CN105380553B - 遥控机械手和自动化护理舱 - Google Patents

Abstract

本发明专利提供一套利用物联网和移动通讯技术实现远程监控，实时遥控机械手操作和支承在车架上的自动化护理舱各机构运动，动作相互协调配合，替代人工实现对残障重症失能者和婴幼儿的日常生活护理，而且无需有人现场值守，也可以人工现场手动操作自动化设备控制系统，或按设定程序，自动监测完成相应的护理工作。

Description

遥控机械手和自动化护理舱

技术领域

本发明专利涉及遥控机械手和自动化护理设备的相关技术应用领域。

背景技术

通过物联网技术和移动通讯技术，能够实现远程监控，实时操作自动化控制设备，自动化控制设备可以代替或部分代替人工作业，并且是高效精准，按质按量，随时待命，准时无误，任劳任怨。

对于残障重症失能者和婴幼儿的日常生活护理，喂伺，洗浴和大小便清理，姿态转换，唤使帮协等，主要还是靠人工，辅助一些人工现场操作的护理床等设施，护理难度大，需要不怕脏、不怕累、有体能、有爱心、讲职业道德、责任心强的人才能很好的胜任，需要二十四小时耐心陪伴，随时都需要处理异常状况。对于残障重症失能者，亲人才是最放心、贴心的“护工”，对于婴幼儿的护理，最适合的是父母，通常由于工作等其它原因，都无法脱身，这项工作不得不花高价，请具有相关护理经验和资格的护工来家担任，或托付给专业的医护和养老机构，而愿意从事这方面护理工作的人是越来越少，能够尽职尽责的更是难找。

发明专利内容

本发明专利的目的在于通过控制机械手操作和自动化设备运动，替代人工实现对残障重症失能者和婴幼儿的日常生活护理，而且无需有人现场值守，也可以人工现场手动操作自动化设备控制系统，或按设定程序，自动监测完成相应的护理工作。

为实现上述目的，本发明专利提供一套利用物联网和移动通讯技术实现远程监控，实时遥控机械手操作和支承在车架上的自动化护理舱各机构运动，动作相互协调配合。

所述的自动化护理舱主要是带洗浴、冲水马桶和空调系统的舱式结构，分为下舱体、上舱盖和排水箱体，下舱体环绕管道里排布连通温控水箱的洗浴水管道和空调排风管道，环绕的洗浴水管道上分布喷嘴，伸入到下舱体内四周，并与下舱体壁密封，头部位接淋浴喷头，排水箱体与下舱体密封连接，承接舱体排水口的下排水，下面连接排污管，上舱盖上装玻璃门框，通过转轴和轴套铰合，玻璃门框上部开设推拉天窗，整体上舱盖通过铰链架与下舱体连接，整个自动化护理舱依靠下面两侧的托架梁通过转台机架连接支承在车架上，车架下后部装有提供洗浴水的温控水箱和电气柜、空调主机、风机，还能起到防止自动护理舱失衡倾倒的配重作用。

所述的自动化护理舱下设转台机架，下舱体下面两侧的托架梁上的倾斜轴套（轴）与转台机架的倾斜轴（套）配合连接，倾斜轴（套）上固定连接向后延伸的两根承载管，倾斜电机固定安装在承载管上，电机轴上镶套顶推杆，顶推杆上端的滑动横杆镶套在下舱体下面的滑动限位槽中，通过倾斜电机带动顶推杆转动，使得自动化护理舱能够向后倾斜、向前斜立，在两根承载管后端间隔固定两块侧摆支承板，两块板间固定连接侧摆支架管，侧摆支架管悬挂在车架支承转臂上，在后端侧摆支承板上的两边固定安装两套避震缓冲器，侧摆电机固定安装在车架横梁上，电机轴上镶套连动拨杆，连动拨杆上面的中间位有凹陷避空，靠两端横梁触顶着两个避震缓冲器，通过侧摆电机带动连动拨杆，使得自动化护理舱可以沿着车架支承转臂左右侧摆。

所述的自动化护理舱排水箱体暗藏升降式冲水马桶，冲水马桶固定连接在导套板上，导套与固定在下舱体和托架梁上的导杆支架板上的导杆滑动连接，靠固定在导套板上的升降电机带动齿轮，与固定在导杆支架板上齿条传动配合，带动导套板连同固定在上面的冲水马桶升降，也可采用同步轮与皮带传动方式，或丝杆与丝杆副传动方式。

所述的自动化护理舱配备具有循环水柔温调和清洗干燥功能的调温浴洗睡袋和悬浮吊架机构，调温浴洗睡袋是空囊式结构，空囊由进出循环水柔温调管道连通，进水管通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，出水管直接回流到温控水箱，起到温度调节和水柔床垫的功效，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔，与空囊里的洗浴水管道密封连通，通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，也可采用由中间层隔开的双空囊结构，里层空囊连通水柔温调管道进出水管，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔，再由空囊连通洗浴水管道，洗浴水通过洗浴水管道经通孔注入睡袋中，通过转台机架上的倾斜和侧摆机构前后和左右摆动，带动水柔冲刷洗浴，通过空囊排空收缩密封作用和洗浴水管道抽真空方式，可以吸干人体上的水分，再通过洗浴水管道往睡袋里吹送热风，可进一步干燥水分，睡袋设有下排水底口，两侧有绷带，可绷紧穿套在两根悬挂管子上，两根悬挂管子由拱形支架连接，拱形支架中间连接抓握吊杆，拱形支架支撑脚形状与支撑在下舱体的接触面位形状相同，两侧边与下舱体的内侧壁接触面紧配，使拱形支架可靠的卡在下舱体里面，构成悬浮吊架机构，不仅方便人体转运、吊进出护理舱，而且使人体处于悬浮状态，可以随着转台机架上的倾斜和侧摆机构前后、左右翻转变换卧姿。

所述的自动化护理舱各运动机构都配有适合机械手抓握的圆柱形把手，倾斜和侧摆机构的驱动都可以由机械手来执行，机械手设有转盘驱动机构，前后机械臂翻转驱动机构，腕关节转动和驱动机构，以及爪钳夹持执行和驱动机构，前机械臂翻转驱动机构和同步轮减速器都是装在后机械臂上的，前机械臂是通过轴承与驱动机构输出轴滚动配合连接的，支承在与驱动机构输出轴固定连接的托架上，前机械臂翻转驱动机构输出向上转动时，托架带动前机械臂向上转抬高，驱动机构输出向下转动时，机械臂自动转落下来，一旦碰到阻碍物，就会停止，并且与托架脱离，发生断路信号，启动急停开关，起到安全保护控制作用，腕关节转动机构是通过装在前机械臂上的驱动机构，驱动穿过前机械臂的传动管轴，带动固定在轴端的伞齿轮，再传动腕关节伞齿轮副转动，爪钳夹持执行机构是通过装在前机械臂上的驱动机构，驱动穿过传动管轴的软轴，带动轴向限位连接在腕关节壳上的丝杆转动，使配合的丝杆套上下移动，从而拉动连接在上面，又分别与母、指爪钳连接的连杆，连动母、指爪钳开合，连接母、指爪钳的转轴固定连接在腕关节壳上，母爪钳上有闭合时避空指爪钳的开口槽。

本发明专利的有益效果：本发明专利可实现远程监控，实时遥控机械手操作自动化护理舱，实现随时随地完成对残障重症失能者和婴幼儿的日常生活护理，原来靠人力处理的这项护理工作，即脏又累，还要有事没事，每时每刻的守护，使护理工作也变得轻松容易，使残障重症失能者的家人和婴幼儿的父母可以承担起对他们的日常生活护理照顾，还能正常地工作，也可让专业护工通过这种方式，一人可以同期护理多人，也有利于专业医护和养老机构提高服务水准，减少对护理人员的依赖，通过设备租赁扩大产业规模，实现居家和社区护理，专业托管和家庭协作相结合的产业新模式，从而降低护理费用，也不改变家庭生活方式，赋予更多的亲切和人文关怀。

附图说明

为了能更进一步了解本发明专利的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明专利的详细说明与附图，附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明专利加以限制。

图1为本发明专利遥控机械手和支承在车架上的自动化护理舱配套示意图；

图2为本发明专利支承在车架上的自动化护理舱基本配置结构特征和原理示意图；

图3为本发明专利自动化护理舱基本配置结构特征和原理示意图；

图4、5为本发明专利支承在车架上的自动化护理舱向前斜立的状态和结构特征示意图；

图6、7为本发明专利支承在车架上的自动化护理舱左右侧摆的状态和结构特征示意图；

图8、9、10为本发明专利自动化护理舱的排水箱体暗藏升降式冲水马桶结构特征示意图；

图11、12为本发明专利支承在车架上的自动化护理舱的调温浴洗睡袋和悬浮吊架机构状态和结构特征示意图；

图13、14、15、16为本发明专利遥控机械手的状态和结构特征示意图。

所示图中：1. 护理舱，2. 车架，3. 机械手，4. 下舱体，5. 上舱盖，6. 排水箱体，7. 环绕管道，8. 温控水箱，9. 排污管，10. 门框，11. 天窗，12. 铰链架，13. 托架梁，14.转台机架，15. 倾斜轴套，16. 倾斜轴，17. 承载管，18. 倾斜电机，19. 顶推杆，20. 滑动横杆，21. 滑动限位槽，22. 侧摆支承板，23. 侧摆支架管，24. 支承转臂，25. 避震缓冲器，26. 侧摆电机，27. 车架横梁，28. 连动拨杆，29. 端横梁，30. 冲水马桶，31. 导套板，32. 导套，33. 导杆支架板，34. 导杆，35. 升降电机，36. 齿轮，37. 齿条，38. 调温浴洗睡袋，39. 悬浮吊架机构，40. 空囊，41. 洗浴水管道，42. 通孔，43. 下排水底口，44. 绷带，45. 悬挂管子，46. 拱形支架，47. 抓握吊杆，48. 支撑脚，49. 转盘，50. 前机械臂，51. 驱动机构，52. 后机械臂，53. 腕关节，54. 爪钳夹持，55. 同步轮减速器，56. 输出轴，57. 托架，58. 传动管轴，59. 伞齿轮，60. 伞齿轮副，61. 软轴，62. 腕关节壳，63. 丝杆，64. 丝杆套，65. 母爪钳，66. 指爪钳，67. 连杆，68. 转轴，69. 开口槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明专利所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明专利的实施例及其附图进行详细描述。

图1所示为本发明专利提供的一套利用物联网和移动通讯技术实现远程监控，实时遥控机械手（3）操作和支承在车架（2）上的自动化护理舱（1）各机构运动，动作相互协调配合。

图2、3所示为所述的自动化护理舱（1）主要是带洗浴、冲水马桶和空调系统的舱式结构，分为下舱体（4）、上舱盖（5）和排水箱体（6），下舱体（4）环绕管道（7）里排布连通温控水箱（8）的洗浴水管道和空调排风管道，环绕的洗浴水管道上分布喷嘴，伸入到下舱体（4）内四周，并与下舱体（4）壁密封，头部位接淋浴喷头，排水箱体（6）与下舱体（4）密封连接，承接舱体排水口的下排水，下面连接排污管（9），上舱盖（5）上装玻璃门框（10），通过转轴和轴套铰合，玻璃门框（10）上部开设推拉天窗（11），整体上舱盖（5）通过铰链架（12）与下舱体（4）连接，整个自动化护理舱（1）依靠下面两侧的托架梁（13）通过转台机架（14）连接支承在车架（2）上，车架（2）下后部装有提供洗浴水的温控水箱（8）和电气柜、空调主机、风机，还能起到防止自动护理舱失衡倾倒的配重作用。

图4、5、6、7所示为所述的自动化护理舱（1）下设转台机架（14），下舱体（4）下面两侧的托架梁上（13）的倾斜轴套（15）（轴）与转台机架（14）的倾斜轴（16）（套）配合连接，倾斜轴（16）（套）上固定连接向后延伸的两根承载管（17），倾斜电机（18）固定安装在承载管（17）上，电机轴上镶套顶推杆（19），顶推杆（19）上端的滑动横杆（20）镶套在下舱体（4）下面的滑动限位槽（21）中，通过倾斜电机（18）带动顶推杆（19）转动，使得自动化护理舱（1）能够向后倾斜、向前斜立，在两根承载管（17）后端间隔固定两块侧摆支承板（22），两块板间固定连接侧摆支架管（23），侧摆支架管（23）悬挂在车架（2）支承转臂（24）上，在后端侧摆支承板（22）上的两边固定安装两套避震缓冲器（25），侧摆电机（26）固定安装在车架横梁（27）上，电机轴上镶套连动拨杆（28），连动拨杆（28）上面的中间位有凹陷避空，靠两端横梁（29）触顶着两个避震缓冲器（25），通过侧摆电机（26）带动连动拨杆（28），使得自动化护理舱（1）可以沿着车架（2）支承转臂（24）左右侧摆。

图8、9、10所示为所述的自动化护理舱（1）排水箱体（6）暗藏升降式冲水马桶（30），冲水马桶固定连接在导套板（31）上，导套（32）与固定在下舱体（4）和托架梁（13）上的导杆支架板（33）上的导杆（34）滑动连接，靠固定在导套板（31）上的升降电机（35）带动齿轮（36），与固定在导杆支架板（33）上齿条（37）传动配合，带动导套板（31）连同固定在上面的冲水马桶（30）升降，也可采用同步轮与皮带传动方式，或丝杆与丝杆副传动方式。

图11、12所示为所述的自动化护理舱（1）配备具有循环水柔温调和清洗干燥功能的调温浴洗睡袋（38）和悬浮吊架机构（39），调温浴洗睡袋（38）是空囊式结构，空囊（40）由进出循环水柔温调管道（41）连通，进水管通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，出水管直接回流到温控水箱（8），起到温度调节和水柔床垫的功效，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔（42），与空囊（40）里的洗浴水管道密封连通，通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，也可采用由中间层隔开的双空囊（40）结构，里层空囊连通水柔温调管道进出水管，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔（42），再由空囊（40）连通洗浴水管道（41），洗浴水通过洗浴水管道（41）经通孔注入睡袋中，通过转台机架（14）上的倾斜和侧摆机构前后和左右摆动，带动水柔冲刷洗浴，通过空囊（40）排空收缩密封作用和洗浴水管道抽真空方式，可以吸干人体上的水分，再通过洗浴水管道往睡袋里吹送热风，可进一步干燥水分，睡袋设有下排水底口（43），两侧有绷带（44），可绷紧穿套在两根悬挂管子（45）上，两根悬挂管子（45）由拱形支架（46）连接，拱形支架（46）中间连接抓握吊杆（47），拱形支架（46）支撑脚（48）形状与支撑在下舱体（4）的接触面位形状相同，两侧边与下舱体（4）的内侧壁接触面紧配，使拱形支架（46）可靠的恰在下舱体（4）里面，构成悬浮吊架机构（39），不仅方便人体转运、吊进出护理舱（1），而且使人体处于悬浮状态，可以随着转台机架（14）上的倾斜和侧摆机构前后、左右翻转变换卧姿。

图13、14、15所示为所述的自动化护理舱（1）各运动机构都配有适合机械手（3）抓握的圆柱形把手，倾斜和侧摆机构的驱动都可以由机械手（3）来执行，机械手（3）设有转盘（49）驱动机构（51），前机械臂（50）翻转驱动机构（51），后机械臂（52）翻转驱动机构（51），腕关节（53）转动和驱动机构（51），以及爪钳夹持（54）执行和驱动机构（51），前机械臂（50）翻转驱动机构（51）和同步轮减速器（55）都是装在后机械臂（52）上的，前机械臂（50）是通过轴承与驱动机构（51）输出轴（56）滚动配合连接的，支承在与驱动机构（51）输出轴（56）固定连接的托架（57）上，前机械臂（50）翻转驱动机构（51）输出向上转动时，托架（57）带动前机械臂（50）向上转抬高，驱动机构（51）输出向下转动时，前机械臂（50）自动转落下来，一旦碰到阻碍物，就会停止，并且与托架（57）脱离，发生断路信号，启动急停开关，起到安全保护控制作用，腕关节（53）转动机构是通过装在前机械臂上（50）的驱动机构（51），驱动穿过前机械臂（50）的传动管轴（58），带动固定在轴端的伞齿轮（59），再传动腕关节（53）伞齿轮副（60）转动，爪钳夹持（54）执行机构是通过装在前机械臂（50）上的驱动机构（51），驱动穿过传动管轴（58）的软轴（61），带动轴向限位连接在腕关节壳（62）上的丝杆（63）转动，使配合的丝杆套（64）上下移动，从而拉动连接在上面，又分别与母爪钳（65）、指爪钳（66）连接的连杆（67），连动母、指爪钳开合，连接母、指爪钳的转轴（68）固定连接在腕关节壳（62）上，母爪钳（65）上有闭合时避空指爪钳的开口槽（69）。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明专利的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，以及各功能机构独立或配置的技术方案，都应属于本发明专利后附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一套遥控机械手和自动化护理设备，其特征是：利用物联网和移动通讯技术实现远程监控，实时遥控机械手操作和支承在车架上的自动化护理舱前后倾斜、左右翻转来实现动作相互协调配合，达到并完成精准、复杂、轻柔的护理操作，自动化护理舱主要是带洗浴、冲水马桶和空调系统的舱式结构，分为下舱体、上舱盖和排水箱体，下舱体环绕管道里排布连通温控水箱的洗浴水管道和空调排风管道，环绕的洗浴水管道上分布喷嘴，伸入到下舱体内四周，并与下舱体壁密封，头部位接淋浴喷头，排水箱体与下舱体密封连接，承接舱体排水口的下排水，下面连接排污管，上舱盖上装玻璃门框，通过转轴和轴套铰合，玻璃门框上部开设推拉天窗，整体上舱盖通过铰链架与下舱体连接，整个自动化护理舱依靠下面两侧的托架梁通过转台机架连接支承在车架上，车架下后部装有提供洗浴水的温控水箱和电气柜、空调主机、风机，还能起到防止自动护理舱失衡倾倒的配重作用，自动化护理舱下设转台机架，下舱体下面两侧的托架梁上的倾斜轴套或轴与转台机架的倾斜轴或轴套配合连接，倾斜轴或轴套上固定连接向后延伸的两根承载管，倾斜电机固定安装在承载管上，电机轴上镶套顶推杆，顶推杆上端的滑动横杆镶套在下舱体下面的滑动限位槽中，通过倾斜电机带动顶推杆转动，使得自动化护理舱能够向后倾斜、向前斜立，在两根承载管后端间隔固定两块侧摆支承板，两块板间固定连接侧摆支架管，侧摆支架管悬挂在车架支承转臂上，在后端侧摆支承板上的两边固定安装两套避震缓冲器，侧摆电机固定安装在车架横梁上，电机轴上镶套连动拨杆，连动拨杆上面的中间位有凹陷避空，靠两端横梁触顶着两个避震缓冲器，通过侧摆电机带动连动拨杆，使得自动化护理舱可以沿着车架支承转臂左右侧摆。

2.根据权利要求1 所述的遥控机械手和自动化护理设备，其特征是：排水箱体与下舱体密封连接，承接舱体排水口的下排水，自动化护理舱排水箱体暗藏升降式冲水马桶，冲水马桶固定连接在导套板上，导套与固定在下舱体和托架梁上的导杆支架板上的导杆滑动连接，靠固定在导套板上的升降电机带动齿轮，与固定在导杆支架板上齿条传动配合，带动导套板连同固定在上面的冲水马桶升降，也可采用同步轮与皮带传动方式，或丝杆与丝杆副传动方式。

3.根据权利要求 1所述的遥控机械手和自动化护理设备，其特征是：自动化护理舱配备具有循环水柔温调和清洗干燥功能的调温浴洗睡袋和悬浮吊架机构，调温浴洗睡袋是空囊式结构，空囊由进出循环水柔温调管道连通，进水管通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，出水管直接回流到温控水箱，起到温度调节和水柔床垫的功效，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔，与空囊里的洗浴水管道密封连通，通过电磁阀连接到外面的洗浴水管道，也可采用由中间层隔开的双空囊结构，里层空囊连通水柔温调管道进出水管，里面接触人体一面的空囊壁上排列通孔，再由空囊连通洗浴水管道，洗浴水通过洗浴水管道经通孔注入睡袋中，通过转台机架上的倾斜和侧摆机构前后和左右摆动，带动水柔冲刷洗浴，通过空囊排空收缩密封作用和洗浴水管道抽真空方式，可以吸干人体上的水分，再通过洗浴水管道往睡袋里吹送热风，可进一步干燥水分，睡袋设有下排水底口，两侧有绷带，可绷紧穿套在两根悬挂管子上，两根悬挂管子由拱形支架连接，拱形支架中间连接抓握吊杆，拱形支架支撑脚形状与支撑在下舱体的接触面位形状相同，两侧边与下舱体的内侧壁接触面紧配，使拱形支架可靠的卡在下舱体里面，构成悬浮吊架机构，不仅方便人体转运、吊进出护理舱，而且使人体处于悬浮状态，可以随着转台机架上的倾斜和侧摆机构前后、左右翻转变换卧姿。

4.根据权利要求1所述的遥控机械手和自动化护理设备，其特征是：自动化护理舱各运动机构都配有适合机械手抓握的圆柱形把手，倾斜和侧摆机构的驱动都可以由机械手来执行，机械手设有转盘驱动机构，前后机械臂翻转驱动机构，腕关节转动和驱动机构，以及爪钳夹持执行和驱动机构，前机械臂翻转驱动机构和同步轮减速器都是装在后机械臂上的，前机械臂是通过轴承与驱动机构输出轴滚动配合连接的，支承在与驱动机构输出轴固定连接的托架上，前机械臂翻转驱动机构输出向上转动时，托架带动前机械臂向上转抬高，驱动机构输出向下转动时，机械臂自动转落下来，一旦碰到阻碍物，就会停止，并且与托架脱离，发生断路信号，启动急停开关，起到安全保护控制作用，腕关节转动机构是通过装在前机械臂上的驱动机构，驱动穿过前机械臂的传动管轴，带动固定在轴端的伞齿轮，再传动腕关节伞齿轮副转动，爪钳夹持执行机构是通过装在前机械臂上的驱动机构，驱动穿过传动管轴的软轴，带动轴向限位连接在腕关节壳上的丝杆转动，使配合的丝杆套上下移动，从而拉动连接在上面，又分别与母、指爪钳连接的连杆，连动母、指爪钳开合，连接母、指爪钳的转轴固定连接在腕关节壳上，母爪钳上有闭合时避空指爪钳的开口槽。