CN106618826B - 一种智能护理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能帮助行动不便的人实现自理日常生活的智能护理系统。日常生活包括体位变换，行走，盥洗，大小便，洗浴，康复运动等。这种智能护理系统，由多个功能模块组成。这些功能模块主要包括床功能模块，行走功能模块，坐便器功能模块，洗浴功能模块、盥洗功能模块等。所述护理系统的特征在于该系统由多个功能模块组成，所述功能模块主要包括行走转移功能模块、床功能模块、坐便器功能模块、洗浴功能模块、盥洗功能模块和康复运动功能模块等，所述功能模块可单独执行任务，也可以通过行走转移功能模块和其他任何一个或多个功能模块协同作业，所述的各个功能模块均有对接接头，这种智能护理系统，通过各功能模块以及功能模块联合体的协同工作，使老年人或行动不便者可以在无需护理人员的条件下，自主的完成日常的生活起居。

Description

一种智能护理系统

技术领域

本发明属于智能机器人领域，具体涉及一种智能护理系统。

背景技术

随着人口老龄化问题的加剧，中国正快速步入老龄社会。老龄社会面临对的首要问题就是如何照顾比例不断增加的老年人。一方面，现代社会的快节奏使传统的依靠子女抚养老人的模式难以维持，同时由于独生子女政策及生育观念的改变造成的少子化趋势，也加重了新时期年轻家庭的养老困境；另一方面，虽然把老人送到养老院养老或者雇佣家政服务人员居家养老已经是较为普遍的社会现象，但养老院流水式的服务无法保证每位老人能够有尊严的生活，同时由于劳动力人口的减少，也没有足够的护理人员能够保证老人进行居家养老。所以依靠现代科技实现智能养老护理必将是解决养老难题的主要方向。

对于需要进行护理的老人来说，在一定年龄段，日常护理面临的主要问题是由于衰老导致腿脚行动能力下降，无法完成在床、坐便器、浴缸、沙发等日常生活用品之间的自由活动。虽然轮椅可以起到在不同活动场地之间的移动功能，例如从卧室移动到厕所，但当被护理者需要在轮椅或其它物品之间移动，如从床上移动至轮椅以及从轮椅移动至坐便器时，却很难依靠使用者自行完成动作。这是因为使用者在移动过程中，轮椅会与床或者坐便器等产生相对位移，这使得移动过程对老人来说是非常危险也难以实现，所以必须依靠护理人员的协助才能完成。而对于完全失去行动能力卧床的老人，则需完全依靠护理者以搬运的方式实现老人日常生活中必须的移动。同时，对于因各种原因造成腿脚行动不便或者失能的残障人士，也面临同样的护理需求。

目前，国内外尚没有针对老人或行动不便者进行全方位日常生活护理的系统见诸报道。现有的设计和发明主要集中于护理病床或轮椅。护理病床或轮椅只能完成部分减轻护理人员劳动的作用，被护理者的日常生活起居仍需要大量的人工护理。例如解决被护理人员的大小便问题，许多设计采用在床或轮椅上设置排便孔，一方面这种设计不能完成被护理者自主排便的功能，另一方面大部分人对于护理的需求，是保持现有生活习惯的基础上有尊严的生活。而在床或者轮椅上完成大小便动作，显然不能满足这个要求。我们希望通过这种智能护理系统，能够让老人或行动不便者，能够独立而有尊严的生活，为未来全社会面临的养老难题提供一个更优的解决方案。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种智能护理系统，其要解决的技术问题在于：使被护理者在没有护理人员协助的条件下完成日常生活中的各项活动，

本发明专利提出了一种智能护理系统，能够在无人看护条件下辅助老年人或行动不方便者更好地实现自理日常生活，包括体位变换、行走、盥洗、大小便、洗浴和康复运动等。所述护理系统的特征在于该系统由多个功能模块组成，所述功能模块主要包括行走转移功能模块、床功能模块、坐便器功能模块、洗浴功能模块、盥洗功能模块和康复运动功能模块等，所述功能模块可单独执行任务，也可以通过行走转移功能模块和其他任何一个或多个功能模块协同作业，所述的各个功能模块均有对接接头，由两个或两个以上的功能模块协同作业时，所述功能模块之间通过对接接头实现连接，使用者可以自行或者在功能模块辅助下移动于各功能模块之间，所述对接接头的连接具有足够的力学强度以保证功能模块联合体所需的刚度，所述对接接头连接后可以实现功能模块之间的数据传输功能。

本发明的智能护理系统，不同的功能模块分布于不同的活动空间内，行走转移功能模块搬运使用者在不同的活动空间内移动。活动空间R1代表行走转移模块自行完成动作的功能区域。在检测到需要进行充电时，行走转移模块运动至活动空间R1，利用充电座完成自动充电。活动空间R2至R5代表使用者需要在行走转移功能模块和其他功能模块之间移动的功能区域。行走转移功能模块在运动至坐便器功能模块、床功能模块、洗浴功能模块和沙发功能模块附近后，通过对接接头模块一和对接接头模块二的连接，实现两个功能模块之间的刚性连接，连接完成后，使用者既可以自主在两个功能模块之间移动，也可以依靠行走转移模块的搬运实现移动。活动空间R6代表日常生活中使用者无需在功能模块之间移动的功能区域。行走转移功能模块运动至盥洗功能模块附近，由于使用者无需在两个功能模块之间移动，所以通过模块自带的刹车装置刹车后，即可进行洗漱等。

所述行走转移功能模块可以将使用者运送到指定的目的地，而且所述行走转移功能模块能够帮助使用者从一个功能模块转移到另一个功能模块上，所述行走转移功能模块还能够帮助使用者实现坐姿和站姿之间的转换，所述行走转移功能模块也可以与其他装置连用，如汽车等，在与其他装置连用时，根据需要可以在其他装置上安装相应的对接接头模块。

所述行走转移功能模块主要由行走平台和乘坐平台组成。所述乘坐平台包括多段式升降系统、坐垫、扶手、靠背和脚踏板等。所述行走平台包括底盘、驱动轮、从动轮以及从动轮滑轨。所述驱动轮安装在底盘上，所述从动轮通过从动轮滑轨和底盘相连接，所述底盘上面是多段式升降系统，所述坐垫安装在多段式升降系统上方，所述靠背可以呈折叠状态放置在坐垫上方，所述扶手和脚踏板可以折叠或展开，在展开状态下，扶手位于乘坐平台两侧，脚踏板位于底盘前侧且高于底盘上表面，所述行走转移功能模块一侧或下方还安装有对接接头，通过对接接头和其他功能模块连接。

所述多段式升降系统可以连续可调的进行升降。所述的多段式升降系统由两部分组成，分别是可以在竖直方向升降的升降柱，和可以在斜向上方向升降的斜向上升降机构，斜向上升降机构包括有斜支撑架，导轨，滑块和推杆，其中滑块和坐垫支撑杆相连接。支撑架和斜向上升降机构在升降柱的带动下可以在竖直方向连续可调的升降，扶手以及靠背和支撑架相连，可以在升降柱的带动下和坐垫同时升高或者降低。推杆推动滑块沿导轨向斜上方运动同时带动坐垫向斜上方运动，从而实现辅助使用者站立的功能。推杆运动的同时，升降柱也可以同时带动扶手和靠背进行升降，使行走转移功能运动至最适宜使用者站立的位置。所述坐垫向斜上方伸出的同时坐垫前部可以变窄，使使用者由坐姿转变为骑坐姿势，所述坐垫在运动过程中上表面距离地面的最小距离不大于 400mm，距离地面的最大距离和最小距离的比值不大于2.5，所述乘坐平台还可以转变为转运平台，作为转运平台时，所述坐垫和扶手可以变换为转运机械手，运送使用者在行走转移功能模块与其他模块之间移动。

所述驱动轮可以采用单轮驱动或两轮独立驱动，所述驱动轮具有电磁刹车系统，所述从动轮轮距可以在行走转移模块移动过程中改变。所述的从动轮的数量不定，可以从一个到多个不等，具体数量根据实际需要进行安装，所述的从动轮数量优选为4个。所述的从动轮轮距改变机构，从动轮固定在导轨上，导轨通过连杆和转盘相连接，转盘在电机的带动下绕中心轴转动时，通过连杆推动滑轨沿着滑块方向收缩或伸出来改变从动轮轮距。在转盘逆时针转动时，通过连杆推动滑轨沿着滑块方向向底盘外侧伸出，同时带动从动轮向外运动，在转盘顺时针转动时，则带动化滑轨沿着滑块向转盘内侧收缩，同时带动从动轮向内运动，从而实现了改变从动轮轮距的功能。在行走转移功能模块载人移动的过程中，从动轮向底盘外伸出，从而可以保证行走转移功能模块移动的稳定性。

所述行走转移模块在非载人状态下，扶手和脚踏板完全折叠至行走转移模块内部，靠背折叠至坐垫上方，行走转移功能模块可以进行无需载人的移动，如进行自动充电，所述行走转移功能模块采用电池驱动，当系统检测到电量下降至低于某一阈值时，行走转移功能模块可以启动自动充电程序，运动至充电座所在位置，进行充电。

所述行走转移模块在载人行走状态下工作时，使用者从其他模块移动到行走转移模块上并以坐姿状态乘坐，靠背、扶手和脚踏板将处于打开状态，分别处在各自的功能位置处。此时连接在从动轮滑轨上的从动轮也会从底盘下伸出，扩大从动轮轮距，从而保证行走转移模块的稳定性，左右两个扶手可根据需求不同，分别独立处于打开或折叠状态。

所述行走转移模块在辅助站立状态下工作时，脚踏板收起，在多段式升降系统的协调运作下，坐垫向上升高的同时向斜上方伸出，坐垫前端两侧坐垫小板向下折叠，使坐垫前端变窄，以使使用者由坐姿转变为骑坐姿势，方便使用者站立。在行走转移功能模块辅助使用者站立的过程中，从动轮可以伸出，也可以收缩至底盘下方。

所述行走转移功能模块的行走方式可以分为手动控制和自动控制两种。手动控制方式下采用操纵手柄来控制，所述操纵手柄安装在一侧扶手上；自动控制方式下通过安装在行走转移模块上的自主导航系统来实现路径引导，所述行走转移功能模块上安装有无线数据传输接口，可以通过无线遥控控制的方式执行命令，所述行走转移功能模块装有避障传感器，可以实现遇到障碍物停止或绕行功能，所述行走转移功能模块装有语音交互系统，能在对接、搬运等动作开始前或结束后进行语音提示，所述语音交互系统具有语音识别和语音定位功能，可根据使用者发出的语音信息确定使用者的位置，当使用者发出声音指令后，语音交互系统可以接受和识别使用者的声音信号，并确定使用者所在的位置，由自主导航系统引导行走转移功能模块运行至使用者所在位置处，然后将使用者转移至行走功能模块上，所述底盘上方设有安装板，所述自主导航系统、无线数据传输接头、壁障传感器、语音交互系统和总控制芯片安装在安装板上，所属操纵手柄、自主导航系统、无线数据传输接头、避障传感器和语音交互系统分别与总控制芯片连接，所述行走转移功能模块乘坐平台前侧还安装有照明系统。所述的自主导航系统可以为磁导航、激光导航或惯性导航等。

所述床功能模块为组合式结构，主要包括床面、托板、扶手、挡板、对接接头以及数据传输接口。所述托板安装在床面中间，并排放置，分别位于使用者处于平躺状态下的背部、臀部、腿部下方，所述扶手位于床面两侧，所述挡板位于床的首尾两端，所述的扶手和挡板均可以调整高度，下降至床面所在平面下方，所述床面为拼接式，包括背部板、臀部板和小腿板，通过调整床面不同部件的高度和角度，可使使用者在平躺、半躺和坐姿等姿势之间变换，所述床面的高度可以调整，所述床功能模块具有按摩和康复运动功能，所述床面用于放置使用者腿部的部分可以连续摆动，以带动被护理人员下肢运动，所述床功能模块的部分托板可以升降，将使用者抬起，在使用者与床面之间形成一定间距，所述床功能模块具有两个互成90度的转动轴，其中一个轴与使用者平躺时身体方向平行，另一个轴与使用者平躺时身体方向垂直，床面和两个转动轴之间通过转动机构连接，所述床面可以整体绕这两个转动轴旋转，所述床功能模块的侧面设置有对接接头，用于和其它功能模块进行连接，所述床功能模块首尾两端端部设有控制按钮，可以控制床功能模块各部件的运动，所述床功能模块还设置有数据传输接口，可以与智能设备如智能手机等相连，从而可以远程控制床功能模块的运动。

所述坐便器功能模块包括坐便器、辅高坐垫、智能清洁马桶盖、扶手、自动脱裤机构和对接接头。所述坐便器上方安装有辅高坐垫，所述辅高坐垫可以调整使用者如厕时臀部高度，所述辅高坐垫还具有垫圈加热功能，所述坐便器两侧设置有扶手，所述扶手可以折叠和升降，所述坐便器旁边设置有辅助脱裤装置，所述辅助脱裤装置主体结构为分别设置在坐便器两侧的辅助脱裤机械手臂，所述辅助脱裤机械手臂端部可与使用者裤腰连接，并拖动裤腰沿着大腿方向向下或者向上运动，完成脱裤或穿裤动作，所述辅助脱裤机械手臂的运动方向、运动速度、运动距离可以事先设定，也可以手动控制辅助脱裤机械手臂的运动，所辅助脱裤述机械手臂上装有拉力传感设备，当拉力超过一定值时，辅助脱裤机械手臂停止运动，所述智能清洁马桶盖可以帮助使用者进行便后清洗和烘干，所述坐便器侧边安装有对接接头，可以和行走转移功能模块连接。

所述洗浴功能模块的洗浴方式为坐式洗浴，其主要结构包括坐式洗浴台、淋浴装置、烘干设备和对接接头，所述坐式洗浴台可以通过震动、摩擦等方式对使用者和洗浴台表面接触的部位进行除垢，所述坐式洗浴台两侧安装有扶手，所述扶手可以升起或放下，所述扶手放下后在使用者身体前方形成护栏，所述淋浴喷头和烘干设备安装在坐式洗浴台上方，所述淋浴装置可以调整水流速度和水量的大小，所述烘干装置可以调整气流温度和风量大小；所述坐式洗浴台侧面安装有对接接头，可以和其他功能模块进行连接，所述洗浴功能模块安装有控制按钮，可以远程控制行走转移功能模块的移动，使行走功能模块自动运行至洗浴功能模块所在位置处完成对接，并且可以让行走功能模块解除与洗浴功能模块的对接状态，运行至其它位置。

所述对接接头分为对接接头模块一和对接接头模块二，所述对接接头模块一和模块二可以分别安装在两个功能模块上，也可以将其中一个对接接头模块安装在地面、墙面等固定位置的物体上。由所述的对接接头模块一和对接接头模块二之间的对接来实现两个的模块之间的机械对接和数据传输。

所述对接接头包括对接引导装置、刚性连接装置和数据传输装置，分别由对接接头模块一和对接接头模块二上的不同部件构成。所述对接接头模块一和对接接头模块二均含有机械引导机构和数据传感器。所述对接接头模块一还包括电磁连接机构以及数据信号和电信号连接公口，所述对接接头模块二还包括机械锁紧机构以及数据信号和电信号连接母口。所述对接接头模块一和对接接头模块二上的机械引导机构以及定位传感器共同构成对接引导装置，所述对接接头模块一上的电磁连接机构和对接机口模块二上的机械锁紧机构共同构成刚性连接装置，所述数据信号和电信号连接公口和母口共同构成数据传输装置。所述对接引导装置依靠定位传感器在远距离引导两个需要对接的功能模块调整对接方位，并依靠机械引导机构在近距离处调整两个对接功能模块之间的位置误差。所述刚性连接装置可以依靠电磁连接机构实现两个对接模块之间的刚性连接，并由机械锁紧机构进行连接加强，所述机械锁紧机构可以自动锁紧，也可以手动控制锁紧。所述数据传输装置的数据传信号和电信号连接公口和母口在对接接头模块一和对接接头模块二对接的过程中完成连接配合，形成两个功能模块之间的数据传输通道。

所述各功能模块在使用者使用过程中，其各部件工作电压不超过36V。

基于上述的技术方案，本发明解决了在无人看护的条件下，对老人或行动不便者的日常生活进行全方位护理的功能，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用模块化的设计理念，针对无人看护条件下老人或行动不便者日常生活的主要活动如如厕、洗浴、康复运动等，给出了具体的实现方案。为帮助老人或行动不便者实现日常生活的完全自理提供了可行的技术手段，使日益严重的养老问题摆脱了对护理人员的高度依赖。(2)本发明采用的各模块功能既可独立实现功能，模块之间也可通过对接接头进行刚性连接从而实现协同工作，本发明的智能护理系统便捷高效的实现了对居家生活中各项日常生活的全面覆盖。针对不同人群的特殊需求，只需要增加相应的特殊功能模块即可。同时不同功能模块之间通过对接接头实现刚性连接的方式，保证了使用者在不同功能模块之间移动时的安全性和舒适性。

附图说明

图1为本发明一种智能护理系统模块构成示意图

图2为本发明一种智能护理系统的活动空间布局示意图

图3为本发明一种智能护理系统的行走转移功能模块在完全折叠状态下的示意图

图4为本发明一种智能护理系统的行走转移模块在载人行走状态下的示意图

图5为本发明一种智能护理系统的行走转移模块在辅助站立状态下的侧视图

图6为本发明一种智能护理系统的行走转移模块在辅助站立状态下的俯视图

图7所示为本发明一种智能护理系统行走转移功能模块的多段式升降系统示意

图8所示为本发明一种智能护理系统行走转移功能模块的从动轮轮距改变机构示意图。

图9为本发明一种智能护理系统的坐便器功能模块结构示意图

图10为本发明一种智能护理系统的床功能模块的俯视图

图11为本发明一种智能护理系统的床功能模块的侧视图

图12为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者处于半躺状态下时的示意图。

图13为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者处于坐姿状态下时的示意图。

图14为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者进行腿部康复运动时的示意图。

图15为本发明一种智能护理系统的床功能模块的托板处于升起状态下的示意图。

图16为本发明一种智能护理系统的床功能模块在两个相互垂直方向整体转动的示意图。

图17为本发明一种智能护理系统的洗浴功能模块示意图

图18为本发明一种智能护理系统的对接接头对接前后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明具体的应用模式和各模块的结构作进一步的阐释，以进一步说明本发明的特征和功能，但并不以此来限制本发明保护的范围。

如图1所示为本发明智能护理系统的模块构成示意图，图中箭头表示使用者的移动方向。使用者可以在行走转移模块与床功能模块、洗浴功能模块和坐便器功能模块等之间移动，同时通过行走转移模块的移动实现了如厕、洗浴、室内活动等日常的生活起居。使用者需要在行走转移功能模块和任意一个功能模块之间移动时，这两个功能模块之间通过对接接头实现刚性连接，保证使用者安全平稳的实现移动。

如图2所示为本发明一种智能护理系统的空间布局示意图。如中各序号分别是1充电座，2沙发功能模块，3对接接头模块一，4行走转移功能模块，401 对接接头模块二，5坐便器功能模块，6床功能模块，7洗浴功能模块，8盥洗功能模块。不同的功能模块分布于不同的活动空间内，行走转移模块搬运使用者在不同的活动空间内移动。活动空间R1代表行走转移模块自行完成动作的功能区域。在检测到需要进行充电时，行走转移模块运动至活动空间R1，利用充电座1完成自动充电。活动空间R2至R5代表使用者需要在行走转移功能模块和其他功能模块之间移动的功能区域。行走转移功能模块4在运动至坐便器功能模块5、床功能模块6、洗浴功能模块8和沙发功能模块2附近后，通过对接接头模块一3和对接接头模块二401的连接，实现两个功能模块之间的刚性连接，连接完成后，使用者即可以自主在两个功能模块之间移动，也可以依靠行走转移模块的搬运实现移动。活动空间R6代表日常生活中使用者无需在功能模块之间移动的功能区域。行走转移功能模块4运动至盥洗功能模块8附近，由于使用者无需在两个功能模块之间移动，所以通过模块自带的刹车装置刹车后，即可进行洗漱等。

实施例1

如图3所示为本发明一种智能护理系统的行走转移功能模块在完全折叠状态下的示意图，图中各序号分别为401对接接头模块二，402从动轮，403驱动轮，404底盘，405多段式升降系统，406坐垫，407靠背。驱动轮403安装在底盘404上，底盘403上面是多段式升降机构405，坐垫407安装在分段式升降机构上方，靠背407可以呈折叠状态放置在坐垫上方。在完全折叠状态下，扶手和脚踏板完全折叠至行走转移模块内部。在完全折叠状态下，行走转移功能模块可以进行无需载人的移动，如进行自动充电，当系统检测到电量下降至低于某一阈值时，行走转移功能模块可以启动自动充电程序，运动至充电座所在位置，进行充电。

如图4所示为本发明一种智能护理系统的行走转移模块在载人行走状态下的示意图。图中各序号分别为407靠背，408右侧扶手，409脚踏板，410从动轮滑轨，402从动轮。当使用者从其他模块移动到行走转移模块上后，靠背407、右侧扶手408和脚踏板409将处于完全打开状态，分别处在各自的功能位置处。此时连接在从动轮滑轨410上的从动轮402也会从底盘下伸出，扩大从动轮轮距，从而保证行走转移模块的稳定性。从动轮的数量不定，可以从一个到多个不等，具体数量根据实际需要进行安装。

如图5和图6所示为本发明一种智能护理系统的行走转移模块在辅助站立状态下的侧视图和俯视图。图中各序号分别是406坐垫，411坐垫支撑杆，412 坐垫小板，413左侧扶手，414坐垫小板。要辅助使用者站立时，脚踏板409收起，在多段式升降系统405的协调运作下，坐垫406向上升高的同时向斜上方伸出，坐垫前端两侧坐垫小板412向下折叠，使坐垫前端变窄，以使使用者由坐姿转变为骑坐姿势，方便使用者站立。在辅助站立的过程中，从动轮402可以伸出，也可以收缩至底盘下方。

如图7所示为本发明一种智能护理系统行走转移功能模块的多段式升降系统示意图。图中序号为415升降柱，416斜支撑架，417导轨，418坐垫底板419 滑块，420推杆，421支撑架。如图所示的多段式升降系统由两部分组成，分别是可以竖直方向升降的升降柱415，和可以在斜向上方向升降的斜向上升降机构包括有斜支撑架416，导轨417，滑块419和推杆420，其中滑块419和坐垫支撑杆411相连接。支撑架421和斜向上升降机构在升降柱415的带动下可以在竖直方向连续可调的升降，扶手408和413以及靠背407和支撑架421相连，可以在升降柱的带动下和坐垫同时升高或者降低。推杆420推动滑块419沿导轨417向斜上方运动同时带动坐垫406向斜上方运动，从而实现辅助使用者站立的功能。推杆运动的同时，升降柱也可以同时带动扶手和靠背进行升降，使行走转移功能运动至最适宜使用者站立的位置。

图中b表示斜向上升降机构可以向前伸出的距离，这个距离根据与斜向上升降机构的尺寸有关，h表示坐垫在升降过程中距离地面的高度，本发明中坐垫的上表面距离地面的最小距离不大于400mm，距离地面的最大距离和最小距离的比值不大于2.5。

如图8所示为本发明一种智能护理系统行走转移功能模块的从动轮轮距改变机构示意图。图中序号为422转盘，423滑块，424连杆。图中所示为一种具有4个从动轮时的轮距改变机构，从动轮402固定在导轨410上，导轨410通过连杆424和转盘422相连接。转盘422在电机的带动下绕中心轴逆时针转动时，通过连杆推动滑轨沿着滑块方向向底盘404外侧伸出，同时带动从动轮402 向外运动，在转盘顺时针转动时，则带动化滑轨沿着滑块向转盘内侧收缩，同时带动从动轮402向内运动，从而实现了改变从动轮轮距的功能。在行走转移功能模块载人移动的过程中，从动轮向底盘外伸出，从而可以保证行走转移功能模块移动的稳定性。

实施例2

如图9为本发明一种智能护理系统的坐便器功能模块结构示意图。图中各序号分别为3对接接头模块二，501坐便器主体，502坐便器辅高坐垫，503坐便器扶手，504坐垫升降滑块，505升降导轨，506辅助脱裤装置。坐便器辅高坐垫502可以在坐垫升降滑块504的带动下沿升降导轨505上下移动，从而调整辅高坐垫高度，以方便老人便后站立。坐便器扶手503可以向上抬起。辅助脱裤装置506主体结构为分别设置在坐便器两侧的辅助脱裤机械手臂。辅助脱裤机械手臂端部有连接扣，可与使用者裤腰连接，通过坐便器两侧辅助脱裤机械手臂的协调运动，可以使辅助脱裤机械手臂端部沿着使用者大腿方向向上或者向下运动，完成脱裤或穿裤动作。辅助脱裤机械手臂的运动方向、运动速度、运动距离可以事先设定，也可以手动控制辅助脱裤机械手臂的运动。所辅助脱裤述机械手臂上装有拉力传感设备，当拉力超过一定值时，辅助脱裤机械手臂停止运动。同时，坐便器还装有清洗和烘干设备，帮助使用者进行便后清洗和烘干。

行走转移功能模块与座便器功能模块协调工作把使用者从行走转移模块转移到座便器功能模块上的过程如下：

1、使用者发出指令；

2、行走转移功能模块接近座便器功能模块时并通过对接接头与座便器连接；

3、调整行走转移转功能模块座位高度与座便器坐垫高度一致。

后续步骤按使用者状况分两种转移方法：

(一)使用者能够自行坐起，上肢基本能发挥作用

1、行走转移功能模块靠近座便器一侧的扶手和坐便器功能模块靠近行走转移功能模块一侧的扶手收起；

2、使用者从行走转移功能模块平移到座便器坐垫上；

3、座便器靠近行走转移功能模块一侧的扶手放下，使用者在扶手的辅助下臀部离开坐便器坐垫，辅助脱裤装置完成脱裤动作；

5、坐便器使用结束后，使用者在扶手的辅助下臀部离开坐便器坐垫，并在辅助脱裤装置帮助下完成穿裤动作，然后从座便器平移到行走转移功能模块的座位上；

6、行走转移功能模块的座位回到适合行走的高度；

7、行走转移功能模块与座便器功能模块分离，走向下一个目的地。

(二)使用者不能自行坐起，上肢功能不足

1、行走转移功能模块靠近座便器一侧的扶手和座便器靠近行转功能模块一侧的扶手收起；

2、行走转移功能模块伸出两个机械臂，一个机械臂在使用者背部，同时伸出护栏环绕使用者胸前和腋下形成保护，另一机械臂在使用者的下肢部位，将使用者抱起，转移到座便器的上方；

3、在使用者背后的机械臂与前面的护栏配合，承担起使用者主要的重量，同时与支撑下肢的机械臂配合，使上半身呈接近竖直状态，辅助脱裤装置完成脱裤动作，机械臂将使用者放到座便器上；

4、坐便器使用结束，行走转移功能模块伸出两个机械臂，按前述步骤描述的方式将使用者抱起，辅助脱裤装置完成穿裤动作，机械臂将使用者放到行转功能模块的座位上；

5、行走转移功能模块的座位回到适合行走的高度；

6、行走转移功能模块与坐便器功能模块分离，走向下一个目的地。

以上每一步动作的执行，有必要的话都可以通过使用者与装置之间的人机互动实现。

实施例3

如图10和图11为本发明一种智能护理系统的床功能模块的俯视图和侧视图。图中个各序号分别为3对接接头模块二，601、604、609和611是床功能模块侧边扶手，602和610为床两端挡板，603为床面，605、606、607和608为升降托板，612和613为辅助支撑杆，614为升降柱。安装在侧边的对接接头模块二3可以和行走转移模块连接。侧边扶手601、604、609和611主要起到保护使用者，防止跌落的作用，同时还具有升降功能，方便使用者在床和其他物体之间移动。升降托板605、606、607和608可以把使用者托起，使使用者身体离开床面，方便对使用者进行转移。升降柱614可以控制床面进行升降。床端部设有控制按钮，控制床体各部件的运动，同时床上设有数据传输接头，可以与智能设备(例如智能手机)相连，从而可以远程控制床的运动。

如图12为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者处于半躺状态下时的示意图。图中615为背部板，背部板可以进行转动，并在任意角度处停止，使使用者可以由平躺转换为半躺的姿势，方便使用者坐起和移动。

如图13为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者处于坐姿状态下时的示意图。图中615为背部板，616为小腿板。其中小腿板可以连续上下摆动，辅助使用者进行腿部康复运动。

如图14为本发明一种智能护理系统的床功能模块在使用者进行腿部康复运动时的示意图。图中序号617为滚轮，618为凸轮机构。当使用者在床上处于坐姿位置时，通过安装在床下方的凸轮机构618的运动，从而使与凸轮618接触的滚轮617带动腿部板616作围绕腿部板固定的连续上下摆动，从而达到活动使用者腿部的康复运动功能。

如图15为本发明一种智能护理系统的床功能模块的托板处于升起状态下的示意图。图中床侧边扶手601和611下降至床面以下，托板605、606、607和 608从床面升起，使使用者身体离开床面，从而方便行转模块机械手对使用者进行转移。

如图16为本发明一种智能护理系统的床功能模块在两个相互垂直方向整体转动的示意图。图中序号为619推杆，620连杆，621铰接端子，622连杆，623 推杆，624铰接端子。图16 (a)中画出了在床面上两个相互垂直的轴X轴和Y 轴。16 (b)和16 (c)为床面绕X轴转动的示意图，推杆619推动连杆620运动，从而推动床面603绕固定端子621转动，从而实现了床面绕X轴的转动。图16 (d)和16 (e)为床面绕Y轴转动的示意图，推杆623推动连杆622运动，从而推动床面603绕端子624转动，从而实现床面绕Y轴的转动。

床功能模块和行走转移功能模块协调工作把使用者从床上转移到行转模块上的过程如下：

1、使用者发出指令；

2、行走转移功能模块接近床功能模块并通对接接头与床功能模块对接；

3、调整行走转移模块坐垫高度与床面高度一致，以保证使用者顺利从床功能模块转移到行走转移功能模块上；

后续步骤根据使用者的情况而有不同的方案：

(一)对于能够坐起，而且上肢基本能发挥作用的使用者

1、行走转移模块靠近床功能模块的扶手和床功能模块靠近行走转移模块一侧的扶手放下；

2、使用者自行坐起，或者床面由平躺状态改为半躺状态，辅助使用者坐起；

3、使用者从床功能模块平移到行走转移功能模块的坐位上；

4、行走转移功能模块靠近床功能模块的扶手抬起，有必要的话可在使用者前方放下护栏；

5、行走转移功能模块的坐位回到适合行走的高度。

6、行走转移功能模块与床功能模块分离，走向目的地。

(二)对于不能自行坐起，上肢功能不足的使用者

1、床的部分托板升起，使使用者与床面之间有一定的空间，以便机械臂插入；

2、行走转移模块的机械臂插入到使用者的下方，将使用者抬起，并将使用者转移到行转模块的上方，以坐姿安放在座位上。在此过程中，有必要时，要加上保护机构(如护栏)以保证安全和使用者的舒适度与安全感；

3、行走转移功能模块靠床的扶手抬起，有必要的话可在使用者前方放下护栏；

4、行走转移功能模块的坐位回到适合行走的高度；

5、行走转移功能模块与床功能模块分离，走向目的地。

以上每一步动作的执行，有必要的话都可以通过使用者与装置之间的人机互动实现。

实施例4

如图17为本发明一种智能护理系统的洗浴功能模块示意图。图中各序号为 3对接接头模块二，701坐式洗浴台，702防护扶手，703淋浴装置，704烘干装置，705防护扶手。对接接头模块二3可以和行走转移功能模块对接。洗浴时，使用者坐在坐式洗浴台上，两侧的防护扶手705和706放下，在使用者身体前方形成护栏。洗浴台斜上方的淋浴装置703喷水进行淋浴。淋浴的同时，坐式洗浴台可以通过震动或者旋转式毛刷清洗的方式，对使用者背部和大腿下方进行清洗。清洗完成后，烘干装置704通过吹风的方式辅助使用者进行表面擦拭和干燥。淋浴装置703可以调整水流速度和水量的大小，并进行水流雾化。烘干装置704可以调整气流温度和风量大小，同时可以进行搅风和风向调整。

行走转移功能模块与洗浴功能模块协调工作把使用者从行走转移模块转移到洗浴功能模块上的过程如下：

1、使用者发出指令；

2、行走转移功能模块接近洗浴功能模块时并通过对接接头与坐式洗浴台连接；

3、调整行走转移模块坐位高度与坐式洗浴台高度一致；

后续步骤按使用者状况分两种转移方法：

(一)使用者能够自行坐起，上肢基本能发挥作用

1、行走转移功能模块靠近坐式洗浴台一侧的扶手放下；

2、使用者从行走转移功能模块平移到坐式洗浴台上，行走转移功能模块移动至浴室外；

3、行走转移功能模块两侧的扶手放下，在使用者身体前方形成护栏；

4、洗浴完成后，使用者发出指令，行走转移功能模块接近洗浴功能模块时并通过对接接头与坐式洗浴台连接。

5、洗浴功能模块两侧的扶手升起，使用者从坐式洗浴台转移到行走转移功能模块上。

6、行走转移功能模块靠近坐式洗浴台一侧的扶手抬起，有必要的话可在使用者前方放下护栏；

7、行走转移功能模块的回到适合行走的高度；

8、行走转移功能模块与洗浴功能模块分离，走向下一个目的地。

(二)使用者不能自行坐起，上肢功能不足

1、行走转移功能模块靠近坐式洗浴台一侧的扶手放下；

2、行走转移功能模块伸出两个机械臂，一个机械臂在使用者背部，同时伸出护栏环绕使用者胸前和腋下形成保护，另一机械臂在使用者的下肢部位，将使用者抱起，转移到坐式洗浴台上，行走转移功能模块移动至浴室外；

3、行走转移功能模块两侧的扶手放下，在使用者身体前方形成护栏；

4、洗浴完成后，使用者发出指令，行走转移功能模块接近洗浴功能模块时并通过对接接头与坐式洗浴台连接；

5、洗浴功能模块两侧的扶手升起，行转功能模块伸出两个机械臂，按前述步骤将使用者移动至行转功能模块的座位上；

6、行走转移功能模块靠近坐式洗浴台一侧的扶手抬起，有必要的话可在使用者前方放下护栏；

7、行走转移功能模块的回到适合行走的高度；

8、行走转移功能模块与洗浴功能模块分离，走向下一个目的地。

以上每一步动作的执行，有必要的话都可以通过使用者与装置之间的人机互动实现。

实施例5

如图18为本发明一种智能护理系统的对接接头对接前后的示意图。图中序号为31数据信号和电信号连接母口，32机械锁紧机构，33机械锁紧机构，34 定位传感器，35电磁连接机构，36机械引导机构，37定位传感器，38数据信号和电信号连接公口，39机械引导机构。其中35、36、37、38构成对接接头模块一401，31、32、33、34、39、构成对接接头模块二。对接模块一401和对接模块二3进行对接时，首先由定位传感器34和37确定对接方位，从而引导两个功能模块从相互平行的方向靠近。当距离接近到一定位置使两个机械引导机构36和39接触后，对接接头模块一401随行走转移功能模块在机械引导机构的引导下继续运动，直至运动到设定的对接位置。此时，数据信号和电信号连接公口38和母口31相互连接完成，电磁连接机构35启动，机械锁紧机构32 和33完成机械锁紧，检测系统检测到对接完成，则表示对接过程结束，功能模块联合体可以进行下一任务。

Claims (14)

1.一种智能护理系统，所述护理系统的特征在于

该系统由多个功能模块组成，所述功能模块主要包括行走转移功能模块、床功能模块、坐便器功能模块、洗浴功能模块、盥洗功能模块和康复运动功能模块，

各个所述功能模块可单独执行任务，也可以通过行走转移功能模块和其他任何一个或多个功能模块协同作业，

各个所述功能模块均有对接接头，由两个以上的功能模块协同作业时，所述功能模块之间通过对接接头实现连接，

使用者可以自行或者在行走转移功能模块辅助下移动于各功能模块之间，

所述对接接头的连接具有足够的力学强度以保证功能模块联合体所需的刚度，所述对接接头连接后可以实现功能模块之间的数据传输功能；

所述的行走转移功能模块由行走平台和乘坐平台组成，

所述乘坐平台包括多段式升降系统、坐垫、扶手、靠背和脚踏板，

所述行走平台包括底盘、驱动轮、从动轮以及从动轮滑轨，所述驱动轮安装在底盘上，所述从动轮通过从动轮滑轨和底盘相连接，所述底盘上面是多段式升降系统，所述坐垫安装在多段式升降系统上方，所述靠背可以呈折叠状态放置在坐垫上方，所述扶手和脚踏板可以折叠或展开，在展开状态下，扶手位于乘坐平台两侧，脚踏板位于底盘前侧且高于底盘上表面，

所述行走转移功能模块一侧或下方还安装有对接接头，通过对接接头和其他功能模块连接；

所述多段式升降系统可以连续可调地进行升降，所述的多段式升降系统由两部分组成，分别是可以在竖直方向升降的升降柱，和可以在斜向上方向升降的斜向上升降机构，斜向上升降机构包括有斜支撑架，导轨，滑块和推杆，其中滑块和坐垫支撑杆相连接，斜向上升降机构在升降柱的带动下可以在竖直方向连续可调的升降，扶手以及靠背和支撑架相连，可以在升降柱的带动下和坐垫同时升高或者降低，推杆推动滑块沿导轨向斜上方运动同时带动坐垫向斜上方运动，从而实现辅助使用者站立的功能。

2.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的智能护理系统，不同的功能模块分布于不同的活动空间内，行走转移模块搬运使用者在不同的活动空间内移动。

3.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的行走转移功能模块可以将使用者运送到指定的目的地，而且所述行走转移功能模块能够帮助使用者从一个功能模块转移到另一个功能模块上，所述行走转移功能模块还能够帮助使用者实现坐姿和站姿之间的转换，所述行走转移功能模块也可以与汽车连用。

4.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述坐垫在运动过程中上表面距离地面的最小距离不大于400mm，距离地面的最大距离和最小距离的比值不大于2.5。

5.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述驱动轮可以采用单轮驱动或两轮独立驱动，所述驱动轮具有电磁刹车系统，所述从动轮轮距可以在行走转移模块移动过程中改变，所述的从动轮的数量根据实际需要进行安装，从动轮固定在导轨上，导轨通过连杆和转盘相连接，转盘在电机的带动下绕中心轴转动时，通过连杆推动滑轨沿着滑块方向收缩或伸出来改变从动轮轮距。

6.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的行走转移模块在非载人状态下，扶手和脚踏板完全折叠至行走转移模块内部，靠背折叠至坐垫上方，行走转移功能模块可以进行无需载人的移动，可进行自动充电，所述行走转移功能模块采用电池驱动，当系统检测到电量下降至低于某一阈值时，行走转移功能模块可以启动自动充电程序，运动至充电座所在位置，进行充电；所述行走转移模块在载人行走状态下工作时，使用者从其他模块移动到行走转移模块上并以坐姿状态乘坐，靠背、扶手和脚踏板将处于打开状态，分别处在各自的功能位置处，此时连接在从动轮滑轨上的从动轮也会从底盘下伸出，扩大从动轮轮距，从而保证行走转移模块的稳定性；左右两个扶手可根据需求不同，分别独立处于打开或折叠状态；所述行走转移模块在辅助站立状态下工作时，脚踏板收起，在多段式升降系统的协调运作下，坐垫向上升高的同时向斜上方伸出，坐垫前端两侧坐垫小板向下折叠，使坐垫前端变窄，以使使用者由坐姿转变为骑坐姿势，方便使用者站立，在行走转移功能模块辅助使用者站立的过程中，从动轮可以伸出，也可以收缩至底盘下方。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的智能护理系统，其特征在于

所述的行走转移功能模块的行走方式可以分为手动控制和自动控制两种，手动控制方式下采用操纵手柄来控制，所述操纵手柄安装在一侧扶手上；自动控制方式下通过安装在行走转移功能模块上的自主导航系统来实现路径引导，所述行走转移功能模块上安装有无线数据传输接口，可以通过无线遥控控制的方式执行命令，所述行走转移功能模块装有避障传感器，可以实现遇到障碍物停止或绕行功能，所述行走转移功能模块装有语音交互系统，能在对接、搬运动作开始前或结束后进行语音提示，所述语音交互系统具有语音识别和语音定位功能，可根据使用者发出的语音信息确定使用者的位置，所述底盘上方设有安装板，所述自主导航系统、无线数据传输接头、避障传感器、语音交互系统和总控制芯片安装在安装板上，所述操纵手柄、自主导航系统、无线数据传输接头、避障传感器和语音交互系统分别与总控制芯片连接，所述行走转移功能模块乘坐平台前侧还安装有照明系统，所述的自主导航系统可以为磁导航、激光导航或惯性导航系统。

8.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的床功能模块为组合式结构，主要包括床面、托板、扶手、挡板、对接接头以及数据传输接口，所述托板安装在床面中间，并排放置，分别位于使用者处于平躺状态下的背部、臀部、腿部下方，所述扶手位于床面两侧，所述挡板位于床的首尾两端，所述的扶手和挡板均可以调整高度，下降至床面所在平面下方，所述床面为拼接式，包括背部板、臀部板和小腿板，通过调整床面不同部件的高度和角度，可使使用者在平躺、半躺和坐姿姿势之间变换，所述床面的高度可以调整，所述床功能模块的部分托板可以升降，所述床功能模块的侧面设置有对接接头，用于和其它功能模块进行连接，所述床功能模块首尾两端端部设有控制按钮，可以控制床功能模块各部件的运动，所述床功能模块还设置有数据传输接口，可以与智能设备相连，从而可以远程控制床功能模块的运动。

9.根据权利要求8所述的智能护理系统，其特征在于

所述的床功能模块具有两个互成90度的转动轴，其中一个轴与使用者平躺时身体方向平行，另一个轴与使用者平躺时身体方向垂直，床面和两个转动轴之间通过转动机构连接，所述床面可以整体绕这两个转动轴旋转。

10.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的坐便器功能模块包括坐便器、辅高坐垫、智能清洁马桶盖、扶手、自动脱裤机构和对接接头，所述坐便器上方安装有辅高坐垫，所述辅高坐垫可以调整使用者如厕时臀部高度，所述辅高坐垫还具有垫圈加热功能，所述坐便器两侧设置有扶手，所述扶手可以折叠和升降，所述坐便器旁边设置有辅助脱裤装置，所述辅助脱裤装置主体结构为分别设置在坐便器两侧的辅助脱裤机械手臂，所述辅助脱裤机械手臂端部可与使用者裤腰连接，并拖动裤腰沿着大腿方向向下或者向上运动，完成脱裤或穿裤动作，所述辅助脱裤机械手臂的运动方向、运动速度、运动距离可以事先设定，也可以手动控制辅助脱裤机械手臂的运动，所述辅助脱裤机械手臂上装有拉力传感设备，当拉力超过一定值时，辅助脱裤机械手臂停止运动，所述智能清洁马桶盖可以帮助使用者进行便后清洗和烘干，所述坐便器侧边安装有对接接头，可以和行走转移功能模块连接。

11.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的洗浴功能模块的洗浴方式为坐式洗浴，其包括坐式洗浴台、淋浴装置、烘干设备和对接接头，所述坐式洗浴台可以通过震动、摩擦方式对使用者和洗浴台表面接触的部位进行除垢，所述坐式洗浴台两侧安装有扶手，所述扶手可以升起或放下，所述扶手放下后在使用者身体前方形成护栏，所述淋浴喷头和烘干设备安装在坐式洗浴台上方，所述淋浴装置可以调整水流速度和水量的大小，所述烘干装置可以调整气流温度和风量大小；所述坐式洗浴台侧面安装有对接接头，可以和其他功能模块进行连接，所述洗浴功能模块安装有控制按钮，可以远程控制行走转移功能模块的移动，使行走功能模块自动运行至洗浴功能模块所在位置处完成对接。

12.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

所述的对接接头分为对接接头模块一和对接接头模块二，所述对接接头模块一和模块二可以分别安装在两个功能模块上，也可以将其中一个对接接头模块安装在地面、墙面上，由所述的对接接头模块一和对接接头模块二之间的对接来实现两个的模块之间的机械对接和数据传输。

13.根据权利要求12所述的智能护理系统，其特征在于

所述的对接接头包括对接引导装置、刚性连接装置和数据传输装置，分别由对接接头模块一和对接接头模块二上的不同部件构成，所述对接接头模块一和对接接头模块二均含有机械引导机构和数据传感器，所述对接接头模块一还包括电磁连接机构以及数据信号和电信号连接公口，所述对接接头模块二还包括机械锁紧机构以及数据信号和电信号连接母口，所述对接接头模块一和对接接头模块二上的机械引导机构以及定位传感器共同构成对接引导装置，所述对接接头模块一上的电磁连接机构和对接机口模块二上的机械锁紧机构共同构成刚性连接装置，所述数据信号和电信号连接公口和母口共同构成数据传输装置。

14.根据权利要求1所述的智能护理系统，其特征在于

各所述功能模块在使用者使用过程中，其各部件工作电压不超过36V。