CN108247643B - 悬吊式防摔机器人 - Google Patents
悬吊式防摔机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108247643B CN108247643B CN201711227299.4A CN201711227299A CN108247643B CN 108247643 B CN108247643 B CN 108247643B CN 201711227299 A CN201711227299 A CN 201711227299A CN 108247643 B CN108247643 B CN 108247643B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main body
- robot
- robot main
- ceiling device
- falling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/008—Manipulators for service tasks
- 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
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nursing (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
本发明提供了一种悬吊式防摔机器人。该悬吊式防摔机器人包括:吊顶装置和与吊顶装置连接的机器人主体;吊顶装置用于将机器人主体悬吊在屋顶上,使机器人主体悬浮于空中,吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,并且能够主动驱动机器人主体至少能够在水平方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动以及在水平方向转动,在机器人主体上设置防摔组件,用于检测人体摔倒趋势并控制吊顶装置使机器人主体靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。本发明提供的悬吊式防摔机器人,在使用者不稳定或者失去平衡而出现摔倒趋势的情况下,避免了站立式机器人存在的站立平衡稳定性问题,且不占用地面空间。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域,尤其涉及一种悬吊式防摔机器人。
背景技术
现有技术的用于家庭或者看护方面的机器人,大多为站立式机器人。站立式的看护机器人存在的最大问题就是稳定性的问题,为了让看护机器人能够稳定的工作,必须通过结构设计或者计算机控制来保证其不能倾倒。在实际应用中,被看护的人员一般都是在身体上存在一些问题的人,比如病人或者老人小孩等,这些人很容易出现不稳定或者失去平衡的情况,因此,导致机器人很容易出现倾倒情况,给看护机器人的设计造成很大难度。此外,站立式的看护机器人还存在占用地面空间的问题。
此外,对于被看护的人员的摔倒现象,一般的站立式机器人也很难在保持自身稳定性的前提进行及时应对,因此,也存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明提供一种悬吊式防摔机器人,在进行防摔保护的同时,避免出现平衡稳定性问题,且不占用地面空间。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种悬吊式防摔机器人,包括:吊顶装置和与所述吊顶装置连接的机器人主体;所述吊顶装置用于将所述机器人主体悬吊在屋顶上,使所述机器人主体悬浮于空中,所述吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,并且能够主动驱动所述机器人主体至少能够在水平方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动以及在水平方向转动,在所述机器人主体上设置防摔组件,用于检测人体摔倒趋势并控制所述吊顶装置使所述机器人主体靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。
本发明提供的悬吊式防摔机器人,通过吊顶装置将机器人主体悬吊在屋顶上且悬浮于空中,吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,在使用者不稳定或者失去平衡而出现摔倒趋势的情况下,能够及时靠近人体以提供阻止或者削弱摔倒趋势的支撑,从而防止使用者摔倒或者减轻摔倒趋势而减少损伤,由于机器人主体是悬吊式的,其在空间进行运动会更加灵活,同时也能避免站立式机器人存在的站立平衡稳定性问题,且不占用地面空间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明提供的悬吊式防摔机器人一个实施例的结构示意图;
图2为使用者正常行走时,机器人主体与使用者保持设定距离跟随在使用者身边的场景示意图;
图3为使用者出现摔倒趋势时,机器人主体靠近使用者并予以搀扶或支撑的场景示意图;
图4为防摔组件实现人体摔倒趋势检测以及人体防摔干预的原理示意图;
图5为防摔组件实现人体摔倒趋势检测、跟随距离检测以及人体防摔干预的原理示意图;
图6为采用可移动的吊梁结构的屋顶固定结构的俯视图;
图7为由4根刚性杆组成的连接体连接在机器人主体的肩部的结构示意图;
图8为分段结构的刚性连接体的两端及刚性连接体分段之间均为可转动连接的结构示意图。
附图标记说明:
1-吊顶装置、2-机器人主体、11-屋顶固定结构、111-导轨、112-横梁、113-连接部、12-连接体、121-刚性连接体、122-刚性连接体分段、3-屋顶、4-防摔组件、41-加速度信号处理单元、42-第一距离传感器、43-加速度信号接收单元、44-吊顶装置控制单元、5-使用者、51-加速度传感器、52-第二距离传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面结合附图对本发明实施例悬吊式防摔机器人进行详细描述。
实施例一
图1为本发明提供的悬吊式防摔机器人一个实施例的结构示意图。如图1所示,本发明实施例的悬吊式防摔机器人具体可包括:吊顶装置1和与吊顶装置1连接的机器人主体2。
吊顶装置1用于将机器人主体2悬吊在屋顶3上,使机器人主体2悬浮于空中,吊顶装置1至少提供在竖直方向上的承重支撑,并且能够主动驱动机器人主体2至少能够在水平方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动以及在水平方向转动。
在机器人主体2上设置有防摔组件4,用于检测人体(即使用者)摔倒趋势并控制吊顶装置1使机器人主体2靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。图1中以开放的环形结构来表示防摔组件4(类似于机器人主体2的双臂),不过本领域技术人员应当理解,防摔组件4的形态和结构并不限于图1中所示的图形。本实施例所说的防摔功能,即相当于旁边有一个人始终跟随在使用者身边,随时监测使用者的状态,如图2所示的使用者5正常行走时,机器人主体2与使用者5保持设定距离跟随在使用者5身边的场景示意图。当使用者出现摔倒趋势时,靠近使用者并予以搀扶或支撑,防止使用者摔倒或者减轻摔倒趋势而减少损伤,如图3所示的使用者5出现摔倒趋势时,机器人主体2靠近使用者5并予以搀扶或支撑的场景示意图。
具体的,本发明实施例的悬吊式防摔机器人可用于能够独立行走但行走不够稳定的使用者,比如病人、老人或者小孩等,这些人很容易出现不稳定或者失去平衡的情况,而本发明实施例的悬吊式防摔机器人通过吊顶装置1将机器人主体2悬吊在屋顶3上,使机器人主体2悬浮于空中,其在空间进行运动会更加灵活,且吊顶装置1至少提供在竖直方向上的承重支撑,在使用者出现不稳定或者失去平衡对其进行防摔干预的情况下,至少能够提供向上的拉力使得承重在机器人主体2上的使用者不能摔倒或者减轻摔倒趋势,且机器人主体2在吊顶装置1向上的拉力的作用下也不会倾倒,避免了站立式机器人平衡稳定性问题的出现,能更好的实现对使用者的搀扶或支撑,且不占用地面空间。本发明实施例的悬吊式防摔机器人可以应用于医院或者养老院等机构中,用于实现对于老人或者病人的看护辅助工作。
为实现在使用者出现摔倒趋势时,能够及时对使用者进行防摔干预,而在使用者正常行走时,不阻碍其正常移动,机器人主体2需要与使用者保持设定距离,并跟随使用者移动,即当使用者移动时跟随使用者移动,当使用者停止移动时跟随使用者停止移动,因此可以通过一些结构的设计,使得该机器人主体2能够实现在水平方向的移动。具体的,可以通过吊顶装置1实现主动驱动机器人主体2至少能够在水平方向上移动。
另外,为使得机器人主体2在使用者出现摔倒趋势时,有足够的时间对使用者进行防摔干预,机器人主体2上的防摔组件4的预设高度应较低,在使用者出现摔倒趋势时,向上移动以对使用者进行防摔干预,因此可以通过一些结构的设计,使得该机器人主体2能够实现在竖直方向的移动。具体的,可以通过吊顶装置1实现主动驱动机器人主体2至少能够在竖直方向上移动。当然,也可以通过一些机构来将机器人主体2在竖直方向的初始位置进行设定(例如可以根据使用者的身高来进行预先设定),在设定好之后,使用过程中可以始终保持同一高度不变跟随使用者移动,在使用者出现摔倒趋势时,向上移动靠近使用者。
另外,机器人主体2上需要设置有能够检测使用者是否出现摔倒趋势的结构,以在检测到使用者出现摔倒趋势时,对其进行防摔干预,因此在机器人主体2上可以设置防摔组件4,用于检测人体摔倒趋势并控制吊顶装置1使机器人主体2靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。该防摔组件4的表面可以设置有弹性的缓冲材料,以缓冲使用者出现摔倒趋势时对防摔组件4的压力或撞击力,避免对使用者造成挫伤等伤害。
除了上述的在水平方向和/或竖直方向上进行移动的需求外,在某些场景下,还需要机器人主体2在水平方向上实现转动。如果吊顶装置1与机器人主体2之间的连接方式是柔性的(比如吊顶装置1中包括柔性的绳体结构),则可以实现自然的转动。而如果吊顶装置1与机器人主体2之间的连接方式是刚性的(比如吊顶装置1中包括刚性的连接杆等),可能就需要机器人主体2在水平方向上实现转动。转动的实现方式也可以是采用上述的主动驱动方式,只不过驱动力变成了水平方向上的转动扭矩。
本发明实施例的悬吊式防摔机器人,通过吊顶装置将机器人主体悬吊在屋顶上且悬浮于空中,吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,在使用者不稳定或者失去平衡而出现摔倒趋势的情况下,能够及时靠近人体以提供阻止或者削弱摔倒趋势的支撑,从而防止使用者摔倒或者减轻摔倒趋势而减少损伤,由于机器人主体是悬吊式的,其在空间进行运动会更加灵活,同时也能避免站立式机器人存在的站立平衡稳定性问题,且不占用地面空间。
实施例二
本发明实施例的悬吊式防摔机器人为实施例一的悬吊式防摔机器人的一种具体实施方式。机器人主体2需要实时检测使用者是否出现摔倒趋势,并在检测到使用者出现摔倒趋势时,对其进行防摔干预。如图4所示,在实施例一的基础上,防摔组件4为实现上述人体摔倒趋势的检测以及对人体的防摔干预,其上可以设置有加速度信号处理单元41和吊顶装置控制单元44,加速度信号处理单元41用于接收设置在人体(即使用者5)上的加速度传感器51发送来的加速度数据,并根据加速度数据确定人体是否出现摔倒趋势,如果根据加速度数据确定人体出现摔倒趋势,则指示吊顶装置控制单元44控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动(包括水平方向的移动和/或竖直方向的移动和/或水平方向的转动),以提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑,从而防止使用者摔倒或者减轻摔倒趋势而减少损伤。防摔组件4上设置的加速度信号处理单元41与人体上设置的加速度传感器51之间可以采用各种无线通信方式,例如蓝牙、无线局域网(Wireless Fidelity,简称WIFI)等,进行通信。加速度传感器51可以通过无线发送天线将检测到的人体的加速度数据发送给加速度信号处理单元41,加速度信号处理单元41可以通过无线接收天线接收该加速度数据。
为实现在使用者出现摔倒趋势时,能够及时对使用者进行防摔干预,而在使用者正常行走时,不阻碍其正常移动,机器人主体2需要与使用者保持设定距离,并当使用者移动时跟随使用者移动,当使用者停止移动时跟随使用者停止移动。如图5所示,在实施例一的基础上,防摔组件4为实现上述跟随机制(与使用者保持设定距离)、人体摔倒趋势的检测以及对人体的防摔干预,其上可以设置有第一距离传感器42、加速度信号接收单元43以及吊顶装置控制单元44。第一距离传感器42用于感测设置在人体(即使用者5)上的第二距离传感器52之间的实测距离,并发送给吊顶装置控制单元44。加速度信号接收单元43用于接收设置在人体上的加速度传感器51发送来的加速度数据,并发送给吊顶装置控制单元44。吊顶装置控制单元44,用于根据加速度数据确定人体是否出现摔倒趋势,如果根据加速度数据确定人体出现摔倒趋势,则控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动(包括水平方向的移动和/或竖直方向的移动和/或水平方向的转动),使实测距离小于预设的防摔距离,如果根据加速度数据确定人体没有出现摔倒趋势,则控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动(包括水平方向的移动和/或竖直方向的移动和/或水平方向的转动),使实测距离保持为预设的跟随距离,跟随距离大于防摔距离。
其中,跟随距离可以根据需要以及第二距离传感器52和第一距离传感器42的设置位置预先设定,能够保证机器人主体2在使用者出现摔倒趋势时及时靠近并予以防摔干预即可,例如可以设定为1米。防摔距离也可以根据需要、第二距离传感器52和第一距离传感器42的设置位置以及防摔组件4的长度等预先设定,能够保证机器人主体2在此距离下方便的实现对使用者的搀扶或支撑即可,例如可以设定为0.2米。
防摔组件4上设置的加速度信号接收单元43与人体上设置的加速度传感器51之间可以采用各种无线通信方式,例如蓝牙、无线局域网(Wireless Fidelity,简称WIFI)等,进行通信。加速度传感器51可以通过无线发送天线将检测到的人体的加速度数据发送给加速度信号接收单元43,加速度信号接收单元43可以通过无线接收天线接收该加速度数据。
防摔组件4上设置的第一距离传感器42可以通过发射光脉冲或电磁波等信号到人体上设置的第二距离传感器52,并接收人体上设置的第二距离传感器52返回的光脉冲或电磁波等信号的方式,根据信号发送和接收之间的时间间隔和信号的传播速度,计算第一距离传感器42和第二距离传感器52之间的空间距离作为实测距离。采用这种成对的距离传感器,无需机器人主体2再去识别人体目标,可以直接锁定人体的位置。
上述方案中,设置在人体(即使用者5)上的加速度传感器51可以是设置在人体不同部位的一个或多个加速度传感器51。加速度数据具体可包括加速度的大小和方向。上述根据加速度数据确定人体是否出现摔倒趋势,具体可通过以下方式确定:如果加速度的大小超过预设的摔倒加速度阈值并且加速度的方向为向下倾斜,则确定人体出现摔倒趋势。
上述在确定出现摔倒趋势的情况下,控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动具体可包括:控制机器人主体2朝着加速度的方向的相反方向运动,即控制机器人主体2迎着人体摔倒的方向运动,以更好的实现对使用者的支撑。
另外,对于人体摔倒趋势的检测功能,除了上述的采用加速度传感器51发送的人体的加速度数据的方案外,还可以采用其他的方案实现,例如可以采用设置在机器人主体2上的视觉识别装置,利用图像处理等技术对人体摔倒趋势进行检测。
防摔组件4的物理形态具体可以是整体上呈U字形(如图1所示的开放的半环形结构,类似于机器人主体2的双臂),U字形开口大于人体的宽度,方便在人体摔倒时,将人体纳入防摔组件4内部的空腔中,起到很好的支撑和支撑后的防侧滑摔倒作用。在实际应用中,防摔组件4的结构和形态并不限于上述U字形结构,只要能够方便的实现对使用者的支撑和支撑后的防侧滑摔倒作用即可。
防摔组件4在正常状态下通常设置位置较低,从而能够有足够的时间反应,并向上运动来阻止或削弱人体的摔倒趋势,能够实现更加及时的阻止或者削弱摔倒趋势。具体的,如图3所示,防摔组件4的预设高度可以低于人体腰部,在使用者出现摔倒趋势时,如图4所示,控制吊顶装置1使机器人主体2靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。机器人主体2靠近人体的运动方式至少包括从下向上的提升动作,具体可以是先水平靠近再从下向上的提升,也可以是直接的从斜下方向斜上方靠近,还可以是先从下向上的提升再水平靠近。
为实现机器人主体2在水平方向的移动,如图1所示,吊顶装置1具体可包括屋顶固定结构11和连接体12。屋顶固定结构11固定设置于屋顶3上,连接体12的一端与屋顶固定结构11连接,连接体12的另一端与机器人主体2连接。
具体的,吊顶装置1中的连接体12,通过与固定设置于屋顶3上的屋顶固定结构11连接,将与连接体12连接的机器人主体2悬吊在屋顶上。
屋顶固定结构11具体可以采用固定的吊顶结构或者可移动的吊梁结构。可移动的吊梁结构可以有单方向轨道式或者双方向轨道式,图6为采用可移动的吊梁结构的屋顶固定结构11的俯视图,如图6所示,屋顶固定结构11具体可包括固定设置于屋顶3(图6中未示出)上的两根互相平行的导轨111、架在两根导轨111上且可沿两根导轨111移动的横梁112和设置于横梁112上且可沿横梁112移动的连接部113,连接部113与连接体12(图6中未示出)连接。
具体的,如图6所示,左右两根互相平行的导轨111固定设置于屋顶上,横梁112架在两根导轨111上且可沿两根导轨111上下移动,连接部113设置于横梁112上且可沿横梁112左右移动,从而使得连接部113可移动至屋顶平面的任意位置,图6中的虚线部分代表横梁112和连接部113的一种可能移动位置。
进一步的,为实现机器人主体2在水平方向上的移动,屋顶固定结构11还可以包括用于驱动横梁112在导轨111上移动的第一驱动机构,以及用于驱动连接部113在横梁112上移动的第二驱动机构。在这种结构下,吊顶装置控制单元44控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动具体可包括:控制第一驱动机构驱动横梁112移动和/或控制第二驱动机构驱动连接部113移动,即可以单独控制第一驱动机构驱动横梁112移动,也可以单独控制第二驱动机构驱动连接部113移动,也可以同时控制第一驱动机构驱动横梁112移动且控制第二驱动机构驱动连接部113移动。
进一步的,为实现机器人主体2在竖直方向上的移动,连接体12具体可以为可伸缩刚性机构(例如刚性杆)或者为可牵引的柔性体(例如钢索或绳索)等。屋顶固定结构11还可以包括用于驱动刚性结构的连接体伸缩或者驱动柔性体带动机器人主体2上下移动的第四驱动结构。在这种结构下,吊顶装置控制单元44控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动具体还包括:控制第四驱动机构驱动刚性结构的连接体伸缩或者驱动柔性体带动机器人主体2上下移动。
进一步的,为方便连接体12对机器人主体2的牵引,连接体12与机器人主体2的连接部位优选为机器人主体2的上部,例如机器人主体2的头部、肩部等。图7为由4根刚性杆组成的连接体12连接在机器人主体2的肩部的结构示意图。
进一步的,连接体12为刚性连接体时,为实现机器人主体2在水平方向上的转动,吊顶装置1中还可以包括一些实现转动功能的结构,这些实现转动功能的结构可以位于刚性连接体与屋顶固定结构11的连接处,也可以位于刚性连接体与机器人主体2的连接处,还可以位于刚性连接体自身上,也可以在这些部位都设置实现转动功能的结构。具体地,刚性连接体的一端与屋顶固定结构11可转动连接,和/或,刚性连接体的另一端与机器人主体2可转动连接,和/或,刚性连接体为分段结构,至少包括两个刚性连接体分段,刚性连接体分段之间可转动连接。
具体的,为实现连接体12为刚性连接体时机器人主体2在水平方向的转动功能,刚性连接体为整体结构时,刚性连接体的两端中的一端或全部为可转动连接,即刚性连接体的一端与屋顶固定结构可转动连接,和/或,刚性连接体的另一端与机器人主体可转动连接。刚性连接体为分段结构时,刚性连接体至少包括两个刚性连接体分段,刚性连接体的两端中的一端或全部为可转动连接,和/或,刚性连接体分段之间可转动连接。图8为分段结构的刚性连接体的两端及刚性连接体分段之间均为可转动连接的结构示意图。如图8所示,刚性连接体121的一端与屋顶固定结构11可转动连接,刚性连接体121的另一端与机器人主体2可转动连接,刚性连接体121包括2个刚性连接体分段122,2个刚性连接体分段122之间也为可转动连接。连接体12为图7所示的4根刚性杆时,4根刚性杆的上端可与固定在屋顶固定结构11上的一可水平转动的圆盘连接,从而实现连接体12与屋顶固定结构11之间的可转动连接。
在可转动连接的部分,可以设置有第三驱动机构,第三驱动机构用于驱动可转动连接的部分的部件转动,可转动连接的部分的部件包括:刚性连接体和/或机器人主体2和/或在可转动连接的部分,靠近机器人主体2的刚性连接体分段转动。在这种结构下,吊顶装置控制单元44控制吊顶装置1驱动机器人主体2运动具体还包括:控制第三驱动机构驱动可转动连接的部分的部件转动。
本发明实施例的悬吊式防摔机器人,屋顶固定结构采用可移动的吊梁结构,使得与机器人主体间接连接的连接部可移动至屋顶平面的任意位置,以适应机器人主体在屋内各位置的移动。通过在防摔组件上设置用于检测人体摔倒趋势的部件,实现了在使用者出现摔倒趋势时,对使用者及时进行防摔干预,防止或削弱使用者的摔倒趋势,减轻损伤,且在使用者正常行走时,不阻碍其移动。通过在屋顶固定结构中设置驱动机构,实现了主动驱动机器人主体在水平方向的移动。机器人主体与屋顶固定结构之间采用刚性连接体时,通过在可转动连接部分设置驱动机构,实现了主动驱动机器人主体在水平方向的转动。机器人主体与屋顶固定结构之间采用可伸缩刚性结构或者为可牵引的柔性体连接时,通过在屋顶固定结构中设置驱动机构,实现了主动驱动机器人主体在竖直方向的移动。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (19)
1.一种悬吊式防摔机器人,其特征在于,包括:吊顶装置和与所述吊顶装置连接的机器人主体;
所述吊顶装置用于将所述机器人主体悬吊在屋顶上,使所述机器人主体悬浮于空中,所述吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,并且能够主动驱动所述机器人主体至少能够在水平和竖直方向上移动,或者在水平和竖直方向上移动以及在水平方向转动,
在所述机器人主体上设置防摔组件,用于检测人体摔倒趋势并控制所述吊顶装置使所述机器人主体靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。
2.根据权利要求1所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件上设置有加速度信号处理单元和吊顶装置控制单元,所述加速度信号处理单元用于接收设置在人体上的加速度传感器发送来的加速度数据,并根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势,如果出现,则指示所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,以提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。
3.根据权利要求1所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件上设置有第一距离传感器、加速度信号接收单元以及吊顶装置控制单元,
所述第一距离传感器用于感测设置在人体上的第二距离传感器之间的实测距离,并发送给所述吊顶装置控制单元;
所述加速度信号接收单元用于接收设置在人体上的加速度传感器发送来的加速度数据,并发送给所述吊顶装置控制单元;
所述吊顶装置控制单元,用于根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势,如果出现,则控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,使所述实测距离小于预设的防摔距离,如果没有出现,则控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,使所述实测距离保持为预设的跟随距离,所述跟随距离大于所述防摔距离。
4.根据权利要求2或3所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述加速度数据包括加速度的大小和方向,
所述根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势包括:
如果所述加速度的大小超过预设的摔倒加速度阈值并且所述加速度的方向为向下倾斜,则确定所述人体出现摔倒趋势。
5.根据权利要求4所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,在确定出现摔倒趋势的情况下,控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动包括:控制所述机器人主体朝着所述加速度的方向的相反方向运动。
6.根据权利要求1所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件整体上呈U字形,所述U字形开口大于人体的宽度。
7.根据权利要求1所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件的预设高度低于所述人体腰部,
所述控制所述吊顶装置使所述机器人主体靠近人体的运动方式包括从下向上的提升动作。
8.根据权利要求2或3所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述吊顶装置包括屋顶固定结构和连接体;所述屋顶固定结构固定设置于所述屋顶上,所述连接体的一端与所述屋顶固定结构连接,所述连接体的另一端与所述机器人主体连接,
所述屋顶固定结构包括固定设置于所述屋顶上的两根互相平行的导轨、架在两根所述导轨上且可沿两根所述导轨移动的横梁和设置于所述横梁上且可沿所述横梁移动的连接部;所述连接部与所述连接体连接,
所述屋顶固定结构还包括用于驱动所述横梁在所述导轨上移动的第一驱动机构,以及用于驱动所述连接部在所述横梁上移动的第二驱动机构,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体包括:控制所述第一驱动机构驱动所述横梁移动和/或控制第二驱动机构驱动所述连接部移动。
9.根据权利要求8所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述连接体为刚性连接体,所述刚性连接体的一端与所述屋顶固定结构可转动连接,和/或,所述连接体的另一端与所述机器人主体可转动连接,和/或,所述刚性连接体为分段结构,至少包括两个刚性连接体分段,所述刚性连接体分段之间可转动连接,
在所述可转动连接的部分,设置有第三驱动机构,所述第三驱动机构用于驱动所述可转动连接的部分的部件转动,所述可转动连接的部分的部件包括:所述刚性连接体和/或所述机器人主体和/或在所述可转动连接的部分,靠近所述机器人主体的刚性连接体分段转动,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体还包括:控制所述第三驱动机构驱动所述可转动连接的部分的部件转动。
10.根据权利要求8所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述连接体为可伸缩刚性结构或者为可牵引的柔性体,所述屋顶固定结构还包括用于驱动所述刚性结构的连接体伸缩或者驱动所述柔性体带动所述机器人主体上下移动的第四驱动结构,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体还包括:控制所述第四驱动机构驱动所述刚性结构的连接体伸缩或者驱动所述柔性体带动所述机器人主体上下移动。
11.一种悬吊式防摔机器人,其特征在于,包括:吊顶装置和与所述吊顶装置连接的机器人主体;
所述吊顶装置用于将所述机器人主体悬吊在屋顶上,使所述机器人主体悬浮于空中,所述吊顶装置至少提供在竖直方向上的承重支撑,并且能够主动驱动所述机器人主体至少能够在水平方向上移动,
在所述机器人主体上设置防摔组件,用于检测人体摔倒趋势并控制所述吊顶装置使所述机器人主体靠近人体并提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。
12.根据权利要求11所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件上设置有加速度信号处理单元和吊顶装置控制单元,所述加速度信号处理单元用于接收设置在人体上的加速度传感器发送来的加速度数据,并根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势,如果出现,则指示所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,以提供用于阻止或者削弱摔倒趋势的支撑。
13.根据权利要求11所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件上设置有第一距离传感器、加速度信号接收单元以及吊顶装置控制单元,
所述第一距离传感器用于感测设置在人体上的第二距离传感器之间的实测距离,并发送给所述吊顶装置控制单元;
所述加速度信号接收单元用于接收设置在人体上的加速度传感器发送来的加速度数据,并发送给所述吊顶装置控制单元;
所述吊顶装置控制单元,用于根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势,如果出现,则控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,使所述实测距离小于预设的防摔距离,如果没有出现,则控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动,使所述实测距离保持为预设的跟随距离,所述跟随距离大于所述防摔距离。
14.根据权利要求12或13所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述加速度数据包括加速度的大小和方向,
所述根据所述加速度数据确定所述人体是否出现摔倒趋势包括:
如果所述加速度的大小超过预设的摔倒加速度阈值并且所述加速度的方向为向下倾斜,则确定所述人体出现摔倒趋势。
15.根据权利要求11所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件整体上呈U字形,所述U字形开口大于人体的宽度。
16.根据权利要求11所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述防摔组件的预设高度低于所述人体腰部,
所述控制所述吊顶装置使所述机器人主体靠近人体的运动方式包括从下向上的提升动作。
17.根据权利要求12或13所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述吊顶装置包括屋顶固定结构和连接体;所述屋顶固定结构固定设置于所述屋顶上,所述连接体的一端与所述屋顶固定结构连接,所述连接体的另一端与所述机器人主体连接,
所述屋顶固定结构包括固定设置于所述屋顶上的两根互相平行的导轨、架在两根所述导轨上且可沿两根所述导轨移动的横梁和设置于所述横梁上且可沿所述横梁移动的连接部;所述连接部与所述连接体连接,
所述屋顶固定结构还包括用于驱动所述横梁在所述导轨上移动的第一驱动机构,以及用于驱动所述连接部在所述横梁上移动的第二驱动机构,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体包括:控制所述第一驱动机构驱动所述横梁移动和/或控制第二驱动机构驱动所述连接部移动。
18.根据权利要求17所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述连接体为刚性连接体,所述刚性连接体的一端与所述屋顶固定结构可转动连接,和/或,所述连接体的另一端与所述机器人主体可转动连接,和/或,所述刚性连接体为分段结构,至少包括两个刚性连接体分段,所述刚性连接体分段之间可转动连接,
在所述可转动连接的部分,设置有第三驱动机构,所述第三驱动机构用于驱动所述可转动连接的部分的部件转动,所述可转动连接的部分的部件包括:所述刚性连接体和/或所述机器人主体和/或在所述可转动连接的部分,靠近所述机器人主体的刚性连接体分段转动,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体还包括:控制所述第三驱动机构驱动所述可转动连接的部分的部件转动。
19.根据权利要求17所述的悬吊式防摔机器人,其特征在于,所述连接体为可伸缩刚性结构或者为可牵引的柔性体,所述屋顶固定结构还包括用于驱动所述刚性结构的连接体伸缩或者驱动所述柔性体带动所述机器人主体上下移动的第四驱动结构,
所述吊顶装置控制单元控制所述吊顶装置驱动所述机器人主体运动具体还包括:控制所述第四驱动机构驱动所述刚性结构的连接体伸缩或者驱动所述柔性体带动所述机器人主体上下移动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711227299.4A CN108247643B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 悬吊式防摔机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711227299.4A CN108247643B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 悬吊式防摔机器人 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108247643A CN108247643A (zh) | 2018-07-06 |
CN108247643B true CN108247643B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=62720842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711227299.4A Active CN108247643B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 悬吊式防摔机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108247643B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109785582A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-21 | 南通市第一人民医院 | 一种人体防跌倒预警装置及干预方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2762244B2 (ja) * | 1995-05-23 | 1998-06-04 | 三興商事株式会社 | 警報ロボット装置における転倒防止装置 |
CN101332145B (zh) * | 2008-07-18 | 2010-08-11 | 西安交通大学 | 一种助行机器人 |
CN103310168A (zh) * | 2012-03-14 | 2013-09-18 | 联想(北京)有限公司 | 一种设备防摔的方法和设备 |
US20140358041A1 (en) * | 2012-04-18 | 2014-12-04 | Matthew Alan Hopcroft | Assessing physical stability of a patient using an accelerometer |
NZ710129A (en) * | 2013-01-22 | 2017-12-22 | Gorbel Inc | Medical rehab lift system and method with horizontal and vertical force sensing and motion control |
CN103577836B (zh) * | 2013-09-30 | 2018-01-23 | 吴家宝 | 人体摔倒检测模型建立方法及模型系统 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711227299.4A patent/CN108247643B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108247643A (zh) | 2018-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2687774C2 (ru) | Устройство для тренировки ходьбы | |
CN107693314B (zh) | 一种杖式自主跌倒防护康复助行机器人 | |
EP2730266B1 (en) | Gait training apparatus | |
CN108247643B (zh) | 悬吊式防摔机器人 | |
JP2019532684A (ja) | 体重支持システムのための方法及び装置 | |
JP2009066194A (ja) | 自力歩行訓練器 | |
US20200085657A1 (en) | Determining lifting events using sensors for person lifting apparatuses | |
JP4338657B2 (ja) | 移動体の転倒防止装置及び移動体を支える方法並びにプログラム | |
CN109481194A (zh) | 一种全向智能移位机 | |
CN107055261A (zh) | 一种风电塔筒垂直升降装置 | |
EP3220871B1 (en) | Coupled spreader bar assembly for patient lift | |
CN211214227U (zh) | 一种步行跟随康复训练设备 | |
CA3076408C (en) | Suspension system for assisting a user to navigate a staircase | |
CN108247644B (zh) | 悬吊式看护机器人 | |
CN108247642B (zh) | 悬吊式搀扶机器人 | |
US11970870B2 (en) | Fall restraint apparatus and associated systems and methods | |
CN205892677U (zh) | 一种可伸缩吊篮 | |
WO2022266154A1 (en) | System for assisting a mobility-impaired individual and methods of use | |
CN108542707A (zh) | 一种悬吊单元 | |
CN201530679U (zh) | 起重吊钩双限位器 | |
WO2018196789A1 (zh) | 一种登机桥行走机构的安全防护装置 | |
CN110494112B (zh) | 轨道和升降康复系统及相关方法 | |
CN219162841U (zh) | 一种基于vr技术的实训系统用人体活动范围限制装置 | |
CN209500135U (zh) | 一种全向智能移位机 | |
CN220709809U (zh) | 一种伞降训练设备的升降地台装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 276800 No. 322, 3rd floor, innovation and entrepreneurship center, Shibei Economic Development Zone, Rizhao City, Shandong Province Patentee after: Bai Jinshi Address before: 311113 room 1101, times building, Liangzhu street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Bai Jinshi |
|
CP02 | Change in the address of a patent holder |