一种智能互联老年人电动轮椅

本发明涉及轮椅，尤其涉及马达驱动的，具体为一种智能互联老年人电动轮椅。

背景技术：

1、随着全球人口老龄化的加剧，老年人群体的生活质量与健康问题日益受到社会关注。其中，骨质疏松症和关节炎作为老年人常见的慢性疾病，严重影响了患者的日常活动能力与生活质量。针对这类老年用户，电动轮椅作为辅助移动工具，其设计与使用的合理性显得尤为重要。

2、然而，现有市场上的电动轮椅往往忽视了特定疾病用户群体的坐姿需求，导致在使用过程中容易出现长时间的不良坐姿，进而加剧原有疾病症状，甚至引发新的健康问题。

3、因此，有必要针对现有技术中的不足进行改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种智能互联老年人电动轮椅。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种智能互联老年人电动轮椅，包括：轮椅本体和智能互联系统，

3、所述轮椅本体包括：轮椅架，固定在所述轮椅架顶部的坐垫部，以及固定在所述坐垫部顶部的靠背部；所述靠背部的顶部安装有头枕部，所述靠背部朝向所述头枕部的一侧安装有若干扶手，所述轮椅架上设置有用于电力驱动所述轮椅架移动的电动平移机构；

4、所述智能互联系统包括：转动连接在所述扶手一端的智能面板，设置在所述靠背部和所述头枕部上的距离检测组件，以及设置在所述智能面板内部的子系统；

5、所述智能面板用于向用户展示信息以及自行触屏操作，并将用户数据下发至子系统；所述距离检测组件用于分别检测用户臀部、腰部和颈部相对于所述靠背部的距离数据；所述子系统用于根据用户数据匹配腰部受力，以及根据所述距离检测组件的距离数据，利用设定的阈值计算分析用户腰部受力值，并进行形态提醒或应急操作。

6、本发明一个较佳实施例中，所述子系统包括：控制模块、数据收集处理模块、机器学习模型、阈值模块、语音提醒模块、信息记录模块和应急模块；

7、所述控制模块用于下发控制指令；

8、所述数据收集处理模块用于收集所述用户数据，包括涉及用户的基本信息、身体数据以及脊椎图，并对所述用户数据进行预处理，确保数据质量；

9、所述机器学习模型用于根据所述身体数据和所述脊椎图进行学习、仿真，匹配输出用户相似身体数据和脊椎形态的腰部受力表，并根据所述距离数据计算用户的坐姿形态，以判断用户当前的腰部受力值；

10、所述阈值模块用于设定用户腰部受力阈值，以及用户臀部、腰部和颈部相对于所述靠背部的距离阈值，并判断所述腰部受力值和所述距离数据是否超阈值；

11、所述语音提醒模块用于在所述腰部受力值超过设定阈值时，对用户进行相应姿态的语音提醒；

12、所述信息记录模块用于存储记录所述腰部受力值变化数据；

13、所述应急模块用于在所述距离数据超过阈值时，触发应急操作。

14、本发明一个较佳实施例中，所述智能面板上设置有用于向用户输出语音提醒的若干扬声器，所述扬声器与所述语音提醒模块电性连接。

15、本发明一个较佳实施例中，所述距离检测组件包括：设置在所述靠背部靠近底部一侧用于检测用户臀部相对于靠背部距离的第一距离传感器，设置在所述靠背部靠近中部一侧用于检测用户腰部相对于靠背部距离的第二距离传感器，以及设置在所述头枕部一侧用于检测用户颈部相对于靠背部距离的第三距离传感器；所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器分别与所述控制模块电性连接。

16、本发明一个较佳实施例中，所述电动平移机构包括：转动连接在所述轮椅架底部的两个后驱轮和两个万向前轮，以及安装在所述后驱轮上的驱动电机；所述扶手的一端安装有用于控制所述驱动电机进行运转的电机驱动器，所述电机驱动器的顶部安装有用于手动控制所述后驱轮运行方向的操纵杆，所述操纵杆与所述电机驱动器电性连接，所述电机驱动器与所述驱动电机电性连接。

17、本发明一个较佳实施例中，所述轮椅架的底部安装有用于提供电源供应的储能电池，所述储能电池分别与所述电机驱动器、所述驱动电机和所述智能互联系统电性连接。

18、本发明一个较佳实施例中，所述坐垫部朝向所述万向前轮的一侧安装有若干f型支撑杆，所述f型支撑杆的底部固定有用于承载用于脚部支撑的脚踏板。

19、本发明提供一种智能互联老年人电动轮椅的控制方法，包括以下步骤：

20、s1、获取用户的基本信息和身体数据，以及用户的脊椎图；

21、s2、根据用户的身体数据和脊椎图，匹配输出在不同姿态下，与用户相似的身体数据和脊椎形态的腰部受力表；

22、s3、设定腰部受力阈值，以及臀部、腰部和颈部相对于靠背距离的阈值；

23、s4、实时检测臀部、腰部和颈部相对于靠背的距离数据，在阈值范围内时，实时计算用户的脊椎形态，判断当前形态下的腰部受力值是否在阈值范围内，腰部受力值超出阈值范围时，输出相应部位的语音提醒，并对变化数据记录存储；

24、s5、检测臀部、腰部和颈部相对于靠背的距离数据，超出阈值范围时，触发极端情况，进行应急操作。

25、本发明一个较佳实施例中，在所述s1的步骤中，包括以下子步骤：

26、s11、获取用户的基本信息和身体数据，以及用户的脊椎图；包括涉及的年龄、性别、身高和体重的基本信息，肩宽和骨盆宽度的身体数据；

27、s12、将基本信息和身体数据，去除重复、不完整或异常的数据项，进行归一化处理，确保数据在同一尺度上；

28、s13、将脊椎图进行去噪和增强对比度，并进行脊椎骨分割和脊椎曲线拟合处理，确保能够识别用户的脊椎形态。

29、本发明一个较佳实施例中，在所述s4的步骤中，包括以下子步骤：

30、s41、实时检测分别获取臀部、腰部和颈部相对于靠背的距离数据，判断距离数据是否在阈值范围内；

31、s42、若距离数据在阈值范围内，根据实时检测的距离数据，实时计算用户的当前脊椎形态下的腰部受力值，并确定腰部受力值是否在阈值范围内；

32、计算用户在当前脊椎形态下的腰部受力值fwa：

33、fwa＝k1·dwa+k2·(dhi-dwa)+k3·(dne-dwa)+k4·ape+k5·ash，其中，dwa是腰部与靠背的距离，dhi是臀部与靠背的距离，dne是颈部与靠背的距离，ape是骨盆宽度，ash是肩宽，csp是脊椎形态特征系数，k1，k2，k3，k4，k5是比例系数；

34、s43、若腰部受力值在阈值范围内，则结束；

35、s44、若腰部受力值超出阈值范围，对用户输出相应部位调整的语音提醒，并对腰部受力值的变化数据进行记录存储。

36、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

37、(1)本发明提供了一种智能互联老年人电动轮椅，通过智能互联系统的引入，在智能面板、距离检测组件和子系统的配合下，使本发明不仅关注于老年用户在使用过程中的舒适度，还通过精准个性化的脊椎保护引导调控、应急情况处理以及综合考虑用户体验与安全性等多个方面，来保护用户的坐姿健康，为骨质疏松症和关节炎等老年用户提供了全方位的健康保障和舒适体验，极大避免了因长时间不良坐姿，加剧原有疾病症状带来的健康风险。

38、(2)本发明中，通过子系统的设置，在控制模块、数据收集处理模块、机器学习模型、阈值模块、语音提醒模块、信息记录模块和应急模块的配合下，使用户的坐姿管理更加的全面和系统化，通过用户个体化的分析与提醒患者自我进行坐姿约束相结合，能够针对用户本身进行个性化的姿态优化，以确保用户保持最佳腰部受力的坐姿形态，能够减少患者自我管理的负担，尤其对于自律性较弱的老年患者，提供即时反馈，保持正确的轮椅坐姿形态，避免用户长时间保持坐姿上的不良姿势，从而提升老年用户使用轮椅的效果。

39、(3)本发明中，通过获取用户的基本信息、身体数据及脊椎图，并进行去噪、增强对比度及脊椎骨分割等处理，能够准确识别用户的脊椎形态，结合机器学习算法，能够为用户匹配出在不同姿态下最符合其个人特征的腰部受力表，个性化的匹配方式不仅提高了准确性，还确保了用户在不同坐姿下都能得到最佳的脊椎支撑，有效减少了对骨质疏松症和关节炎患者脊椎的压力，同时利用实时检测的距离数据，并据此获得的腰部受力值进行阈值范围的判定，实现语音提醒的输出纠正，引导用户调整坐姿以减轻腰部负担，从而即时的反馈机制有助于预防因长时间不良坐姿导致的脊椎进一步损伤。

40、(4)本发明中，通过阈值配合应急方式的方式，考虑到老年用户可能面临的突发情况，如突然失去意识导致身体过度前倾等，能够在第一时间发现并应对潜在的风险，极大地提高了老年用户在紧急情况下的安全性，减少了意外事故的发生。