CN108858243B - 一种自动担架机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动担架机器人，包括担架体、前行走部分、后行走部分、伸缩担架、限位机械臂部分等；前行走部分包括：连接座、行走带箱、履带等；后行走部分包括：限位柱、行走齿轮箱、行走轮等；伸缩担架包括：支撑板、半担架、滚轴等；限位机械臂部分包括：连接板、第一转轴、限位板等；机器人行走至倒地患者附近，前行走轮和后行走轮调整高度到合适位置，伸缩担架开始向心伸缩，将患者抬到担架上，压紧电缸将担架压紧，限位机械臂将患者的头部和脚部进行限位，随后行走轮提升，将患者运送到指定地方。

Description

一种自动担架机器人

技术领域

本发明涉及涉及紧急救援技术领域，特别涉及一种自动担架机器人。

背景技术

随着全世界及我国人口的大量增加，急救设备以及急救人员的数量也大幅增加，现如今的担架最好采用人工退拉或者人工搬抬的方式进行移动，对于某些路径狭窄以及不方便多人通过的地方，人工担架无法实现救援工作，为了解放人力，以及解决普通担架的上述缺陷，急需设计一种自动担架机器人。目前有关于自动担架机器人的设计，例如专利申请号CN201520010894.2公开了一种自动担架，该装置设计了一种自动担架，该担架可以自动将病人抬起，但无法自动移动；例如专利号CN02287519.0公开了一种急救车自动担架，该装置可以实现自主移动，但无法自动将病人放上担架。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自动担架机器人，其主体由担架体、前行走部分、后行走部分、伸缩担架、限位机械臂部分等组成，机器人行走至倒地患者附近，前行走轮和后行走轮调整高度到合适位置，伸缩担架开始向心伸缩，将患者抬到担架上，压紧电缸将担架压紧，限位机械臂将患者的头部和脚部进行限位，随后行走轮提升，将患者运送到指定地方。

本发明所使用的技术方案是：一种自动担架机器人，包括担架体、前行走部分、后行走部分、伸缩担架、限位机械臂部分等，前行走部分包括：连接座、伸缩座、回转伸缩电缸、第三电缸、伸缩回转座、缓冲块、上伸缩管、减震弹簧、下回转块、第四电缸、行走带箱、带轮、履带、滚动轴承、带轮轴、第三步进电机、第三齿轮、第四齿轮、不完全齿轮、第五齿轮、第四步进电机；后行走部分包括：限位柱、第一电缸、联接板、第二电缸、刹车板、行走轮、行走齿轮箱、第一锥齿轮、第一锥齿轮轴、第一步进电机、限位块、限位板、第一齿轮、第二齿轮、第一齿轮轴、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第二步进电机、第五锥齿轮；伸缩担架包括：支撑板、第五电缸、压板、第五步进电机、支撑柱、固定块、第六齿轮、齿条、半担架、滚轴、滚轴柱；限位机械臂部分包括：连接板、第一转轴、第二转轴、限位板、第六步进电机。

担架体前部底端固连有前行走部分，后部底端固连有后行走部分，担架体中端固连有伸缩担架，担架体前后杆上固连有两个限位机械臂。

所述的后行走部分的限位柱套在担架体底部圆柱上，第一电缸顶部固连在担架体底部圆柱上，第一电缸底部固连在联接板上，限位柱底部固连在联接板上，第一锥齿轮轴顶部固连在联接板底部，第一锥齿轮轴上固连有第一锥齿轮和限位块，另一个锥齿轮固连在第一步进电机顶部，第一步进电机固连在行走齿轮箱上，限位板固连在行走齿轮箱上，第二电缸固连在行走齿轮箱上，刹车板固连在第二电缸顶部，行走轮通过滚动轴承连接在行走齿轮箱上，右侧行走轮的轴与第一齿轮固连，第一齿轮轴上安装有第二齿轮和第二锥齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二步进电机上连接有第三锥齿轮和第四锥齿轮，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第五锥齿轮与左侧行走轮的轴固连，第五锥齿轮与第四锥齿轮啮合。

所述的前行走部分的连接座固连在担架体前端底部，连接座上安装有第四步进电机，第四步进电机上安装有第五齿轮，伸缩座上安装有不完全齿轮，不完全齿轮与第五齿轮啮合，伸缩座上固连有第三电缸，第三电缸顶部固连有伸缩旋转座，回转伸缩电缸一端与伸缩座连接，另一端与伸缩旋转座连接，伸缩旋转座上固连有上伸缩管，上伸缩管与下回转块通过减震弹簧连接，伸缩回转座上安装有第四电缸，第四电缸顶部与行走带箱连接，带轮轴上固连有带轮，带轮轴与行走带箱通过滚动轴承连接，行走带箱安装有第三步进电机，第三步进电机上连接有第三齿轮，上部带轮轴上安装有第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，履带缠绕在三个带轮上。

所述的伸缩担架的支撑板安装在担架体上，支撑板下部固连有支撑柱，支撑柱上固连有第五电缸，第五电缸上固连有压板，支撑柱底部固连有固定块，固定块上安装有第五步进电机，第五步进电机上安装有第六齿轮半担架上安装有齿条，齿条与第六齿轮啮合，半担架上固连有滚轴柱，滚轴柱上安装有若干滚轴。

所述的限位机械臂的连接板固连在担架体上，第一转轴与连接板通过第六步进电机连接，第二转轴与第一转轴通过第六步进电机连接，限位板与第二转轴通过步进电机连接。

进一步的，所述的第一电缸、第二电缸、第一步进电机、第二步进电机、回转伸缩电缸、第三电缸、第四电缸、第三步进电机、第四步进电机、第五电缸、第五步进电机、第六步进电机均通过控制箱来控制。

进一步的，所述的转动关节包括旋转轴、步进电机、轴承以及若干固定器件，转动关节和转动关节之间通过转动杆连接。

本发明有益效果：（1）前行走部分和后行走部分可以相对于担架体上下伸缩，使得担架的高度可以上下适当调节；（2）后行走部分设置有刹车板，可使得机器人在停止移动时方式机器人发生移动；（3）前行走部分采用履带结构，使得机器人具有一定的爬坡能力，且前行走部分均可以小角度转向，使得机器人能够更好的进行转弯和爬坡；（4）前行走部分安装有减震弹簧，使得机器人行走更平稳；（5）伸缩担架上安装有若干滚轴，更方便的将人推动到半担架上；（6）两个限位机械臂可以将人的头部及腿部进行限位，防止机器人移动过程中，人滑出担架。

附图说明

图1为本发明的整体装配结构示意图。

图2为本发明的后行走部分结构示意图。

图3为本发明的后行走部分行走齿轮箱结构示意图

图4为本发明的前行走部分结构示意图。

图5为本发明的前行走部分带轮箱结构示意图。

图6为本发明的前行走部分连接座内部结构示意图。

图7为本发明的伸缩担架结构示意图。

图8为本发明的限位机械臂结构示意图。

附图标号：1-担架体；2-后行走部分；3-前行走部分；4-伸缩担架；5-限位机械臂；201-限位柱；202-第一电缸；203-联接板；204-第二电缸；205-刹车板；206-行走轮；207-行走齿轮箱；208-第一锥齿轮；209-第一锥齿轮轴；210-第一步进电机；211-限位块；212-限位板；213-第一齿轮；214-第二齿轮；215-第一齿轮轴；216-第二锥齿轮；217-第三锥齿轮；218-第四锥齿轮；219-第二步进电机；220-第五锥齿轮；301-连接座；302-伸缩座；303-回转伸缩电缸；304-第三电缸；305-伸缩回转座；306-缓冲块；307-上伸缩管；308-减震弹簧；309-下回转块；310-第四电缸；311-行走带箱；312-带轮；313-履带；314-滚动轴承；315-带轮轴；316-第三步进电机；317-第三齿轮；318-第四齿轮；319-不完全齿轮；320-第五齿轮；321-第四步进电机；401-支撑板；402-第五电缸；403-压板；404-第五步进电机；405-支撑柱；406-固定块；407-第六齿轮；408-齿条；409-半担架；410-滚轴；411-滚轴柱；501-连接板；502-第一转轴；503-第二转轴；504-限位板；505-第六步进电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示的一种自动担架机器人，包括担架体1、前行走部分3、后行走部分2、伸缩担架4、限位机械臂5部分等，前行走部分3包括：连接座301、伸缩座302、回转伸缩电缸303、第三电缸304、伸缩回转座305、缓冲块306、上伸缩管307、减震弹簧308、下回转块309、第四电缸310、行走带箱311、带轮312、履带313、滚动轴承314、带轮轴315、第三步进电机316、第三齿轮317、第四齿轮318、不完全齿轮319、第五齿轮320、第四步进电机321；后行走部分2包括：限位柱201、第一电缸202、联接板203、第二电缸204、刹车板205、行走轮206、行走齿轮箱207、第一锥齿轮208、第一锥齿轮轴209、第一步进电机210、限位块211、限位板212、第一齿轮213、第二齿轮214、第一齿轮轴215、第二锥齿轮216、第三锥齿轮217、第四锥齿轮218、第二步进电机219、第五锥齿轮220；伸缩担架4包括：支撑板401、第五电缸402、压板403、第五步进电机404、支撑柱405、固定块406、第六齿轮407、齿条408、半担架409、滚轴410、滚轴柱411；限位机械臂5部分包括：连接板501、第一转轴502、第二转轴503、限位板504、第六步进电机505。

担架体1前部底端固连有前行走部分3，后部底端固连有后行走部分2，担架体1中端固连有伸缩担架4，担架体1前后杆上固连有两个限位机械臂5。

后行走部分2的限位柱201套在担架体1底部圆柱上，第一电缸202顶部固连在担架体1底部圆柱上，第一电缸202底部固连在联接板203上，限位柱201底部固连在联接板203上，第一锥齿轮轴209顶部固连在联接板203底部，第一锥齿轮轴209上固连有第一锥齿轮208和限位块211，另一个锥齿轮固连在第一步进电机210顶部，第一步进电机210固连在行走齿轮箱207上，限位板212固连在行走齿轮箱207上，第二电缸204固连在行走齿轮箱207上，刹车板205固连在第二电缸204顶部，行走轮206通过滚动轴承连接在行走齿轮箱207上，右侧行走轮206的轴与第一齿轮213固连，第一齿轮轴215上安装有第二齿轮214和第二锥齿轮216，第一齿轮213与第二齿轮214啮合，第二步进电机219上连接有第三锥齿轮217和第四锥齿轮218，第三锥齿轮217与第二锥齿轮216啮合，第五锥齿轮220与左侧行走轮206的轴固连，第五锥齿轮220与第四锥齿轮218啮合。

前行走部分3的连接座301固连在担架体1前端底部，连接座301上安装有第四步进电机321，第四步进电机321上安装有第五齿轮320，伸缩座302上安装有不完全齿轮319，不完全齿轮319与第五齿轮320啮合，伸缩座302上固连有第三电缸304，第三电缸304顶部固连有伸缩回转座305，回转伸缩电缸303一端与伸缩座302连接，另一端与伸缩回转座305连接，伸缩回转座305上固连有上伸缩管307，上伸缩管307与下回转块309通过减震弹簧308连接，伸缩回转座305上安装有第四电缸310，第四电缸310顶部与行走带箱311连接，带轮轴315上固连有带轮312，带轮轴315与行走带箱311通过滚动轴承314连接，行走带箱311安装有第三步进电机316，第三步进电机316上连接有第三齿轮317，上部带轮轴315上安装有第四齿轮318，第三齿轮317与第四齿轮318啮合，履带313缠绕在三个带轮312上。

伸缩担架4的支撑板401安装在担架体1上，支撑板401下部固连有支撑柱405，支撑柱405上固连有第五电缸402，第五电缸402上固连有压板403，支撑柱405底部固连有固定块406，固定块406上安装有第五步进电机404，第五步进电机404上安装有第六齿轮407，半担架409上安装有齿条408，齿条408与第六齿轮407啮合，半担架409上固连有滚轴柱411，滚轴柱411上安装有若干滚轴410。

限位机械臂5的连接板501固连在担架体1上，第一转轴502与连接板501通过第六步进电机505连接，第二转轴503与第一转轴502通过第六步进电机505连接，限位板504与第二转轴503通过步进电机505连接。

转动关节包括旋转轴、步进电机210、滚动轴承314以及若干固定器件，转动关节和转动关节之间通过转动杆连接。

本发明的工作原理：本发明在使用时，担架体1通过前行走部分3的第四步进电机321、回转伸缩电缸303、第三步进电机316、第四电缸310和后行走部分2的第一步进电机210、第二步进电机219控制担架体1到达患者上部，随后前行走部分3的回转伸缩电缸303、第三电缸304、第四电缸310和后行走部分2的第一电缸202控制担架体1上下升降达到所需位置，后行走部分2的第二电缸204控制刹车板205将行走轮206锁死，随后伸缩担架4的第五步进电机404控制第六齿轮407转动，与带动齿条408啮合，使得两个半担架409相向移动，滚轴410碰到人体后，将人体推上担架，待两侧的滚轴410接触后，第五电缸402控制压板403将半担架409压住，防止担架翘起，随后限位机械臂5的各个第六步进电机505控制限位504板抵住人的头顶和脚底，随后前行走部分3的回转伸缩电缸303、第三电缸304、第四电缸310和后行走部分2的第一电缸202控制担架体1升起，随后担架体1通过前行走部分3的第四步进电机321、回转伸缩电缸303、第三步进电机316、第四电缸310和后行走部分2的第一步进电机210、第二步进电机219控制担架体1移动到指定位置。

Claims (2)

1.一种自动担架机器人，包括担架体（1）、前行走部分（3）、后行走部分（2）、伸缩担架（4）、限位机械臂（5），前行走部分（3）包括：连接座（301）、伸缩座（302）、回转伸缩电缸（303）、第三电缸（304）、伸缩回转座（305）、缓冲块（306）、上伸缩管（307）、减震弹簧（308）、下回转块（309）、第四电缸（310）、行走带箱（311）、带轮（312）、履带（313）、滚动轴承（314）、带轮轴（315）、第三步进电机（316）、第三齿轮（317）、第四齿轮（318）、不完全齿轮（319）、第五齿轮（320）、第四步进电机（321）；后行走部分（2）包括：限位柱（201）、第一电缸（202）、联接板（203）、第二电缸（204）、刹车板（205）、行走轮（206）、行走齿轮箱（207）、第一锥齿轮（208）、第一锥齿轮轴（209）、第一步进电机（210）、限位块（211）、限位板（212）、第一齿轮（213）、第二齿轮（214）、第一齿轮轴（215）、第二锥齿轮（216）、第三锥齿轮（217）、第四锥齿轮（218）、第二步进电机（219）、第五锥齿轮（220）；伸缩担架（4）包括：支撑板（401）、第五电缸（402）、压板（403）、第五步进电机（404）、支撑柱（405）、固定块（406）、第六齿轮（407）、齿条（408）、半担架（409）、滚轴（410）、滚轴柱（411）；限位机械臂（5）包括：连接板（501）、第一转轴（502）、第二转轴（503）、限位板（504）、第六步进电机（505）；其特征在于：

担架体（1）前部底端固连有前行走部分（3），后部底端固连有后行走部分（2），担架体（1）中端固连有伸缩担架（4），担架体（1）前后杆上分别固连有一个限位机械臂（5）；

所述的后行走部分（2）的限位柱（201）套在担架体（1）底部圆柱上，第一电缸（202）顶部固连在担架体（1）底部圆柱上，第一电缸（202）底部固连在联接板（203）上，限位柱（201）底部固连在联接板（203）上，第一锥齿轮轴（209）顶部固连在联接板（203）底部，第一锥齿轮轴（209）上固连有第一锥齿轮（208）和限位块（211），与第一锥齿轮（209）啮合的锥齿轮固连在第一步进电机（210）顶部，第一步进电机（210）固连在行走齿轮箱（207）上，限位板（212）固连在行走齿轮箱（207）上，第二电缸（204）固连在行走齿轮箱（207）上，刹车板（205）固连在第二电缸（24）顶部，行走轮（206）通过滚动轴承连接在行走齿轮箱（207）上，右侧行走轮（206）的轴与第一齿轮（213）固连，第一齿轮轴（215）上安装有第二齿轮（214）和第二锥齿轮（216），第一齿轮（213）与第二齿轮（214）啮合，第二步进电机（219）上连接有第三锥齿轮（217）和第四锥齿轮（218），第三锥齿轮（217）与第二锥齿轮（216）啮合，第五锥齿轮（220）与左侧行走轮（206）的轴固连，第五锥齿轮（220）与第四锥齿轮（218）啮合；

所述的前行走部分（3）的连接座（301）固连在担架体（1）前端底部，连接座（301）上安装有第四步进电机（321），第四步进电机（321）上安装有第五齿轮（320），伸缩座（302）上安装有不完全齿轮（319），不完全齿轮（319）与第五齿轮（320）啮合，伸缩座（302）上固连有第三电缸（304），第三电缸（304）顶部固连有伸缩回转座（305），回转伸缩电缸（303）一端与伸缩座（302）连接，另一端与伸缩回转座（305）连接，伸缩回转座（305）上固连有上伸缩管（307），上伸缩管（307）与下回转块（309）通过减震弹簧（308）连接，伸缩回转座（305）上安装有第四电缸（310），第四电缸（310）顶部与行走带箱（311）连接，带轮轴（315）上固连有带轮（312），带轮轴（315）与行走带箱（311）通过滚动轴承（314）连接，行走带箱（311）安装有第三步进电机（316），第三步进电机（316）上连接有第三齿轮（317），上部带轮轴（315）上安装有第四齿轮（318），第三齿轮（317）与第四齿轮（318）啮合，履带（313）缠绕在三个带轮（312）上；

所述的伸缩担架（4）的支撑板（401）安装在担架体（1）上，支撑板（401）下部固连有支撑柱（405），支撑柱（405）上固连有第五电缸（402），第五电缸（402）上固连有压板（403），支撑柱（405）底部固连有固定块（406），固定块（406）上安装有第五步进电机（404），第五步进电机（404）上安装有第六齿轮（407），半担架（409）上安装有齿条（408），齿条（408）与第六齿轮（407）啮合，半担架（409）上固连有滚轴柱（411），滚轴柱（411）上安装有若干滚轴（410）；

所述的限位机械臂（5）的连接板（501）固连在担架体（1）上，第一转轴（502）与连接板（501）通过第六步进电机（505）连接，第二转轴（503）与第一转轴（502）通过第六步进电机（505）连接，限位板（504）与第二转轴（503）通过第六步进电机（505）连接。

2.如权利要求1所述的一种自动担架机器人，其特征在于：所述的第一电缸（202）、第二电缸（204）、第一步进电机（210）、第二步进电机（219）、回转伸缩电缸（303）、第三电缸（304）、第四电缸（310）、第三步进电机（316）、第四步进电机（321）、第五电缸（402）、第五步进电机（404）、第六步进电机（505）均通过控制箱来控制。

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