CN109330445A - 一种全自动洗浴护理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动洗浴护理机器人，采用活动座椅式结构，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；背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，且喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，确保背部和臀部需要重点清洗的部位能清洗干净，且圆环形通道上的喷水孔喷出的水流细腻，喷洗到人体表面具有按摩的效果；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

一种全自动洗浴护理机器人

技术领域

本发明涉及护理设备，尤其涉及一种全自动洗浴护理机器人。

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，由于多采用一个花洒自上而下淋浴或冲洗，使用洗护机器人的使用者大部分都是行动不便或手脚活动不灵活的人，所以为了使全身得到冲洗并调整合适的冲洗方向以及舒适的水压和水量，往往在使用过程中仍需要护理人员在旁边全程协助才能完成整个洗浴过程，如需要护理人员协助翻身、协助调整淋浴头的高度、方向等位置，调整水压和水量等。

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，本发明的全自动洗浴护理机器人，采用活动座椅式结构，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；背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，且喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，确保背部和臀部需要重点清洗的部位能清洗干净，且圆环形通道上的喷水孔喷出的水流细腻，喷洗到人体表面具有按摩的效果；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：一种全自动洗浴护理机器人，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；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；背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，喷洗搓澡头为圆形结构，喷洗搓澡头内部设有不锈钢滤网，喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，背部搓澡装置后方的竖直方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道二；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，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；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，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，且支架给喷洗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，搓澡头机构包括喷洗搓澡头、弧形弹性条和铰链，喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动；喷洗搓澡头通过弧形弹性条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，并且弧形弹性条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喷洗搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

优选的，臀部搓澡装置包括弧形弹性条、导向杆、喷洗搓澡头、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；喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动。

优选的，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；

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，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。

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。

本发明的全自动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。

本发明的全自动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。背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，且喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，确保背部和臀部需要重点清洗的部位能清洗干净，且圆环形通道上的喷水孔喷出的水流细腻，喷洗到人体表面具有按摩的效果；喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动，起到搓洗和按摩作用。该全自动洗浴护理机器人不仅具有自动洗浴功能，还具有按摩保健功能。

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为本发明全自动洗浴护理机器人的结构示意图。

图2为背部搓澡装置的结构示意图。

图3为臀部搓澡装置的结构示意图。

图4为喷洗搓澡头的结构示意图。

图5为洗头定位机构的结构示意图。

图6为传动箱体内的齿轮一和齿轮二的示意图。

图7为洗头执行机构的结构示意图。

图8为手臂支撑机构的结构示意图。

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、喷洗搓澡头，314、齿条，315、U型滑轮，316、导轨，317、弧形弹性条， 318、圆形软挤压头，319、圆环形通道，32、臀部搓澡装置，321、滑道， 33、腿部搓澡装置， 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、图2、图3和图4，本具体实施例的一种全自动洗浴护理机器人，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；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；背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，喷洗搓澡头为圆形结构，喷洗搓澡头内部设有不锈钢滤网，喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，背部搓澡装置后方的竖直方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道二；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，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；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，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，且支架给喷洗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，搓澡头机构包括喷洗搓澡头、弧形弹性条和铰链，喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动；喷洗搓澡头通过弧形弹性条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，并且弧形弹性条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喷洗搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

在一更佳的实施例中，臀部搓澡装置包括弧形弹性条、导向杆、喷洗搓澡头、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；喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动。

请参照图5和图6，在一更佳的实施例中，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；

请参照图7，在一更佳的实施例中，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。

请参照图8，在一更佳的实施例中，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。

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)

1.一种全自动洗浴护理机器人，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；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；背部搓澡装置和臀部搓澡装置上均设有喷洗搓澡头，喷洗搓澡头为圆形结构，喷洗搓澡头内部设有不锈钢滤网，喷洗搓澡头上设有向外突出的4条相互平行的圆环形通道，每一条圆环形通道上均匀布置有喷水孔，背部搓澡装置后方的竖直方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道一，臀部搓澡装置下方的水平方向上设有与喷洗搓澡头相连通的冲洗管道二；洗头机构包括洗头定位机构和洗头执行机构，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；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所述的一种全自动洗浴护理机器人，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，且支架给喷洗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，搓澡头机构包括喷洗搓澡头、弧形弹性条和铰链，喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动；喷洗搓澡头通过弧形弹性条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，并且弧形弹性条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喷洗搓澡头装置沿着轨道做上下运动。

3.根据权利要求1所述的一种全自动洗浴护理机器人，其特征在于，臀部搓澡装置包括弧形弹性条、导向杆、喷洗搓澡头、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；喷洗搓澡头活动安装在弧形弹性条上，喷洗搓澡头可在弧形弹性条上旋转搓揉运动。

4.根据权利要求1所述的一种全自动洗浴护理机器人，其特征在于，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。

5.根据权利要求4所述的一种全自动洗浴护理机器人，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。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种全自动洗浴护理机器人，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。