CN103462750A - 救护用载人机器人机构 - Google Patents

Abstract

一种救护用载人机器人机构，由椅座机构、腿动力机构、前腿机构、后腿机构和行走机构，各机构相互连接构成载人机器人机构整体，它的椅座机构包括椅面、靠背板、挡腿板、齿形带轮和齿形带；腿动力机构布置在椅座机构的下方，前支腿一端与腿动力机构的前腿摆动轴固接，另一端安装有前车轮；后腿机构的后支腿一端与腿动力机构的后腿摆动轴固接，另一端安装有前后车轮；行走机构的行走电机与后腿机构的后支腿固接。本发明为救护过程中多环境下运送病人提供了一种运输工具，减小救护人员劳动强度，空间适应能力强，可大大提高抢救效率，减小病人痛苦。

Description

救护用载人机器人机构

技术领域

本发明涉及一种救护病人用的装置，用载人机器人机构，具体地说是一种救护病人时携带病人上下楼、平地行走和平放于救护车上的载人机器人机构，病人可坐立或平躺于该机器人上的救护用载人机器人机构。

技术背景

由于我国现有居民楼楼梯和电梯都较狭窄，难以容纳担架，当救护车抢救病人出诊时，如何将居住在楼上的行动不能自理的病人运送下楼是一个非常困难的问题。往往因此不能将病人及时运送到医院而耽误了宝贵的抢救时间，威胁病人生命。经检索尚未发现有方便使用的救护用载人机器人机构的报道。

发明内容

本发明是针对现有技术的缺陷，提供一种可变形的载人机器人机构，携带病人平地行走、上下楼梯、进出电梯、平放于救护车上，可配置在救护车上运送病人的救护用载人机器人机构。

实现上述发明目的采用以下技术方案：

一种救护用载人机器人机构，所述机构包括椅座机构、腿动力机构、前腿机构、后腿机构和行走机构，其中： 

a.所述椅座机构包括椅面、靠背板、挡腿板、齿形带轮和齿形带；

b.所述的腿动力机构布置在椅座机构的下方，腿动力机构包括前腿摆动电机、前腿摆动蜗杆、前腿摆动蜗轮、前腿摆动轴、后腿移动电机、移动螺杆、导轨、滑块、后腿摆动电机、后腿摆动蜗杆、后腿摆动蜗轮、后腿摆动轴；

c.所述前腿机构包括前支腿、前叉、前支架和前车轮；

d.所述后腿机构包括后支腿、后叉、后支架和后车轮；

 e.所述行走机构包括行走电机、行走齿形带轮、行走齿形带、传动轴；

椅座机构、腿动力机构、前腿机构、后腿机构和行走机构依照它们的位置、功能和需要相互连接构成载人机器人机构整体。

进一步，所述椅座机构的挡腿板一端设有脚踏板，另一端与椅面前端间用转轴连接；所述的齿形带轮前后设置为两个，两个齿形带轮间用齿形带连接，其中前齿形带轮与转轴一端同轴固接，同时与挡腿板固接；靠背板一端两侧各设有一个扶手，靠背板的另一端与椅面后端间用转轴连接，后齿形带轮与转轴一端同轴固接，同时与靠背板固接。

进一步，所述腿动力机构的前腿摆动电机固定在椅面上，前腿摆动蜗杆通过转动副连接在椅面上，前腿摆动电机轴与前腿摆动蜗杆同轴固接，前腿摆动蜗轮与前腿摆动轴同轴固接，且与前腿摆动蜗杆相互啮合，前腿摆动轴与前腿上端固接，通过转动副与椅面连接。

进一步，所述腿动力机构的后腿移动电机固定在椅面上，移动螺杆通过转动副连接在椅面上，后腿移动电机轴与移动螺杆同轴固接，导轨与移动螺杆轴线平行固定在椅面上，滑块与导轨间以移动副配合，滑块内部固接有螺母与移动螺杆间以螺旋副配合。

进一步，所述腿动力机构的后腿摆动电机固定在滑块上，后腿摆动蜗杆通过转动副连接在滑块上，电机轴与后腿摆动蜗杆同轴固接，后腿摆动蜗轮与后腿摆动轴同轴固接，且与后腿摆动蜗杆相互啮合，后腿摆动轴与后腿上端固接，通过转动副与滑块连接。

进一步，所述前腿机构的前支腿一端与前腿摆动轴固接，另一端与前叉闭口端通过转动副连接，前叉开口端与前支架中心通过转动副连接，以前支架中心轴为圆心的圆周上均匀分布3—5个前车轮，前车轮与前支架间以转动副连接。

进一步，所述前叉为U型结构。

进一步，所述后腿机构的后支腿一端与后腿摆动轴固接，后支腿另一端与后叉闭口端固接，后叉开口端与后支架中心轴通过转动副连接，以后支架中心轴为圆心的圆周上均匀分布3—5个后车轮，后车轮与后支架间以转动副连接。

进一步，所述的后叉为U型结构。

进一步，所述行走机构的行走电机与后支腿固接，行走电机轴端与行走齿形带轮同轴固接，传动轴与后支架中心轴同轴固接且同轴固接一个行走齿形带轮，该行走齿形带轮与行走电机轴端的行走齿形带轮分布在一个平面内，且通过行走齿形带连接。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明通过调整椅座机构的靠背板倾角可根据空间大小或救护需要将携带的病人处于坐立、仰靠或平躺状态。通过腿动力机构调整前、后车轮的高低、间距和相对椅座的前后位置，以便在保持病人姿态不变的情况下携带病人适应平地行走、上下楼梯、平放在救护车上等不同需要。行走机构用于上下楼梯时提供动力。其显著的效果在于：本发明为救护过程中多环境下运送病人提供了一种运输工具，减小救护人员劳动强度，空间适应能力强，可大大提高抢救效率，减小病人痛苦。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明的椅座机构示意图。

图3是本发明的制动轮机构示意图。

图4是本发明的腿动力机构示意图。

图5是本发明的平放时的姿态示意图。

图6是本发明上楼梯过程的姿态示意图。

图中：椅座机构1，前支腿2，前叉3，前支架4，前车轮5，前腿机构6，腿动力机构,7，行走机构8，后腿机构9，后车轮10，后支架11，后叉12，后支腿13，挡腿板14，脚踏板15，齿形带轮16，齿形带17，调节把手18，扶手19，靠背板20，椅面21，制动机构22，导轨23，后腿移动电机24，前腿摆动轴25，前腿摆动蜗轮26，前腿摆动蜗杆27，前腿摆动电机28，后腿摆动轴29，行走电机30，传动轴31，行走齿形带32，行走齿形带轮33，移动螺杆34，滑块35，后腿摆动蜗杆36，后腿摆动蜗轮37，后腿摆动电机38，转轴39。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

参见附图1，本实施例中这种救护用载人机器人机构，由椅座机构1、腿动力机构7、前腿机构6、后腿机构9和行走机构8组成，椅座机构1、腿动力机构7、前腿机构6、后腿机构9和行走机构8依照它们的位置、功能和需要相互连接构成载人机器人机构整体。

其中：

见图2，图3和图4，椅座机构由椅面21、靠背板20和挡腿板14构成，其中挡腿板14一端设有脚踏板15，另一端与椅面21前端间用转轴39连接，前齿形带轮16与转轴39一端同轴固接，同时与挡腿板14固接。靠背板20一端两侧各设有一个扶手19，靠背板20的另一端与椅面21后端间用转轴39连接，后齿形带轮16与转轴39一端同轴固接，同时与靠背板20固接。固接在挡腿板14和靠背板上20的两个齿形带轮16按照安装位置为前、后齿形带轮16，前、后齿形带轮16分布在一个平面内，且规格相同，相互间装有齿形带17使两个齿形带轮16同步转动。连接椅面21后端与靠背板20的转轴39另一端同轴固接一个制动机构22，该制动机构22配有抱闸功能。与制动机构22同侧的扶手19上设有调节把手18，当握紧调节把手18时，抱闸松开，可摆动靠背板20调整靠背板20的倾斜角度，同时通过齿形带17传动挡腿板14同步、同向转动。松开调节把手18后，抱闸抱紧，靠背板20保持其倾角。靠背板20倾角范围在竖直至水平之间。

见图1、图4，腿动力机构7布置在椅面21下方，由前腿摆动电机28、前腿摆动蜗杆27、前腿摆动蜗轮26、前腿摆动轴25、后腿移动电机24、移动螺杆34、导轨23、滑块35、后腿摆动电机38、后腿摆动蜗杆36、后腿摆动蜗轮37、后腿摆动轴29构成，可实现前腿机构6摆动、后腿机构9摆动和前后移动。其中前腿摆动电机28固定在椅面21上，前腿摆动蜗杆27通过转动副连接在椅面21上，前腿摆动电机轴与前腿摆动蜗杆27同轴固接，前腿摆动轴25通过转动副与椅面21连接且与前腿机构6的前支腿2的上端固接，前腿摆动蜗轮26与前腿摆动轴25同轴固接，且与前腿摆动蜗杆27相互啮合。前腿摆动电机28转动时，其运动通过前腿摆动蜗杆27、前腿摆动蜗轮26带动前腿机构6绕前腿摆动轴25摆动。后腿移动电机24固定在椅面21上，移动螺杆34通过转动副连接在椅面21上，后腿移动电机轴与移动螺杆34同轴固接，导轨23与移动螺杆34轴线平行固定在椅面21上，滑块35与导轨23间以移动副配合，滑块35内部固接有螺母与移动螺杆34间以螺旋副配合。后腿摆动电机38固定在滑块35上，后腿摆动蜗杆36通过转动副连接在滑块35上，后腿摆动电机轴与后腿摆动蜗杆36同轴固接，后腿摆动轴29通过转动副与滑块35连接且与后腿机构9后支腿13上端固接，后腿摆动蜗轮37与后腿摆动轴29同轴固接，且与后腿摆动蜗杆36相互啮合。后腿摆动电机38转动时，其运动通过后腿摆动蜗杆36、后腿摆动蜗轮37带动后腿机构9绕后腿摆动轴29摆动。后腿移动电机24转动时，其运动通过移动螺杆34与滑块35间的螺旋副带动后腿机构9前后移动。

见图1，前腿机构6由前支腿2、前叉3、前支架4和前车轮5构成。前支腿2一端与前腿摆动轴25固接，前支腿2另一端与U型结构的前叉3闭口端通过转动副连接，前叉开口端与前支架4中心通过转动副连接，以前支架4中心为圆心的圆周上均匀分布3—5个前车轮5，前车轮5与前支架4间以转动副连接。

后腿机构9由后支腿13、后叉12、后支架11和后车轮10构成。后支腿13一端与后腿摆动轴29固接，后支腿13另一端与U型结构的后叉12闭口端固接，后叉12开口端与后支架11中心轴通过转动副连接，以后支架11中心轴为圆心的圆周上均匀分布3—5个后车轮10，后车轮10与后支架11间以转动副连接。

见图4，行走机构8由行走电机30、行走齿形带轮33、行走齿形带32、传动轴31组成。行走电机30与后腿机构9固接，电机轴端与行走齿形带轮33同轴固接，传动轴31与后支架11中心轴同轴固接且同轴固接一个行走齿形带轮33，该行走齿形带轮33与电机轴端的行走齿形带轮33分布在一个平面内，且通过行走齿形带32连接。

如上描述的救护用载人机器人机构，通过调整椅座机构1的靠背板20倾角可根据空间大小或救护需要将携带的病人处于坐立、仰靠或平躺状态。通过腿动力机构7调整前、后车轮的高低、间距和相对椅座的前后位置，以便在保持病人姿态不变的情况下携带病人适应平地行走、上下楼梯、平放在救护车上等不同需要。行走机构8用于上下楼梯时提供动力。

以下对本发明救护用载人机器人机构不同环境下运动过程进行说明。

平地行走。根据病情需要可调整椅座机构1将携带的病人处于坐立、仰靠或平躺状态，通过腿动力机构7调整前后腿摆角和后轮前后位置，以调整扶手19高度便于操作、重心稳定，此时不提供行走动力，由人工推行。

放置在救护车上。调整椅座机构1将携带的病人处于平躺状态，通过腿动力机构7调整前后腿摆角和后轮前后位置，将椅面21调低，以保证行车中机构稳定见图5。

上、下楼梯见图6。

上楼梯时机器人后腿9在前，前腿6在后，由人把持扶手19整体反向行走。当后轮与第一个台阶接触时，行走电机30通过行走齿形带32驱动后支架11及其上的车轮绕后支架11反向翻转，后腿9在后腿摆动电机38和后腿移动电机24带动下同时做摆动和移动，人工辅助水平运动，前车轮接触第一个台阶前一直以保持椅面21水平高度和姿态基本不变。前轮接触第一个台阶后，控制系统根据前后轮高度差计算楼梯斜度为参数程序控制前、后腿的摆动和后腿9的移动，以保持椅面21运动轨迹为沿楼梯的斜线。当后腿9车轮到达楼梯顶端时，行走电机30停止，腿动力机构7继续运动维持座椅整体水平，直到前腿6车轮爬上楼梯。

下楼梯。下楼梯时机器人前腿6在前，后腿9在后，由人把持扶手19整体前行。当前轮到第一个台阶边缘时，前腿摆动电机28开始运动，后腿9在后腿摆动电机38和后腿移动电机24带动下同时做摆动和移动，以保持椅面21姿态基本不变，但水平高度有所下降。后轮接触到第一个台阶边缘后，控制系统根据前后轮高度差计算楼梯斜度为参数程序控制前、后腿的摆动和后腿9的移动，以保持椅面21运动轨迹为沿楼梯的斜线，同时行走电机30开始运动驱动后支架11及其上的车轮绕后支架11正向翻转。当前腿6车轮到达楼梯底部时，行走电机30停止，腿动力机构7继续运动维持座椅整体水平，直到后腿9车轮到达楼梯底部。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。应当指出，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的细微改变，也应视为属于本发明的保护范围。如：

1、本机构中提到的齿形带可替换成链条等其他传动形式；

2、前、后车轮的数量不限于3~5个，如有需要可增加或减少；

3、本机构的使用范围不限于平路行走，上下楼梯和平放于救护车上，还可以在保持乘坐人姿态不变的情况下爬越斜坡、沟壑等其他障碍；

4、其腿动力机构中腿的条数不限于四条腿，也可是三条腿或更多，根据需要可视情况而加减；

5、乘坐对象不仅局限于病人，改机构可用作婴儿车来承载婴儿使用；

6、其制动部分不限于图中所示机构，也可由其他制动机构实现。

Claims (10)

1.一种救护用载人机器人机构，其特征在于，所述机构包括椅座机构、腿动力机构、前腿机构、后腿机构和行走机构， 

a.所述椅座机构包括椅面、靠背板、挡腿板、齿形带轮和齿形带；

b.所述的腿动力机构布置在椅座机构的下方，腿动力机构包括前腿摆动电机、前腿摆动蜗杆、前腿摆动蜗轮、前腿摆动轴、后腿移动电机、移动螺杆、导轨、滑块、后腿摆动电机、后腿摆动蜗杆、后腿摆动蜗轮、后腿摆动轴；

c.所述前腿机构包括前支腿、前叉、前支架和前车轮；

d.所述后腿机构包括后支腿、后叉、后支架和后车轮；

 e.所述行走机构包括行走电机、行走齿形带轮、行走齿形带、传动轴；

椅座机构、腿动力机构、前腿机构、后腿机构和行走机构依照它们的位置、功能和需要相互连接构成载人机器人机构整体。

2.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述椅座机构的挡腿板一端设有脚踏板，另一端与椅面前端间用转轴连接；所述的齿形带轮前后设置为两个，两个齿形带轮间用齿形带连接，其中前齿形带轮与转轴一端同轴固接，同时与挡腿板固接；靠背板一端两侧各设有一个扶手，靠背板的另一端与椅面后端间用转轴连接，后齿形带轮与转轴一端同轴固接，同时与靠背板固接。

3.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述腿动力机构的前腿摆动电机固定在椅面上，前腿摆动蜗杆通过转动副连接在椅面上，前腿摆动电机轴与前腿摆动蜗杆同轴固接，前腿摆动蜗轮与前腿摆动轴同轴固接，且与前腿摆动蜗杆相互啮合，前腿摆动轴与前腿上端固接，通过转动副与椅面连接。

4.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述腿动力机构的后腿移动电机固定在椅面上，移动螺杆通过转动副连接在椅面上，后腿移动电机轴与移动螺杆同轴固接，导轨与移动螺杆轴线平行固定在椅面上，滑块与导轨间以移动副配合，滑块内部固接有螺母与移动螺杆间以螺旋副配合。

5.根据权利要求1或4所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述腿动力机构的后腿摆动电机固定在滑块上，后腿摆动蜗杆通过转动副连接在滑块上，电机轴与后腿摆动蜗杆同轴固接，后腿摆动蜗轮与后腿摆动轴同轴固接，且与后腿摆动蜗杆相互啮合，后腿摆动轴与后腿上端固接，通过转动副与滑块连接。

6.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述前腿机构的前支腿一端与前腿摆动轴固接，另一端与前叉闭口端通过转动副连接，前叉开口端与前支架中心通过转动副连接，以前支架中心轴为圆心的圆周上均匀分布3—5个前车轮，前车轮与前支架间以转动副连接。

7.根据权利要求6所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述前叉为U型结构。

8.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述后腿机构的后支腿一端与后腿摆动轴固接，后支腿另一端与后叉闭口端固接，后叉开口端与后支架中心轴通过转动副连接，以后支架中心轴为圆心的圆周上均匀分布3—5个后车轮，后车轮与后支架间以转动副连接。

9.根据权利要求8所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述的后叉为U型结构。

10.根据权利要求1所述的救护用载人机器人机构，其特征在于，所述行走机构的行走电机与后支腿固接，行走电机轴端与行走齿形带轮同轴固接，传动轴与后支架中心轴同轴固接且同轴固接一个行走齿形带轮，该行走齿形带轮与行走电机轴端的行走齿形带轮分布在一个平面内，且通过行走齿形带连接。

 

 

 

 

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