CN109262622A - 智能洗浴护理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能洗浴护理机器人，采用活动座椅式结构，手臂支撑辅助装置上设有手动按钮，用于监控机器人操作使用情况并监护生命体征情况；能完成对洗浴者洗浴时的辅助站立、腿部搓澡、臀部搓澡、背部搓澡、头部洗浴的功能，各个搓澡机构采用能够自动适应人体曲线的机械结构；能准确定位头部位置，实现自动定位、清洗头发，帽壳上设置多个爪形搓头器，几乎可以覆盖整个头部，在导杆的往复运动下，弹簧板不断的变形舒张，即模仿人手抓洗头发和按摩头部的动作；进水管上设有水压传感器和水压阀，实时调控进水管水压和进水量，确保洗浴时水压稳定，合适的水量和水压使用者洗浴舒适，出水管上设有漏水孔，能实现自动进水、排水，避免室内积水。

Description

智能洗浴护理机器人

技术领域

本发明涉及护理设备，尤其涉及智能洗浴护理机器人。

背景技术

随着老龄化社会到来以及人们对高质量生活的追求，老年人和残疾人对自动化洗浴护理机器的需求不断增强。老年人和残疾人由于生理能力下降和功能丧失，无法实现自我照料，这就给家庭和敬老院的医护人员对老年人和残疾人的护理带来了极大的压力和困难。一种可以减轻护理负担提供便利服务的洗浴护理机器人的研制变得十分迫切。

现有的洗护机器人考虑了自动淋浴、冲洗的功能，但是使用过程中仍需要护理人员在旁边全程协助才能完成真个洗浴过程，如需要护理人员协助开水、关水，扫除积水，在洗浴过程中护理人员需要在浴室内陪同肉眼观察被护理人员的生命体征是否正常，在被护理人员使用时护理人员仍然不能离开浴室。

现有的坐卧两用轮椅洗澡机，采用浴缸与轮椅紧密结合模式，实现护理并能节省劳动力；其座椅作为浴缸的一部分，进出浴缸方便。但对老年人护理不足，智能化程度比较低，不能完成自动洗浴。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的智能洗浴护理机器人，采用活动座椅式结构，手臂支撑辅助装置上设有反馈信号手动按钮，用于监控机器人正常/异常操作使用情况并监护生命体征情况；能完成对洗浴者洗浴时的辅助站立、腿部搓澡、臀部搓澡、背部搓澡、头部洗浴的功能，各个搓澡机构采用能够自动适应人体曲线的机械结构；能准确定位使用者头部位置，实现自动定位、清洗头发，帽壳上设置多个爪形搓头器，几乎可以覆盖整个头部，在导杆的往复运动下，弹簧板不断的变形舒张，即模仿人手抓洗头发和按摩头部的动作；进水管上设有水压传感器和水压阀，实时调控进水管水压和进水量，确保洗浴时水压稳定，合适的水量和水压使用者洗浴舒适，出水管上设有漏水孔，能实现自动进水、排水，避免室内积水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：智能洗浴护理机器人，包括辅助站立机构、搓澡机构、洗头机构和水循环系统；辅助站立机构包括水平驱动装置、垂直驱动装置和手臂支撑辅助装置，手臂支撑辅助装置上设有反馈信号手动按钮；搓澡机构包括背部搓澡装置、臀部搓澡装置和腿部搓澡装置，传动部分采用齿轮齿条机构，由伺服电机带动做往复运动进行搓澡；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，洗头定位机构包括传动箱体、电机一、电机二、减速机一、减速机二、齿轮一、齿轮二，连接轴、关节轴承、关节臂一、关节臂二、关节臂三和电动推杆；电机一转动带动齿轮二，通过齿轮副将运动传递到齿轮一，实现关节臂一的肩部回转，实现大臂的俯仰；电动推杆直线往复运动推动关节臂二运动从而控制关节臂二的俯仰角度；电机二转动带动关节臂三转动，实现小臂的俯仰运动；水循环系统包括进水管、出水管、冲洗管道，进水管与洗头机构的顶部相连，出水管铺设于臀部搓澡装置和腿部搓澡装置的下方，且出水管上设有漏水孔；背部搓澡装置后方的竖直方向上设有冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有冲洗管道二，冲洗管道一和冲洗管道二上均开设冲洗圆孔；进水管上设有水压传感器和水压阀，用于控制冲洗管道的水压和水流量。

优选的，洗头执行机构包括帽壳、搓头装置和洗头电机，共有四个搓头装置和四个洗头电机，四个电机独立运行并各自控制一个搓头装置，搓头装置包括导向孔、导杆、凸轮、弹簧和爪形搓头器，帽壳上设置了四个导向孔，用于安装导杆，洗头电机运行后带动凸轮，促使导杆有规律的向下运动；在导杆上套有弹簧，利用压缩时积累的能量实现导杆向上运动，从而使导杆有节奏的往复运动；导杆前部安装有弹簧板，弹簧板底部安装爪形搓头器，在导杆的往复运动下，弹簧板不断的变形舒张，即模仿人手按摩头部的动作；四个弹簧板下方的爪形搓头器几乎可以覆盖整个头部，并利用弹簧板不断地收缩变形有一定的按摩作用，整个洗头过程即可实现。

优选的，手臂支撑辅助装置包括腋窝放置处、防倾倒突起、手握处和加强固定架；且手握处设有防滑护套；水平驱动装置带动臀部搓澡装置水平方向运动，垂直驱动装置带动手臂支撑辅助装置垂直运动。

优选的，背部搓澡装置包括支架、导向杆、搓澡头机构和齿条；搓澡头机构利用支架被固定在座椅上，且支架给搓澡头提供上下运动的轨道；导向杆是连接搓澡头机构和支架的机构，导向杆两端的U型滑轮固定在导轨中；搓澡头机构通过其与支架之间的导向杆装配于支架上，搓澡头机构包括搓澡头、弹性V型杆和铰链；搓澡头通过V形弹性杆及铰链结构能够在搓澡的过程中与搓澡者的身体曲线相吻合，并且弹性V型杆通过弹性形变能够实现搓澡者在搓澡的过程中可以改变搓澡力度；固定在导向杆上的齿条与固定在座椅上的齿轮啮合并通过伺服电机驱动使搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

优选的，臀部搓澡装置包括导向杆、搓澡头机构、滑道和滑块，滑道是一个一边开口的四方槽，导向杆两端的滑块是一个四方的伺服滑块，滑道和滑块的设计使得使用者坐在臀部搓澡装置上更平稳。

优选的，腿部搓澡装置包括半圆形搓澡头、脚踏板、挡板和驱动装置；驱动装置包括轴承、梯形轴、伺服电机、锥齿轮和直齿轮；伺服电机通过锥齿轮带动梯形轴上的两个直齿轮转动，齿条通过与直齿轮的啮合带动半圆形搓澡头做上下运动，半圆形搓澡头上均布有硅胶凸头。

本发明的智能洗浴护理机器人的工作原理：首先使用者坐上后，进行洗头和腿部的搓澡。完成洗浴后伺服电机启动，通过丝杠的传动带动座位支架、靠背提升架、扶手和扶手提升架向上运动。与此同时另一台伺服电机启动通过横向丝杠的传动带动脚踏板、电动推杆和导向轮水平向后移动这就完成了对人体的辅助站立。对人体进行背部和臀部的搓澡，完成后丝杠反转机构回到初始位置。从智能洗浴护理机器人启动开始，使用者在洗浴的过程中，每隔30秒手动需按压一次反馈信号手动按钮，如超过30秒使用者未按动反馈信号手动按钮，带手动反馈功能的智能洗浴护理机器人每隔5秒（即第一次提示为启动时或上一次手动按压时算起的第35秒）提示使用者按压反馈信号手动按钮，提示2次之后（即第一次提示为启动时或上一次手动按压时算起的第40秒），还未收到手动按压信号，带手动反馈功能的智能洗浴护理机器人则发出警报，反馈使用者使用状态异常；同时带手动反馈功能的智能洗浴护理机器人紧急暂停，直至护理人员到达现场，排除使用者异常情况，解除警报后带手动反馈功能的智能洗浴护理机器人继续工作或重新启动工作。

本发明的智能洗浴护理机器人的有益效果：

1）本发明可完成对洗浴者洗浴时的辅助站立、腿部搓澡、臀部搓澡、背部搓澡、头部洗浴的功能，解放护理人员的双手，减轻护理的劳动强度和负担，大大提高了工作效率; 此外，手臂支撑辅助装置上设有反馈信号手动按钮，用于监控机器人正常/异常操作使用情况并监护生命体征情况，如使用者在洗浴过程中睡着、晕倒或休克等异常情况，未能及时按压反馈信号手动按钮，带手动反馈功能的智能洗浴护理机器人则发出警报，反馈使用者使用状态异常；如使用者自我感觉不适，也可以通过不按压反馈信号手动按钮，护理人员也可以收到异常信号及时到达现场救护。

2）辅助站立机构、背部搓澡装置、臀部搓澡装置和腿部搓澡装置等各个搓澡机构采用能够自动适应人体曲线的机械结构；

3）在为使用者洗头时，能准确定位使用者头部位置，实现自动定位、清洗头发。结合人机工程学，依据人体头部尺寸以及头发的特征并考虑使用者的舒适程度，帽壳上设置多个爪形搓头器，几乎可以覆盖整个头部，在导杆的往复运动下，弹簧板不断的变形舒张，即模仿人手抓洗头发和按摩头部的动作，以满足洗头的功能需求并有一定的按摩作用

4）进水管上设有水压传感器和水压阀，用于控制冲洗管道的水压和水流量，实时调控进水管水压和进水量，确保洗浴时水压稳定；出水管铺设于臀部搓澡装置和腿部搓澡装置的下方，且出水管上设有漏水孔，能实现自动进水、排水，避免室内积水。

5）背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有冲洗管道，且冲洗管道上设有冲洗圆孔，对使用者全身各部位进行冲洗。

附图说明

图1为本发明智能洗浴护理机器人的结构示意图。

图2为洗头定位机构的结构示意图。

图3传动箱体内的齿轮一和齿轮二的示意图。

图4为洗头执行机构的结构示意图。

图5为手臂支撑机构的结构示意图。

图6为背部搓澡装置的结构示意图。

图7为背部搓澡装置的另一个视角的结构示意图。

图8为臀部搓澡装置的结构示意图。

图9为臀部搓澡装置的另一个视角的结构示意图。

图10为腿部搓澡装置的结构示意图。

图11为腿部搓澡装置的另一个视角的结构示意图。

图中，1、辅助站立机构，21、手臂支撑辅助装置，211、腋窝放置处，212、防倾倒突起，213、手握处，214、加强固定架，215、防滑护套， 31、背部搓澡装置，311、支架，312、导向杆，313、搓澡头机构，314、齿条，315、U型滑轮，316、导轨，317、V形弹性杆，318、搓澡头，32、臀部搓澡装置，321、滑道，33、腿部搓澡装置，331、半圆形搓澡头，332、脚踏板，333、挡板，334、梯形轴，335、伺服电机，336、锥齿轮，337、直齿轮，338、轴承，339、硅胶凸头，41、洗头定位机构，42、洗头执行机构，411、电机一，412、减速机一，413、传动箱体，414、关节臂一，415、关节臂二，416、关节臂三，417、电动推杆，418、电机二，419、减速机二，420、连接轴，421、关节轴承，422、齿轮一，423、齿轮二，424、帽壳，425、洗头电机，426、爪形搓头器，427、洗头电机，428、凸轮，429、导杆，430、弹簧，5、水循环系统，51、进水管，52、出水管，53、分水管，54、冲洗管道一，55、水压传感器，56、水压阀，57、漏水孔，58、冲洗管道二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参照图1和图2和图3，本具体实施例的智能洗浴护理机器人，包括辅助站立机构、搓澡机构、洗头机构和水循环系统；辅助站立机构包括水平驱动装置、垂直驱动装置和手臂支撑辅助装置，手臂支撑辅助装置上设有反馈信号手动按钮；搓澡机构包括背部搓澡装置、臀部搓澡装置和腿部搓澡装置，传动部分采用齿轮齿条机构，由伺服电机带动做往复运动进行搓澡；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，洗头定位机构包括传动箱体、电机一、电机二、减速机一、减速机二、齿轮一、齿轮二，连接轴、关节轴承、关节臂一、关节臂二、关节臂三和电动推杆；电机一转动带动齿轮二，通过齿轮副将运动传递到齿轮一，实现关节臂一的肩部回转，实现大臂的俯仰；电动推杆直线往复运动推动关节臂二运动从而控制关节臂二的俯仰角度；电机二转动带动关节臂三转动，实现小臂的俯仰运动；水循环系统包括进水管、出水管、冲洗管道，进水管与洗头机构的顶部相连，出水管铺设于臀部搓澡装置和腿部搓澡装置的下方，且出水管上设有漏水孔；背部搓澡装置后方的竖直方向上设有冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有冲洗管道二，冲洗管道一和冲洗管道二上均开设冲洗圆孔；进水管上设有水压传感器和水压阀，用于控制冲洗管道的水压和水流量。

在一更佳的实施例中，请参照4，洗头执行机构包括帽壳、搓头装置和洗头电机，共有四个搓头装置和四个洗头电机，四个电机独立运行并各自控制一个搓头装置，搓头装置包括导向孔、导杆、凸轮、弹簧和爪形搓头器，帽壳上设置了四个导向孔，用于安装导杆，洗头电机运行后带动凸轮，促使导杆有规律的向下运动；在导杆上套有弹簧，利用压缩时积累的能量实现导杆向上运动，从而使导杆有节奏的往复运动；导杆前部安装有弹簧板，弹簧板底部安装爪形搓头器，在导杆的往复运动下，弹簧板不断的变形舒张，即模仿人手按摩头部的动作；四个弹簧板下方的爪形搓头器几乎可以覆盖整个头部，并利用弹簧板不断地收缩变形有一定的按摩作用，整个洗头过程即可实现。

在一更佳的实施例中，请参照图5，手臂支撑辅助装置包括腋窝放置处、防倾倒突起、手握处和加强固定架；且手握处设有防滑护套；水平驱动装置带动臀部搓澡装置水平方向运动，垂直驱动装置带动手臂支撑辅助装置垂直运动。

在一更佳的实施例中，请参照图6和图7，背部搓澡装置包括支架、导向杆、搓澡头机构和齿条；搓澡头机构利用支架被固定在座椅上，且支架给搓澡头提供上下运动的轨道；导向杆是连接搓澡头机构和支架的机构，导向杆两端的U型滑轮固定在导轨中；搓澡头机构通过其与支架之间的导向杆装配于支架上，搓澡头机构包括搓澡头、弹性V型杆和铰链；搓澡头通过V形弹性杆及铰链结构能够在搓澡的过程中与搓澡者的身体曲线相吻合，并且弹性V型杆通过弹性形变能够实现搓澡者在搓澡的过程中可以改变搓澡力度；固定在导向杆上的齿条与固定在座椅上的齿轮啮合并通过伺服电机驱动使搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

在一更佳的实施例中，请参照图8和图9，臀部搓澡装置包括导向杆、搓澡头机构、滑道和滑块，滑道是一个一边开口的四方槽，导向杆两端的滑块是一个四方的伺服滑块。

在一更佳的实施例中，请参照图10和图11，腿部搓澡装置包括半圆形搓澡头、脚踏板、挡板和驱动装置；驱动装置包括轴承、梯形轴、伺服电机、锥齿轮和直齿轮；伺服电机通过锥齿轮带动梯形轴上的两个直齿轮转动，齿条通过与直齿轮的啮合带动半圆形搓澡头做上下运动，半圆形搓澡头上均布有硅胶凸头。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本发明的构思和技术方案应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.智能洗浴护理机器人，其特征在于，包括辅助站立机构、搓澡机构、洗头机构和水循环系统；辅助站立机构包括水平驱动装置、垂直驱动装置和手臂支撑辅助装置，手臂支撑辅助装置上设有反馈信号手动按钮；搓澡机构包括背部搓澡装置、臀部搓澡装置和腿部搓澡装置，传动部分采用齿轮齿条机构，由伺服电机带动做往复运动进行搓澡；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，洗头定位机构包括传动箱体、电机一、电机二、减速机一、减速机二、齿轮一、齿轮二，连接轴、关节轴承、关节臂一、关节臂二、关节臂三和电动推杆；电机一转动带动齿轮二，通过齿轮副将运动传递到齿轮一，实现关节臂一的肩部回转，实现大臂的俯仰；电动推杆直线往复运动推动关节臂二运动从而控制关节臂二的俯仰角度；电机二转动带动关节臂三转动，实现小臂的俯仰运动；水循环系统包括进水管、出水管、冲洗管道，进水管与洗头机构的顶部相连，出水管铺设于臀部搓澡装置和腿部搓澡装置的下方，且出水管上设有漏水孔；背部搓澡装置后方的竖直方向上设有冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有冲洗管道二，冲洗管道一和冲洗管道二上均开设冲洗圆孔；进水管上设有水压传感器和水压阀，用于控制冲洗管道的水压和水流量。

2.根据权利要求1所述的智能洗浴护理机器人，其特征在于，洗头执行机构包括帽壳、搓头装置和洗头电机，共有四个搓头装置和四个洗头电机，四个电机独立运行并各自控制一个搓头装置，搓头装置包括导向孔、导杆、凸轮、弹簧和爪形搓头器，帽壳上设置了四个导向孔，用于安装导杆，洗头电机运行后带动凸轮，促使导杆有规律的向下运动；在导杆上套有弹簧，弹簧板底部安装爪形搓头器，在导杆的往复运动下，利用压缩时积累的能量实现导杆向上运动，从而使导杆有节奏的往复运动。

3.根据权利要求1所述的智能洗浴护理机器人，其特征在于，手臂支撑辅助装置包括腋窝放置处、防倾倒突起、手握处和加强固定架；且手握处设有防滑护套；水平驱动装置带动臀部搓澡装置水平方向运动，垂直驱动装置带动手臂支撑辅助装置垂直运动。

4.根据权利要求1所述的智能洗浴护理机器人，其特征在于，背部搓澡装置包括支架、导向杆、搓澡头机构和齿条；搓澡头机构利用支架被固定在座椅上，且支架给搓澡头提供上下运动的轨道；导向杆是连接搓澡头机构和支架的机构，导向杆两端的U型滑轮固定在导轨中；搓澡头机构通过其与支架之间的导向杆装配于支架上，搓澡头机构包括搓澡头、弹性V型杆和铰链；搓澡头通过V形弹性杆及铰链结构能够在搓澡的过程中与搓澡者的身体曲线相吻合，并且弹性V型杆通过弹性形变能够实现搓澡者在搓澡的过程中可以改变搓澡力度；固定在导向杆上的齿条与固定在座椅上的齿轮啮合并通过伺服电机驱动使搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

5.根据权利要求1所述的智能洗浴护理机器人，其特征在于，臀部搓澡装置包括导向杆、搓澡头机构、滑道和滑块，滑道是一个一边开口的四方槽，导向杆两端的滑块是一个四方的伺服滑块。

6.根据权利要求1所述的智能洗浴护理机器人，其特征在于，腿部搓澡装置包括半圆形搓澡头、脚踏板、挡板和驱动装置；驱动装置包括轴承、梯形轴、伺服电机、锥齿轮和直齿轮；伺服电机通过锥齿轮带动梯形轴上的两个直齿轮转动，齿条通过与直齿轮的啮合带动半圆形搓澡头做上下运动，半圆形搓澡头上均布有硅胶凸头。