发明名称 数位式电动轮椅控制器
摘要 本发明揭露一种数位式电动轮椅控制器,至少包括人机介面控制模组,可提供复数个参数输入、数位讯号处理器(DSP)模组可将这些参数转换为复数个数位讯号,并运算这些数位讯号后,将之转为复数个类比讯号后输出、马达驱动模组接收这些类比讯号并转换成复数个马达运转电压,以产生对应之马达转速来驱动至少一马达、电流检测单元可检测马达驱动模组输出之马达运转电压与对应之电流,并回授至数位讯号处理器模组,以抑制电流过载、以及储存记忆模组,与该数位讯号处理器模组相连,以储存资料。
申请公布号 TWI248811 申请公布日期 2006.02.11
申请号 TW093139002 申请日期 2004.12.15
申请人 国立成功大学 发明人 锺高基;吕维曦
分类号 A61G5/04 主分类号 A61G5/04
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种数位式电动轮椅控制器,该数位式电动轮椅 控制器至少包括: 一人机介面控制模组,提供复数个参数输入; 一数位讯号处理(DSP)模组,将该些参数转换为复数 个数位讯号,并运算该些数位讯号后,将该些运算 后之数位讯号转为复数个类比讯号后输出; 一马达驱动模组,接收该些类比讯号并转换成复数 个马达运转电压,以产生对应之马达转速来驱动至 少一马达; 一电流检测单元,检测该马达驱动模组输出之该些 马达运转电压与对应之电流,并回授至该数位讯号 处理器模组,以抑制电流过载;以及 一储存记忆模组,与该数位讯号处理器模组相连, 以储存资料。 2.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该人机介面控制模组系为摇杆或介面控 制器等控制介面。 3.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该人机介面控制模组使用二维平面的电 阻式分压摇杆。 4.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该数位讯号处理器模组至少包括类比/ 数位转换单元(A/D)、脉波宽度调变(PWM)单元以及电 脑通讯(SCI)单元。 5.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该马达驱动模组至少包括脉波宽度调变 模组电路、H型马达驱动模组电路、金氧半电晶体 (MOSFET)驱动模组电路与磁碟煞车驱动模组电路。 6.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该马达驱动模组采用功率金氧半电晶体 (Power MOSFET)。 7.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该马达系直流有刷马达。 8.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该电流检测单元更包括估算马达运转之 大约转速的功能。 9.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该电流检测单元系采用霍尔元件。 10.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该储存记忆模组系使用串列式电子可抹 除可程式化唯读记忆体(SEEPROM)。 11.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,更包括电子式防锁死控制,煞车时不会让使 用者向前遽冲。 12.如申请专利范围第1项所述之数位式电动轮椅控 制器,其中该数位讯号处理器模组包括一马达匹配 表,可根据使用者输入的速度,得到马达的最佳输 出値。 13.一种数位式电动轮椅控制器的控制方法,该数位 式电动轮椅控制器的控制方法至少包括: 使用者藉由一人机介面控制模组输入一讯号; 一数位讯号处理器模组接收该讯号,并转换为复数 个参数; 该数位讯号处理器模组运算该些参数,并进行运动 轨迹判断,以得到一输出讯号; 一马达驱动模组接收该输出讯号,并将该输出讯号 转换成一马达运转电压输出至至少一马达与一电 流检测单元;以及 该电流检测单元将该马达运转电压回授至该数位 讯号处理器模组,以抑制电流过载。 14.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该人机介面控制模组系为 摇杆、按键或介面控制器等控制介面。 15.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该数位讯号处理器模组至 少包括一类比/数位转换单元(A/D)、一脉波宽度调 变(PWM)单元以及一电脑通讯(SCI)单元。 16.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该数位讯号处理器模组接 收该讯号,并转换为复数个参数之步骤更包括判断 该讯号为该人机介面控制模组之该摇杆或该按键 输入。 17.如申请专利范围第16项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中当该讯号为该摇杆输入时 ,该数位讯号处理器模组利用内建之该类比/数位 转换单元转换该讯号。 18.如申请专利范围第16项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中当该讯号为该按键输入时 ,该数位讯号处理器模组利用内建之一输入/输出(I /O)转换功能转换该讯号。 19.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该数位讯号处理器模组运 算该些参数,并进行运动轨迹判断,以得到一输出 讯号之步骤,更包括使用该数位讯号处理器模组内 建之该电脑通讯单元,以电脑纪录该些参数。 20.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该数位讯号处理器模组运 算该些参数,并进行运动轨迹判断,以得到一输出 讯号之步骤,更包括使用比例积分微分控制法则、 限制增益与启动速度。 21.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该人机介面控制模组系使 用二维平面的电阻式分压摇杆。 22.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该马达驱动模组至少包括 脉波宽度调变模组电路、H型马达驱动模组电路、 金氧半电晶体驱动模组电路与磁碟煞车驱动模组 电路。 23.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该马达驱动模组采用功率 金氧半电晶体(Power MOSFET)。 24.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该马达系直流有刷马达。 25.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该电流检测单元更包括估 算马达运转之大约转速的功能。 26.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该电流检测单元系采用霍 尔元件。 27.如申请专利范围第13项所述之数位式电动轮椅 控制器的控制方法,其中该储存记忆模组系使用串 列式电子可抹除可程式化唯读记忆体。 图式简单说明: 第1图系绘示本发明之电动轮椅系统操作控制方式 流程图。 第2图系绘示本发明之电动轮椅整体控制系统设计 架构图。 第3图系绘示本发明之电动轮椅之控制流程图。
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