从轮椅到购物手推车智能轮子和传感器手柄让转向变得轻松

易于操纵的轮椅、带轮子的助行器和病床;在拐角处灵活滑动的购物手推车和自行车拖车;可帮助您拉动和推动重物的手推车和手推车：所有这一切都可以通过 Matthias Nienhaus 教授及其在萨尔州大学的团队开发的新技术实现。他们的智能轮系统和传感器手柄不需要其他传感器。研究人员只需要驱动轮子的电动机产生的数据和移动手柄产生的数据。该团队将于 4 月 17 日至 21 日在汉诺威工业博览会上展示他们的发明(2 号厅，B34 展台)。

满载的购物手推车操作起来非常笨拙。在 DIY 商店，推着几袋水泥去收银台会让你看起来不那么优雅，因为你试图绕过一个角落，而惯性物理学正把你送到不同的方向。即使开始，你也需要克服一定程度的阻力。一旦手推车开始运动，它就不会自愿转向一个方向或另一个方向，更不用说停下来了。在日常生活和工作的其他领域，使用轮式车辆或辅助工具也可能具有挑战性。使用笨重的急救担架、医院病床或轮椅运送患者需要护理人员和救护人员的大量技能和努力。在不适合无障碍的道路上，例如陡坡，使用轮椅，

萨尔州大学 Matthias Nienhaus 教授的研究团队开发的一项新技术创新可以让依赖轮子的人更容易四处走动、驾驶和运输重物。“只需两根手指，我们的系统就可以安全地移动和操纵重物。它基于智能车轮和传感器手柄之间的相互作用，”Matthias Nienhaus 解释道。

在不使用任何额外传感器的情况下，由驱动系统专家和他的团队开发的车轮“知道”他们何时需要提供帮助，例如在转弯或上坡时，以及需要多少推力。它们会加速或制动，根据需要更慢或更快地旋转——每个轮子要么独立运行，要么与其他轮子同步运行。“为此，我们利用车轮内的电动机作为传感器。它们为我们提供了我们需要的所有测量数据，这使得我们的系统特别高效且具有成本效益，”Matthias Nienhaus 解释道。

在几个研究项目的过程中，研究人员探索了如何从电磁驱动器中提取尽可能多的数据：例如，电磁场如何分布在电机的某些点上，以及当车轮转动时电磁场如何变化。他们收集了车轮转动时电动驱动装置中出现的无数测量值，并将它们分配给特定的电机状态和车轮位置。在这些数据的基础上，工程师们能够看到很多东西。数据列告诉他们车轮的位置如何变化、驱动器施加的力或车轮的一侧是否比另一侧负载更重。从收集到的大量数据中，他们能够识别与典型过程相对应的信号模式。在这些模式和数据的基础上，他们可以使用数学模型和智能算法来精确映射不同的电机状态，使他们能够控制驱动器或监控它们是否正常工作。“我们可以非常有效地控制车轮，并密切关注它们的工作情况，”Matthias Nienhaus 说。他和他的团队已经为一种工艺申请了专利，该工艺可以使来自电机的数据更有意义并消除任何干扰影响。

该团队开发了一种新的传感器手柄，他们将在汉诺威工业博览会上展示它，它充当人转向的界面，使他们能够直观地指示他们想要的方向。“主”控制中心集成在传感器手柄内。传感器手柄可以安装在具有电动轮的设备上的任何位置，例如轮椅或购物车。

手柄测量作用在所有方向上的力。“我们已经研究、开发并构建了一个强大而灵敏的电容测量系统，”Matthias Nienhaus 解释说。它允许手柄检测它被拉、压、移动或绕其自身轴侧向旋转的力度和角度。因此，驾驶人员可以自然地传达他们需要什么帮助。该系统还集成了手部检测功能，即手柄知道是否有人手握住它，从而可以做出符合规定的反应。

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