問(wèn)題，提供了一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅。
本發(fā)明所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，在輪椅背部的上端設(shè)置枕頭枕部凸起，所述可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅包括頸部脈搏傳感器、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路、控制及分析處理器、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)、后輪主動(dòng)輪、前輪從動(dòng)輪、測(cè)量距離傳感器、語(yǔ)音指令控制面板、麥克風(fēng)、耳式血壓計(jì)和執(zhí)行及報(bào)警模塊，
頸部脈搏傳感器設(shè)置在輪椅的枕頭枕部凸起的下方，用于檢測(cè)患者的脈搏信號(hào)；
呼吸信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)置在輪椅的靠背的胸部位置，用于檢測(cè)患者的呼吸信號(hào)；
測(cè)量距離傳感器在輪椅的前方和后方均有設(shè)置，用于檢測(cè)與輪椅前后障礙物的相對(duì)距離信號(hào)；
耳式血壓計(jì)佩戴在患者的耳朵上，用于檢測(cè)患者的血壓信號(hào)；
語(yǔ)音指令控制面板和麥克風(fēng)設(shè)置在輪椅前部，麥克風(fēng)的位置與患者的嘴相對(duì)應(yīng)， 用于采集患者的聲音信號(hào)；
頸部脈搏傳感器、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路、測(cè)量距離傳感器和耳式血壓計(jì)檢測(cè)的信號(hào)輸出給控制及分析處理器，由控制及分析處理器進(jìn)行分析，控制及分析處理器的輸出端與與執(zhí)行及報(bào)警模塊的輸入端相連，執(zhí)行及報(bào)警模塊包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和報(bào)警模塊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)后輪主動(dòng)輪和前輪從動(dòng)輪按指令轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
提供一種老年人和病殘人士使用的，操作簡(jiǎn)便，成本較低，能夠保護(hù)患者安全的新型智能輪椅；采用語(yǔ)音指令控制方法的智能輪椅，該控制方法同時(shí)完成對(duì)患者的身體狀態(tài)監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和推理診斷患者的身體和心理狀態(tài)，特別是分析語(yǔ)音指令的正確性，通過(guò)輪椅的環(huán)境分析確定運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，綜合上述三個(gè)因素制定控制策略實(shí)現(xiàn)安全行走，以減輕患者的負(fù)擔(dān)，讓智能輪椅為患者提供安全的運(yùn)動(dòng)保障。
正常情況下的控制。智能輪椅根據(jù)患者的語(yǔ)言口令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通過(guò)“前進(jìn)、后退、 左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止”這些基本指令就可以實(shí)現(xiàn)智能輪椅的基本動(dòng)作。都是這些基本指令在實(shí)際操作過(guò)程中需要一定的智能判斷來(lái)滿(mǎn)足患者的控制需要。
成本低，可供普通消費(fèi)都使用。
圖1是本發(fā)明所述可監(jiān)控駕駛者身體和心理狀態(tài)的安全駕駛監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是頸部脈搏傳感器安裝在駕駛座椅上的結(jié)構(gòu)示意圖3是呼吸信號(hào)檢測(cè)電路安裝在駕駛座椅上的結(jié)構(gòu)示意圖4是耳式血壓計(jì)佩帶在耳朵上的示意圖5是可監(jiān)控駕駛者身體和心理狀態(tài)的安全駕駛監(jiān)控裝置的控制框圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，在輪椅背部的上端設(shè)置枕頭枕部凸起1，所述可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅包括頸部脈搏傳感器2、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3、控制及分析處理器4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、后輪主動(dòng)輪 6、前輪從動(dòng)輪7、測(cè)量距離傳感器8、語(yǔ)音指令控制面板9、麥克風(fēng)10、耳式血壓計(jì)11和執(zhí)行及報(bào)警模塊12，
頸部脈搏傳感器2設(shè)置在輪椅的枕頭枕部凸起1的下方，用于檢測(cè)患者的脈搏信號(hào)；
呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3設(shè)置在輪椅的靠背的胸部位置，用于檢測(cè)患者的呼吸信號(hào)；
測(cè)量距離傳感器8在輪椅的前方和后方均有設(shè)置，用于檢測(cè)與輪椅前后障礙物的相對(duì)距離信號(hào)；
耳式血壓計(jì)11佩戴在患者的耳朵上，用于檢測(cè)患者的血壓信號(hào)；
語(yǔ)音指令控制面板9和麥克風(fēng)10設(shè)置在輪椅前部，麥克風(fēng)10的位置與患者的嘴相對(duì)應(yīng)，用于采集患者的聲音信號(hào)；
頸部脈搏傳感器2、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3、測(cè)量距離傳感器8和耳式血壓計(jì)11檢測(cè)的信號(hào)輸出給控制及分析處理器4，由控制及分析處理器4進(jìn)行分析，控制及分析處理器4 的輸出端與與執(zhí)行及報(bào)警模塊12的輸入端相連，執(zhí)行及報(bào)警模塊12包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)12-1和報(bào)警模塊12-2，執(zhí)行機(jī)構(gòu)12-1控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)5，進(jìn)而帶動(dòng)后輪主動(dòng)輪6和前輪從動(dòng)輪7按指令轉(zhuǎn)動(dòng)。
各傳感器采集生理信號(hào)、語(yǔ)音信號(hào)、周遭障礙信號(hào)，傳至控制及分析處理器4進(jìn)行控制和分析，做出決策，然后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行和報(bào)警模塊。
使用麥克風(fēng)10對(duì)患者進(jìn)行語(yǔ)音檢測(cè)的作用有兩種一是通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別獲得正確的控制指令。二是通過(guò)語(yǔ)音分析發(fā)現(xiàn)患者的不正常身心狀態(tài)，保護(hù)性控制輪椅，避免患者出現(xiàn)危險(xiǎn)。對(duì)于正常語(yǔ)音識(shí)別我們采用訓(xùn)練方式使處理器能夠記住相應(yīng)指令的信號(hào)特征，從而達(dá)到識(shí)別語(yǔ)言指令的目的。這種方式不需要詳細(xì)分析語(yǔ)音指令的細(xì)節(jié)特征，只需要判別出語(yǔ)音指令的不同。對(duì)于疾病和情緒識(shí)別則是分析同意語(yǔ)音的細(xì)節(jié)特征差別，如語(yǔ)速、強(qiáng)度、音質(zhì)和清晰度等。把疾病和情緒識(shí)別轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音特征參數(shù)分析。按照對(duì)操作的影響可以把身體和心理狀態(tài)劃分為正常、疾病、積極情緒和消極情緒四種狀態(tài)。表現(xiàn)為不同的語(yǔ)音特征參數(shù)。我們采用模式識(shí)別方式進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)語(yǔ)音參數(shù)語(yǔ)速、平均短時(shí)能量、平均短時(shí)過(guò)零率和基音周期的語(yǔ)音特征參數(shù)均值、變化范圍和方差分析，確定人的狀態(tài)。
執(zhí)行和報(bào)警模塊包括行走機(jī)構(gòu)和報(bào)警模塊12，行走機(jī)構(gòu)用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪向前、向后移動(dòng)，轉(zhuǎn)向電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)變方向。報(bào)警器功能包括提示預(yù)警和危險(xiǎn)報(bào)警兩種。當(dāng)患者出現(xiàn)輕微疾病癥狀，或者發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)發(fā)出語(yǔ)音提示，提示患者及時(shí)回家，或者更正操作指令。當(dāng)患者出現(xiàn)嚴(yán)重身體疾病，或者輪椅出現(xiàn)碰撞事故后，發(fā)出大聲報(bào)警弓I導(dǎo)周邊行人幫助救助，或者電話(huà)遠(yuǎn)程報(bào)警通知監(jiān)護(hù)人。
正常情況下的控制智能輪椅根據(jù)患者從麥克風(fēng)10輸入的語(yǔ)言口令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通過(guò)“前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止”這些基本指令就可以實(shí)現(xiàn)智能輪椅的基本動(dòng)作。都是這些基本指令在實(shí)際操作過(guò)程中需要一定的智能判斷來(lái)滿(mǎn)足患者的控制需要。智能輪椅還有一個(gè)和語(yǔ)音指令完全對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音指令控制面板9，結(jié)構(gòu)如下
表鍵盤(pán)配置
左罪前進(jìn)右罪左轉(zhuǎn)后退右轉(zhuǎn)再轉(zhuǎn)恢復(fù)后轉(zhuǎn)力口快停止減慢
鍵盤(pán)作用有兩個(gè)，一是輔助語(yǔ)音識(shí)別訓(xùn)練，二是不能識(shí)別語(yǔ)音時(shí)直接操作，提高控制可靠性。剛開(kāi)始使用時(shí)，每次先發(fā)語(yǔ)音指令再按操作鍵，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音指令記憶儲(chǔ)存。當(dāng)語(yǔ)音識(shí)別訓(xùn)練達(dá)到完全熟練后就可以關(guān)閉鍵盤(pán)。其他人不能借助鍵盤(pán)控制，語(yǔ)音沒(méi)有訓(xùn)練不能識(shí)別，這樣就防止了其他人隨意盜取控制輪椅。
在疾病和惡劣情緒下的控制在運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下，如果檢測(cè)到患者發(fā)病或情緒異常則采取保護(hù)措施。在啟動(dòng)前，智能輪椅會(huì)先檢測(cè)患者的身體狀態(tài)。如果身體檢查有任何問(wèn)題，或者語(yǔ)音指令識(shí)別出人的身體狀態(tài)或者情緒異常都會(huì)拒絕執(zhí)行控制命令。如果問(wèn)題嚴(yán)重則進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)發(fā)現(xiàn)疾病和情緒異常，根據(jù)嚴(yán)重程度進(jìn)入相應(yīng)狀態(tài)。如果問(wèn)題輕微則進(jìn)入提示狀態(tài)，容許繼續(xù)控制半小時(shí)，趕回家，或者附近醫(yī)院。這其間每隔2分鐘發(fā)送一次報(bào)警聲，提示患者注意。如果這其間問(wèn)題消失則取消提示狀態(tài)。 無(wú)論在正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是提示狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的疾病和情緒異常都要入報(bào)警狀態(tài)。在報(bào)警狀態(tài)下，停止的輪椅不能啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的輪椅自動(dòng)減速停止?；颊呷绻軌蜃约禾幚砜梢躁P(guān)閉報(bào)警狀態(tài)，離開(kāi)輪椅。否則報(bào)警狀態(tài)啟動(dòng)聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警功能。聲光報(bào)警用于提示周邊人進(jìn)行救助。遠(yuǎn)程報(bào)警則利用移動(dòng)通訊技術(shù)向監(jiān)護(hù)人撥號(hào)發(fā)送錄音報(bào)警語(yǔ)音。如果第一監(jiān)護(hù)人不能接通，則發(fā)送短信，并且轉(zhuǎn)撥第二監(jiān)護(hù)人。
危險(xiǎn)環(huán)境下的控制在身體和情緒狀態(tài)正常情況下，智能輪椅需要對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)采取措施避免出現(xiàn)碰撞等危險(xiǎn)出現(xiàn)。在前進(jìn)狀態(tài)下，如果前面有行人慢速行走低于輪椅速度， 患者沒(méi)有發(fā)出“停止”指令等待、“左靠”或者“右靠”指令繞行，則輪椅減速等距離跟蹤前進(jìn)。如果是固定障礙物、堆積物和影響行走的坑則自動(dòng)停止，等待患者發(fā)布新指令后再按指令要求離開(kāi)。在前進(jìn)狀態(tài)下，如果側(cè)面墻壁、柵欄等與前進(jìn)方向有小角度交叉，則輪椅自動(dòng)調(diào)整方向，保持與墻壁、柵欄有足夠的安全距離。如果墻壁、柵欄接近垂直方向，則到達(dá)安全距離后自動(dòng)停止，等待患者發(fā)送“左轉(zhuǎn)”或“右轉(zhuǎn)”指令離開(kāi)。在任何狀態(tài)下有其他移動(dòng)目標(biāo)從兩側(cè)和后方向輪椅迫近時(shí)，發(fā)出危險(xiǎn)報(bào)警提示患者。對(duì)于不能執(zhí)行的指令拒絕執(zhí)行，保持原地不動(dòng)。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，控制及分析處理器4 包括脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-1、呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-2、血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-3、語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-4、距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-5和微控制器4-6，
頸部脈搏傳感器2檢測(cè)患者的脈搏信號(hào)并輸出給脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-1，脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-1將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈搏電信號(hào)輸出給微控制器4-6 ；
呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3檢測(cè)患者的呼吸信號(hào)并輸出給呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-2，呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-2將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成呼吸電信號(hào)輸出給微控制器4-6 ；
耳式血壓計(jì)11檢測(cè)患者的血壓信號(hào)并輸出給血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-3，血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-3將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成血壓電信號(hào)輸出給微控制器4-6 ；
麥克風(fēng)10采集患者的聲音信號(hào)并輸出給語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-4，語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-4將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音電信輸出給微控制器4-6 ；
測(cè)量距離傳感器8檢測(cè)與輪椅前后障礙物的相對(duì)距離信號(hào)并輸出給距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-5，距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路4-5將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成距離電信號(hào)輸出給微控制器4-6。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，微控制器4-6選用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，頸部脈搏傳感器1選用PTJ50H微壓氣壓力傳感器。
本實(shí)施方式中采用頸動(dòng)脈測(cè)量法對(duì)患者進(jìn)行檢測(cè)，就是用一個(gè)半圓形的彈性項(xiàng)圈固定在頭枕部位，當(dāng)人體做到座椅上后將脖頸靠到上面，然后對(duì)上面的氣囊進(jìn)行加壓。利用其中的氣囊式壓力傳感器可以把頸動(dòng)脈的脈搏動(dòng)壓力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理后得到相應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3采用恒流源法對(duì)人體胸腔的阻抗進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)所述阻抗信號(hào)進(jìn)行處理放大，獲取相應(yīng)的呼吸電信號(hào)。
人的最基本生理信號(hào)是呼吸和脈搏，是反映人的生理和心理狀況的重要參數(shù)，而血壓是反映高血壓病人癥狀的主要參數(shù)。呼吸測(cè)量就是測(cè)量駕駛者每分鐘的呼吸次數(shù)。對(duì)于呼吸信號(hào)，采用簡(jiǎn)單、完全、無(wú)創(chuàng)且不會(huì)對(duì)病人產(chǎn)生任何副作用的阻抗法測(cè)量，即利用人體某部分阻抗的變化來(lái)進(jìn)行生理參數(shù)的測(cè)量，來(lái)幫助進(jìn)行診斷和監(jiān)護(hù)。
阻抗法是利用人體某部分阻抗的變化來(lái)進(jìn)行生理參數(shù)的測(cè)量，以幫助進(jìn)行診斷和監(jiān)護(hù)，該方法簡(jiǎn)單、完全、無(wú)創(chuàng)且不會(huì)對(duì)病人產(chǎn)生任何副作用。人體的胸腔相當(dāng)于一段容積導(dǎo)體，隨著人體呼吸的運(yùn)動(dòng)，胸腔內(nèi)氣體發(fā)生變化，阻抗也相應(yīng)變化。這里采用恒流源法對(duì)人體胸腔的阻抗進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理放大，得到相應(yīng)的電信號(hào)。
參見(jiàn)圖3，呼吸信號(hào)檢測(cè)電路3設(shè)置有兩個(gè)電極3-1，由這兩個(gè)電極3-1實(shí)現(xiàn)測(cè)量患者的胸腔阻抗。
具體實(shí)施方式
六下面結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，耳式血壓計(jì)11選用MEAS-精量電子-1510無(wú)創(chuàng)血壓傳感器。
血壓的測(cè)量，采用耳式血壓計(jì)進(jìn)行測(cè)量，在外耳及其周邊部安裝箍袋，用箍袋壓迫的顳淺動(dòng)脈及其周邊取得脈搏信號(hào)，然后用相應(yīng)的壓力傳感器測(cè)出對(duì)應(yīng)于箍帶內(nèi)部的壓力值的預(yù)定信號(hào)的值，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和分析。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，測(cè)量距離傳感器8使用URM37型超聲波傳感器。
探測(cè)輪椅前后左右有無(wú)障礙，防止錯(cuò)誤操作產(chǎn)生碰撞。環(huán)境危險(xiǎn)狀況測(cè)量采用超聲波方法測(cè)量相對(duì)距離和速度。計(jì)算超聲波發(fā)射到接受的時(shí)間乘以超聲波速度就可以確定距離。通過(guò)單位時(shí)間的距離變化就可以計(jì)算出相對(duì)速度。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，報(bào)警模塊12-2選用 GSM彩信報(bào)警器。
權(quán)利要求
1.一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，在輪椅背部的上端設(shè)置枕頭枕部凸起(1)，其特征在于，所述可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅包括頸部脈搏傳感器O)、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路(3)、控制及分析處理器(4)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)( 、后輪主動(dòng)輪(6)、前輪從動(dòng)輪(7)、測(cè)量距離傳感器(8)、語(yǔ)音指令控制面板(9)、麥克風(fēng)(10)、耳式血壓計(jì)(11)和執(zhí)行及報(bào)警模塊(12)，頸部脈搏傳感器( 設(shè)置在輪椅的枕頭枕部凸起(1)的下方，用于檢測(cè)患者的脈搏信號(hào)；呼吸信號(hào)檢測(cè)電路(3)設(shè)置在輪椅的靠背的胸部位置，用于檢測(cè)患者的呼吸信號(hào)； 測(cè)量距離傳感器(8)在輪椅的前方和后方均有設(shè)置，用于檢測(cè)與輪椅前后障礙物的相對(duì)距離信號(hào)；耳式血壓計(jì)(11)佩戴在患者的耳朵上，用于檢測(cè)患者的血壓信號(hào)； 語(yǔ)音指令控制面板(9)和麥克風(fēng)(10)設(shè)置在輪椅前部，麥克風(fēng)(10)的位置與患者的嘴相對(duì)應(yīng)，用于采集患者的聲音信號(hào)；頸部脈搏傳感器O)、呼吸信號(hào)檢測(cè)電路(3)、測(cè)量距離傳感器(8)和耳式血壓計(jì)(11) 檢測(cè)的信號(hào)輸出給控制及分析處理器G)，由控制及分析處理器(4)進(jìn)行分析，控制及分析處理器的輸出端與與執(zhí)行及報(bào)警模塊(1 的輸入端相連，執(zhí)行及報(bào)警模塊(1 包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)(12-1)和報(bào)警模塊(12-2)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(12-1)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)，進(jìn)而帶動(dòng)后輪主動(dòng)輪(6)和前輪從動(dòng)輪(7)按指令轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，控制及分析處理器(4)包括脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-1)、呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-2)、血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-3)、語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-4)、距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 (4-5)和微控制器(4-6)，頸部脈搏傳感器( 檢測(cè)患者的脈搏信號(hào)并輸出給脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-i)，脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(4-1)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈搏電信號(hào)輸出給微控制器G-6)；呼吸信號(hào)檢測(cè)電路(3)檢測(cè)患者的呼吸信號(hào)并輸出給呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-2)，呼吸信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(4-2)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成呼吸電信號(hào)輸出給微控制器G-6)；耳式血壓計(jì)(11)檢測(cè)患者的血壓信號(hào)并輸出給血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-3)，血壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(4- 將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成血壓電信號(hào)輸出給微控制器G-6)；麥克風(fēng)(10)采集患者的聲音信號(hào)并輸出給語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-4)，語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(4-4)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音電信輸出給微控制器G-6)；測(cè)量距離傳感器(8)檢測(cè)與輪椅前后障礙物的相對(duì)距離信號(hào)并輸出給距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路G-5)，距離信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(4-5)將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成距離電信號(hào)輸出給微控制器G-6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，微控制器(4-6)選用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，頸部脈搏傳感器( 選用PTJ50H微壓氣壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，呼吸信號(hào)檢測(cè)電路( 采用恒流源法對(duì)人體胸腔的阻抗進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)所述阻抗信號(hào)進(jìn)行處理放大，獲取相應(yīng)的呼吸電信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，耳式血壓計(jì)(11)選用MEAS-精量電子-1510無(wú)創(chuàng)血壓傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，測(cè)量距離傳感器(8)使用URM37型超聲波傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，其特征在于，報(bào)警模塊(12- 選用GSM彩信報(bào)警器。
全文摘要
一種可根據(jù)人的身體、心理狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式的語(yǔ)音控制輪椅，屬于機(jī)電一體化領(lǐng)域，本發(fā)明為解決普通輪椅無(wú)法滿(mǎn)足患者需求，而智能輪椅價(jià)格昂貴，不能為普通消費(fèi)者服務(wù)的問(wèn)題。本發(fā)明在輪椅背部的枕頭枕部凸起的下方設(shè)置頸部脈搏傳感器，檢測(cè)脈搏信號(hào)；呼吸信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)呼吸信號(hào)；測(cè)量距離傳感器檢測(cè)相對(duì)距離信號(hào)；耳式血壓計(jì)佩戴在患者的耳朵上，檢測(cè)血壓信號(hào)；設(shè)置語(yǔ)音指令控制面板和麥克風(fēng)采集聲音信號(hào)；所有信號(hào)由控制及分析處理器進(jìn)行分析，控制及分析處理器的輸出端與與執(zhí)行及報(bào)警模塊的輸入端相連，執(zhí)行及報(bào)警模塊包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和報(bào)警模塊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)后輪主動(dòng)輪和前輪從動(dòng)輪按指令轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)A61G5/04GK102488593SQ20111039598
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者劉英翠, 祝宇虹, 魏金海 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)