CN107351098A - 一种多功能医疗服务机器人 - Google Patents

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刘琼
许文雷
荣莉
王洪新
凌清华
李康
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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    • B25J11/009—Nursing, e.g. carrying sick persons, pushing wheelchairs, distributing drugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels

Abstract

本发明提供一种多功能医疗服务机器人，包括机器人主体、机械手臂模块、饮水装置、盛物抽屉、抽屉伸缩装置、机器人行走模块。所述的机械手臂模块有两组，对称置于机器人主体上端两侧，所述饮水装置安装于机器人顶部；所述的盛物抽屉置于机器人主体中部；所述的抽屉伸缩装置置于机器人主体与盛物抽屉之间，所述的机器人行走模块位于机器人主体底部；所述机械手臂可以夹取按摩捶为病人捶背按摩，所述饮水装置为医院人员便捷的提供饮用纯净水，所述盛物抽屉为医院人员盛放药品、水杯并运送。本发明可有效减轻医护人员的工作负担，提高医护人员的工作效率，节省医疗资源。

Description

一种多功能医疗服务机器人
技术领域
本发明涉及一种多功能医疗服务机器人，属于机械与电子技术领域。
背景技术
随着社会发展，身体的健康越来越受到人们的重视，而与经济社会发展和人民群众日益增长的服务需求相比，我们的医疗卫生资源总量相对不足。在我国不仅优质医疗资源不足，而且分配也存在很大问题，好的医疗资源主要集中在“北上广深”等大的中心城市。农村和城市之间，各省份之间医疗资源配置存在巨大差异。比如中西部地区相对于东部地区医院的诊疗水平和接待能力都需要进一步的加强和提高。在医院中也存在着医护人员数量不够、工作不细的问题。每千人执业(助理)医师与每千人注册护士比不足1比1，处于倒置状态。这些都影响着医疗卫生服务的公平和效率，同时也使医护人员的压力巨大。因此，社会急需一种新型、多功能的机器人来帮助医护人员工作，分担医护人员的压力，更好的服务病人。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种多功能医疗服务机器人，用于解决现有的医院设备不能实时服务病人的情况、也不能自主运送生活用品、医疗用品的问题。
本发明技术方案是：一种多功能医疗服务机器人：包括机器人主体、机械手臂模块、饮水装置、盛物抽屉、抽屉伸缩装置、机器人行走模块；所述的机械手臂模块有两组，对称置于机器人主体上端两侧，所述饮水装置安装于机器人顶部；所述的盛物抽屉置于机器人主体中部；所述的抽屉伸缩装置置于机器人主体与盛物抽屉之间，所述的机器人行走模块位于机器人主体底部；所述机械手臂可以夹取按摩捶为病人捶背按摩，所述饮水装置为医院人员便捷的提供饮用纯净水，所述盛物抽屉为医院人员盛放药品、水杯并运送。
所述机械手臂模块包括大臂电机、大臂、第一舵机、小臂、第二舵机、抓手架、抓手手指和第三舵机；所述的大臂电机置于机器人主体上端，所述的大臂一端与大臂电机的输出轴通过键连接，大臂电机能够驱动大臂转动；所述的小臂与大臂通过转动副连接，第一舵机位于大臂另一端内侧固定连接于大臂，第一舵机的输出轴与小臂一端固定连接，第一舵机能够驱动小臂转动；所述的第二舵机位于小臂另一端与小臂固连，所述的第二舵机的输出轴与抓手架通过转动副连接，第二舵机能够驱动抓手架转动；通过控制大臂电机、第一舵机和第二舵机的运动，机械手臂模块末端能够实现空间的三自由度运动。所述的第三舵机位于抓手架下方与抓手架固连，所述的抓手手指有两组，抓手手指一端设有不完全齿轮，抓手手指中部设有抓持夹具；其中一组抓手手指通过不完全齿轮与第三舵机的输出轴固连，另一组抓手手指通过不完全齿轮与抓手架通过转动副连接，两个不完全齿轮之间通过齿轮副连接；第三舵机能够驱动不完全齿轮转动，通过两个不完全齿轮之间的啮合可以实现抓手手指之间的张合。
所述饮水装置包括支撑杆、储水桶、入水口、出水龙头；所述的支撑杆固定连接于机器人主体顶部；所述的储水桶固定连接于支撑杆；所述的入水口位于储水桶顶部；所述的出水龙头位于储水桶前端下侧；饮水装置为医院人员提供移动水源。
所述盛物抽屉包括按摩捶盛放座、夹具定位座、盛物夹具和按摩捶；所述的按摩捶盛放座位于盛物抽屉内部右前方；所述的按摩捶盛放座具有盛放和定位按摩捶的作用；所述的夹具定位座不少于一个，且位于盛物抽屉内部，所述的盛物夹具置于夹具定位座里。
所述抽屉伸缩装置包括导轨一、导轨二、齿条、伸缩电机、主动齿轮、中间齿轮、前滚轮、后滚轮；所述导轨一有两条，对称置于盛物抽屉两侧，所述的导轨二有四条，对称置于机器人主体内部，导轨一与导轨二平行且导轨一位于导轨二之间；所述的齿条有两组且对称置于盛物抽屉两侧下端；所述的抽屉伸缩电机有两个位于盛物抽屉的下端且与机器人主体内部固定连接；所述的主动齿轮与抽屉伸缩电机的输出轴固定连接；所述的中间齿轮与机器人主体内部通过转动副连接，中间齿轮与主动齿轮和齿条均通过齿轮副连接；伸缩电机驱动主动齿轮转动进而驱动中间齿轮与齿条啮合，使盛物抽屉能够在机器人主体内部前后移动；所述的前滚轮与机器人主体内部通过转动连接，且与导轨一通过滚动副连接；所述的后滚轮与盛物抽屉两侧且与盛物抽屉通过转动副连接，后滚轮与上方的导轨二通过滚动副连接；通过前滚轮与导轨一、后滚轮与导轨二之间的配合，能够实现盛物抽屉在伸缩时平稳并且摩擦阻力较小。盛物抽屉伸缩装置辅助盛物抽屉做拉伸运动。
所述的盛物夹具和按摩捶的上端设有柱状夹持手柄，柱状夹持手柄顶端设有限位凸台。
所述的按摩捶按摩部分为振动按摩头。
夹具定位座的上端为锥状结构，且上方的直径大与下方的直径。
所述机器人行走模块包括行走电机和车轮；所述的行走电机和车轮有四组对称置于机器人主体的底部；所述的行走电机与机器人主体固连；所述车轮与行走电机的输出轴固接。机器人行走模块能够实现本装置移动，并且通过控制各电机的转速，实现本装置的转弯，通过计算电机旋转的圈数和车轮的直径，能够计算出本装置行走的距离。
本发明一种多功能医疗服务机器人具有三种功能，功能一：运送纯净水，为医院人员提供移动水源；功能二：盛放药品，按时间设定送至病人身边提醒病人吃药；功能三：为病人捶背按摩，减轻压力。
本发明功能一工作过程是：机器人按设定路线在医院内巡航，在途中人们可以自由取水，为医院人员提供移动水源。
本发明功能二工作过程是：机器人按设定路线将药送至病人病房，然后用机械手臂将药取出辅助病人吃药。
本发明功能三工作过程是：病人需要按摩时呼叫机器人，机器人按设定路线来到病人病房，通过机械手臂取出按摩捶，通过机械抓手夹持按摩捶，放置在病人指定部位上进行按摩。
本发明的有益效果是：按照设定时间，机器人运动至指定地点后机器人机械手臂夹取药瓶递给病人，提醒病人吃药并且可以为病人进行按摩，缓解病人压力；在巡航过程中可以为人们提供饮用纯净水；可有效减轻医护人员的工作负担，提高医护人员的工作效率，节省医疗资源，创造更大价值。同时结构简洁合理，也具有节能环保等优点，适于应用推广。
附图说明
图1为机器人总体的结构示意图；
图2为机器人主体内部盛物抽屉和抽屉伸缩装置的结构示意图；
图3为机器人饮水装置和行走机构的结构示意图；
图4为机器人机械手臂模块的结构示意图；
图5为机器人机械手臂模块的按摩捶示意图；
图6为机器人盛物抽屉的夹具定位座示意图；
图7为机器人盛物抽屉的按摩捶盛放座示意图；
图8为机器人盛物抽屉的盛物夹具示意图；
图中：1-机器人主体、2-机械手臂模块、21-电机、22-大臂、23-第一舵机、24-小臂、25-第二舵机、26-抓手架、261-抓手手指、262-第三舵机、263-不完全齿轮、264-抓持夹具、3-饮水装置、31-支撑杆、32-储水桶、33-入水口、34-出水龙头、4-盛物抽屉、41-按摩捶、42-夹具定位座、43-按摩捶盛放座、44-盛物夹具、5-抽屉伸缩装置、51-导轨一、52-导轨二、53-齿条、54-伸缩电机、55-齿轮、56-前滚轮、57-后滚轮、6-行走模块、61-行走电机、62-车轮。
具体实施方式
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种多功能医疗服务机器人，用于解决现有的医院设备不能实时服务病人的情况、也不能自主运送生活用品、医疗用品的问题。
如图1、图2和图3所示的一种多功能医疗服务机器人：包括机器人主体(1)、机械手臂模块(2)、饮水装置(3)、盛物抽屉(4)、抽屉伸缩装置(5)、机器人行走模块(6)；所述的机械手臂模块(2)有两组，对称置于机器人主体上端两侧，所述饮水装置(3)安装于机器人主体(1)顶部；所述的盛物抽屉(4)置于机器人主体(1)中部；所述的抽屉伸缩装置(5)置于机器人主体(1)与盛物抽屉(4)之间，所述的机器人行走模块(6)位于机器人主体(1)底部；
如图4所示的一种多功能医疗服务机器人：所述机械手臂模块(2)包括大臂电机(21)、大臂(22)、第一舵机(23)、小臂(24)、第二舵机(25)、抓手架(26)、抓手手指(27)和第三舵机(28)；所述的大臂电机(21)置于机器人主体(1)上端，所述的大臂(22)一端与大臂电机(21)的输出轴通过键连接，大臂电机(21)能够驱动大臂(22)转动；所述的小臂(24)与大臂(22)通过转动副连接，第一舵机(23)位于大臂(22)另一端内侧固定连接于大臂(22)，第一舵机(23)的输出轴与小臂(24)一端固定连接，第一舵机(23)能够驱动小臂(24)转动；所述的第二舵机(25)位于小臂(24)另一端与小臂(24)固连，所述的第二舵机(25)的输出轴与抓手架(26)通过转动副连接，第二舵机(25)能够驱动抓手架转动；通过控制大臂电机(21)、第一舵机(23)和第二舵机(25)的运动，机械手臂模块(2)末端能够实现空间的三自由度运动。所述的第三舵机(28)位于抓手架(26)下方与抓手架(27)固连，所述的抓手手指(27)有两组，抓手手指(27)一端设有不完全齿轮(271)，抓手手指(27)中部设有抓持夹具(272)；其中一组抓手手指(261)通过不完全齿轮(271)与第三舵机(28)的输出轴固连，另一组抓手手指(261)通过不完全齿轮(271)与抓手架(26)通过转动副连接，两个不完全齿轮(271)之间通过齿轮副连接；第三舵机(28)能够驱动不完全齿轮(271)转动，通过两个不完全齿轮(271)之间的啮合可以实现抓手手指(27)之间的张合。
所述饮水装置(3)包括支撑杆(31)、储水桶(32)、入水口(33)、出水龙头(34)；所述的支撑杆(31)固定连接于机器人主体(1)顶部；所述的储水桶(32)固定连接于支撑杆(31)；所述的入水口(33)固定连接于储水桶(32)顶部；所述的出水龙头(34)固定连接于储水桶(32)前端下侧。饮水装置(3)为医院人员提供移动水源。
所述盛物抽屉(4)包括按摩捶(41)、夹具定位座(42)、按摩捶盛放座(43)和盛物夹具(44)；所述的夹具定位座(42)不少于一个，且位于盛物抽屉(4)内部，所述的盛物夹具(44)置于夹具定位座(42)里，所述的按摩捶盛放座(43)位于盛物抽屉(4)内部右前方，所述的按摩捶盛放座(43)具有盛放和定位按摩捶(41)的作用。
所述抽屉伸缩装置(5)包括导轨一(51)、导轨二(52)、齿条(53)、伸缩电机(54)、主动齿轮(55)、中间齿轮(56)、前滚轮(57)、后滚轮(58)；所述的导轨一(51)有两条，对称置于盛物抽屉(4)两侧，所述的导轨二(52)有四条，对称置于机器人主体(1)内部，导轨一(51)与导轨二(52)平行且导轨一(51)位于导轨二(52)之间；所述的齿条(53)有两组且对称置于盛物抽屉(4)两侧下端；所述的抽屉伸缩电机(54)有两个位于盛物抽屉(4)的下端且与机器人主体(1)内部固定连接；所述的主动齿轮(55)与抽屉伸缩电机(54)的输出轴固定连接；所述的中间齿轮(56)与机器人主体(1)内部通过转动副连接，中间齿轮(56)与主动齿轮(55)和齿条(53)均通过齿轮副连接；伸缩电机(54)驱动主动齿轮(55)转动进而驱动中间齿轮(56)与齿条(53)啮合，使盛物抽屉(4)能够在机器人主体(1)内部前后移动；所述的前滚轮(57)与机器人主体(1)内部通过转动连接，且与导轨一(51)通过滚动副连接；所述的后滚轮(58)与盛物抽屉(4)两侧且与盛物抽屉(4)通过转动副连接，后滚轮(58)与上方的导轨二(52)通过滚动副连接；通过前滚轮(57)与导轨一(51)、后滚轮(58)与导轨二(52)之间的配合，能够实现盛物抽屉(4)在伸缩时平稳并且摩擦阻力较小。
所述机器人行走模块(6)包括行走电机(61)和车轮(62)，所述的行走电机(61)和车轮(62)有四组对称置于机器人主体(1)的底部；所述的行走电机(61)与机器人主体(1)固连；所述车轮(62)与行走电机(61)的输出轴固接。机器人行走模块(6)能够实现本装置移动，并且通过控制各电机(61)的转速，实现本装置的转弯，通过计算电机(61)旋转的圈数和车轮(62)的直径，能够计算出本装置行走的距离。
所述的盛物夹具(44)和按摩捶(41)的上端设有柱状夹持手柄，柱状夹持手柄顶端设有限位凸台。
所述的按摩捶(41)按摩部分为振动按摩头。
夹具定位座(42)的上端为锥状结构，且上方的直径大与下方的直径。
一种多功能医疗服务机器人需要实现运送纯净水，为医院人员提供移动水源功能。机器人按设定路线在医院内巡航，在途中人们可以自由取水。
一种多功能医疗服务机器人需要实现盛放药品，按时间设定送至病人身边提醒病人吃药功能。机器人按设定路线将药送至病人病房，然后用机械手臂(2)将药取出提醒病人吃药。
一种多功能医疗服务机器人需要实现为病人捶背按摩，减轻压力功能。病人需要按摩时呼叫机器人，机器人按设定路线来到病人病房，通过机械手臂(2)取出特殊按摩捶(41)，通过机械抓手(29)夹持，在病人背上进行按摩。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种多功能医疗服务机器人，其特征在于：包括机器人主体、机械手臂模块、饮水装置、盛物抽屉、抽屉伸缩装置、机器人行走模块；所述的机械手臂模块有两组，对称置于机器人主体上端两侧；所述饮水装置安装于机器人顶部；所述的盛物抽屉置于机器人主体中部，所述的抽屉伸缩装置置于机器人主体与盛物抽屉之间；所述的机器人行走模块位于机器人主体底部；
所述机械手臂模块包括大臂电机、大臂、第一舵机、小臂、第二舵机、抓手架、抓手手指和第三舵机；所述的大臂电机置于机器人主体上端，所述的大臂一端与大臂电机的输出轴通过键连接；所述的小臂与大臂通过转动副连接；所述的第一舵机位于大臂另一端内侧固定连接于大臂，第一舵机的输出轴与小臂一端固定连接；所述的第二舵机位于小臂另一端且与小臂固连，所述的第二舵机的输出轴与抓手架通过转动副连接；所述的第三舵机位于抓手架下方且与抓手架固连；所述的抓手手指有两组，抓手手指一端设有不完全齿轮，抓手手指中部设有抓持夹具，其中一组抓手手指通过不完全齿轮与第三舵机的输出轴固连，另一组抓手手指通过不完全齿轮与抓手架通过转动副连接，两个不完全齿轮之间通过齿轮副连接；
所述饮水装置包括支撑杆、储水桶、入水口、出水龙头；所述的支撑杆固定连接于机器人主体顶部；所述的储水桶固定连接于支撑杆；所述的入水口位于储水桶顶部；所述的出水龙头位于储水桶前端下侧；
所述盛物抽屉包括按摩捶盛放座、夹具定位座、盛物夹具和按摩捶；所述的按摩捶盛放座位于盛物抽屉内部右前方；所述的夹具定位座不少于一个，且位于盛物抽屉内部；所述的盛物夹具置于夹具定位座里；
所述抽屉伸缩装置包括导轨一、导轨二、齿条、伸缩电机、主动齿轮、中间齿轮、前滚轮、后滚轮；所述的导轨一有两条，对称置于盛物抽屉两侧；所述的导轨二有四条，对称置于机器人主体内部，导轨一与导轨二平行且导轨一位于导轨二之间；所述的齿条有两组且对称置于盛物抽屉两侧下端；所述的抽屉伸缩电机有两个位于盛物抽屉的下端且与机器人主体内部固定连接；所述的主动齿轮与抽屉伸缩电机的输出轴固定连接；所述的中间齿轮与机器人主体内部通过转动副连接，中间齿轮与主动齿轮和齿条均通过齿轮副连接；所述的前滚轮与机器人主体内部通过转动连接，且与导轨一通过滚动副连接；所述的后滚轮与盛物抽屉两侧且与盛物抽屉通过转动副连接，后滚轮与上方的导轨二通过滚动副连接；
所述机器人行走模块包括行走电机和车轮；所述的行走电机和车轮有四组对称置于机器人主体的底部；所述的行走电机与机器人主体固连；所述的车轮与电机的输出轴固接。
2.如权利要求1所述的一种多功能医疗服务机器人，其特征在于：所述的盛物夹具和按摩捶的上端设有柱状夹持手柄，柱状夹持手柄顶端设有限位凸台。
3.如权利要求1所述的一种多功能医疗服务机器人，其特征在于：所述的按摩捶按摩部分为振动按摩头。
4.如权利要求1所述的一种多功能医疗服务机器人，其特征在于：夹具定位座的上端为锥状结构，且上方的直径大与下方的直径。
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