CN108354790B - 一种提高安全性的智能陪护机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高安全性的智能陪护机器人，包括主体、设置在主体底部的移动轮和设置在主体一侧的扶手，还包括休息机构和调节机构，休息机构包括支撑组件和休息组件，调节机构包括电机、丝杆、滑块、滑动杆和调节杆，该提高安全性的智能陪护机器人，当老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况时，休息机构启动，使得机器人在保持稳固不动的同时，伸出一个坐板，让老人能够坐在坐板上临时休息，减少老人发生跌倒等安全事故的概率，提高了机器人的安全性和实用性；另外，通过调节机构可调节扶手的高度，使得扶手可适应不同身高的老人，给老人的使用带来便利，从而增强了机器人使用的舒适性和实用性。

Description

一种提高安全性的智能陪护机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种提高安全性的智能陪护机器人。
背景技术
智能机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。随着智能机器人的逐渐普及，人们将其应用于多个领域，其中有一类智能机器人能够用于陪护老人，称之为陪护机器人。
然而现有的陪护机器人在工作过程中仍存在一些不足，首先，机器人大都可以让老人扶着它的身体走动，从而避免老人因行动不便而摔倒，然而老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况，需要坐下休息而周围又没有座椅时，此时，就容易发生跌倒等安全事故，降低了机器人的安全性和实用性；另外，老人大都是扶着机器人上的把手走动的，而老人的身高不同，但把手的高度固定不可调节，这就给老人的使用带来不便，降低了机器人使用的舒适性和实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种提高安全性的智能陪护机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高安全性的智能陪护机器人，包括主体、设置在主体底部的移动轮和设置在主体一侧的扶手，还包括休息机构和调节机构，所述休息机构和调节机构均设置在主体内，所述休息机构设置在主体的底部，所述调节机构与扶手传动连接；
所述休息机构包括支撑组件和休息组件，所述支撑组件与休息组件传动连接；
所述支撑组件包括第一气缸、驱动板、支柱、固定环和支撑单元，所述主体内水平设有固定板，所述第一气缸竖向朝下设置在固定板的下方，所述驱动板水平设置在第一气缸的下方，所述支柱与驱动板垂直且支柱穿过驱动板，所述驱动板与支柱滑动连接，所述第一气缸有两个，两个第一气缸关于支柱对称设置，所述支柱的顶端与固定板连接，所述固定环套设在支柱的底端，所述支撑单元与驱动板传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆、第二支杆、第三支杆、支撑板和连接绳，所述第一支杆的一端与驱动板铰接，所述第一支杆的另一端与第二支杆的中部铰接，所述第二支杆的一端与固定环铰接，所述第二支杆的另一端与第三支杆的一端铰接，所述第三支杆的另一端与支撑板的中部铰接，所述第三支杆的与第二支杆铰接的一端通过连接绳与第一支杆连接，所述支撑板水平设置，所述主体的底面设有第一开口；
所述休息组件包括连杆、第一齿条、圆柱齿轮、第二齿条和坐板，所述连杆水平设置，所述第一齿条竖向设置，所述连杆设置在第一气缸和第一齿条之间，所述连杆的一端与第一气缸的气杆连接，所述连杆的另一端与第一齿条的底端连接，所述第二齿条水平设置，所述主体内水平设有支撑轴，所述圆柱齿轮与支撑轴同轴设置，所述圆柱齿轮沿着支撑轴自转，所述圆柱齿轮位于第一齿条和第二齿条之间，所述圆柱齿轮分别与第一齿条和第二齿条啮合，所述坐板水平设置，所述主体内设有导轨，所述坐板通过导轨与主体的内壁滑动连接，所述第二齿条设置在坐板的下方，所述主体的一侧设有第二开口，所述坐板与第二开口正对设置；
所述调节机构包括电机、丝杆、滑块、滑动杆和调节杆，所述丝杆竖向设置，所述电机与丝杆传动连接，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述滑动杆与丝杆平行，所述滑动杆穿过滑块且滑动杆与滑块滑动连接，所述调节杆水平设置在滑块的一侧，所述主体的一侧设有第三开口，所述调节杆经第三开口伸出主体，所述扶手设置在调节杆的位于主体外的一端。
作为优选，为了增强安全性，所述坐板的下方设有稳固机构，所述稳固机构包括固定块、滑动块、伸缩架、铰接块、稳固板和第二气缸，所述固定块和滑动块均设置在坐板的下方，所述固定块与坐板固定连接，所述滑动块与坐板滑动连接，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩架的顶部的两端分别与固定块和滑动块铰接，所述铰接块有两个，所述伸缩架的底部的两端分别与两个铰接块铰接，所述稳固板水平设置在铰接块的下方，两个铰接块均与稳固板滑动连接，所述第二气缸水平设置在坐板的下方，所述第二气缸的输出轴与滑动块固定连接。
作为优选，为了进一步增强安全性，所述稳固板的底面设有若干吸盘。
作为优选，为了提高滑动块和铰接块滑动的稳定性，所述滑动块和铰接块上均设有限位块，所述坐板和稳固板上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接。
作为优选，为了提高便捷性，所述第二开口与第三开口均设置在主体的同一侧。
作为优选，为了提高连接绳与第一支杆和第二支杆连接的牢固性，所述第一支杆和第三支杆上均设有绕线环，所述连接绳的两端分别绕设在两个绕线环上。
作为优选，为了避免手部打滑，所述扶手上设有防滑纹。
作为优选，为了实现休息机构的自动启动，所述主体内设有天线和PLC，所述PLC与第一气缸电连接。
作为优选，为了实现稳固机构的自动启动，所述所述坐板上设有压力传感器，所述压力传感器和第二气缸均与PLC电连接。
作为优选，为了实现自动报警，所述主体上设有报警器，所述PLC与报警器电连接。
本发明的有益效果是，该提高安全性的智能陪护机器人，当老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况时，休息机构启动，使得机器人在保持稳固不动的同时，伸出一个坐板，让老人能够坐在坐板上临时休息，减少老人发生跌倒等安全事故的概率，提高了机器人的安全性和实用性；另外，通过调节机构可调节扶手的高度，使得扶手可适应不同身高的老人，给老人的使用带来便利，从而增强了机器人使用的舒适性和实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种提高安全性的智能陪护机器人的结构示意图。
图2是本发明的一种提高安全性的智能陪护机器人的支撑组件的结构示意图。
图3是本发明的一种提高安全性的智能陪护机器人的休息组件的结构示意图。
图4是本发明的一种提高安全性的智能陪护机器人的调节机构的结构示意图。
图5是本发明的一种提高安全性的智能陪护机器人的坐板与稳固机构的连接结构示意图。
图中：1.主体，2.移动轮，3.扶手，4.第一气缸，5.驱动板，6.支柱，7.固定环，8.第一支杆，9.第二支杆，10.第三支杆，11.支撑板，12.连接绳，13.连杆，14.第一齿条，15.圆柱齿轮，16.第二齿条，17.坐板，18.电机，19.丝杆，20.滑块，21.滑动杆，22.调节杆，23.固定块，24.滑动块，25.伸缩架，26.铰接块，27.稳固板，28.第二气缸。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种提高安全性的智能陪护机器人，包括主体1、设置在主体1底部的移动轮2和设置在主体1一侧的扶手3，还包括休息机构和调节机构，所述休息机构和调节机构均设置在主体1内，所述休息机构设置在主体1的底部，所述调节机构与扶手3传动连接；
当老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况时，休息机构启动，使得机器人在保持稳固不动的同时，伸出一个坐板17，让老人能够坐在坐板17上临时休息，减少老人发生跌倒等安全事故的概率，提高了机器人的安全性和实用性；另外，通过调节机构可调节扶手3的高度，使得扶手3可适应不同身高的老人，给老人的使用带来便利，从而增强了机器人使用的舒适性和实用性。
所述休息机构包括支撑组件和休息组件，所述支撑组件与休息组件传动连接；
如图2所示，所述支撑组件包括第一气缸4、驱动板5、支柱6、固定环7和支撑单元，所述主体1内水平设有固定板，所述第一气缸4竖向朝下设置在固定板的下方，所述驱动板5水平设置在第一气缸4的下方，所述支柱6与驱动板5垂直且支柱6穿过驱动板5，所述驱动板5与支柱6滑动连接，所述第一气缸4有两个，两个第一气缸4关于支柱6对称设置，所述支柱6的顶端与固定板连接，所述固定环7套设在支柱6的底端，所述支撑单元与驱动板5传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱6周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆8、第二支杆9、第三支杆10、支撑板11和连接绳12，所述第一支杆8的一端与驱动板5铰接，所述第一支杆8的另一端与第二支杆9的中部铰接，所述第二支杆9的一端与固定环7铰接，所述第二支杆9的另一端与第三支杆10的一端铰接，所述第三支杆10的另一端与支撑板11的中部铰接，所述第三支杆10的与第二支杆9铰接的一端通过连接绳12与第一支杆8连接，所述支撑板11水平设置，所述主体1的底面设有第一开口；
当第一气缸4启动时，第一气缸4驱动驱动板5向下移动，驱动板5通过第一支杆8驱动第二支杆9绕固定环7转动，第二支杆9通过第三支杆10驱动支撑板11向下移动，使得多个支撑板11同时沿着远离支柱6的方向压向地面，直到与地面抵靠，此时支撑板11对地面有一个向下的作用力，由于力的作用是相反的，使得主体1向上抬起，进而使移动轮2远离地面，而由支撑板11将主体1支撑在地面上，避免主体1移动。
如图3所示，所述休息组件包括连杆13、第一齿条14、圆柱齿轮15、第二齿条16和坐板17，所述连杆13水平设置，所述第一齿条14竖向设置，所述连杆13设置在第一气缸4和第一齿条14之间，所述连杆13的一端与第一气缸4的气杆连接，所述连杆13的另一端与第一齿条14的底端连接，所述第二齿条16水平设置，所述主体1内水平设有支撑轴，所述圆柱齿轮15与支撑轴同轴设置，所述圆柱齿轮15沿着支撑轴自转，所述圆柱齿轮15位于第一齿条14和第二齿条16之间，所述圆柱齿轮15分别与第一齿条14和第二齿条16啮合，所述坐板17水平设置，所述主体1内设有导轨，所述坐板17通过导轨与主体1的内壁滑动连接，所述第二齿条16设置在坐板17的下方，所述主体1的一侧设有第二开口，所述坐板17与第二开口正对设置；
当连杆13向上移动时，连杆13驱动第一齿条14竖直向上移动，第一齿条14通过圆柱齿轮15驱动第二齿条16水平移动，使得第二齿条16带动坐板17水平移动，直到坐板17经第二开口伸出主体1。
如图4所示，所述调节机构包括电机18、丝杆19、滑块20、滑动杆21和调节杆22，所述丝杆19竖向设置，所述电机18与丝杆19传动连接，所述滑块20上设有螺纹孔，所述丝杆19经螺纹孔穿过滑块20，所述丝杆19与滑块20螺纹连接，所述滑动杆21与丝杆19平行，所述滑动杆21穿过滑块20且滑动杆21与滑块20滑动连接，所述调节杆22水平设置在滑块20的一侧，所述主体1的一侧设有第三开口，所述调节杆22经第三开口伸出主体1，所述扶手3设置在调节杆22的位于主体1外的一端。
当电机18驱动丝杆19转动时，由于滑动杆21限制了滑块20的转动，使得滑块20沿着丝杆19竖向移动，从而使调节杆22带动扶手3上下移动。
如图5所示，所述坐板17的下方设有稳固机构，所述稳固机构包括固定块23、滑动块24、伸缩架25、铰接块26、稳固板27和第二气缸28，所述固定块23和滑动块24均设置在坐板17的下方，所述固定块23与坐板17固定连接，所述滑动块24与坐板17滑动连接，所述伸缩架25竖向设置，所述伸缩架25的顶部的两端分别与固定块23和滑动块24铰接，所述铰接块26有两个，所述伸缩架25的底部的两端分别与两个铰接块26铰接，所述稳固板27水平设置在铰接块26的下方，两个铰接块26均与稳固板27滑动连接，所述第二气缸28水平设置在坐板17的下方，所述第二气缸28的输出轴与滑动块24固定连接。
当第二气缸28的气杆伸出时，第二气缸28驱动滑动块24靠近固定块23，使得伸缩架25伸长，伸缩架25通过铰接块26驱动稳固板27向下移动，使得稳固板27与地面接触，对坐板17形成支撑，避免人的重量过重使得主体1发生倾斜，从而增强安全性。
作为优选，为了进一步增强安全性，所述稳固板27的底面设有若干吸盘。
吸盘能够将稳固板27吸附在地面上，提高了稳固板27的稳固性，从而提高了坐板17和主体1的稳固性，进一步增强了安全性。
作为优选，为了提高滑动块24和铰接块26滑动的稳定性，所述滑动块24和铰接块26上均设有限位块，所述坐板17和稳固板27上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接。
限位槽能够通过限位块将滑动块24和铰接块26的运动轨迹进行限定，从而提高了滑动块24和铰接块26滑动的稳定性。
作为优选，为了提高便捷性，所述第二开口与第三开口均设置在主体1的同一侧。
老人在扶着扶手3走动时，当需要坐下休息时，坐板17即可从主体1设有扶手3的一侧伸出，避免老人绕到主体1的其他侧面去寻找座椅，从而提高便捷性。
作为优选，为了提高连接绳12与第一支杆8和第二支杆9连接的牢固性，所述第一支杆8和第三支杆10上均设有绕线环，所述连接绳12的两端分别绕设在两个绕线环上。
作为优选，为了避免手部打滑，所述扶手3上设有防滑纹。
作为优选，为了实现休息机构的自动启动，所述主体1内设有天线和PLC，所述PLC与第一气缸4电连接。
实际上，可在老人的手腕上佩戴手环，手环上设有心率检测器，当心率检测器检测到老人心率加快时，说明老人身体可能存在不适，此时，心率检测器将信号发射给天线，之后，PLC控制第一气缸4启动，从而实现休息机构的自动启动。
作为优选，为了实现稳固机构的自动启动，所述所述坐板17上设有压力传感器，所述压力传感器和第二气缸28均与PLC电连接。
当老人坐上坐板17时，压力传感器检测到压力值超过设定值，将信号传给PLC，PLC控制第二气缸28工作，从而实现稳固机构的自动启动。
作为优选，为了实现自动报警，所述主体1上设有报警器，所述PLC与报警器电连接。
当心率检测器检测到老人心率加快时，说明老人身体可能存在不适，此时，心率检测器将信号发射给天线，之后，PLC控制报警器启动，发出警报，实现自动报警。
当老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况时，支撑组件启动，使得主体1向上抬起，进而使移动轮2远离地面，而由支撑板11将主体1支撑在地面上，避免主体1移动，从而使机器人能够保持稳固不动，之后，休息组件启动，使得坐板17经第二开口伸出主体1，让老人能够坐在坐板17上临时休息，减少老人发生跌倒等安全事故的概率，提高了机器人的安全性和实用性；另外，通过调节机构可调节扶手3的高度，使得扶手3可适应不同身高的老人，给老人的使用带来便利，从而增强了机器人使用的舒适性和实用性。
与现有技术相比，该提高安全性的智能陪护机器人，当老人在走动的过程中，若遇到身体突然不适的情况时，休息机构启动，使得机器人在保持稳固不动的同时，伸出一个坐板17，让老人能够坐在坐板17上临时休息，减少老人发生跌倒等安全事故的概率，提高了机器人的安全性和实用性；另外，通过调节机构可调节扶手3的高度，使得扶手3可适应不同身高的老人，给老人的使用带来便利，从而增强了机器人使用的舒适性和实用性，且该休息机构仅通过一个动力源即可同时实现两个功能，减少了动力成本的投入，该调节机构通过丝杆19传动，由于丝杆19限制了滑块20的运动范围，故提高了调节机构运行的稳定性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种提高安全性的智能陪护机器人，包括主体(1)、设置在主体(1)底部的移动轮(2)和设置在主体(1)一侧的扶手(3)，其特征在于，还包括休息机构和调节机构，所述休息机构和调节机构均设置在主体(1)内，所述休息机构设置在主体(1)的底部，所述调节机构与扶手(3)传动连接；
所述休息机构包括支撑组件和休息组件，所述支撑组件与休息组件传动连接；
所述支撑组件包括第一气缸(4)、驱动板(5)、支柱(6)、固定环(7)和支撑单元，所述主体(1)内水平设有固定板，所述第一气缸(4)竖向朝下设置在固定板的下方，所述驱动板(5)水平设置在第一气缸(4)的下方，所述支柱(6)与驱动板(5)垂直且支柱(6)穿过驱动板(5)，所述驱动板(5)与支柱(6)滑动连接，所述第一气缸(4)有两个，两个第一气缸(4)关于支柱(6)对称设置，所述支柱(6)的顶端与固定板连接，所述固定环(7)套设在支柱(6)的底端，所述支撑单元与驱动板(5)传动连接；
所述支撑单元有若干个，各支撑单元沿着支柱(6)周向均匀分布，所述支撑单元包括第一支杆(8)、第二支杆(9)、第三支杆(10)、支撑板(11)和连接绳(12)，所述第一支杆(8)的一端与驱动板(5)铰接，所述第一支杆(8)的另一端与第二支杆(9)的中部铰接，所述第二支杆(9)的一端与固定环(7)铰接，所述第二支杆(9)的另一端与第三支杆(10)的一端铰接，所述第三支杆(10)的另一端与支撑板(11)的中部铰接，所述第三支杆(10)的与第二支杆(9)铰接的一端通过连接绳(12)与第一支杆(8)连接，所述支撑板(11)水平设置，所述主体(1)的底面设有第一开口；
所述休息组件包括连杆(13)、第一齿条(14)、圆柱齿轮(15)、第二齿条(16)和坐板(17)，所述连杆(13)水平设置，所述第一齿条(14)竖向设置，所述连杆(13)设置在第一气缸(4)和第一齿条(14)之间，所述连杆(13)的一端与第一气缸(4)的气杆连接，所述连杆(13)的另一端与第一齿条(14)的底端连接，所述第二齿条(16)水平设置，所述主体(1)内水平设有支撑轴，所述圆柱齿轮(15)与支撑轴同轴设置，所述圆柱齿轮(15)沿着支撑轴自转，所述圆柱齿轮(15)位于第一齿条(14)和第二齿条(16)之间，所述圆柱齿轮(15)分别与第一齿条(14)和第二齿条(16)啮合，所述坐板(17)水平设置，所述主体(1)内设有导轨，所述坐板(17)通过导轨与主体(1)的内壁滑动连接，所述第二齿条(16)设置在坐板(17)的下方，所述主体(1)的一侧设有第二开口，所述坐板(17)与第二开口正对设置；
所述调节机构包括电机(18)、丝杆(19)、滑块(20)、滑动杆(21)和调节杆(22)，所述丝杆(19)竖向设置，所述电机(18)与丝杆(19)传动连接，所述滑块(20)上设有螺纹孔，所述丝杆(19)经螺纹孔穿过滑块(20)，所述丝杆(19)与滑块(20)螺纹连接，所述滑动杆(21)与丝杆(19)平行，所述滑动杆(21)穿过滑块(20)且滑动杆(21)与滑块(20)滑动连接，所述调节杆(22)水平设置在滑块(20)的一侧，所述主体(1)的一侧设有第三开口，所述调节杆(22)经第三开口伸出主体(1)，所述扶手(3)设置在调节杆(22)的位于主体(1)外的一端。
2.如权利要求1所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述坐板(17)的下方设有稳固机构，所述稳固机构包括固定块(23)、滑动块(24)、伸缩架(25)、铰接块(26)、稳固板(27)和第二气缸(28)，所述固定块(23)和滑动块(24)均设置在坐板(17)的下方，所述固定块(23)与坐板(17)固定连接，所述滑动块(24)与坐板(17)滑动连接，所述伸缩架(25)竖向设置，所述伸缩架(25)的顶部的两端分别与固定块(23)和滑动块(24)铰接，所述铰接块(26)有两个，所述伸缩架(25)的底部的两端分别与两个铰接块(26)铰接，所述稳固板(27)水平设置在铰接块(26)的下方，两个铰接块(26)均与稳固板(27)滑动连接，所述第二气缸(28)水平设置在坐板(17)的下方，所述第二气缸(28)的输出轴与滑动块(24)固定连接。
3.如权利要求2所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述稳固板(27)的底面设有若干吸盘。
4.如权利要求2所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述滑动块(24)和铰接块(26)上均设有限位块，所述坐板(17)和稳固板(27)上均设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接。
5.如权利要求1所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述第二开口与第三开口均设置在主体(1)的同一侧。
6.如权利要求1所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述第一支杆(8)和第三支杆(10)上均设有绕线环，所述连接绳(12)的两端分别绕设在两个绕线环上。
7.如权利要求1所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述扶手(3)上设有防滑纹。
8.如权利要求2所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述主体(1)内设有天线和PLC，所述PLC与第一气缸(4)电连接。
9.如权利要求8所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述所述坐板(17)上设有压力传感器，所述压力传感器和第二气缸(28)均与PLC电连接。
10.如权利要求8所述的提高安全性的智能陪护机器人，其特征在于，所述主体(1)上设有报警器，所述PLC与报警器电连接。
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