CN107624063A - 机械手系统 - Google Patents

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Abstract

机械手系统，具备：载人的至少一个支持体；机械手，包含具有多个自由度的多个多关节臂、及设置有多个多关节臂的至少一个基台；和安装于多个多关节臂的至少一种类型的机器，机械手通过移动至少一种类型的机器对人进行至少两个护理/医疗相关行为。

Description

机械手系统
技术领域
本发明涉及护理/医疗相关行为用的机械手系统。
背景技术
以往，各种对人进行护理/医疗相关行为的机械手被提出。例如，专利文献1的图19中公开了将躺卧于床的人抬起的护理用的双臂型机械手。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：国际公开第2009/147832号。
发明内容
发明要解决的问题：
然而，进行护理/医疗相关行为的以前的机械手针对特定的护理/医疗相关行为专用地进行设计。因此，对于进行多种护理/医疗相关行为，需要与此护理/医疗相关行为相同数量的机械手。
所以，本发明以提供包含能通过一个机械手进行多种护理/医疗相关行为的机械手的机械手系统为目的。
解决问题的手段：
为了解决上述问题，本发明的机械手系统具有以下特征，具备：载人的至少一个支持体；机械手，所述机械手包含具有多个自由度的多个多关节臂、及设置有所述多个多关节臂的至少一个基台；和安装于所述多个多关节臂的至少一种类型的机器，所述机械手通过移动所述至少一种类型的机器对所述人进行至少两种护理/医疗相关行为。
根据上述的结构，由于能够将机械手作为多种护理/医疗相关行为的平台使用，所以能够通过一个机械手进行多种护理/医疗相关行为。
也可以是，所述至少一种类型的机器包含分别安装于所述多个多关节臂中的两个多关节臂的一对透过检查装置，所述至少两种护理/医疗相关行为包含人的透过检查。根据该结构，能够将机械手共通地用于人的透过检查和其他的护理/医疗相关行为。
也可以是，所述至少一个支持体包含能够局部地在宽度方向摇动的变形床，所述至少一种类型的机器包含操作所述变形床的手，所述至少两种护理/医疗相关行为包含通过所述变形床变更所述变形床与人的接触位置的体位变更。根据该结构，能够将机械手共通地用于体位变更和其他的护理/医疗相关行为。
也可以是，所述至少一个支持体包含能够在床状态和椅子状态之间变形的变形床，所述至少一种类型的机器包含操作所述变形床的手，所述至少两种护理/医疗相关行为包含通过所述变形床使人从躺卧的状态向坐的状态变更的上身立起。根据该结构，能够将机械手共通地用于上身立起和其他的护理/医疗相关行为。
也可以是，上述的机械手系统还具备在所述多个多关节臂的至少一个多关节臂上装设的扶手架，所述至少两种护理/医疗相关行为包含在人从坐的状态至站起时通过所述扶手架支撑人的起立辅助。根据该结构，能够将机械手共通地用于至少上身立起和起立辅助。
例如，也可以是，所述至少一种类型的机器包含多种类型的机器，且可装卸地安装于所述多个多关节臂。
也可以是，所述至少一个支持体连接于所述至少一个基台。根据该结构，由于支持体和机械手的基台的相对位置被固定，所以安装于多关节臂的机器相对于人或支持体的定位变得容易。
也可以是，所述至少一个基台以该至少一个基台整体容纳于所述支持体的占有空间内的形式配置于所述支持体的下方。根据该结构，由于较大的机械手的基台隐藏于支持体的下方，所以对载于支持体的人，其外之人能够从支持体的周围自由地靠近。因此，能够容易地进行对载于支持体的人的处理。
也可以是，所述机械手以能将所述多个多关节臂容纳于所述至少一个支持体的下方的形式构成。根据该结构，当机械手不进行护理/医疗相关行为时，能够将多关节臂容纳于支持体的下方，从而将机械手容纳于支持体的下方。
例如，也可以是，所述机械手以基于声音或开关操作进行所述至少两种护理/医疗相关行为的形式构成，又，也可以是，所述机械手以按规定间隔（interval ）重复所述体位变更的形式构成。
也可以是，上述的机械手系统还具备移动装置，该移动装置装入于所述基台，且包含驱动左右的车轮的一对伺服马达，通过机械手控制盘控制所述一对伺服马达，以此移动所述机械手。根据该结构，能够使机械手自由地自己行走。
发明效果：
根据本发明，能够通过一个机械手进行多种护理/医疗相关行为。
附图说明
图1是本发明一实施形态的机械手系统中机械手的立体图；
图2 是所述机械手系统的立体图，示出进行体位变更时的一工序；
图3 是所述机械手系统的立体图，示出进行体位变更时的一工序；
图4 是所述机械手系统的立体图，示出进行体位变更时的一工序；
图5 是所述机械手系统的立体图，示出进行体位变更时的一工序；
图6 是所述机械手系统的立体图，示出进行体位变更时的一工序；
图7是所述机械手系统的立体图，示出进行透过检查时的一工序；
图8是所述机械手系统的立体图，示出进行上身立起时的一工序；
图9是所述机械手系统的立体图，示出进行上身立起时的一工序；
图10是所述机械手系统的立体图，示出进行上身立起时的一工序；
图11是所述机械手系统的立体图，示出进行起立辅助时的一工序；
图12是所述机械手系统的立体图，示出进行起立辅助时的一工序；
图13是所述机械手系统的立体图，示出进行起立辅助时的一工序；
图14是示出移动装置的机械手的仰视图。
具体实施方式
图2～图13中，示出本发明一实施形态的机械手系统1 ，图1中示出包含于该机械手系统1的机械手3。本实施形态中，机械手3对人10进行四种护理/医疗相关行为，每种护理/医疗相关行为中的人10也可以不相同。
第一种护理/医疗相关行为为图2～图6中示出的体位变更。例如，体位变更以防止褥疮等为目的，可以在手术中进行，也可以在护理中进行。第二种护理/医疗相关行为为图7中示出的透过检查。第三种护理/医疗相关行为为图8～图10中示出的上身立起。第四种护理/医疗相关行为为图11～图13中示出的起立辅助。
机械手系统1包含机械手3、和图2～图13中示出的载人10的三个支持体2 。三个支持体2为图2～图6中示出的变形床2A、图7中示出的固定床2B、和图8～图13中示出的变形床2C。
如图1所示，机械手3包含具有多个自由度的多个多关节臂5、和设有多关节臂5的至少一个基台4。各个多关节臂5的自由度优选为六个自由度以上（例如，七个自由度）。本实施形态中，基台4的个数为一个，多关节臂5的个数为两个。然而，基台4的个数也可以为两个以上，多关节臂5的个数也可以为三个以上。
本实施形态中，四种护理/医疗相关行为中任意一种行为中，整个基台4均以容纳于支持体2的占有空间内的形式配置于支持体2的下方。借助于此，由于较大的机械手3的基台4隐藏于支持体2的下方，所以对载于支持体2的人10，其外之人能够从支持体2的周围自由地靠近。因此，能够容易地进行对载于支持体2的人10的处理（例如，手术或护理）。另外，也可以是，机械手3以基于声音或开关操作进行四种护理/医疗相关行为的形式构成。
此外，本实施形态中，机械手3形成为无论在四种护理/医疗相关行为的哪种行为中，均能将两个多关节臂5容纳于支持体2的下方的结构。因此，当机械手3不进行护理/医疗相关行为时，能将多关节臂5容纳于支持体2的下方，从而将机械手3容纳于支持体2的下方。
在两个多关节臂5上可装卸地安装有对应护理/医疗相关行为的多种类型（本实施形态中两种类型）的机器6。机械手3通过多关节臂5移动这些机器6，以此进行上述四种护理/医疗相关行为。虽然图示省略，但是在机械手3中装设有摄像机、传感器等信息取得装置，基于该信息取得装置取得的信息通过内置于基台4的机械手控制盘41（参照图14）控制多关节臂5。
两种类型的机器6为用于体位变更及上身立起的一对手61，和用于透过检查的一对透过检查装置62。一对手61分别安装于两个多关节臂5的梢端，一对透过检查装置62取代手61分别安装于两个多关节臂5的梢端。
本实施形态中，三个支持体2（变形床2A、2C及固定床2B）均连接于基台4。因此，由于支持体2和机械手3的基台4的相对位置被固定，所以安装于多关节臂5的机器6相对于人10或支持体2的定位变得容易。但是，各支持体2无需一定连接于基台4，三个支持体2中的若干或全部也可以通过在载置机械手3的地板上立设的支柱进行支持。
机械手3的基台4优选为可移动。例如，也可以是如图14所示的移动装置9装入于基台4。该移动装置9含有驱动用的左右的车轮92、和从动用的前方的车轮93。又，移动装置9包含驱动左右的车轮92的一对伺服马达91。并且，通过机械手控制盘41控制一对伺服马达91，以此移动机械手3。若是这样的结构，能够使机械手3自由地自己行走。然而，也可以通过在载置机械手3的地板上设置的移送机构移送机械手3的基台4。
以下，针对上述各护理/医疗相关行为（体位变更、透过检查、上身立起、起立辅助）详细地进行说明。
（体位变更）
如图2～图6所示，体位变更中，作为支持体2，采用局部地在宽度方向可摇动的变形床2A。又，体位变更中，在两方的多关节臂5上安装有手61。机械手3通过手61操作变形床2A，以此介由变形床2A进行变更变形床2A与人10的接触位置的体位变更。
如上述，变形床2A与基台4连接。本实施形态中，变形床2A通过配置于该变形床2A的大致中央的后述第一摇动机构23连接于基台4，基台4支持变形床2A。但是，如上述变形床2A也可以从基台4分离。
变形床2A在长度方向上分割成多个（图例中四个）块部21 。在各块部21的宽度方向的两端部设有柵22。四个块部21以相邻的块部21彼此能绕着在变形床2A的长度方向上延伸的轴相对旋转的形式构成。
又，本实施形态中，变形床2A形成为整体也在宽度方向上可摇动的结构。变形床2A包含使变形床2A整体在宽度方向摇动的第一摇动机构23（参照图4）、和使各块部21在宽度方向上摇动的第二摇动机构24（参照图5）。
此外，于本实施形态的体位变更中，采用针对人10的一对圆木状的垫（cushion）7。例如，各垫7可以按如下形式构成，即通过供给水或空气等工作流体以膨胀至规定的形状、通过排出工作流体以缩小。并且，垫7也可以在机械手3不进行护理/医疗相关行为时以缩小的状态与多关节臂5一同容纳于变形床2A的下方。
机械手3，首先通过两方的手61抓住垫7，如图3所示，将一方的垫7插入人10和柵22之间。接着，如图4所示，机械手3在以一方的手61操作第一摇动机构23而使变形床2A整体向插入的垫7侧倾斜后，如图5所示，以该手61操作第二摇动机构24而将末端（人10的头侧）的块部21以恢复为水平的形式倾斜。之后，如图6所示，机械手3在末端的块部21和人10之间形成的空间以另一方的手61插入垫7。
另外，图2～图6中所示的体位变更作为一例，当然可以通过其他方法进行体位变更。这一点，在后述的透过检查、上身立起及起立辅助中也同样。又，机械手3也可以形成为以规定的间隔重复体位变更的结构。
（透过检查）
如图7所示，透过检查中，作为支持体2采用固定床2B。又，透过检查中，在两方的多关节臂5上安装有透过检查装置62。例如，一方的透过检查装置62射出X线，另一方的透过检查装置62接收该X线。机械手3，例如沿着以人10的头作为中心的球状轨道移动一对透过检查装置62，从而进行透过检查。
如上述，固定床2B与基台4连接。本实施形态中，固定床2B在该固定床2B的大致中央连接于基台4且支持于基台4。但是，如上所述，固定床2B也可以从基台4分离。
（上身立起）
如图8～图10所示，上身立起中，作为支持体2，采用在床状态和椅子状态之间可变形的变形床2C。又，体位变更中，在两方的多关节臂5上安装有手61。机械手3通过手61操作变形床2C，以此进行借助变形床2C将人10从躺卧状态向坐的状态变更的上身立起。在变形床2C的两侧配置有后述起立辅助中使用的扶手架8。
如上述，变形床2C与基台4连接。本实施形态中，变形床2C通过配置在该变形床2C的大致中央的后述第一起伏机构25连接于基台4，基台4支持变形床2C。 但是，如上述变形床2C也可以从基台4分离。
变形床2C在长度方向上分割成多个（图例中四个）块部21。在各块部21的宽度方向的两端部设有柵22。四个块部21以相邻的块部21彼此能绕着在变形床2C的宽度方向上延伸的转轴相对旋转的形式构成。变形床2C包含使人10的头侧的两个块部21起伏的第一起伏机构25（参照图9）、和使人10的脚侧的两个块部21起伏的第二起伏构（未图示）。
图8所示的床状态中，所有的块部21为水平。机械手3，首先，如图9所示，以一方的手61操作第一起伏机构25而立起头侧的两个块部21。接着，如图10所示，以另一方的手61操作第二起伏机构而垂下脚侧的两个块部21。
（起立辅助）
如图11～图13所示，起立辅助中，在两方的多关节臂5上装设有扶手架8。然而，扶手架8也可以仅装设于一方的多关节臂5。机械手3进行在人10从坐的状态至站起时以扶手架8支撑人10的起立辅助。
具体地，机械手3，首先，如图11所示，通过手61将扶手架8装设于各多关节臂5的梢端臂。接着，机械手3，如图12所示，将两方的扶手架8移动至人10的胸前。之后，机械手3随着人10站起而打开扶手架8。
例如，各扶手架8也可以利用上述垫7构成。更详细地，也可以是，将通过工作流体膨胀或缩小的垫7的内部区分成多个单元，并向其中的一个单元供给工作流体，以此实现扶手架8的形状。而且，扶手架8也可以在机械手3不进行护理/医疗相关行为时，以缩小的状态与多关节臂5一同收纳于变形床2C的下方。
根据以上说明，本实施形态的机械手系统1中，由于能将机械手3作为多种护理/医疗相关行为的平台使用，因此能够通过一个机械手3进行多种（本实施形态中四种）护理/医疗相关行为。换而言之，能够对四种护理/医疗相关行为共通地使用机械手3。
（变形例）
本发明不限于上述实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行各种变形。
例如，机械手3进行至少两种医疗行为即可。因此，机械手3进行的护理/医疗相关行为也可以为所述实施形态的四种中的两种或者三种护理/医疗相关行为。例如，当机械手3仅进行体位变更和上身立起时，机械手系统1中，作为机器6也可以仅有手61。像这样，机械手系统1具有至少一种类型的机器6即可。
又，例如，也可以是，当机械手3仅进行上身立起和起立辅助时，机械手系统1中，作为支持体2仅具有变形床2C。像这样，机械手系统1具有至少一个支持体2即可。
或者，也可以采用兼具以下功能的支持体2：变形床2A局部在宽度方向可摇动的功能、和变形床2C在床状态与椅子状态之间可变形的功能。
又，机械手3进行的护理/医疗相关行为不限于所述实施形态中说明的护理/医疗相关行为。例如，作为其他的护理/医疗相关行为，可举出康复训练、按摩、饮食辅助等。又，在机械手3的多关节臂5上，可以对应护理/医疗相关行为安装各种类型的机器6。
符号说明：
1 机械手系统；
10 人；
2 支持体；
2A，2C 变形床；
3 机械手；
4 基台；
41 机械手控制盘；
5 多关节臂；
6 机器；
61 手；
62 透过检查装置；
8 扶手架；
9 移动装置；
91 伺服马达；
92，93 车轮。

Claims (12)

1.一种机械手系统，具备：
载人的至少一个支持体；
机械手，所述机械手包含具有多个自由度的多个多关节臂、及设置有所述多个多关节臂的至少一个基台；和
安装于所述多个多关节臂的至少一种类型的机器，
所述机械手通过移动所述至少一种类型的机器对所述人进行至少两种护理/医疗相关行为。
2.根据权利要求1所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一种类型的机器包含在所述多个多关节臂中的两个多关节臂上分别安装的一对透过检查装置，
所述至少两种护理/医疗相关行为包含人的透过检查。
3.根据权利要求1或2所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一个支持体包含能够局部地在宽度方向摇动的变形床，
所述至少一种类型的机器包含操作所述变形床的手，
所述至少两种护理/医疗相关行为包含通过所述变形床变更所述变形床与人的接触位置的体位变更。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一个支持体包含能够在床状态和椅子状态之间变形的变形床，
所述至少一种类型的机器包含操作所述变形床的手，
所述至少两种护理/医疗相关行为包含通过所述变形床使从人躺卧的状态向坐的状态变更的上身立起。
5.根据权利要求4所述的机械手系统，其特征在于，还具备在所述多个多关节臂的至少一个多关节臂上装设的扶手架，
所述至少两种护理/医疗相关行为包含在人从坐的状态至站起时以所述扶手架支撑人的起立辅助。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一种类型的机器包含多种类型的机器，且可装卸地安装于所述多个多关节臂。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一个支持体连接于所述至少一个基台。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述至少一个基台以该至少一个基台整体容纳于所述支持体的占有空间内的形式配置于所述支持体的下方。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述机械手以能将所述多个多关节臂容纳于所述至少一个支持体的下方的形式构成。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，所述机械手以基于声音或开关操作进行所述至少两种护理/医疗相关行为的形式构成。
11.根据权利要求3所述的机械手系统，其特征在于，所述机械手以按规定的间隔重复所述体位变更的形式构成。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的机械手系统，其特征在于，还具备移动装置，所述移动装置装入于所述基台且包含驱动左右的车轮的一对伺服马达，
通过机械手控制盘控制所述一对伺服马达，以此移动所述机械手。
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