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剪式升降 · 毫米波雷达 · 适老安全

具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅

陈同学 · 初一 · 零一优创学员

20 cm
座板升降
0-45°
倾斜助力
0.5-6 m
雷达检测
2025 金鹏市赛 · 青创赛市二等奖
Why This Project

为 什 么 做 这 个?

陈同学去年春节随社区志愿队去养老院走访,正好撞上一幕:一位张爷爷因腰椎退行性病变长期坐轮椅,那天他想自己起身去拿水杯,腰部使不上力,重重摔在轮椅旁,造成轻微骨裂。护工阿姨告诉他,院里近一半老人都有类似问题,普通轮椅扶手根本提供不了主动助力;而且老人转向、倒退时看不到后方,去年仅他们一个院就发生十几次轻微碰撞。

他回家后做了 44 份问卷,覆盖轮椅使用者、家属和养老机构工作人员。数据显示 84% 的人用过站立辅助类设备,但平均满意度只有 2.8 分;功能需求排序里“续航时长”和“雷达检测精度”排在最前。这些数据让他确定方向:做一款能助力起身、又能后方雷达预警的轮椅。

44 份问卷调研定方向,“剪式升降+舵机倾斜”协同结构模拟护工搀扶动作,把痛点变成可工程化的解。

— 项目亮点

Recognition

荣 誉 与 奖 项

2025 金鹏市赛 · 青创赛市二等奖
Challenges & Solutions

技 术 挑 战

01

“升降+倾斜”协同结构——模拟护工搀扶的力的方向

他观察护工怎么扶老人起身,发现关键不是把人“举起来”,而是先把屁股托高、再让座板向前倾,让老人重心自然往前移。所以他设计了剪式升降(20cm 行程)+ 座板舵机倾斜(0-45°)的协同动作:先伸推杆把座板抬高 20cm,再让舵机把座板前端翘起 25°,老人重心前移自然站起。整个动作 16 秒完成,远比“猛地一推”温柔。

02

双毫米波雷达分区——为什么是两个而不是一个

他试过用一个 LD2451 雷达扫整个后方扇区,发现没法区分左侧还是右侧障碍物——预警灯只会笼统亮。最后改成两个雷达分别盯左后和右后 0.5-6m 范围,配 WS2812 灯带做四级预警(远→近,亮灯数量递增),转向时使用者能直接从灯条看到“左侧 1m / 右侧 3m”的距离反馈。

03

防误操作——双击紧急归位

他担心老人误碰按钮触发升降导致摔倒,所以设计了“单击启动 / 双击紧急归位”的双重操作。单击进入助力流程;任何状态下双击都会立即让舵机复位、推杆缩回、灯条熄灭。按钮防抖和双击判断他写了一个状态机专门处理,调了两周才稳定。

Process

过 程 记 录

具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 1
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 2
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 3
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 4
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 5
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 6
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 7
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 8
具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 过程照片 9
System Architecture

系 统 架 构

具有助力起身与后方预警功能的安全轮椅 - 系统架构图
ESP32剪式升降 + 12V 电动推杆20kg·cm 大扭矩舵机双 LD2451 毫米波雷达WS2812 灯带
Tech Stack

技 术 栈

ESP32剪式升降 + 12V 电动推杆20kg·cm 大扭矩舵机双 LD2451 毫米波雷达WS2812 灯带
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