CN100341473C - 智慧型护士机器人 - Google Patents

Abstract

一种智慧型护士机器人。为提供一种可自行操控变换姿势、移动外出的康复医疗设备，提出本发明，它包含车架、轮子及由依序枢接连接的背板、坐板、靠板及踏板组成的可弯折板体组；并于坐板底部设有第一驱动装置及于靠板底部设有第二驱动装置；借由第一驱动装置控制背板及靠板相对坐板弯折形成弯折角度或成水平放置，借由第二驱动装置控制踏板偏摆；可弯折板体组的背板、坐板、靠板及踏板两侧可嵌合于病床的床头至病床的中段；病床周侧设有往上延伸的架体，架体的顶部为呈矩形的框架，于框架上设有包括分别设于框架中两相对侧上的驱动结构、从动结构及导引结构的悬吊系统；导引结构上设有得以在框架范围内作矩阵位移的复健装置；复健装置的底端设有开口朝上的袋体。

Description

智慧型护士机器人

技术领域

本发明属于康复医疗设备，特别是一种智慧型护士机器人。

背景技术

时代的趋势促使人类追求全民运动。现代年青人讲求冒险犯难，崇尚户外危险又刺激的运动，诸如攀岩、划水、滑翔翼、跳水、赛车等，虽然具有正面的意义，但其危险性亦相对提高，常有不可避免的意外产生，造成肢体或脊髓损伤，甚至下半肢或全身瘫痪成植物人。此外，尚有因为车祸、因故缺氧所造成的脑性麻痹、职业伤害所造成的严重肢体伤害。而此类不良行走的人平时躺卧在病榻上，即使手部尚能操控电动轮椅，亦无法自行移至轮椅上。当需要就医或者外出时，尚且需要由看护抱起移至轮椅上，不仅需要多一个人看护，对于看护的体力亦为一大负荷。

又根据Medical device news报导，目前全世界高龄人口(65岁以上)的比例日本最多，统计结果公元2000年已达17.2％，欧洲的德、英、法约占16％，美国稍低约为12.6％，台湾低于8.4％。但台湾平均国民收入约合美金13000元，尚不及先进国的一半(即30000美元以上)，而且预估公元2050年，台湾高龄人口比例即高达16.5％是目前的两倍。目前台湾等于8个人养一个老年人，但预估2030年时，老年人口可达19.5％约三个人养一个人。到了2040年预估25％，情况更趋严重。

而不论是先天性或后天性的身心障碍朋友们，一辈子最大的愿望就是能生活自理，在社会上能独立站起来，更积极的走入人群与社会融合为一。但现实环境中，不论是外出或者仅是移动皆需要旁人(看护)协助而无法自理，致使身心障碍者丧失许多到户外与社会接触的机会，甚至只是享受阳光与和风不得为之。

故，现有的设备对于身心障碍者的使用极不方便，致使需要看护协助方能移动，从而增加看护的体力负荷；并且由于患者的自主性不强而丧失了许多接触阳光的机会，实有加以改良的必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自行操控变换姿势、移动外出的智慧型护士机器人。

本发明包含车架、可被驱动位移的轮子及设于车架顶部的可弯折板体组；可弯折板体组由依序枢接连接的背板、坐板、靠板及踏板组成；并于坐板底部设有第一驱动装置及于靠板底部设有第二驱动装置；借由第一驱动装置控制背板及靠板相对坐板弯折形成弯折角度或成水平放置，借由第二驱动装置控制踏板偏摆；可弯折板体组的背板、坐板、靠板及踏板两侧可嵌合于病床的床头至病床的中段；病床周侧设有往上延伸的架体，架体的顶部为呈矩形的框架，于框架上设有悬吊系统；悬吊系统包括分别设于框架中两相对侧上的一驱动结构、一从动结构及一连接于驱动结构与从动结构之间的导引结构；导引结构上设有得以在框架范围内作矩阵位移的复健装置；复健装置的底端设有开口朝上的袋体。

其中：

悬吊系统的导引结构具有导螺杆及分别平行设置于导螺杆两侧的两根导引杆；导螺杆由从动结构连接及驱动；复健装置设于导螺杆及两导引杆上，其包括结合于导引结构上的上座、结合于上座底部的中空下座、结合于下座下半段并且向下延伸的摇摆座、结合于上座侧边且以轴杆贯穿枢设于上座的第一电动机、结合于下座侧边且以轴杆贯穿于下座与摇摆座的第二电动机、绳体、接头及袋体；第二电动机的轴杆与摇摆座固定连接；摇摆座底部设有中空的管体部；绳体绕设于第一电动机的轴杆上，其自由端往下穿过下座、摇摆座的管体部而结合于接头，袋体悬挂在接头的下方。

下座枢接结合于上座底部并可相对上座枢转；于上、下座之间设有借以控制结合固定或使下座自由枢转的卡制装置。

上座底部设有上下贯穿的穿孔；下座顶部设有数个呈环状分布并且可分别与上座上穿孔相对合的穿槽；卡制装置固定于上座中的一侧，其设有一穿出于上座外的控制把手及一位于上座内侧且插置于上座穿孔内的插杆，该插杆并可由控制把手控制卡制于下座穿槽内。

悬吊系统的驱动结构具有包覆于病床架体顶部框架中一侧的中空框座，于框座内部一侧设有电动机及连接并由电动机驱动的齿轮；病床架体顶部框架上设有与框座内齿轮相对应并啮合的齿条；位于驱动结构相对侧的从动结构设有包覆于病床架体顶部框架另一侧的中空框座，于框座上设有借以驱动导引结构动力件。

第一驱动装置设有结合于坐板底部的线性致动结构，线性致动结构具有两端分别往背板、靠板延伸并可作直线位移的传动杆，于传动杆的两自由端分别设有借以驱动背板偏转的第一连接结构及借以驱动靠板偏转的第二连接结构；第一、二连接结构分别设有结合于传动杆末端的第一、二框座，并于第一、二框座上分别设有贯穿两侧的长槽，于两长槽上分别穿置杆体，而杆体分别以悬臂连接于背板、靠板上；第二驱动装置设有结合于靠板底部的线性致动结构，线性致动结构具有末端朝向踏板侧延伸且可作直线位移的传动杆，传动杆末端设有借以驱动踏板偏转的第三连接结构。

第三连接结构设有结合于传动杆末端的框座，于框座上设有贯穿两侧的长槽，于长槽上穿置杆体，杆体以悬臂连接至踏板上。

由于本发明包含车架、轮子及由依序枢接连接的背板、坐板、靠板及踏板组成的可弯折板体组；并于坐板底部设有第一驱动装置及于靠板底部设有第二驱动装置；借由第一驱动装置控制背板及靠板相对坐板弯折形成弯折角度或成水平放置，借由第二驱动装置控制踏板偏摆；可弯折板体组的背板、坐板、靠板及踏板两侧可嵌合于病床的床头至病床的中段；病床周侧设有往上延伸的架体，架体的顶部为呈矩形的框架，于框架上设有悬吊系统；悬吊系统包括分别设于框架中两相对侧上的一驱动结构、一从动结构及一连接于驱动结构与从动结构之间的导引结构；导引结构上设有得以在框架范围内作矩阵位移的复健装置；复健装置的底端设有开口朝上的袋体。当本发明作为轮椅时，借由第一驱动装置分别同时驱动背板往上旋转、靠板往下旋转，而弯折成轮椅的坐板、背板及可供小腿抵靠的靠板；借由第二驱动装置驱动踏板旋转而形成轮椅供脚掌放置的踏板；反之，当欲展成床板时，病患可以自行操控，使第一、二驱动装置反向操作，即可使背板、坐板、靠板及踏板展平；使用时，可将智慧型护士机器人结合于病床的中间，并控制使背板、坐板、靠板及踏板展平并与病床等高；若要退出时，可先将智慧型护士机器人操控变换成轮椅型态后退出，即可借由病患自行操控至各诊疗间或者户外享受阳光；并借由操控设置于悬吊系统上且得以在框架范围内作矩阵位移的复健装置上袋体自行摆动，使放置于袋体上的病患肢体得以获得复健。不仅可自行操控变换姿势，而且可自行移动外出，从而达到本发明的目的。

附图说明

图1、为本发明结构示意侧视图(呈轮椅状态)。

图2、为本发明结构示意仰视图。

图3、为本发明结构示意侧视图(变换成床板状态)。

图4、为本发明结合于病床的结构示意立体图。

图5、为本发明变换成轮椅移出病床结构示意立体图。

图6、为本发明悬吊系统俯视结构示意剖视图。

图7、为本发明复健装置结构示意立体图。

图8、为本发明复健装置结构示意剖视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明智慧型护士机器人1为一种睡行结合体，其可自动展平成床板或者弯折成轮椅状，以方便病患在无人看护的下自行改变为卧姿休息，或者改变为坐姿移动。

如图1所示，本发明智慧型护士机器人1包含可弯折的板体组、第一驱动装置20、第二驱动装置30、车架、驱动装置及借以位移的轮子。

板体组设置于顶部并依序由可弯折成靠背的背板10、枢设于背板10两端中一端的坐板11、枢设于坐板11异于背板10端的靠板12及相对枢设于靠板12另一端的踏板13的四块板体组成。

背板10与坐板11之间借由第一枢杆14互相枢接；坐板11与靠板12之间借由第二枢杆15互相枢接；靠板12与踏板13之间借由第三枢杆16互相枢接。

背板10、坐板11、靠板12的顶面可设置垫体100，借以提供病患较舒适的触感。

第一驱动装置20设置于坐板11的底部；第二驱动装置30设置靠板12的底部。

借由第一驱动装置20控制背板10及靠板12相对坐板11弯折形成弯折角度，或者相对坐板11成水平放置。

借由第二驱动装置30控制踏板13的偏摆曲张。

车架、驱动装置与借以位移的轮子设于坐板11下方。

轮子由驱动装置控制回转，其可为任意形式，并且非关本发明的创作内容，为了使图面得以清晰地表现本发明的特点，故未将车架、驱动装置与轮子示出。

如图2所示，第一驱动装置20设有结合于坐板11底部的线性致动结构21，线性致动结构21具有两端分别往背板10、靠板12延伸并可作直线位移的传动杆210，于传动杆210的两自由端分别设有借以驱动背板10以第一枢杆14为轴心偏转的第一连接结构22及借以驱动靠板12以第二枢杆15为轴心偏转的第二连接结构23，进而分别与坐板11之间形成弯折角度或者展平成床板。

第二驱动装置30设置于靠板12底部，其设有结合于靠板12底部的线性致动结构31，线性致动结构31具有末端朝向踏板13侧延伸且可作直线位移的传动杆310，传动杆310末端设有借以驱动踏板13以第三枢杆16为轴心旋转的第三连接结构26，进而与靠板12之间形成弯折角度或者与靠板12一起展平成床板。

于本发明较佳实施例中，第一连接结构22、第二连接结构23分别设有结合于传动杆210末端的第一框座220、第二框座230，并于第一、二框座220、230上分别设有贯穿两侧的长槽221、231，于两长槽221、231上分别穿置杆体24、25，而杆体24、25分别以悬臂101、121连接于背板10、靠板12上。

与第二驱动装置30连动的第三连接结构26设有结合于传动杆310末端的框座260，于框座260上设有贯穿两侧的长槽261，于长槽261上穿置杆体27，杆体27以悬臂131连接至踏板13上。

当本发明作为轮椅时，其较佳实施例的驱动方式为：第一驱动装置20的线性致动结构21的传动杆210往背板10侧推出，第一框座220、第二框座230分别同时驱动背板10往上旋转、靠板12往下旋转，而弯折成轮椅的坐板11、背板10及可供小腿抵靠的靠板12；而第二驱动装置30的传动杆310则往踏板13侧推出，借由框座260驱动杆体27连同踏板13旋转而形成轮椅供脚掌放置的踏板13；反之，当欲展成床板时，病患可以自行操控，使第一驱动装置20、第二驱动装置30反向操作，即可如图3所示，使背板10、坐板11、靠板12及踏板13展平。

如图4所示，使用时，可将本发明智慧型护士机器人1结合于病床4的中间。病床4的中间设有由床头延伸至床中段供本发明智慧型护士机器人1嵌合的中空嵌合部40，并控制使本发明智慧型护士机器人1的背板10、坐板11、靠板12及踏板13展平并与病床4等高；若要退出时，如图5所示，可先将本发明智慧型护士机器人1操控变换成轮椅型态后退出。医院亦可在地面上设计一套延伸于病床4与户外或各诊疗间的导引系统A(例如磁轨导系统)，而智慧型护士机器人1则设有相应的感应装置，即可借由病患自行操控沿着导引系统A至各诊疗间或者户外享受阳光；亦可以配合电脑系统，在固定时间将病患自动移至预设的地点，使得无法自行操控的患者亦可在不需要看护的情形下移动至所需的诊疗间或者户外。

如图4、图5所示，病床4可以是复健床，于病床4设有往上延伸位于四端角及顶部的架体5，架体5的顶部为呈矩形的框架50，于框架50上设有借以供复健装置70得以在框架50的范围内作矩阵位移的悬吊系统60。如图7所示，复健装置70的底端设有开口朝上的袋体71，以将病患的肢体放置于袋体71上，并操控使其自行摆动，使肢体得以获得复健。

如图5、图6所示，悬吊系统60包括分别设于病床4上架体5顶部框架50中两相对侧上的驱动结构61、从动结构62及连接于驱动结构61与从动结构62之间的导引结构63。复健装置70即设于导引结构63上。

如图6所示，驱动结构61具有包覆于框架50中一侧的中空框座610，于框座610内部一侧设有电动机611及连接并由电动机611驱动的齿轮612。框架50上设有与框座610内齿轮612相对应并啮合的齿条613。

使用时，启动电动机611即可驱动齿轮612转动并且沿着齿条613移动，即使得整组驱动结构61沿着框架50位移。由于驱动结构61是通过导引结构63与从动结构62连接，故当驱动结构61移动时，从动结构62随之同步产生位移。

位于驱动结构61相对侧的从动结构62亦设有包覆于框架50另一侧的中空框座620，于框座620上设有借以驱动导引结构63的导螺杆631转动的动力件621。

导引结构63具有连接并由从动结构62的动力件621驱动的导螺杆631及两分别平行设置于导螺杆631两侧的导引杆632。

复健装置70设于导引结构63的导螺杆631及两导引杆632上。

当从动结构62的动力件621驱动导螺杆631转动时，复健装置70即可沿着其轴向位移，故复健装置70借由驱动结构61的动力及从动结构62经导引结构63的动力作横向及纵向的矩阵位移，借以移至病患欲作复健的肢体位置。

如图7、图8所示，复健装置70包括结合于导引结构63上的中空上座72、枢接结合于上座72底部并且可相对上座72枢转的中空下座73、结合于下座73下半段并且向下延伸的摇摆座74、结合于上座72侧边且以轴杆751贯穿枢设于上座72的第一电动机75、结合于下座73侧边且以轴杆761贯穿于下座73与摇摆座74的第二电动机76、绳体77、接头78及袋体71。第二电动机76的轴杆761与摇摆座74固定连接，借以驱动摇摆座74作摇摆。摇摆座74底部设有中空的管体部741。绳体77绕设于第一电动机75的轴杆751上，其自由端往下穿过下座73、摇摆座74的管体部741而结合于接头78，袋体71悬挂在接头78的下方。故当启动第一电动机75时，即可以使轴杆751转动而释放或收拢绳体77，进而控制袋体71作升降，当其降至对应于病患身体的一侧时，病患者即可将病患的肢体置于袋体71上，再启动第一电动机75，使袋体71上升适当高度。而后启动第二电动机76，使其轴杆761往复转动，由于轴杆761与摇摆座74固定，故可以带动摇摆座74往复偏摆，进而使得穿过摇摆座74管体部741的绳体77设于其下方的袋体71随着作摇摆，以活动病患的肢体。

另为了使病患的肢体得以作不同方向的活动复健，本发明在复健装置70的上座72与下座73之间设有卡制装置80，其设置方式是将卡制装置80固定于上座72中的一侧，而卡制装置80设有穿出于上座72外的控制把手81及位于上座72内侧的插杆82，而上座72底部设有上下贯穿可供插杆82穿过的穿孔721。下座73的顶部则设有数个呈环状分布并且可分别与72底部穿孔721相对合的穿槽731。

当旋转卡制装置80的控制把手81时，可控制其插杆82往下突出而穿置于下座73的穿槽731而固定下座73，或者往上拉出而与下座73脱离，使下座73可自由转动，故欲改变其摇摆方向时，只要先使下座73连同摇摆座74、袋体71回转一角度，再操控卡制装置80卡制定位，即可改变袋体71的方向，而启动第二电动机76时，即可使病患的肢体作不同方向的活动复健。

由上述可知，本发明智慧型护士机器人1可以配合使用于具有复健功能的复健床，再搭配医院的导引系统，即可以使需要复健的病患在固定的时间自动移到病床作复健，而真正达到犹如看护照料的状况，为名符其实的智慧型护士机器人。

由于本发明具有可以自行操作变换成床板或轮椅，使得病患可以自行操作变换姿势及位移的功能，并且可直接与病床结合而不需要移动患者，更可以配合医疗院所的导引系统而自动位移，使其可在不需要看护之下仍能位移至诊疗间、复健室或者户外，进而省却看护的费用及耗费的体力，并且达成身心障碍朋友可以生活自理、独立自主的愿望。

Claims (10)

1、一种智慧型护士机器人，它包含车架、可被驱动位移的轮子及设于车架上的板体组；其特征在于所述的板体组为设于车架预部由依序枢接连接的背板、坐板、靠板及踏板组成的可弯折板体组；并于坐板底部设有第一驱动装置及于靠板底部设有第二驱动装置；借由第一驱动装置控制背板及靠板相对坐板弯折形成弯折角度或成水平放置，借由第二驱动装置控制踏板偏摆；可弯折板体组的背板、坐板、靠板及踏板两侧可嵌合于病床的床头至病床的中段；病床周侧设有往上延伸的架体，架体的顶部为呈矩形的框架，于框架上设有悬吊系统；悬吊系统包括分别设于框架中两相对侧上的一驱动结构、一从动结构及一连接于驱动结构与从动结构之间的导引结构；导引结构上设有得以在框架范围内作矩阵位移的复健装置；复健装置的底端设有开口朝上的袋体。

2、根据权利要求1所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的悬吊系统的导引结构具有导螺杆及分别平行设置于导螺杆两侧的两根导引杆；导螺杆由从动结构连接及驱动；复健装置设于导螺杆及两导引杆上，其包括结合于导引结构上的上座、结合于上座底部的中空下座、结合于下座下半段并且向下延伸的摇摆座、结合于上座侧边且以轴杆贯穿枢设于上座的第一电动机、结合于下座侧边且以轴杆贯穿于下座与摇摆座的第二电动机、绳体、接头及袋体；第二电动机的轴杆与摇摆座固定连接；摇摆座底部设有中空的管体部；绳体绕设于第一电动机的轴杆上，其自由端往下穿过下座、摇摆座的管体部而结合于接头，袋体悬挂在接头的下方。

3、根据权利要求2所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的下座枢接结合于上座底部并可相对上座枢转；于上、下座之间设有借以控制结合固定或使下座自由枢转的卡制装置。

4、根据权利要求3所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的上座底部设有上下贯穿的穿孔；下座顶部设有数个呈环状分布并且可分别与上座上穿孔相对合的穿槽；卡制装置固定于上座中的一侧，其设有一穿出于上座外的控制把手及一位于上座内侧且插置于上座穿孔内的插杆，该插杆并可由控制把手控制卡制于下座穿槽内。

5、根据权利要求1所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的悬吊系统的驱动结构具有包覆于病床架体顶部框架中一侧的中空框座，于框座内部一侧设有电动机及连接并由电动机驱动的齿轮；病床架体顶部框架上设有与框座内齿轮相对应并啮合的齿条；位于驱动结构相对侧的从动结构设有包覆于病床架体顶部框架另一侧的中空框座，于框座上设有借以驱动导引结构动力件。

6、根据权利要求5所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的悬吊系统的导引结构具有导螺杆及分别平行设置于导螺杆两侧的两根导引杆；导螺杆由从动结构连接及驱动；复健装置设于导螺杆及两导引杆上，其包括结合于导引结构上的上座、结合于上座底部的中空下座、结合于下座下半段并且向下延伸的摇摆座、结合于上座侧边且以轴杆贯穿枢设于上座的第一电动机、结合于下座侧边且以轴杆贯穿于下座与摇摆座的第二电动机、绳体、接头及袋体；第二电动机的轴杆与摇摆座固定连接；摇摆座底部设有中空的管体部；绳体绕设于第一电动机的轴杆上，其自由端往下穿过下座、摇摆座的管体部而结合于接头，袋体悬挂在接头的下方。

7、根据权利要求6所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的下座枢接结合于上座底部并可相对上座枢转；于上、下座之间设有借以控制结合固定或使下座自由枢转的卡制装置。

8、根据权利要求7所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的上座底部设有上下贯穿的穿孔；下座顶部设有数个呈环状分布并且可分别与上座上穿孔相对合的穿槽；卡制装置固定于上座中的一侧，其设有穿出于上座外的控制把手及位于上座内侧对应且插置于上座穿孔内并可由控制把手控制卡制于下座穿槽内的插杆。

9、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的第一驱动装置设有结合于坐板底部的线性致动结构，线性致动结构具有两端分别往背板、靠板延伸并可作直线位移的传动杆，于传动杆的两自由端分别设有借以驱动背板偏转的第一连接结构及借以驱动靠板偏转的第二连接结构；第一、二连接结构分别设有结合于传动杆末端的第一、二框座，并于第一、二框座上分别设有贯穿两侧的长槽，于两长槽上分别穿置杆体，而杆体分别以悬臂连接于背板、靠板上；第二驱动装置设有结合于靠板底部的线性致动结构，线性致动结构具有末端朝向踏板侧延伸且可作直线位移的传动杆，传动杆末端设有借以驱动踏板偏转的第三连接结构。

10、根据权利要求9所述的智慧型护士机器人，其特征在于所述的第三连接结构设有结合于传动杆末端的框座，于框座上设有贯穿两侧的长槽，于长槽上穿置杆体，杆体以悬臂连接至踏板上。

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