CN110755238A - 一种助行机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种助行机器人，包括框架、支撑架、伸缩杆、调速握把、电动机、减速机、传动轴、传动带轮、万向轮、行走装置等，框架底板上固定了一个电动机，电动机的输出功率受一个调速握把控制，通过调速握把转动角度的大小改变电动机的转速，进而通过齿轮传动、带传动等将动力传递到机器人的行走装置的零部件。机器人后方安装有两个万向轮，没有动力驱动，依靠行走件带动后轮向前行进，人在使用时可利用小臂的力量支撑身体，使用者跟随机器人缓慢向前走，以达到助行的目的，同时该机器人也为使用者提供了一种可以休息的方式。

Description

一种助行机器人

技术领域

本发明涉及机械助行及助老领域，特别是涉及一种助行机器人。

背景技术

对于下肢行动不便、上肢功能健全的老人或者残疾人来说，助行架是一种非常重要助行机构。市场上常见的助行架有框式助行架和轮式助行架两种。框式助行架在行走过程中需要人自行抬起，对于老人来说比较费力，而且抬起的过程中容易发生危险。轮式助行架在行走过程中稳定性比较差，在遇到坡道时容易发生滑动，路面不平时也会产生颠簸。常见的前轮后腿式的助行架相对较好一些，但是也没有解决稳定性与省力的矛盾。传统的轮椅无法起到康复训练的效果。经过现有的技术检索发现，目前设计的助行机器人都是轮式的，而轮式的助行机器人都会有容易产生滑动的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是设计一种内置调速驱动装置，并且在不平坦路面也可以正常工作的助行机器人。

一种助行机器人，包括框架、支撑架、万向轮、伸缩杆、支撑垫、围栏、调速握把、曲柄、上摇杆、下摇杆、侧连杆、行走件、电池箱、带轮、主轴、螺钉锁紧挡圈、套筒、电动机、减速机、主动齿轮、传动齿轮、阶梯轴、深沟球轴承、螺钉紧固轴端挡圈、深沟球轴承、轴端挡圈、轴承密封环、底板、轴承座、翻板；主体为一个长方体的框架，框架的两侧对称设置两个支撑架，支撑架与框架通过螺栓连接，两个支撑架底部各安装有一个万向轮，支撑架上方为伸缩杆，两个伸缩杆之间用一根半圆形围栏连接，两伸缩杆上方各设置一支撑垫，用来支撑小臂，支撑垫的前端各装有一个调速握把，其中右侧的调速握把与电机连接，可对机器人进行调速；所述框架设置有一块底板，用来安装电机和电池箱，框架两侧前后各设置有两个对称的轴承座，前侧的两个轴承座之间贯穿一根主轴，两侧各用一个深沟球轴承与框架上的轴承座配合；所述主轴两端各设置有卡簧槽、键槽、定位孔，分别用来安装卡簧、平行键和带轮进行轴向固定，主轴中间安装一个传动齿轮；所述传动齿轮通过键连接和主轴装配，两侧用卡簧限制轴向运动，箱体内安装一个电动机，电动机位于主轴下方，电动机连接一个减速机，减速机连接一个主动齿轮，主动齿轮和传动齿轮啮合；所述带轮设置于主轴两侧，一侧用套筒轴向定位，另一侧用螺钉锁紧挡圈轴向固定，带轮的另一端通过键连接带动一个阶梯轴旋转，完成传动过程；所述阶梯轴一侧用螺钉紧固轴端挡圈配合螺钉将带轮固定，另一侧安装两个深沟球轴承，深沟球轴承安装在其对应的轴承座内，两轴承内、外圈分别用轴用、孔用弹性挡圈进行轴向固定，阶梯轴的顶端与行走装置通过异形孔连接，保证两者没有相对转动；所述行走装置包括曲柄、上摇杆、下摇杆、侧连杆和行走件，各杆件之间通过销轴和开口销连接构成铰接；阶梯轴的穿出端固定连接一个曲柄，框架前端设置一个上摇杆和下摇杆，曲柄和下摇杆分别活动铰接一个侧连杆，侧连杆和上摇杆分别活动铰接一个行走件。

优选地，上述行走件的底部设置脚垫，增加和地面的接触面积。行走件底部与脚垫之间通过销轴、开口销构成铰接。

优选地，上述支撑垫对小臂进行支撑，使支撑点与身体重心处于一个平面上。

优选地，上述调速握把为霍尔调速握把，通过改变调速握把的转动角度控制机器人前进的速度。

优选地，上述伸缩杆能够上下调节高度。

优选地，上述围栏与翻板为使用者提供了一个休息的位置。

本发明采用了调速握把设计了一种可以手动调节行动速度的助行机器人，行走时旋转调速握把即可自由控制机器人行进速度，不需要人推动，达到很好的省力效果，机器人前方设计的行走架采用步态行走结构，当在不平坦地面上运动时可跨越小型障碍，行走顺畅，适应性强。

箱体两侧行走架上的曲柄通过异型孔与主轴装配到一起，两曲柄始终保持平行反向的关系，保证电机驱动是不会产生转动，可完成完整的行走路线。

行走装置的行走件底部与地面设计成面接触，保证带动万向轮前进具有足够的摩擦力，机器人停靠在斜坡上时，可以产生自锁。

机器人外观采用半包围结构，在使用过程中使用者站立在机器人内部，两侧有挡板，从而保证了使用者的安全。

支撑部分的设计采用小臂支撑，有效地分担身体的重量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.扶手结构轻巧，可以自行调节不同高度；

2.机器人内部置有驱动装置，不需要人抬起或推动，达到省力目的；

3.扶手上装有霍尔调速握把，使用者可根据自身情况实时调整到自己需要的速度；

4.机器人前腿采用杆件行走的设计，对地面的状况自适应性强，且上坡更加安全；

5.机器人为半包围式且采用小臂支撑，可以增加使用者的安全感，有效分担身体重量。

附图说明

图1是本发明助行机器人的立体图；

图2是本发明助行机器人的传动装置图；

图3是本发明助行机器人的阶梯轴安装剖视图。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式详细阐述本发明；

如图1、图2、图3所示，一种助行机器人，所述机器人包括框架1、支撑架2、万向轮3、伸缩杆4、支撑垫5、围栏6、调速握把7、曲柄8、上摇杆9、下摇杆10、侧连杆11、行走件12、电池箱14、带轮15、主轴16、螺钉锁紧挡圈17、套筒18、电动机19、减速机20、主动齿轮21、传动齿轮22、阶梯轴23、深沟球轴承24、螺钉紧固轴端挡圈25、深沟球轴承26、轴端挡圈27、轴承密封环28、底板29、轴承座30、翻板31；

所述框架1的两侧对称设置两个支撑架2，支撑架2与框架1通过螺栓连接，两个支撑架2底部各安装有一个万向轮3，万向轮3与支撑架2之间通过螺栓连接，支撑架2上方为伸缩杆4，两个伸缩杆4之间用一根半圆形围栏6连接，两伸缩杆4上方各设置一支撑垫5，用来支撑小臂，支撑垫5的前端各装有一个调速握把，其中右侧的调速握7把与电动机19连接，通过旋转一定的角度可对机器人速度大小进行调节，框架1设置下方有一块底板29，用来安装电动机19和电池箱14，上方设置有一块翻板31，翻板31与框架1铰接，框架1两侧前后各设置有两个对称的轴承座30，前侧的两个轴承座30之间贯穿一根主轴16，两侧各用一个深沟球轴承26与框架1上的轴承座30配合；所述围栏6安装于两伸缩杆4之间，当使用者休息时可以将翻板31翻转180度，坐在翻板31上，身体倚靠在围栏6上；所述主轴16两端各设置有卡簧槽、键槽、定位孔，分别用来安装卡簧、平行键和带轮15进行轴向固定，主轴16中间安装一个传动齿轮22；所述传动齿轮22通过键连接和主轴16装配，两侧用卡簧限制轴向运动，底板29上安装一个电动机19，电动机19位于主轴16下方，电动机19连接一个减速机20，减速机20连接一个主动齿轮21，主动齿轮21和传动齿轮22啮合；所述带轮15设置于主轴16两侧，一侧用套筒18轴向定位，另一侧用螺钉锁紧挡圈17轴向固定，带轮15的另一端通过键连接带动一个阶梯轴23绕其轴线旋转，完成传动过程；所述阶梯轴23一侧用螺钉紧固轴端挡圈25配合螺钉将带轮15固定，另一侧安装两个深沟球轴承24，深沟球轴承24安装在其对应的轴承座内，两轴承内、外圈分别用轴用、孔用弹性挡圈进行轴向固定，阶梯轴23的顶端与行走装置通过异形孔连接，保证两者没有相对转动；所述行走装置包括曲柄8、上摇杆9、下摇杆10、侧连杆11和行走件12，各杆件之间通过销轴和开口销连接构成铰接，通过添加平垫圈降低磨损；阶梯轴23的穿出端固定连接曲柄8，框架前端设置一个上摇杆9和下摇杆10，曲柄8和下摇杆10分别活动铰接一个侧连杆11，侧连杆11和上摇杆9分别活动铰接一个行走件12。

优选地，上述行走件12的底部设置脚垫13，增加和地面的接触面积；行走件12底部与脚垫13之间通过平垫圈、销轴、开口销构成铰接。

优选地，上述支撑垫5对小臂进行支撑，使支撑点与身体重心处于一个平面上。

优选地，上述调速握把7为霍尔调速握把，通过改变调速握把的转动角度控制机器人前进的速度。

优选地，上述伸缩杆4能够上下调节高度。

优选地，上述围栏6与翻板31为使用者提供了一个休息的位置。

本发明的助行机器人使用时相当简便，人站立于框架1之间，身体立于伸缩杆4与支撑架2内侧，调节伸缩杆4使小臂弯曲至垂直于身体且恰好能放置于支撑垫5上，两手紧握握把7，用小臂的力量分担身体的重量，需要前进时，右手转动调速握把7至一定角度，然后电动机19开始工作，通过减速机20减速，传动齿轮21带动从动齿轮22旋转，进而带动主轴16旋转，主轴16将扭矩传递至两端的带轮15上，再由带轮15将动力传递至阶梯轴23，带动阶梯轴23绕轴线转动，接着与阶梯轴23通过异形孔连接的曲柄8做周期性转动，通过侧连杆11带动行走件12做规律性运动，通过行走件12底端的脚垫13与地面的摩擦带动机器人向前行走动作，框架1右侧曲柄与左侧曲柄平行且方向相反，在作周期性运动时，两侧行走件12总会有至少一个接触地面，保证了机器人的持续不间断前进，机器人的行进速度完全由调速握把7转动的角度控制。

当需要转弯时，只需松开调速握把7，使用者手握握把，利用万向轮3的转动即可完成整个机器人的转向动作。转弯结束后，需要继续行走只需重复上述步骤即可。当使用者需要休息时，松开调速握把7使机器人停止运动，然后将翻板31向后翻转180度，使用者可坐在翻板31上，背部倚靠在围栏6上。

本发明助行机器人行走机构舍弃了滚轮，当需要在斜坡时停止运动时，机器人可以借助行走装置的底部的脚垫13与地面接触的摩擦产生自锁，防止机器人整体下滑的危险，并且在行走过程中遇到小型路障，机器人前腿杆件可轻易跨越路障，对地面的适应能力更强。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种助行机器人，其特征在于包括框架、支撑架、万向轮、伸缩杆、支撑垫、围栏、调速握把、曲柄、上摇杆、下摇杆、侧连杆、行走件、电池箱、带轮、主轴、螺钉锁紧挡圈、套筒、电动机、减速机、主动齿轮、传动齿轮、阶梯轴、深沟球轴承、螺钉紧固轴端挡圈、深沟球轴承、轴端挡圈、轴承密封环、底板、轴承座、翻板；所述框架的两侧对称设置两个支撑架，支撑架与框架通过螺栓连接，两个支撑架底部各安装有一个万向轮，万向轮与支撑架之间通过螺栓连接，支撑架上方为伸缩杆，两个伸缩杆之间用一根半圆形围栏连接，两伸缩杆上方各设置一支撑垫，用来支撑小臂，支撑垫的前端各装有一个调速握把，其中右侧的调速侧握把与电动机连接，通过旋转一定的角度对机器人速度大小进行调节，框架设置下方有一块底板，用来安装电动机和电池箱，上方设置有一块翻板，翻板与框架铰接，框架两侧前后各设置有两个对称的轴承座，前侧的两个轴承座之间贯穿一根主轴，两侧各用一个深沟球轴承与框架上的轴承座配合；所述围栏安装于两伸缩杆之间，当使用者休息时将翻板翻转度，坐在翻板上，身体倚靠在围栏上；所述主轴两端各设置有卡簧槽、键槽、定位孔，分别用来安装卡簧、平行键和带轮进行轴向固定，主轴中间安装一个传动齿轮；所述传动齿轮通过键连接和主轴装配，两侧用卡簧限制轴向运动，底板上安装一个电动机，电动机位于主轴下方，电动机连接一个减速机，减速机连接一个主动齿轮，主动齿轮和传动齿轮啮合；所述带轮设置于主轴两侧，一侧用套筒轴向定位，另一侧用螺钉锁紧挡圈轴向固定，带轮的另一端通过键连接带动一个阶梯轴绕其轴线旋转，完成传动过程；所述阶梯轴一侧用螺钉紧固轴端挡圈配合螺钉将带轮固定，另一侧安装两个深沟球轴承，深沟球轴承安装在其对应的轴承座内，两轴承内、外圈分别用轴用、孔用弹性挡圈进行轴向固定，阶梯轴的顶端与行走装置通过异形孔连接，保证两者没有相对转动；所述行走装置包括曲柄、上摇杆、下摇杆、侧连杆和行走件，各杆件之间通过销轴和开口销连接构成铰接，通过添加平垫圈降低磨损；阶梯轴的穿出端固定连接曲柄，框架前端设置一个上摇杆和下摇杆，曲柄和下摇杆分别活动铰接一个侧连杆，侧连杆和上摇杆分别活动铰接一个行走件。

2.根据权利要求1所述的一种助行机器人，其特征在于所述行走件的底部设置脚垫，增加和地面的接触面积；行走件底部与脚垫13之间通过平垫圈、销轴、开口销构成铰接。

3.根据权利要求1所述的一种助行机器人，其特征在于所述调速握把为霍尔调速握把，通过改变调速握把的转动角度控制机器人前进的速度。

4.根据权利要求1所述的一种助行机器人，其特征在于所述伸缩杆能够上下调节支撑垫的高度。

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