基于自巡航的助浴椅的制作方法

1.本实用新型涉及助浴椅技术领域，尤其涉及一种基于自巡航的助浴椅及其控制方法。


背景技术：

2.目前，现有的助浴椅大多只能作为出行代步用，不能直接进入浴缸。如此，半失能老人进入浴缸洗澡或泡澡就需要人帮助从助浴椅上抬到浴缸里，洗完后再由人从浴缸抬到助浴椅上。造成护工劳动强度很大，搬运过程中滑倒、失手概率较高等问题。尤其在潮湿的浴室，半失能老人多数经不起摔倒。少数可直接进入浴缸的助浴椅也需要人力推动，无法完全做到助浴椅的自动巡航。
3.此外，现有的助浴椅采用agv小车作为动力装置。然而，现有的agv 小车控制机制较为简单，无论小车处于直线运动、曲线运动还是过弯运动等，都采取统一纠偏，过于死板，无论偏移角大小都采取相同的电机差速调整小车的偏移，引起小车在运行过程中存在稳定性和安全性的隐患。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于自巡航的助浴椅及其控制方法，以克服现有技术中存在的不足。
5.为实现上述发明目的，本实用新型提供一种基于自巡航的助浴椅，其包括：助浴椅底座以及连接于所述助浴椅底座上的助浴椅车身；
6.所述助浴椅车身包括：背板、椅座支撑板、腿部支撑板、脚部支撑板、防水后背箱、防水条以及可调节扶手；
7.所述椅座支撑板一端连接于所述背板的底部，并与所述背板具有适于人体倚靠的角度，所述腿部支撑板连接于所述椅座支撑板另一端，所述脚部支撑板连接于所述腿部支撑板的底部位置，所述防水条设置于所述背板的左右两侧，所述可调节扶手设置于所述椅座支撑板的两侧；
8.所述助浴椅底座包括：助浴椅底架、轮毂直流电机、延伸板、磁导航传感器以及激光对射传感器；
9.所述防水后背箱集成于所述助浴椅底架后端，所述轮毂直流电机集成于所述助浴椅底架下方的前部位置，所述延伸板的顶部连接在所述助浴椅底架的前端中央位置，所述磁导航传感器连接于所述延伸板的前板上，所述激光对射传感器的发射端连接于所述延伸板的背板上，所述激光对射传感器的接收端设置于浴缸的底部。
10.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述背板倾斜固定于所述助浴椅底架上，所述椅座支撑板一端的两侧螺纹连接所述背板下端，所述椅座支撑板另一端的两侧铰接于所述腿部支撑板上。
11.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述背板与水平面之间的夹角为
105
°
～115
°
12.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述腿部支撑板铰接于所述脚部支撑板两端，所述脚部支撑板上还设置有脚部踏板。
13.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述可调节扶手用螺栓固定在椅座支撑板的两侧，一侧的所述可调节扶手前端还设置有连接防水盖的按键开关。
14.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述背板上还设有固定靠垫，所述椅座支撑板上还设有座垫，所述腿部支撑板还上设有腿垫。
15.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述防水后背箱中集成有 24v锂电池组、stm32控制板以及轮毂直流电机的控制器，所述防水后背箱上还集成有电量显示面板。
16.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的改进，所述助浴椅车身还包括第一导轨和第二导轨，所述第一导轨设置于所述助浴椅底架的两侧，所述第二导轨位于所述助浴椅底架上能够与浴缸底部相接触的位置。
17.为实现上述发明目的，本实用新型提供一种如上所述的基于自巡航的助浴椅的控制方法，其包括：
18.建立所述助浴椅的运动模型；
19.根据所述助浴椅需行进路线预先铺设磁条，在所述磁导航传感器的辅助下，所述助浴椅沿铺设有磁条的预设路径行进；
20.实时接收来自所述磁导航传感器发送的电信号，根据接收的电信号测出每个探测点所在位置的磁场强度，基于磁条的磁场特性和所述磁场强度，确定磁条相对所述磁导航传感器的位置；
21.所述磁导航传感器检测所述助浴椅行进路线与预设路径之间的角度偏移值，基于所述运动模型，根据所述轮毂直流电机与角度偏移值之间的关系，计算出所述轮毂直流电机所需调整速度，并反馈调整信号；
22.通过实时检测所述激光对射传感器的发射端和接收端是否对接成功，控制所述助浴椅与浴缸接轨。
23.作为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的控制方法的改进，通过如下方式建立所述助浴椅的运动模型：
24.设a、b为两车轮的初始位置，c、d为δt时间后的位置，设左前轮运行速度为v
l
，右轮速度为v
r
，助浴椅绕o点做圆弧运动，转弯半径为r，则建立如下数学模型：
[0025][0026]
设磁导航传感器检测到偏移角度为δθ，则：
[0027][0028]
由(1)、(2)式可得，偏移角度与左右轮速度的关系：
[0029][0030]
通过检测到的偏移角改变v1和v
r
，进行小车行驶轨迹和预设轨迹的矫正。
[0031]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将基于自巡航的助浴椅为实现助浴椅巡航工序的自动化提供了技术基础。同时，通过运动模型纠偏助浴椅行进路线，实现助浴椅精准进入浴缸。此外，还降低了护工的劳动强度，加强了老人洗浴的安全性。
附图说明
[0032]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]
图1为本实用新型的基于自巡航的助浴椅一实施例的立体示意图；
[0034]
图2为图1中助浴椅底座的俯视图；
[0035]
图3为本实用新型的基于自巡航的助浴椅的车轮行进模拟图。
具体实施方式
[0036]
下面结合各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
[0037]
如图1、2所示，本实用新型一实施例提供一种基于自巡航的助浴椅，其包括：助浴椅底座以及连接于所述助浴椅底座上的助浴椅车身。
[0038]
助浴椅车身形成本实施例基于自巡航的助浴椅的主体结构，其包括：背板1、椅座支撑板2、腿部支撑板3、脚部支撑板4、防水后背箱5、防水条6以及可调节扶手9。同时，为了提高使用的舒适性，背板1上还设有固定靠垫，椅座支撑板2上还设有座垫，腿部支撑板3还上设有腿垫。
[0039]
其中，椅座支撑板2一端连接于背板1的底部，并与背板1具有适于人体倚靠的角度。一个实施方式中，背板1与水平面之间的夹角为105
°
～115
°
优选地，背板1与水平面之间的夹角为110
°
。为了实现背板1、椅座支撑板2、腿部支撑板3之间的连接，背板1倾斜固定于助浴椅底架11上，椅座支撑板2一端的两侧螺纹连接背板1下端，椅座支撑板2另一端的两侧铰接于腿部支撑板3上。
[0040]
腿部支撑板3连接于椅座支撑板另一端，脚部支撑板4连接于腿部支撑板3 的底部位置。一个实施方式中，腿部支撑板3铰接于脚部支撑板4两端。此外，脚部支撑板上还设置有脚部踏板。
[0041]
可调节扶手9设置于椅座支撑板2的两侧。一个实施方式中，可调节扶手9 用螺栓固定在椅座支撑板2的两侧。此外，一侧的可调节扶手9前端还设置有连接防水盖的按键开关10。
[0042]
为了提高本实施例基于自巡航的助浴椅的防水性能，防水条6设置于背板1 的左右两侧。同时，防水后背箱5集成于助浴椅底架11后端，且防水后背箱5 中集成有24v锂电池组、stm32控制板以及轮毂直流电机13的控制器，防水后背箱5上还集成有电量显示面板。
[0043]
此外，为了便于助浴椅与浴缸对接时提供导向，其中助浴椅车身还包括第一导轨7和第二导轨8。其中，第一导轨7设置于助浴椅底架11的两侧，第二导轨8位于助浴椅底架11
上能够与浴缸底部相接触的位置。
[0044]
助浴椅底座用于支撑连接其上助浴椅车身，其包括：助浴椅底架11、轮毂直流电机13、延伸板14、磁导航传感器15以及激光对射传感器。
[0045]
其中，助浴椅底架11底部后侧安装有万向轮12，前侧设置有前轮。轮毂直流电机13集成于助浴椅底架11下方的前部位置，该轮毂直流电机13可带动前轮的转动。
[0046]
延伸板14用于连接上述磁导航传感器15和激光对射传感器，具体地，该延伸板14的顶部连接在助浴椅底架11的前端中央位置，磁导航传感器15连接于延伸板14的前板上，激光对射传感器的发射端16连接于延伸板14的背板1上，激光对射传感器的接收端17设置于浴缸的底部。如此设置，通过光对射传感器的发射端16和接收端17之间的信号传输，可实现本实施例基于自巡航的助浴椅与浴缸的对接。
[0047]
根据如上所述的基于自巡航的助浴椅，本实用新型另一实施例还提供一种基于自巡航的助浴椅的控制方法，该控制方法包括：
[0048]
s1、建立所述助浴椅的运动模型。
[0049]
具体地：通过如下方式建立所述助浴椅的运动模型：
[0050]
如图3所示，设a、b为两车轮的初始位置，c、d为δt时间后的位置，设左前轮运行速度为v
l
，右轮速度为v
r
，助浴椅绕o点做圆弧运动，转弯半径为r，则建立如下数学模型：
[0051][0052]
设磁导航传感器检测到偏移角度为δθ，则：
[0053][0054]
由(1)、(2)式可得，偏移角度与左右轮速度的关系：
[0055][0056]
通过检测到的偏移角改变v1和v
r
，进行小车行驶轨迹和预设轨迹的矫正。
[0057]
s2、根据所述助浴椅需行进路线预先铺设磁条，在所述磁导航传感器的辅助下，所述助浴椅沿铺设有磁条的预设路径行进。
[0058]
具体地，根据助浴椅需行进路线预先铺设磁条，接通助浴椅主电源，触发红外开光传感器，使磁导航传感器开始工作，助浴椅沿预设路径开始行进。
[0059]
s3、实时接收来自所述磁导航传感器发送的电信号，根据接收的电信号测出每个探测点所在位置的磁场强度，基于磁条的磁场特性和所述磁场强度，确定磁条相对所述磁导航传感器的位置。
[0060]
具体地，当磁导航传感器位于磁条上方时，每个探测点的磁场传感器能够将其所在位置的磁带强度转变为电信号，并传输给磁导航传感器的控制芯片，控制芯片通过数据转换可测出每个探测点所在位置的磁场强度。根据磁条的磁场特性和传感器采集到磁场强度信息，进而能够确定磁条相对磁导航传感器的位置。
[0061]
s4、所述磁导航传感器检测所述助浴椅行进路线与预设路径之间的角度偏移值，基于所述运动模型，根据所述轮毂直流电机与角度偏移值之间的关系，计算出所述轮毂直流电机所需调整速度，并反馈调整信号。
[0062]
具体地，在行进过程中，磁导航传感器检测助浴椅行进路线与预设路线之间的角度偏移值，将该值传输给防水后备箱中的stm32主控板，根据运动学模型，处理轮毂电机速度与偏移角度之间的关系，计算出电机所需调整速度，将指令传输给轮毂电机控制器，控制器再给轮毂电机发送脉冲，调整助浴椅左右轮角速度，使其沿着预设路线前进。
[0063]
s5、通过实时检测所述激光对射传感器的发射端和接收端是否对接成功，控制所述助浴椅接轨。
[0064]
具体地，在激光对射传感器的射程范围内，激光对射传感器开始工作，发射端发射激光，若浴缸下方的接收端与激光对接成功，激光对射传感器常闭，i/o 口输入低电平，助浴椅沿原运行轨迹与浴缸接轨；若对接失败，激光对射传感器常开，i/o口输入高电平，主控板发送指令给控制板，继而发送脉冲给轮毂电机，使助浴椅后退，磁导航传感器进行纠偏，当再次进入射程范围内，激光对射传感器继续工作。
[0065]
综上所述，本实用新型将基于自巡航的助浴椅为实现助浴椅巡航工序的自动化提供了技术基础。同时，通过运动模型纠偏助浴椅行进路线，实现助浴椅精准进入浴缸。此外，还降低了护工的劳动强度，加强了老人洗浴的安全性。
[0066]
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
[0067]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。