CN106420226A - 重伤病患柔性换乘转运机器人 - Google Patents

重伤病患柔性换乘转运机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了重伤病患柔性换乘转运机器人，包括底座，在底座底部的左右两侧分别固定有左、右可移动底盘，升降柱下部穿过底座的开槽口设置，升降柱与升降驱动机构相连，升降柱的上部设置在一个控制台的空腔内，升降柱的上部的前后两侧分别与一个支撑轴承的内圈固定相连，两个支撑轴承的外圈分别与控制台的空腔固定，在控制台的空腔内安装有控制台蜗轮，控制台蜗轮的蜗轮轴的两端分别转动连接在蜗轮轴承上并固定在控制台的空腔内壁上，与控制台蜗轮啮合配合的控制台蜗杆的蜗杆轴的两端分别转动连接在蜗杆轴承上，左侧、右侧伸缩臂的横杆分别穿过控制台后部的左右两侧壁上的滑槽并与设置在控制台空腔内的左右驱动机构相连。本结构简单和灵活性好。

Description

重伤病患柔性换乘转运机器人
技术领域
本发明涉及一种柔性换乘转运机器人，特别是涉及一种可实现重伤病患在不同结构环境满足不同功能需求的无伤害换乘转运机器人。
背景技术
中国专利CN201558247U和CN101653396分别公开了人体换乘转运装置，其一是利用移动床板的触点相对静止技术实现躺姿人体的换乘转运，该类设备体积和重量巨大，灵活性不足，对伤病患躺卧的高度和角度均有很高要求，且在换乘转运过程中至少需要2～3名护理人员协助。二是利用类人型机器人的双臂来实现人体的换乘转运，该类设备在抱、抬人体过程中，易对重伤病患造成二次伤害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单、重量轻、安全性高、灵活性好，换乘转运过程中对伤病患无伤害的重伤病患柔性换乘转运机器人。
重伤病患柔性换乘转运机器人，包括箱形底座，在所述的箱形底座底部的左右两侧分别固定有左可移动底盘以及右可移动底盘，在底座的顶部上开有槽口，沿竖直方向设置的升降柱下部穿过槽口设置，所述的升降柱与升降驱动机构相连以在升降驱动机构的带动下能够上下移动，所述升降柱的上部设置在一个控制台的空腔内，所述的升降柱的上部的前后两侧分别与一个支撑轴承的内圈固定相连，两个所述的支撑轴承的外圈分别与控制台的空腔内壁固定相连，在所述的控制台的空腔内的中间安装有一个控制台蜗轮，所述的控制台蜗轮的蜗轮轴的两端分别转动连接在蜗轮轴承上并固定在控制台的空腔内壁上，所述的蜗轮轴承通过轴承座固定在控制台的空腔内，所述的蜗轮轴与支撑轴承同轴线设置，与所述的控制台蜗轮啮合配合的控制台蜗杆的蜗杆轴的两端分别转动连接在蜗杆轴承上，所述的蜗杆轴承通过轴承座固定在控制台的空腔内，所述的蜗杆轴的轴线与蜗轮轴的轴线彼此垂直设置，所述的控制台蜗杆的一端与第一转动驱动源相连，左右对称设置的L形左侧伸缩臂的横杆和L形右侧伸缩臂的横杆分别穿过所述控制台后部的左右两侧壁上的滑槽并与设置在控制台空腔内的左右驱动机构相连，所述的L形左侧伸缩臂和L形右侧伸缩臂在左右驱动机构的驱动下沿左右方向同时向内侧或者同时向外侧移动，所述的L形左侧伸缩臂和L形右侧伸缩臂能够分别通过安装在控制台上的左螺纹锁紧机构以及右螺纹锁紧机构固定在控制台上，一个柔性贴合垫的两端分别通过圆形套筒与左侧伸缩臂的纵杆、右侧伸缩臂的纵杆转动连接。
本发明的有益效果：结构简单，重量轻、安全性高、灵活性好，适用范围广，换乘转运过程中对伤病患无伤害。
附图说明
图1为本发明的重伤病患柔性换乘转运机器人的结构示意图；
图2为本发明图1所示的机器人的升降结构示意图；
图3为本发明图1所示的机器人的电机伸缩结构示意图；
图4为本发明图1所示的机器人的升降柱与控制台连接处的水平剖视图；
图5为本发明图1所示的机器人的升降柱与控制台连接处的竖直方向剖视示意图；
图6为本发明图1所示的机器人的底盘结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如附图所示的本发明的重伤病患柔性换乘转运机器人，包括箱形底座5，在所述的箱形底座5底部的左右两侧分别固定有左可移动底盘6A以及右可移动底盘6B，在底座5的顶部上开有槽口，沿竖直方向设置的升降柱4下部穿过槽口设置，所述的升降柱4与升降驱动机构相连以在升降驱动机构的带动下能够上下移动。所述升降柱4的上部25设置在一个控制台3的空腔内，所述的升降柱4的上部25的前后两侧分别与一个支撑轴承24的内圈固定相连，两个所述的支撑轴承24的外圈分别与控制台3的空腔内壁固定相连，在所述的控制台3的空腔内的中间安装有一个控制台蜗轮26，所述的控制台蜗轮26的蜗轮轴的两端分别转动连接在蜗轮轴承上并固定在控制台3的空腔内壁上，所述的蜗轮轴承通过轴承座固定在控制台3的空腔内，所述的蜗轮轴与支撑轴承24同轴线设置，与所述的控制台蜗轮26啮合配合的控制台蜗杆27的蜗杆轴的两端分别转动连接在蜗杆轴承上，所述的蜗杆轴承通过轴承座固定在控制台3的空腔内，所述的蜗杆轴的轴线与蜗轮轴的轴线彼此垂直设置，所述的控制台蜗杆的一端与第一转动驱动源相连。通过支撑轴承24实现控制台3与升降柱4的相对旋转。由于旋转为小角度，故控制台3与升降柱4，调整转动驱动源10不会产生干涉的状况。所述的第一转动驱动源为与控制台蜗杆27相连的控制台旋转手柄10，通过摇动控制台旋转手柄10驱动蜗杆27带动蜗轮26使控制台3旋转；或者所述的第一转动驱动源为与控制台蜗杆相连的电机。
左右对称设置的L形左侧伸缩臂1A的横杆和L形右侧伸缩臂1B的横杆分别穿过所述控制台3后部的左右两侧壁上的滑槽并与设置在控制台3空腔内的左右驱动机构相连所述的L形左侧伸缩臂1A和L形右侧伸缩臂1B在左右驱动机构的驱动下沿左右方向同时向内侧或者同时向外侧移动。
所述的L形左侧伸缩臂和L形右侧伸缩臂能够分别通过安装在控制台上的左螺纹锁紧机构13A以及右螺纹锁紧机构13B固定在控制台上。每一个螺纹锁紧机构均包括与控制台沿竖直方向螺纹连接的顶丝，所述的顶丝的端部能够顶紧伸缩臂设置。所述左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B可根据不同人身高体征灵活调节。一个柔性贴合垫9的两端分别通过圆形套筒与左侧伸缩臂1A的纵杆、右侧伸缩臂1B的纵杆实现转动连接。对称布置的L形左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B通过柔性贴合垫9与伤病患身体实现完全贴合包络。
优选的在所述控制台3的外壁左右两侧分别固定有控制台左手柄2A和控制台右手柄2B以方便人力推动。
作为本发明的一种实施方式，所述的升降驱动机构包括分别设置在升降柱前后两侧的导轨滑块结构，所述的升降柱通过导轨滑块结构与底座上下滑动相连，在所述的升降柱4的中间开有凹槽，在所述的凹槽中沿竖直方向嵌有丝杠12，所述丝杠12的上下两端分别固定在升降柱4上。在所述的丝杠上套有一个与丝杠螺纹连接的蜗轮螺母15，在所述的蜗轮螺母的外周上设置有外螺纹，所述蜗轮螺母15与一个沿水平方向转动安装在底座内的蜗杆18能够啮合相连构成蜗轮蜗杆结构，在所述的蜗轮螺母15上下分别设置有固定在底座5内的上止推轴承结构14和下止推轴承结构16，所述的上止推轴承结构14的内圈的下端面和下止推轴承的内圈上端面分别与蜗轮螺母的上端面、下端面接触。所述的蜗杆的一端与第二转动驱动源相连。当然所述的升降驱动机构还可以采用液压驱动等现有结构。
所述的第二转动驱动源为与蜗杆相连的升降柱升降手柄11，通过人力驱动升降柱升降手柄11使升降柱4上下移动；或者所述的第二转动驱动源为与蜗杆相连的电机。
作为本发明的一种实施方式，所述左右驱动机构包括齿轮轴沿竖直方向固定在控制台空腔内的齿轮23，所述的齿轮23的前后两侧分别与左伸缩臂齿条20的内端以及右伸缩臂齿条21的内端啮合相连，左伸缩臂齿条20、右伸缩臂齿条21间隙安装在控制箱内部滑槽内，所述的左伸缩臂齿条20的左侧通过左伸缩臂连接件19与左侧伸缩臂1A的横杆内端固定相连，所述的右伸缩臂齿条21右侧通过右伸缩臂连接件22与右侧伸缩臂1B的横杆内端固定相连，伸缩臂借助控制台3内的导轨，通过电机带动齿轮23驱动左、右伸缩臂齿条20、21从而实现伸缩。所述伸缩臂也可手动调整左伸缩臂1A与右伸缩臂1B伸出控制台长度，所述伸缩臂与控制台3之间借助滑道接触，便于伸缩。
作为本发明的一种实施方式，所述左可移动底盘6A和右可移动底盘6B分别包括左支架和右支架，在左支架的两端7A、7B以及右支架的两端8A、8B分别连接有一个带刹车的万向轮或Mecanum麦克纳姆轮，随辅助人力的方向移动。左支架和右支架分别通过沿水平方向设置的连接轴29、31彼此之间呈八字形对称固定在所述的底座5的左右两侧，在左支架和右支架上分别安装有左三角形支撑结构28和右三角形支撑结构30，所述的左三角形支撑结构28和右三角形支撑结构30的上部交叉位置与底座5的左右两侧分别固定相连，保证受力的合理。
所述柔性贴合垫9在不使用换乘转运机器人时可作为床垫或轮椅垫使用，在伤病患需要转运时，通过转动升降柱升降手柄11以及控制台旋转手柄10调节机器人高度与左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B旋转角度，并调节伸出长度使左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B两端与柔性贴合垫9上套筒实现转动连接，连接后通过升降柱升降手柄11驱动升降柱4抬起伤病员，可调节控制台3旋转角度使伤病员处于躺姿/坐姿，即控制台不旋转时为躺姿，旋转30-60度可为坐姿，并借助人力移动到轮椅/病床/汽车座椅/坐便器等地方，而后通过升降柱升降手柄11驱动升降柱4使左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B降低，不再由其支持人体，便可挪动转运机器人使左侧伸缩臂1A、右侧伸缩臂1B退出，从而完成转运任务。
以上对本发明的描述仅仅是示意性的，而不是限制性的，所以，本发明的实施方式并不局限于上述的具体实施方式。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，做出其他变化或变型，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：包括箱形底座，在所述的箱形底座底部的左右两侧分别固定有左可移动底盘以及右可移动底盘，在底座的顶部上开有槽口，沿竖直方向设置的升降柱下部穿过槽口设置，所述的升降柱与升降驱动机构相连以在升降驱动机构的带动下能够上下移动，所述升降柱的上部设置在一个控制台的空腔内，所述的升降柱的上部的前后两侧分别与一个支撑轴承的内圈固定相连，两个所述的支撑轴承的外圈分别与控制台的空腔内壁固定相连，在所述的控制台的空腔内的中间安装有一个控制台蜗轮，所述的控制台蜗轮的蜗轮轴的两端分别转动连接在蜗轮轴承上并固定在控制台的空腔内壁上，所述的蜗轮轴承通过轴承座固定在控制台的空腔内，所述的蜗轮轴与支撑轴承同轴线设置，与所述的控制台蜗轮啮合配合的控制台蜗杆的蜗杆轴的两端分别转动连接在蜗杆轴承上，所述的蜗杆轴承通过轴承座固定在控制台的空腔内，所述的蜗杆轴的轴线与蜗轮轴的轴线彼此垂直设置，所述的控制台蜗杆的一端与第一转动驱动源相连，左右对称设置的L形左侧伸缩臂的横杆和L形右侧伸缩臂的横杆分别穿过所述控制台后部的左右两侧壁上的滑槽并与设置在控制台空腔内的左右驱动机构相连，所述的L形左侧伸缩臂和L形右侧伸缩臂在左右驱动机构的驱动下沿左右方向同时向内侧或者同时向外侧移动，所述的L形左侧伸缩臂和L形右侧伸缩臂能够分别通过安装在控制台上的左螺纹锁紧机构以及右螺纹锁紧机构固定在控制台上，一个柔性贴合垫的两端分别通过圆形套筒与左侧伸缩臂的纵杆、右侧伸缩臂的纵杆转动连接。
2.根据权利要求1所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：每一个螺纹锁紧机构均包括与控制台沿竖直方向螺纹连接的顶丝，所述的顶丝的端部能够顶紧伸缩臂设置。
3.根据权利要求1或者2所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：所述的升降驱动机构包括分别设置在升降柱前后两侧的导轨滑块结构，所述的升降柱通过导轨滑块结构与底座上下滑动相连，在所述的升降柱的中间开有凹槽，在所述的凹槽中沿竖直方向嵌有丝杠，所述丝杠的上下两端分别固定在升降柱上，在所述的丝杠上套有一个与丝杠螺纹连接的蜗轮螺母，在所述的蜗轮螺母的外周上设置有外螺纹，所述蜗轮螺母与一个沿水平方向转动安装在底座内的蜗杆能够啮合相连构成蜗轮蜗杆结构，在所述的蜗轮螺母上下分别设置有固定在底座内的上止推轴承结构和下止推轴承结构，所述的上止推轴承结构的内圈的下端面和下止推轴承的内圈上端面分别与蜗轮螺母的上端面、下端面接触，所述的蜗杆的一端与第二转动驱动源相连。
4.根据权利要求3所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：所述的第二转动驱动源为与蜗杆相连的升降柱升降手柄或者所述的第二转动驱动源为与蜗杆相连的电机。
5.根据权利要求1所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：所述的第一转动驱动源为与控制台蜗杆相连的控制台旋转手柄或者所述的第一转动驱动源为与控制台蜗杆相连的电机。
6.根据权利要求1或者2所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：所述左右驱动机构包括齿轮轴沿竖直方向固定在控制台空腔内的齿轮，所述的齿轮的前后两侧分别与左伸缩臂齿条的内端以及右伸缩臂齿条的内端啮合相连，左伸缩臂齿条、右伸缩臂齿条间隙安装在控制箱内部滑槽内，所述的左伸缩臂齿条的左侧通过左伸缩臂连接件与左侧伸缩臂的横杆内端固定相连，所述的右伸缩臂齿条右侧通过右伸缩臂连接件与右侧伸缩臂的横杆内端固定相连。
7.根据权利要求1或者2所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：所述左可移动底盘和右可移动底盘分别包括左支架和右支架，在左支架的两端以及右支架的两端分别连接有一个带刹车的万向轮或Mecanum麦克纳姆轮，左支架和右支架分别通过沿水平方向设置的连接轴彼此之间呈八字形对称固定在所述的底座的左右两侧，在左支架和右支架上分别安装有左三角形支撑结构和右三角形支撑结构，所述的左三角形支撑结构和右三角形支撑结构的上部交叉位置与底座的左右两侧分别固定相连。
8.根据权利要求7所述的重伤病患柔性换乘转运机器人，其特征在于：在所述控制台的外壁左右两侧分别固定有控制台左手柄和控制台右手柄以方便人力推动。
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