CN105816282B - 一种多功能床椅一体化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及护理机械技术领域，公开一种多功能床椅一体化机器人，包括：床体部(1)、轮椅部(2)、移动底盘部(3)；用做护理床时，所述轮椅部(2)与床体部(1)对接构成一加宽型护理床；用做轮椅时，所述轮椅部(2)与床体部(1)水平分离，轮椅部(2)设置在移动底盘部(3)上，所述移动底盘部(3)带有独立驱动用于驱动轮椅行走。本发明采用床体部与轮椅部两部分组成，其中轮椅部可分为智能移动底盘与轮椅上部两部分。轮椅部与床体部自动对接与分离，含有插销及插销孔，可使床椅对接后整床仍具备护理功能，同时对接完成后可对轮椅部电池进行自行充电；该发明数字化程度高，减少了护理人员的数量，提高了对患者的护理质量。

Description

一种多功能床椅一体化机器人

技术领域

本发明涉及保健护理器械技术领域，特别涉及一种多功能床椅一体化机器人。

背景技术

随着老龄人口的持续增长，无法完全自理老人越来越多，由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加，他们存在不同程度的能力丧失，传统护理床已经不能够完全满足老人及病人的日常基本活动需求。

需要更高技术含量的智能护理床来满足功能障碍群体对生活自理、自立的迫切渴求。目前，现有护理床多是在现有的床体上安装多块可活动的床板，以手动或自动的方式帮助患者进行日常生活作息，但现有护理床只限于患者在床体上进行简单活动，不能离开护理床，并且功能简单，需要额外的护理人员。该护理床智能化程度低，使用受到限制。

因此，对于长期卧床的患者需要一种不仅具备普通护理床的护理功能，而且具备翻身、可分离轮椅、智能移动、自行充电等多功能的床椅一体化智能护理床系统。

发明内容

本发明旨在克服现有护理床的缺陷，提高患者护理质量，减少陪护人员数量，提供一种多功能床椅一体化机器人。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种多功能床椅一体化机器人，包括：床体部1、轮椅部2、移动底盘部3；用做护理床时，所述轮椅部2与床体部1对接构成一加宽型护理床；用做轮椅时，所述轮椅部2与床体部1水平分离，轮椅部2设置在移动底盘部3上，所述移动底盘部3带有独立驱动用于驱动轮椅行走。

一些实施例中，所述床体部1包括抬背板101、对接销105，所述轮椅部2包括抬背板201、对接销孔203；所述抬背板101和抬背板201对接时，通过对接销105与对接销孔203连接。

一些实施例中，所述床体部1还包括与床体部1转动链接的床体曲腿板103，所述轮椅部2还包括曲腿部211；所述床体曲腿板103与曲腿部211对接时，通过对接销105与对接销孔203连接。

一些实施例中，所述床体部1包括对接判定传感器107和导向轮108，所述对接判定传感器107设置在床体部1的对接侧上，用于判定对接是否完成；所述导向轮108设置在床体部1的矩形对接区的上侧，用于机械导向。

一些实施例中，轮椅部2还包括轮椅翻身板202和抬背推杆204，所述轮椅翻身板202与抬背板201转动连接，所述抬背推杆204用于推举抬背板201，所述抬背推杆204的最大推力为6000N。

一些实施例中，所述轮椅部2还包括曲腿推杆206、小腿部210、踏板209、踏板连杆208，所述曲腿部211与轮椅部2的支架转动连接；曲腿推杆206用于推举曲腿部211，所述曲腿推杆206的最大推力为3500N；所述小腿部210转动连接在轮椅部2的支架上，踏板209通过踏板连杆208与小腿部210转动连接。

一些实施例中，所述移动底盘部3与轮椅部2通过轮椅部2的安装板固定连接；所述移动底盘部3包括底盘支架302、驱动轮安装板304、驱动轮308、随动万向轮310；所述驱动轮308与随动万向轮310按对角线方式布置在移动底盘部3上，通过驱动轮安装板304与万向轮安装板306固定安装在底盘支架302上。

一些实施例中，所述移动底盘部3还包括塑料外壳301，塑料外壳301包裹所述移动底盘部3主体的周围，塑料外壳301四周分别安装有防撞胶条。

一些实施例中，移动底盘部3上部设置激光传感器311，对接时通过激光传感器311对轮椅部2进行初导航，将轮椅导航至梯形对接区。

本发明的有益效果在于：采用床体部与轮椅部两部分组成，其中轮椅部可分为智能移动底盘与轮椅上部两部分。轮椅部与床体部自动对接与分离，含有插销及插销孔，可使床椅对接后整床仍具备护理功能，同时对接完成后可对轮椅部电池进行自行充电；该发明数字化程度高，减少了护理人员的数量，提高了对患者的护理质量。

附图说明

图1示意性示出根据本发明一个实施例的床椅一体化机器人的整体结构图。

图2示意性示出根据本发明一个实施例的床体部结构图。

图3示意性示出根据本发明一个实施例的轮椅部结构图。

图4示意性示出根据本发明一个实施例的移动底盘部结构图。

图5示意性示出根据本发明一个实施例的对接方案图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

为提高患者护理质量，减少陪护人员数量，同时增强其使用功能与使用范围，提出一种新型的多功能床椅一体化机器人主要包括床体部、轮椅部。床体部安装有对接插销、自主充电站，自动对接导向机构。轮椅部安装有智能移动底盘、抬背推杆、小腿推杆、曲腿推杆及扶手电机。对接时，采用激光导航与机械导向轮组合或循迹与机械导向轮组合实现床椅的准确对接及销孔与销轴的精准对插；对接后，护理床整体的抬身推杆与曲腿推杆与轮椅共用，轮椅部的电池充电机构与床体部的充电站对接自行充电。

床体部安装有对接插销，对接后，通过对接插销完成推杆共用，实现护理床整体的抬背与曲腿功能。床体部安装有左右翻身推杆，实现床体侧向轮椅侧翻身及轮椅侧向床体侧翻身，电动推杆对称布置，推杆接触端安装滚轮以避免推杆与翻身板接触时产生额外碰撞。

床体部的床椅对接区域放置充电站，床椅对接完成后通过充电站对轮椅部电源自动充电。床椅对接区域分为梯形对接区及矩形对接区两部分，梯形对接区用于激光导航或循迹导航进行粗定位，矩形对接区安装有导向轮用于准确导航。

轮椅部分轮椅上部及移动底盘两部分。轮椅上部安装有抬背电动推杆、曲腿电动推杆及小腿电动推杆，分离为轮椅时各推杆工作，抬背板抬起，小腿板下放形成轮椅机构，防止人体前倾可略微抬起曲腿板，提高人体包络性。

轮椅部的抬背板与曲腿板安装有对接销孔，实现对接时与床体销轴配合，完成曲腿板与抬背板的驱动源共用。移动底盘部采用驱动电机与转舵电机构成的轮系机构实现轮椅的横向移动，用于对接时轮椅部的平移对接。

移动底盘采用驱动轮与万向轮对角线分布的组合方式使轮椅部移动更为灵活。轮椅部留有空间放置控制器及电池机构。在移动底盘部安装有激光导航或安装循迹装置用于床椅对接功能。

实施例1

如图1所示，本发明一种多功能床椅一体化机器人，包括：床体部1、轮椅部2、移动底盘部3；

用做护理床时，床体部1与轮椅部2对接形成一张加宽型护理床，能够实现抬背、曲腿功能，同时可为轮椅部的电池303供电；所述轮椅部2与床体部1对接构成一加宽型护理床；

用做轮椅时，所述轮椅部2与床体部1水平分离，轮椅部2设置在移动底盘部3上，所述移动底盘部3带有独立驱动用于驱动轮椅行走，被护理者可驱动轮椅行走。

实施例2

如图2所示，本发明一种多功能床椅一体化机器人，所述床体部1包括抬背板101、对接销105，所述轮椅部2包括抬背板201、对接销孔203；所述抬背板101和抬背板201对接时，通过对接销105与对接销孔203连接，实现抬背功能驱动源的共用，抬背角度可达80°。

床体翻身板102与抬背板101的一侧转动连接，通过对称布置的翻身推杆104实现床体侧向轮椅侧的翻身功能，翻身推杆最大推力6000N，翻身角度70°。

所述床体部1还包括与床体部1转动链接的床体曲腿板103，所述轮椅部2还包括曲腿部211；所述床体曲腿板103与曲腿部211对接时，通过对接销105与对接销孔203连接，形成曲腿功能的驱动源共用，曲腿角度60°。

充电站106布置在床体部1的臀部下方，对接完成后与轮椅部2的充电对接口309连接进行自主充电。

所述床体部1包括对接判定传感器107和导向轮108，所述对接判定传感器107设置在床体部1的对接侧上，用于判定对接是否完成；所述导向轮108设置在床体部1的矩形对接区的上侧，用于机械导向。

实施例3

如图3所示，本发明一种多功能床椅一体化机器人，轮椅部2还包括轮椅翻身板202和抬背推杆204，所述轮椅翻身板202与抬背板201转动连接，抬背角度80°，翻身角度70°，所述抬背推杆204用于推举抬背板201，所述抬背推杆204的最大推力为6000N。

轮椅部2的臀部下方留有一定空间用于安置控制器205。轮椅部两侧安装有扶手电机驱动扶手部213升起，操作盒212固定安装在扶手部213上。

所述轮椅部2还包括曲腿推杆206、小腿部210、踏板209、踏板连杆208，所述曲腿部211与轮椅部2的支架转动连接；曲腿推杆206用于推举曲腿部211，所述曲腿推杆206的最大推力为3500N；所述小腿部210转动连接在轮椅部2的支架上，踏板209通过踏板连杆208与小腿部210转动连接。

实施例4

如图4所示，本发明一种多功能床椅一体化机器人，所述移动底盘部3与轮椅部2通过轮椅部2的安装板固定连接；所述移动底盘部3包括底盘支架302、驱动轮安装板304、驱动轮308、随动万向轮310；所述驱动轮308与随动万向轮310按对角线方式布置在移动底盘部3上，通过驱动轮安装板304与万向轮安装板306固定安装在底盘支架302上。

所述移动底盘部3还包括塑料外壳301，塑料外壳301包裹所述移动底盘部3主体的周围，塑料外壳301四周分别安装有防撞胶条，碰撞时可发出碰撞信号，用于床椅对接时的姿态调整。

对接侧的塑料外壳301上安装有充电对接口309用于对接后的充电功能。

移动底盘部3上部设置激光传感器311，对接时通过激光传感器311对轮椅部2进行初导航，将轮椅导航至梯形对接区。

具体使用时对接原理，如图5所示，

由患者将轮椅部操作移动至可识别对接区域范围内，与床体部相距约4m；

按下自动对接按钮轮椅部各推杆工作将轮椅部变为水平姿态，扶手213下翻180°，患者只需平躺不再参与对接的操作工作。

通过激光传感器可将轮椅导航至梯形对接区，由于有对接销105和对接销孔302的存在，对接时的精度要求较高而激光传感器不能满足销孔对接时的精度要求，激光传感器311先将轮椅部初导航至梯形对接区，当前进入到梯形对接区的窄边时碰撞胶条307发挥作用，当轮椅胶条碰撞后会产生碰撞信号，此时轮椅就会判别出碰撞方向，从而向反碰撞方向移动，没有碰撞信号产生时轮椅会向前移动继续向矩形对接区行走，通过梯形区与碰撞胶条的碰撞信号可将轮椅部比较高精度的导入矩形对接区；

矩形对接区安装有导向轮108，将轮椅导入矩形区域后导向轮108工作，轮椅部就像抽屉一样被高精度的顺利导入，实现销轴105与销孔203的顺利对接实现驱动共用；

当对接判定传感器107发出信号时说明对接已完成，对移动底盘部3进行锁定，此时轮椅部电池303开始自行充电，护理床变为一整体供患者使用。

本发明多功能床椅一体化机器人具有如下特点：

1、床椅转换，患者休息时为加宽型合并床体，舒适性高，此外床体可实现抬背、翻身及曲腿功能；当患者想移动时，护理床的一部分分离，同时相关电动推杆工作形成带有智能移动底盘的轮椅，患者通过操作杆可对轮椅进行控制；

2、床椅对接，实现床体部与轮椅部的全自动对接，同时实现的部分驱动源的共用，增强其智能化与数字化的同时节省成本提高使用范围；

3、自行充电，床体侧配备的充电站在轮椅对接后可对轮椅部的电池进行充电，简单方便可靠，节省时间的同时也提高了护理床的智能化；此外充电站还对床体侧的电动推杆及控制电路进行供电；

4、智能移动底盘，更灵活便捷；分离时由患者操作移动，对接时实现无人自动对接。对接时轮椅可横向移动方便插销与销孔的对接，摇杆操作更灵活。移动底盘周围安装有防撞胶条，对接时机器人碰撞会产生碰撞信号从而机器人可自动向反碰撞方向移动；

5、精确对接，鉴于循迹方式及激光导航方式的误差较大的缺点，采用软件导航与机械导航组合的导航方式。对接区分梯形对接区及矩形对接区两部分，通过激光导航或循迹装置先初导航至梯形对接区，通过配合防撞胶条发出的碰撞信号可将轮椅较精确的导入矩形对接区，通过机械导向轮进行相对精确导向。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多功能床椅一体化机器人，其特征在于，包括：床体部(1)、轮椅部(2)、移动底盘部(3)；

用做护理床时，所述轮椅部(2)与床体部(1)对接构成一加宽型护理床；

用做轮椅时，所述轮椅部(2)与床体部(1)水平分离，轮椅部(2)设置在移动底盘部(3)上，所述移动底盘部(3)带有独立驱动用于驱动轮椅行走；

所述床体部(1)包括第一抬背板(101)、对接销(105)，所述轮椅部(2)包括第二抬背板(201)、对接销孔(203)；所述第一抬背板(101)和第二抬背板(201)对接时，通过对接销(105)与对接销孔(203)连接；

所述床体部(1)还包括导向轮(108)，所述导向轮(108)设置在床体部(1)的矩形对接区的上侧，用于机械导向；

移动底盘部(3)上部设置激光传感器(311)和碰撞胶条(307)，对接时通过激光传感器(311)对轮椅部(2)进行初导航，将轮椅导航至梯形对接区；进入到梯形对接区的窄边时通过碰撞胶条(307)的碰撞信号将轮椅部(2)高精度的导入矩形对接区；之后，导向轮(108)工作，实现对接销(105)与对接销孔(203)的顺利对接；

充电站(106)布置在床体部(1)的臀部下方，对接完成后与轮椅部(2)的充电对接口(309)连接进行自主充电。

2.如权利要求1所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，所述床体部(1)还包括与床体部(1)转动链接的床体曲腿板(103)，所述轮椅部(2)还包括曲腿部(211)；所述床体曲腿板(103)与曲腿部(211)对接时，通过对接销(105)与对接销孔(203)连接。

3.如权利要求1所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，所述床体部(1)还包括对接判定传感器(107)，所述对接判定传感器(107)设置在床体部(1)的对接侧上，用于判定对接是否完成。

4.如权利要求1所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，轮椅部(2)还包括轮椅翻身板(202)和抬背推杆(204)，所述轮椅翻身板(202)与第二抬背板(201)转动连接，所述抬背推杆(204)用于推举第二抬背板(201)，所述抬背推杆(204)的最大推力为6000N。

5.如权利要求2所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，所述轮椅部(2)还包括曲腿推杆(206)、小腿部(210)、踏板(209)、踏板连杆(208)，所述曲腿部(211)与轮椅部(2)的支架转动连接；曲腿推杆(206)用于推举曲腿部(211)，所述曲腿推杆(206)的最大推力为3500N；所述小腿部(210)转动连接在轮椅部(2)的支架上，踏板(209)通过踏板连杆(208)与小腿部(210)转动连接。

6.如权利要求1所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，所述移动底盘部(3)与轮椅部(2)通过轮椅部(2)的安装板固定连接；所述移动底盘部(3)包括底盘支架(302)、驱动轮安装板(304)、驱动轮(308)、随动万向轮(310)；所述驱动轮(308)与随动万向轮(310)按对角线方式布置在移动底盘部(3)上，通过驱动轮安装板(304)与万向轮安装板(306)固定安装在底盘支架(302)上。

7.如权利要求6所述的多功能床椅一体化机器人，其特征在于，所述移动底盘部(3)还包括塑料外壳(301)，塑料外壳(301)包裹所述移动底盘部(3)主体的周围，塑料外壳(301)四周分别安装有碰撞胶条。