CN110916941B - 一种固定坐姿的转乘护理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固定坐姿的转乘护理机器人，其包括基座、整体抬升机构、升降机构、托脚抬腿机构、支撑护腰机构和可伸缩坐垫机构；基座和整体抬升机构通过升降机构移动连接；托脚抬腿机构设置为托脚板，能够在基座外筒的纵向间隙上下移动；支撑护腰装置设置在整体抬升机构上方，能够在水平方向上前后伸缩；可伸缩坐垫机构嵌入在整体抬升机构的内筒的下端，能够随整体抬升机构在竖直方向上下移动，且能够在水平方向上前后伸缩。本发明在转运过程中能够保持人体姿态不变，最小程度上减小在转运过程中对人体的影响，实现不同空间位置的转运和换乘。

Description

一种固定坐姿的转乘护理机器人

技术领域

本发明属于护理类机器人技术领域，具体涉及一种用于老年人家庭、养老机构、医疗机构的固定坐姿的转乘护理机器人。

背景技术

随着老龄化日趋严峻，对于康养辅具类的助老产品的需求也不断增加，养老康养辅具类产品也不断涌现。出现的康养助老产品功能有辅助起床、辅助如厕、辅助洗浴等。由于老年人身体机能随着年龄的增加而不断退化，缺乏运动能力，老年人在轮椅、床、卫生间之间的转移也成了一大问题。人工转移搬运老年人不仅对于搬运人员是一种负担而且会对老人身体造成不必要的损伤。

国内外现已研发出许多种类的转运护理机器人，现有的转运护理机器人多是需要先改变坐姿或者身体姿态然后换乘到机器人上，在转运过程中都需要在一定程度上改变人体姿态，在这个过程中对于身体机能较差的老人将会有一定的身体负担，对身体造成不必要的影响。至今并未出现一种在转运过程不改变人体姿态的转运护理机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现在转运过程中不改变人的身体姿态的转乘护理机器人。

本发明是这样实现的：

一种固定坐姿的转乘护理机器人，其包括基座、整体抬升机构、升降机构、托脚抬腿机构、支撑护腰机构和可伸缩坐垫机构；所述基座包括L型框架和设置在所述基座底部的底盘，所述L型框架包括两个对称设置的外筒和设置在所述L型框架前端的抵抗翻转力矩的长腿支脚，所述外筒内部中空，两个所述外筒中间设置为放腿空间，两个所述外筒的内侧面上设置有纵向间隙，用于设置所述托脚抬腿机构，所述底盘为麦克纳姆轮底盘并设置有万向轮，用于实现机器人的全向移动；所述整体抬升机构为底部开口且两侧对称设置有内筒的框架式结构，所述内筒内部中空；所述基座和所述整体抬升机构通过所述升降机构移动连接，所述升降机构的第一端嵌入所述整体抬升机构的内筒中，所述升降机构的第二端嵌入所述基座的外筒中；所述托脚抬腿机构设置为托脚板，所述托脚板能够在所述基座的外筒间隙上下移动；所述支撑护腰装置设置在所述整体抬升机构上方，能够在水平方向上前后伸缩，所述支撑护腰装置包括支撑护腰环和支撑扶手，所述支撑护腰环采用半圆弧圆柱形，且能够水平转动；所述可伸缩坐垫机构嵌入在所述整体抬升机构的内筒的下端，所述可伸缩坐垫机构能够随所述整体抬升机构在竖直方向上下移动，且能够在水平方向上前后伸缩，所述可伸缩坐垫机构底部对称设置有伸缩坐垫。

优选的，所述升降机构的第一端设置有第一导轨和第一导轨滑块；所述升降机构的第二端设置有电推缸、第一铰支座和第二铰支座，所述第一铰支座的第一端通过螺栓固定连接在所述整体抬升机构的内筒上，所述第一铰支座的第二端与所述电推缸的第一端铰接，所述第二铰支座的第一端与所述所述电推缸的第二端铰接，所述第二铰支座的第二端与所述基座的外筒通过螺栓固定连接；所述电推缸能够驱动所述整体抬升机构的升降，所述第一导轨和所述第一导轨滑块在所述整体抬升机构的升降过程中起导向作用。

优选的，所述可伸缩坐垫机构包括伸缩连接件和坐垫部件，所述伸缩连接件的第一端设置有第二导轨和第二导轨滑块，所述伸缩连接件的第二端设置有丝杠和电机，所述丝杠和所述电机驱动所述可伸缩坐垫机构在水平方向上前后伸缩，所述第二导轨和第二导轨滑块在所述可伸缩坐垫机构的伸缩过程中起导向作用。

优选的，所述坐垫部件的下端设置有伸缩坐垫，所述伸缩坐垫的第一端的连接设置有第三导轨和第三导轨滑块，所述伸缩坐垫的第二端设置有齿轮和齿条，所述伸缩坐垫通过电机驱动所述齿轮在所述齿条上啮合移动实现伸出缩回，所述第三导轨和第三导轨滑块在所述伸缩坐垫的伸出缩回过程中起导向作用。

本发明的效果如下：

本发明提供的固定坐姿的转乘护理机器人在转运过程中能够保持人体姿态不改变，最小程度上减小在转运过程中对人体的影响，用于老年人家庭、养老机构、医疗机构等地方，实现人的上床、离床、乘坐轮椅、如厕、洗浴等，实现不同空间位置的转运和换乘。

附图说明

图1是本发明初始状态的整体结构轴测图；

图2是本发明转运时工作状态的整体结构轴测图；

图3是本发明整体抬升机构的一种驱动方案示意图；

图4是本发明可伸缩坐垫机构的一种驱动方案示意图；以及

图5是本发明整体伸缩坐垫机构的一种整体伸缩驱动方案示意图。

图中：

1—支撑护腰装置，2—整体抬升机构，3—可伸缩坐垫机构，4—基座，5—升降机构，6—托脚抬腿机构，11—支撑扶手，12—支撑护腰环，21—内筒，31—伸缩坐垫，41—外筒，401—第一导轨滑块，402—第一导轨，403—第一铰支座，404—电推缸，405—第二铰支座，201—第二导轨滑块，202—第一轴承座，203—电机，204—丝杠螺母，205—第二导轨，206—第二轴承座，207—丝杠，601—第三导轨，602—第三导轨滑块，603—齿轮，604—齿条。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1～图5所示，一种固定坐姿的转乘护理机器人，包括基座4、整体抬升机构2、升降机构5、托脚抬腿机构6、设置在整体抬升机构2上的支撑护腰装置1和设置在整体抬升机构2上的可伸缩坐垫机构3。

基座4包括L型框架和设置在基座底部的底盘，L型框架包括两个对称设置的外筒41和设置在L型框架前端的抵抗翻转力矩的长腿支脚，两个外筒中间设置为放腿空间，升降机构的第二端嵌入外筒中，外筒41上有由螺栓固定的第二铰支座405，第二铰支座405与电推缸404铰接，通过电推缸404驱动整体抬升机构2的升降。外筒41上设置有纵向间隙用于设置托脚抬腿机构6，托脚抬腿机构6与外筒41之间通过导轨滑块构成移动连接，实现托脚抬腿机构6的升降移动。底盘设置为麦克纳姆轮底盘，麦克纳姆轮底盘与基座4的框架由螺栓固定连接。底盘四周设置有万向轮，万向轮与基座4之间通过螺栓固定连接，实现机器人整体的全向移动。

整体抬升机构2为框架式左右对称结构，两侧对称设置有两个内筒21，升降机构的第一端嵌入到内筒21中，升降机构的第一端上设置有第一导轨402，通过第一导轨滑块401与升降机构的第二端构成升降移动连接，内筒21上设置有与电推缸404铰接的第一铰支座403，第一铰支座403由螺栓与内筒21固定连接。整体抬升机构2前端设置有对称的可伸缩坐垫机构3，整体抬升机构2上方设置有可水平移动的支撑护腰装置1，整体抬升机构2与支撑护腰装置1和可伸缩坐垫机构3之间构成移动连接处都安装有导轨。

托脚抬腿机构6为设置在基座4下方的托脚板，该托脚板两侧为窄边结构，能够伸入外筒41的纵向间隙，在基座4内部通过导轨滑块构成移动连接，通过丝杠电机驱动，实现托脚板的上下升降运动，实现托脚抬腿的功能。

支撑护腰装置1设置在整体抬升机构2上方，能够在水平方向上移动，支撑护腰装置1内部通过导轨滑块与整体抬升机构2构成移动连接。支撑护腰装置包括支撑护腰环12和支撑扶手11，支撑护腰环12为柔软材质半圆弧圆柱形，支撑护腰环12在支撑护腰装置上为转动副固定安装，能够实现转动，起到支撑护腰的功能。

设置在整体抬升机构2前端的可伸缩坐垫机构3可跟随整体抬升机构2在竖直方向上下移动，并且能够在水平方向上伸缩。可伸缩坐垫机构包括伸缩连接件和坐垫部件，伸缩连接件的第一端设置有第二导轨205和第二导轨滑块201，伸缩连接件的第二端设置有丝杠207和电机203，可伸缩坐垫机构在丝杠207和电机203的驱动下实现水平方向的前后伸出和缩回。第一轴承座202、第二轴承座206分别通过螺钉固定在整体抬升机构2上，用于支撑丝杠207，丝杠螺母204套在丝杠207上并通过螺钉与可伸缩坐垫机构3固定连接实现通过丝杠螺母204带动可伸缩坐垫机构3的伸缩。第二导轨205和第二导轨滑块201在可伸缩坐垫机构3的伸缩过程中起导向作用。坐垫部件的下端设置有伸缩坐垫31，伸缩坐垫31的第一端的连接设置有第三导轨601和第三导轨滑块602。伸缩坐垫31的伸出缩回采用齿轮齿条机构，齿轮603安装在伸缩坐垫31第二端的端部，齿条604安装在伸缩坐垫31第二端的下表面，通过电机驱动齿轮603和齿条604啮合从而实现伸缩坐垫31的伸出缩回，第三导轨601和第三导轨滑块602在伸缩坐垫的伸出缩回过程中起导向作用。

本发明的工作过程为：人坐在床边上，护理机器人正中间对准人体向前运行，使得支撑护腰环和可伸缩坐垫机构能够在身体两侧。护理机器人运行到人体正前方后人将双脚踩到托脚板上，这时支撑护腰环转动，将人体上半身环绕包围，使人体上半身能够得到保护和支撑，之后托脚板升起将人体的腿抬起，使人体的大腿与床之间有一定的空间可以使得伸缩坐垫从侧面进入，进入之后可伸缩坐垫机构再向前伸出使得人体臀部大部分坐到伸缩坐垫上，最后整体抬升机构升起，将人体抬升，最终实现人体的转乘。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种固定坐姿的转乘护理机器人，其特征在于，其包括基座、整体抬升机构、升降机构、托脚抬腿机构、支撑护腰机构和可伸缩坐垫机构；

所述基座包括L型框架和设置在所述基座底部的底盘，所述L型框架包括两个对称设置的外筒和设置在所述L型框架前端的抵抗翻转力矩的长腿支脚，所述外筒内部中空，两个所述外筒中间设置为放腿空间，两个所述外筒的内侧面上设置有纵向间隙，用于设置所述托脚抬腿机构，所述底盘为麦克纳姆轮底盘并设置有万向轮，用于实现机器人的全向移动；

所述整体抬升机构为底部开口且两侧对称设置有内筒的框架式结构，所述内筒内部中空；

所述基座和所述整体抬升机构通过所述升降机构移动连接，所述升降机构的第一端嵌入所述整体抬升机构的内筒中，所述升降机构的第二端嵌入所述基座的外筒中；

所述托脚抬腿机构设置为托脚板，所述托脚板能够在所述基座的外筒间隙上下移动；

所述支撑护腰装置设置在所述整体抬升机构上方，能够在水平方向上前后伸缩，所述支撑护腰装置包括支撑护腰环和支撑扶手，所述支撑护腰环采用半圆弧圆柱形，且能够水平转动；

所述可伸缩坐垫机构嵌入在所述整体抬升机构的内筒的下端，所述可伸缩坐垫机构能够随所述整体抬升机构在竖直方向上下移动，且能够在水平方向上前后伸缩，所述可伸缩坐垫机构底部对称设置有伸缩坐垫；

所述升降机构的第一端设置有第一导轨和第一导轨滑块；所述升降机构的第二端设置有电推缸、第一铰支座和第二铰支座，所述第一铰支座的第一端通过螺栓固定连接在所述整体抬升机构的内筒上，所述第一铰支座的第二端与所述电推缸的第一端铰接，所述第二铰支座的第一端与所述所述电推缸的第二端铰接，所述第二铰支座的第二端与所述基座的外筒通过螺栓固定连接；所述电推缸能够驱动所述整体抬升机构的升降，所述第一导轨和所述第一导轨滑块在所述整体抬升机构的升降过程中起导向作用。

2.根据权利要求1所述的固定坐姿的转乘护理机器人，其特征在于，所述可伸缩坐垫机构包括伸缩连接件和坐垫部件，所述伸缩连接件的第一端设置有第二导轨和第二导轨滑块，所述伸缩连接件的第二端设置有丝杠和电机，所述丝杠和所述电机驱动所述可伸缩坐垫机构在水平方向上前后伸缩，所述第二导轨和第二导轨滑块在所述可伸缩坐垫机构的伸缩过程中起导向作用。

3.根据权利要求2所述的固定坐姿的转乘护理机器人，其特征在于，所述坐垫部件的下端设置有伸缩坐垫，所述伸缩坐垫的第一端的连接设置有第三导轨和第三导轨滑块，所述伸缩坐垫的第二端设置有齿轮和齿条，所述伸缩坐垫通过电机驱动所述齿轮在所述齿条上啮合移动实现伸出缩回，所述第三导轨和第三导轨滑块在所述伸缩坐垫的伸出缩回过程中起导向作用。

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