CN107736975A - 一种智能护理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能护理机器人，包括上层转运装置和下层变形移动装置，上层转运装置与下层变形移动装置之间设有伸缩机构，使上层转运装置可相对下层变形移动装置沿输送方向伸缩；上层转运装置配合伸缩机构把病人从病床上转运到机器人上；下层变形移动装置包括变形装置、升降装置、移动装置，变形装置通过升降装置与移动装置连接；变形装置可将机器人变形成轮椅模式；可调节机器人的整体高度，实现机器人和不同高度的病床配合使用；移动装置可实现机器人的自由移动。本发明可方便的完成对病人的搬运转移，极大减轻了病人搬移过程带来的痛苦，行动不便的病人也可借助该机器人自由移动。

Description

一种智能护理机器人

技术领域

本发明公开一种临床护理用智能护理机器人，特别涉及一种可转移病人的智能护理机器人。

背景技术

随着科学技术的发展，在医疗行业，在病人的转运和护理等问题上，把病人从一个病床转移到另外一个病床上，或者将病人放置在轮椅上，大部分仍沿用传统的手抱肩扛的方式，稍有不慎就会给病人带来二次伤害，同时加重医护人员的工作负担，也有部分机器人科技开始进入医疗行业，专利号CN200910076526提出了一种医疗机器人，但是，该医疗机器人机构简单，功能单一，只能实现病人的简单转运工作，不能很好减轻医护人员的负担。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能护理机器人，利用该智能护理机器人可方便的完成对病人的搬运转移，极大减轻了病人搬移过程带来的痛苦，行动不便的病人也可借助该机器人自由移动。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能护理机器人，包括上层转运装置和下层变形移动装置，上层转运装置放置在下层变形移动装置顶面，且上层转运装置与下层变形移动装置之间设有伸缩机构，使上层转运装置可相对下层变形移动装置沿输送方向伸缩；上层转运装置包括承托面、传动辊、减速电机、齿轮传送机构，承托面包括多个依次铰连接的承托板以及包覆在承托板上的输送带，每个承托板上均设有转运驱动盒，减速电机、齿轮传送机构以及传动辊均安装在转运驱动盒内，减速电机通过齿轮传送机构连接传动辊，驱动输送带传动；下层变形移动装置对整个机器人起到支撑作用，同时也起到调节机器人整体高度的作用，帮助病人由躺姿变为坐姿；下层变形移动装置包括变形装置、升降装置、移动装置，变形装置通过升降装置与移动装置连接，且变形装置可在升降装置的带动下沿竖直方向升降运动。

进一步地，所述上层转运装置的齿轮传动机构包括相互啮合的大齿轮和小齿轮，所述传动辊包括主动辊和张紧辊；减速电机与小齿轮固连，大齿轮与主动辊固连，主动辊驱动输送带，张紧辊对输送带张紧。

进一步地，所述变形装置主要包括多个依次铰连接的方形构件、蜗轮蜗杆减速电机，方形构件数量与所述上层转运装置的承托板相同，每个方形构件支撑一个对应的承托板；每两个方形构件的连接处外侧均安装一个蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机的电机轴与方形构件之间的铰接件固定连接，通过蜗轮蜗杆减速电机驱动两个铰接的方形构件产生相对转动，实现所述承托面的状态变化。

进一步地，所述伸缩机构一端与上层转运装置的转运驱动盒连接，另一端与变形装置外侧连接；伸缩机构包括连杆铰接机构、微型减速电机、丝杆、螺纹扣件，微型减速电机与丝杆连接，丝杆通过螺纹扣件与连杆铰接机构连接，连杆铰接机构两端分别连接转运驱动盒及变形装置外侧，微型减速电机转动带动丝杆转动与螺纹扣件产生相对运动，使连杆铰接机构实现伸出和缩回运动。

进一步地，所述移动装置包括方形支撑导向构件，方形支撑导向构件底部安装有麦克纳姆轮；所述升降装置包括相互交叉铰接的第一方形支撑构件和第二方形支撑构件，第一方形支撑构件两端分别与变形装置第三方形构件及移动装置方形支撑导向构件铰接，第二方形支撑构件两端分别与变形装置第三方形构件及移动装置方形支撑导向构件滑动连接，第一方形支撑构件和第二方形支撑构件之间安装有电动推杆。

本发明工作时，移动装置靠近病人床边，转运装置在伸缩机构的推动下伸入病人侧下方，输送带开始转动，通过输送带与人体之间的摩擦力将病人带到输送带上，伸缩机构收缩，将输送装置带回到变形装置上，从而完成将病人由病床移动到转运装置上的过程，整个搬运过程只需要一名医护人员操作机器人即可，病人体位不变，避免了二次伤害，减轻医护人员负担，若病人病情较轻，想要出去转转或者晒太阳，则可操作机器人使变形装置蜗轮蜗杆电机转动，此时机器人的变形装置中的方形构件绕短轴或者联轴器转动，机器人变形为轮椅模式，从而完成病人由躺姿变为坐姿，病人方便的出入公共场合，减轻病人再次被搬运的过程中带来痛苦。

附图说明

图1为本发明实施例1侧视图

图2为本发明实施例1轴视图

图3为本发明转运装置伸出后的轴视图

图4为图3中A-A视图

图5为图3中B区域放大图

图6为本发明变形为轮椅模式轴视图

图中：

1-上层转运装置2-下层变形移动装置3-麦克纳姆轮4-电动推杆5-蜗轮蜗杆减速电机6-第一方形构件7-第二方形构件8-第三方形构件9-第四方形构件10-第一方形支撑构件11-第二方形支撑构件12-方形支撑导向构件13-主动辊14-变形装置伸出端15-螺纹扣件16-转运驱动盒17-伸缩机构18-微型减速电机19-丝杆20-背部承托板21-臀部承托板22-腿部承托板23-脚部承托板24-支撑板25-大齿轮26-减速电机27-小齿轮28-电机固定支架29-张紧辊30-从动辊31-输送带32-转运装置支撑板33-长轴34-第三方形构件外伸连接处35-第四方形构件外伸连接处

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1、图2、图3、图4所示为本发明第一种实施方式，图5所示为第二种实施方式。

如图1至图6所示，本发明一种智能护理机器人，包括上层转运装置1和下层变形移动装置2，上层转运装置1放置在下层变形移动装置2顶面，且上层转运装置1与下层变形移动装置2之间设有伸缩机构17，使上层转运装置1可相对下层变形移动装置2沿输送方向伸缩。上层转运装置1主要由承托面、传动辊、减速电机26、齿轮传送机构组成，减速电机26通过齿轮传送机构驱动传动辊，并配合伸缩机构17把病人从病床上转运到机器人上；下层变形移动装置2对整个机器人起到支撑作用，同时也起到调节机器人整体高度的作用，帮助病人由躺姿变为坐姿；下层变形移动装置2可分为上、中、下三部分，依次为变形装置、升降装置、移动装置，变形装置主要由蜗轮蜗杆减速电机5、四个相连接的方形构件组成，变形装置可将机器人变形成轮椅模式；升降装置主要由电动推杆4、两个交叉铰接的方形支撑构件组成，升降装置可调节机器人的整体高度，实现机器人和不同高度的病床配合使用；移动装置主要由麦克纳姆轮、方形支撑导向构件组成，移动装置可实现机器人的自由移动。

上层转运装置1主要由承托面、传动辊、减速电机26、齿轮传送机构以及位于侧部的伸缩机构17组成。承托面由转运装置支撑板32以及包覆在转运装置支撑板32上的输送带31组成；转运装置支撑板32包括依次通过长轴33进行铰链连接的背部承托板20、臀部承托板21、腿部承托板22及脚部承托板23，各承托板要尽可能的薄，减少在转运装置伸入病人身体下面时给病人造成的不适感。在上层转运装置1靠近伸缩机构的一侧，每个承托板上分别设有转运驱动盒16，每个转运驱动盒16包括沿上层转运装置输送方向的垂直方向设置的两个支撑板24，两个支撑板24之间安装有主动辊13和张紧辊29，减速电机26通过电机固定支架28固定安装在两支撑板24中间，减速电机26与小齿轮27固连，小齿轮27和大齿轮25啮合，大齿轮25与主动辊13固连，主动辊13驱动输送带31，实现输送带31的转动，张紧辊29在对输送带31张紧的同时，也降低输送带31离转运装置支撑板32的高度，以便于获得转运病人所需的转运装置支撑板32更大的空间。转运装置支撑板32沿输送方向两端分别安装有从动辊30，可以改变输送带的运动方向，减少输送带与转运装置支撑板之间的摩擦力。

下层变形移动装置2对整个机器人起到支撑作用，同时也起到调节机器人整体高度的作用，可分为上、中、下三部分，依次为变形装置、升降装置、移动装置，变形装置通过升降装置与移动装置连接，变形装置可在升降装置的带动下在竖直方向升降运动。

变形装置主要由第一方形构件6、第二方形构件7、第三方形构件8、第四方形构件9、蜗轮蜗杆减速电机5及变形装置伸出端14构成，各方形构件之间通过短轴或者联轴器形成铰链配合；四个方形构件对上层转运装置1的承托面起支撑作用，背部承托板20、臀部承托板21、腿部承托板22及脚部承托板23依次放置在第一方形构件6至第四方形构件9上。

变形装置中的四个方形构件之间均通过短轴或者联轴器形成铰链配合，且每两个方形构件的连接处外侧都固定连接一个蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机的电机轴与短轴或者联轴器固定连接，联轴器或者短轴位于两个方形构件外伸连接板铰链连接通孔中，联轴器或者短轴与通孔内侧连接板固连，蜗轮蜗杆减速电机固定在外侧连接板上，通过蜗轮蜗杆减速电机电机轴的转动，连接处产生相对运动，带动其中一个方形构件绕短轴或者联轴器转动，实现病人支撑面在水平状态和垂直状态之间的转换，其中水平状态承载病人，垂直状态可使病人以坐姿形态自由移动。

变形装置与上层转运装置之间安装有伸缩机构17，伸缩机构17一端与上层转运装置1的转运驱动盒16相连接，另一端与变形装置伸出端14相连接，变形装置伸出端14安装在第三方形构件8外侧。伸缩机构包括连杆铰接机构、微型减速电机18、丝杆19、螺纹扣件15,，伸缩机构17靠近变形装置伸出端14的位置安装有微型减速电机18，微型减速电机18与丝杆19相连接，丝杆19通过螺纹扣件15与连杆铰接机构连接，连杆铰接机构两端分别连接转运驱动盒16及变形装置伸出端14，微型减速电机18转动带动丝杆19转动与螺纹扣件15产生相对运动，连杆铰接机构实现伸出和缩回运动，进而使上层转运装置1进行伸出和缩回运动，以此完成把病人从病床转移到机器人上的工作。

升降装置包括相互交叉铰接的第一方形支撑构件10和第二方形支撑构件11，第一方形支撑构件10两端分别与变形装置第三方形构件8及移动装置方形支撑导向构件12铰接，第二方形支撑构件11两端分别与变形装置第三方形构件8及移动装置方形支撑导向构件12滑动连接，方形支撑导向构件12内侧开有凹槽，第二方形支撑构件11通过滚轮在凹槽内运动实现先对运动，两个方形支撑构件10、11交叉部位中间安装有电动推杆4，通过操作电动推杆，可使整个机器人高度改变，以配合不同高度的病床使用该机器人，以便病人能够在病床和可变形医疗转运机器人之间能够平稳的转移，尽可能的减少落差，减轻对病人身体造成的冲击和损伤，同时也提升了机器人的通用性，扩大使用范围。

移动装置包括方形支撑导向构件12，方形支撑导向构件12底部安装有麦克纳姆轮3，构成整个机器人的行走移动部分。

本发明的工作原理为：

当病人需要转运时，医护人员操作智能护理机器人，首先麦克纳姆轮3转动靠近病人病床，操作电动推杆4，调整机器人高度，使上层转运装置1与病床平齐，微型减速电机18正转带动丝杆19转动，使伸缩机构17长度增长，推动上层转运装置1向患者移动，上层转运装置1尽可能伸入病人身体下面，上层转运装置1完全伸出后如图3所示，然后操作减速电机26转动，带动小齿轮27经过啮合配合的大齿轮25带动主动辊13，主动辊13带动输送带31转动，输送带31包覆在转运装置支撑板32上，输送带31利用与病人之间的摩擦力将病人转移到转运装置1上，此时，减速电机26停止工作，输送带31停止转动，微型减速电机18反转带动丝杆19反转，使伸缩机构17长度缩短，拉动上层转运装置1向下层变形移动装置2靠近，直到两者完全重合，恢复到最初状态，如图2所示，此时机器人完成把病人从病床上转移到机器人上的工作。接下来，医护人员有两种模式可供选择，一种是病人躺在智能护理机器人上，医护人员直接操作机器人载运着病人去往需要到达的地方，该模式适合病情较重的病人，第二种模式是智能护理机器人变形为轮椅模式，此时医护人员可以操作机器人带着病人去一些公共场合，该模式适合病情较轻的病人。

第二种模式时智能护理机器人状态如图5所示，变形装置中的第三方形构件外伸连接处34与第四方形构件外伸连接处35通过短轴或者联轴器(图中未示出)配合，蜗轮蜗杆减速电机5固定在第三方形构件8上，蜗轮蜗杆减速电机5的转动轴与短轴或者联轴器固连，当蜗轮蜗杆减速电机5转动时，带动短轴或者联轴器转动，短轴或者联轴器与第四方形构件外伸连接处35固连，则带动第四方形构件9绕短轴或者联轴器转动，第四方形构件9竖起形成病人的背部支撑，第二、第三方形构件7、8之间的连接处同样安装有蜗轮蜗杆减速电机5，安装操作方式同上所述，第二方形构件7绕短轴或者联轴器转动，形成病人的腿部支撑，第一、第二方形构件6、7之间的蜗轮蜗杆减速电机5固定在第一方形构件6上，安装操作方式同上所述，第一方形构件6绕短轴或者联轴器转动，形成病人的脚部支撑，所有操作完成后，病人则从躺姿变成坐姿，这样更方便进出公共场合，这种模式更适合病情较轻的病人。

本发明有两种操作模式，第一种操作模式只需要一名医护人员操作就可以完成病人的转运工作，保持病人体位、姿势的不变，简化病人的转移操作，减轻病人的痛苦，该模式比较适合病情较重的病人，第二种操作模式可使机器人变形为轮椅模式，医护人员可带病人进出公共场合，极大地减轻了医护人员的负担。

以上结合附图描述了本发明法人结构，但并不仅限于此，凡是本领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神下，做出的任何改进和/或变形，均属于本法明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能护理机器人，其特征在于，包括上层转运装置和下层变形移动装置，上层转运装置放置在下层变形移动装置顶面，且上层转运装置与下层变形移动装置之间设有伸缩机构，使上层转运装置可相对下层变形移动装置沿输送方向伸缩；上层转运装置包括承托面、传动辊、减速电机、齿轮传送机构，承托面包括多个依次铰连接的承托板以及包覆在承托板上的输送带，每个承托板上均设有转运驱动盒，减速电机、齿轮传送机构以及传动辊均安装在转运驱动盒内，减速电机通过齿轮传送机构连接传动辊，驱动输送带传动；下层变形移动装置对整个机器人起到支撑作用，同时也起到调节机器人整体高度的作用，帮助病人由躺姿变为坐姿；下层变形移动装置包括变形装置、升降装置、移动装置，变形装置通过升降装置与移动装置连接，且变形装置可在升降装置的带动下沿竖直方向升降运动。

2.如权利要求1所述的一种智能护理机器人，其特征在于，所述上层转运装置的齿轮传动机构包括相互啮合的大齿轮和小齿轮，所述传动辊包括主动辊和张紧辊；减速电机与小齿轮固连，大齿轮与主动辊固连，主动辊驱动输送带，张紧辊对输送带张紧。

3.如权利要求1所述的一种智能护理机器人，其特征在于，所述变形装置主要包括多个依次铰连接的方形构件、蜗轮蜗杆减速电机，方形构件数量与所述上层转运装置的承托板相同，每个方形构件支撑一个对应的承托板；每两个方形构件的连接处外侧均安装一个蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机的电机轴与方形构件之间的铰接件固定连接，通过蜗轮蜗杆减速电机驱动两个铰接的方形构件产生相对转动，实现所述承托面的状态变化。

4.如权利要求1所述的一种智能护理机器人，其特征在于，所述伸缩机构一端与上层转运装置的转运驱动盒连接，另一端与变形装置外侧连接；伸缩机构包括连杆铰接机构、微型减速电机、丝杆、螺纹扣件，微型减速电机与丝杆连接，丝杆通过螺纹扣件与连杆铰接机构连接，连杆铰接机构两端分别连接转运驱动盒及变形装置外侧，微型减速电机转动带动丝杆转动与螺纹扣件产生相对运动，使连杆铰接机构实现伸出和缩回运动。

5.如权利要求1所述的一种智能护理机器人，其特征在于，所述移动装置包括方形支撑导向构件，方形支撑导向构件底部安装有麦克纳姆轮；所述升降装置包括相互交叉铰接的第一方形支撑构件和第二方形支撑构件，第一方形支撑构件两端分别与变形装置第三方形构件及移动装置方形支撑导向构件铰接，第二方形支撑构件两端分别与变形装置第三方形构件及移动装置方形支撑导向构件滑动连接，第一方形支撑构件和第二方形支撑构件之间安装有电动推杆。