CN111150571A - 智能载人机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能载人机器人，包括承载底盘、安装在承载底盘上的行车轮、与承载底盘前部铰接并可抵持于承载底盘后部的座垫支架、与座垫支架铰接的承腿支架以及与座垫支架铰接的靠背支架；承载底盘与座垫支架之间连接有第一伸缩件，座垫支架与承腿支架之间连接有第二伸缩件，座垫支架与靠背支架之间连接有第三伸缩件。其中：座垫支架通过第一伸缩件推动相对承载底盘在平向角度与竖向角度之间转动；承腿支架通过第二伸缩件推动相对座垫支架在腿部弯曲角度与腿部伸直角度之间转动；靠背支架通过第三伸缩件推动相对座垫支架在腰部直立角度与腰部平躺角度之间转动。本发明的智能载人机器人能够给用户提供坐、立或躺的身体姿态角度。

Description

智能载人机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种具有可坐、可立和可躺功能的智能载人机器人。

背景技术

年老体弱者或下肢运动障碍患者通常依赖轮椅代步，从而能够参与到户外活动中。若使用者长期坐在轮椅上，而不加以腿部的康复训练，容易导致双腿血液循环不畅，甚至肌肉萎缩坏死，直至完全丧失行走能力。经医学研究实践证明，使用者在早期的康复训练护理中，通过坐位训练、站立训练、步行训练，有利于逐渐恢复肌体丧失的功能，相应减少肌肉萎缩与关节痉挛出现的情况，有助于帮助使用者早日康复。

而现有轮椅功能单一，使用者只能久坐于轮椅上，不方便于使用者将身体挺直或处于站立状态，难以达到较理想的康复效果。因此研发一种具有可坐、可立和可躺功能的智能载人机器人，在医疗康复器械领域具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有可坐、可立和可躺功能的智能载人机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能载人机器人，包括承载底盘、安装在承载底盘上的行车轮、与所述承载底盘前部铰接并可抵持于承载底盘后部的座垫支架、与所述座垫支架铰接的承腿支架以及与所述座垫支架铰接的靠背支架；所述承载底盘与座垫支架之间连接有第一伸缩件，所述座垫支架与承腿支架之间连接有第二伸缩件，所述座垫支架与靠背支架之间连接有第三伸缩件。

相较于现有技术本发明具有如下有益效果：本发明的智能载人机器人通过第一伸缩件，能够使得座垫支架相对承载底盘在平向角度与竖向角度之间转动；通过第二伸缩件，能够使得承腿支架相对座垫支架在腿部弯曲角度与腿部伸直角度之间转动；通过第三伸缩件，能够使得靠背支架相对座垫支架在腰部直立角度与腰部平躺角度之间转动。使用者或护理人员可根据实际需求，调节各个伸缩件的伸缩状态并相互协调配合，给使用者提供坐、立或躺的身体姿态角度，有助于使用者康复训练。

优选的，所述承载底盘的前部设有向上延伸的第一延展件，所述座垫支架的前端部与第一延展件铰接；所述承载底盘的后部设有向上延伸的第二延展件，所述座垫支架的后端部可抵持在第二延展件上。

优选的，所述座垫支架的后端部铰接有第一连杆，所述第一延展件铰接有第二连杆，所述第一连杆和第二连杆通过销轴铰接。

优选的，所述第一延展件包括立杆和用以支撑所述立杆的加固杆。

优选的，所述承载底盘设有向下延伸的第三延展件，所述第一伸缩件的一端与第三延展件铰接，第一伸缩件的另一端与座垫支架铰接。

优选的，所述承载底盘包括第一承载支架和安装在第一承载支架上的第二承载支架，所述行车轮安装在所述第一承载支架上，所述座垫支架、承腿支架和靠背支架安装在所述第二承载支架上；所述第一伸缩件的一端与第二承载支架铰接，第一伸缩件的另一端与座垫支架铰接。

优选的，所述第一承载支架和第二承载支架之间连接有上下方向伸缩的第四伸缩件。

优选的，所述第一承载支架设有向下延伸的第四延展件，所述第二承载支架设有加强固定架，所述第四伸缩件的一端与第四延展件固定连接，第四伸缩件的另一端与加强固定架固定连接。

优选的，所述第二承载支架可拆卸地连接于第一承载支架。

优选的，所述承腿支架包括与座垫支架铰接的腿部托架、与腿部托架固定连接的脚踏板，所述第二伸缩件的一端与座垫支架铰接，第二伸缩件的另一端与腿部托架铰接。

优选的，所述脚踏板设有可抵持于地面的辅助轮。

优选的，所述靠背支架铰接于座垫支架的后端部，所述第三伸缩件的一端与座垫支架铰接，第三伸缩件的另一端与靠背支架铰接。

优选的，所述座垫支架与靠背支架之间连接有用于配合所述第三伸缩件支撑靠背支架相对座垫支架转动状态的气弹簧。

优选的，所述气弹簧的数量为两个，两个所述气弹簧分别位于所述第三伸缩件的左侧和右侧。

优选的，所述靠背支架设有扶手，该扶手可上下滑动地连接于靠背支架。

优选的，该智能载人机器人包括控制器，所述第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件均与所述控制器连接，所述第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件均采用为电动推杆。

优选的，所述行车轮包括安装在承载底盘上的前轮和后轮，所述前轮和后轮的数量各为两个，所述后轮为驱动轮，所述前轮从动于后轮。

优选的，所述行车轮包括安装在承载底盘中部的两个驱动轮，安装在承载底盘前部的两个前万向轮、安装在承载底盘后部的两个后万向轮。

优选的，该智能载人机器人包括与所述控制器连接的手控操控器，所述手控操控器设有用以分别控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的单控制按钮。

优选的，该智能载人机器人包括与所述控制器连接的手控操控器，所述手控操控器设有用以同时控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的总控按钮。

附图说明

图1为本发明实施例一中智能载人机器人的前视立体示意图；

图2为图1中智能载人机器人的后视立体示意图；

图3为实施例一中承载底盘的立体示意图；

图4为实施例一中智能载人机器人处于用户坐立姿态的示意图，该附图中隐藏了左侧的前轮和后轮；

图5为实施例一中电器盒的立体示意图；

图6为实施例一中座垫支架与承腿支架的连接示意图；

图7为实施例一中座垫支架与靠背支架的连接示意图；

图8为实施例一中座垫支架、承腿支架及靠背支架的连接示意图；

图9为实施例一中智能载人机器人处于用户平躺姿态的示意图；

图10为实施例一中智能载人机器人处于用户站立姿态的示意图；

图11为实施例二中智能载人机器人的立体示意图；

图12为实施例二中承载底盘的立体示意图；

图13为实施例二中承载底盘的第一承载支架、第四伸缩件及第二承载支架的安装示意图；

图14为实施例二中智能载人机器人处于用户站立姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态；

图15为实施例二中智能载人机器人处于用户坐立姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态；

图16为实施例二中智能载人机器人处于用户平躺姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态；

图17为实施例三中智能载人机器人的立体示意图；

图18为实施例三中行车轮与第一承载支架的连接示意图；

图19为实施例三中智能载人机器人处于用户站立姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态；

图20为实施例三中智能载人机器人处于用户坐立姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态；

图21为实施例三中智能载人机器人处于用户平躺姿态的示意图，第四伸缩件处于伸展状态。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，而非对本发明的保护范围限制。术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于简化文字描述以区别于类似的对象，而不能理解为特定的次序间的先后关系。

实施例一

本实施例中，有关方向的 “前”是指承腿支架4相对座垫支架3的方向， “后”是指靠背支架5相对座垫支架3的方向。

参阅图1及图2，本实施例提供了一种智能载人机器人，包括承载底盘1、安装在承载底盘1上的前轮21和后轮22、与承载底盘前部铰接并可抵持于承载底盘后部的座垫支架3、与座垫支架3铰接的承腿支架4、与座垫支架3铰接的靠背支架5、安装在承载底盘1上的用以安装控制器23和电池24的电器盒2。承载底盘1、座垫支架3、承腿支架4和靠背支架5均采用金属材料或合金材料制作而成。前轮21和后轮22组成智能载人机器人的行车轮。其中：后轮22为驱动轮，并受控于控制器23，前轮21从动于后轮22转动。前轮21和后轮22的数量各为两个。智能载人机器人通过两个后轮22的差速转动实现转向。

参阅图3及图4，本实施例中，承载底盘1包括左承载横杆11和右承载横杆12、安装在左承载横杆11和右承载横杆12之间的第一纵向梁13、第二纵向梁14和第三纵向梁15。第一纵向梁13位于承载底盘1的前部，第二纵向梁14位于承载底盘1的中部，第三纵向梁15位于承载底盘1的后部。两个前轮21分别安装在左承载横杆11和右承载横杆12的前部，两个后轮22分别安装在左承载横杆11和右承载横杆12的后部。

左承载横杆11和右承载横杆12均设有向上延伸的第一延展件16。两个第一延展件16均位于承载底盘1的前部，且处于同一纵向方向。每一第一延展件16固定连接有铰接销套10。座垫支架3的前端部通过销轴与两个铰接销套10铰接。该处的铰接点定义为座垫支架第一铰接点31，座垫支架3可围绕座垫支架第一铰接点31相对承载底盘1转动。每一第一延展件16包括立杆161和用以支撑立杆161的加固杆162。铰接销套10与立杆161固定连接，加固杆162能够进一步增加立杆161的结构强度，以提高第一延展件16的结构稳定性。加固杆162可根据设计需求支撑在立杆161的前侧和/或后侧。两个第一延展件16之间可通过一加固梁固定连接，使得两个第一延展件16构成为一个相固定的整体结构的铰接支架。

位于承载底盘后部的第三纵向梁15设有向上延伸的第二延展件17。座垫支架3的前端部与第一延展件16铰接，座垫支架3的后端部可抵持在第二延展件17上。第二延展件17包括两个竖向杆171和一个纵向杆172。纵向杆172的两端分别与两个竖向杆171固定连接。两个竖向杆171的顶端均设有一个用以支撑座垫支架3的座托173。该座托173采用橡塑材质，可以避免座垫支架3与两个竖向杆171的接触部分的涂色层产生划痕。座托173的高度与座垫支架第一铰接点31的高度基本齐平，当座垫支架3的后部支承于第二延展件17的两个竖向杆171时，使得座垫支架3能够给用户提供较为理想的用户坐姿角度，以提高用户的坐姿舒适度。当然在其他实施方式中，座托173亦可替换为弹性缓冲件。

承载底盘1与座垫支架3之间连接有第一伸缩件30。第一伸缩件30的一端与承载底盘1铰接，第一伸缩件30的另一端与座垫支架3铰接。第一伸缩件30通过信号线与控制器23连接，并受控于控制器23。第一伸缩件30呈伸展状态时，推动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31相对承载底盘1转动，座垫支架3的后部远离于第二延展件17，使得座垫支架3处于竖向角度；第一伸缩件30呈收缩状态时，拉动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31相对承载底盘1反向转动，座垫支架3的后部抵持在第二延展件17的两个竖向杆171上，使得座垫支架3处于平向角度。第一伸缩件30能够使得座垫支架3相对承载底盘1在平向角度与竖向角度之间转动。座垫支架3相对承载底盘1处于平向角度时，能够方便于用户可坐立或平躺于座垫支架3上；座垫支架3相对承载底盘1处于竖向角度时，方便于用户处于站立姿态并可倚靠在座垫支架3上。第一伸缩件30采用为电动推杆。需要说明的是：在其他技术方案中，任何能够推动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31相对承载底盘1转动的伸缩结构或伸缩装置都属于电动推杆的等同替换。

座垫支架3的后端部铰接有第一连杆34，第一连杆34朝向座垫支架3的下方。第一延展件16的立杆161铰接有第二连杆163，第二连杆163朝向第一延展件16的后方。第一连杆34和第二连杆163通过销轴铰接。座垫支架3、第一连杆34、第二连杆163和第一延展件16构成平面四连杆机构。其中：第一延展件16构成平面四连杆机构的机架，座垫支架3和第二连杆163相应构成连架杆，第一连杆34相应构成连杆。座垫支架3通过第一伸缩件30推动进而围绕座垫支架第一铰接点31转动，并相对承载底盘1处于竖向角度时，第一连杆34和第二连杆163之间的夹角变大（如图1所示），以辅助第一伸缩件30共同顶持座垫支架3，提高座垫支架3在竖向角度状态下的结构稳定性，相应增加用户在站立姿态时的安全性。该平面四连杆机构为两组，两组平面四连杆机构分别位于智能载人机器人的左侧和右侧。两组平面四连杆机构的两个第二连杆163之间连接有连杆机构纵向杆164。连杆机构纵向杆164不仅可以提高两组平面四连杆机构之间的结构稳定性，还能够使得两组平面四连杆机构保持同步联动。

承载底盘1设有向下延伸的第三延展件18。第三延展件18具有纵向支撑梁181、分别弯折于纵向支撑梁181两端的左弯折杆182和右弯折杆183、两端分别连接纵向支撑梁181与第一纵向梁13的斜向支撑杆184。左弯折杆182与左承载横杆11固定连接，右弯折杆183与右承载横杆12固定连接。第一伸缩件30的一端与纵向支撑梁181铰接，第一伸缩件30的另一端与座垫支架3的中部铰接。左弯折杆182和右弯折杆183的竖向长度主要取决于第一伸缩件30的规格，以提供适当行程的第一伸缩件30。斜向支撑杆184能够提高纵向支撑梁181的结构牢固性，以组装第一伸缩件30。第一伸缩件30的数量根据设计需求，可设置为一个或两个。

参阅图3、图4及图5，第二纵向梁14和第三纵向梁15共同固定连接有电器盒2。电器盒2位于承载底盘1的下方。控制器23和电池24均安装在电器盒2上。电器盒2的前部设有安装控制器23的第一安装槽，电器盒2的后部设有安装电池24的第二安装槽，控制器23与电池24间隔设置。电器盒2的前部侧壁开设有用以避让控制器23线路连接端的避让缺口25。同时，制作该避让缺口25时待剪断的部分侧壁向内弯折，构成限制电池24位移的限位折片26。电器盒2的顶部设有两个分别与第二纵向梁14和第三纵向梁15固定连接的连接板27，并通过紧固件固定连接。

左承载横杆11和右承载横杆12均设有用以安装前轮21的前轮连接臂19。两个前轮连接臂19均位于承载底盘1的前端部，且处于同一纵向方向。每一前轮连接臂19固定连接有轴套。其中：左侧的前轮21通过轮轴安装在左承载横杆11的前轮连接臂19上，右侧的前轮21通过轮轴安装在右承载横杆12的前轮连接臂19上。两个前轮21采用为万向轮或麦克纳姆轮。当前轮21采用为麦克纳姆轮时，能够方便于智能载人机器人转向，并减小转向半径。

左承载横杆11和右承载横杆12的后端部均设有用以安装后轮22的后轮固定座20。后轮22作为带动智能载人机器人移动的驱动轮，前轮21从动于驱动轮。两个后轮固定座20上均设有驱动后轮22转动的减速电机201。后轮22的轮轴与减速电机201的输出轴固定连接，且处于同一轴心线上。当然在其他实施方式中，后轮22亦可以采用为轮毂电机车轮。

左承载横杆11和右承载横杆12的后端均设有防止智能载人机器人后倾的防倾构件28。该防倾构件28包括向后下方倾斜设置的防倾杆281和安装在防倾杆281底端的防倾轮282。防倾杆281的一端与承载底盘1固定连接，防倾杆281的另一端安装防倾轮282。智能载人机器人处于正常运行状态时，前轮21和后轮22均与地面接触，防倾轮282分离于地面；当发生突发状况，前轮21分离于地面时，防倾轮282与地面接触并辅助后轮22共同支撑智能载人机器人，提高智能载人机器人的骑乘安全性。

参阅图4及图6，本实施例中，座垫支架3包括左座垫横杆351和右座垫横杆352、安装在左座垫横杆351和右座垫横杆352之间且从前往后依次设置的第一座垫纵向杆361、第二座垫纵向杆362、第三座垫纵向杆363、第四座垫纵向杆364和第五座垫纵向杆365。第一座垫纵向杆361位于座垫支架3的前端，第三座垫纵向杆363位于座垫支架3的中部，第五座垫纵向杆365位于座垫支架3的后端。第二座垫纵向杆362与第三座垫纵向杆363之间设有第一加强杆366，第四座垫纵向杆364和第五座垫纵向杆365之间设有第二加强杆367。第一延展件16与座垫支架3铰接的座垫支架第一铰接点31靠近于第二座垫纵向杆362的纵向位置。第一伸缩件30的另一端与座垫支架3的第三座垫纵向杆363铰接。第一伸缩件30两端的两个铰接点与座垫支架第一铰接点31呈三角形分布。承腿支架4通过销轴安装在座垫支架3的前部，靠背支架5通过销轴安装在座垫支架3的后部。第一伸缩件30推动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31转动时，同时能够带动承腿支架4和靠背支架5围绕座垫支架第一铰接点31转动。

承腿支架4通过销轴与座垫支架3的第一座垫纵向杆361铰接，该处的铰接点定义为座垫支架第二铰接点32。座垫支架3与承腿支架4之间连接有第二伸缩件40。第二伸缩件40的一端与座垫支架3的第二座垫纵向杆362铰接，第二伸缩件40的另一端与承腿支架4铰接。第二伸缩件40两端的两个铰接点与座垫支架第二铰接点32呈三角形分布。第二伸缩件40通过信号线与控制器23连接，并受控于控制器23。第二伸缩件40呈伸展状态时，推动承腿支架4围绕座垫支架第二铰接点32相对座垫支架3转动，承腿支架4的前部远离于地面，使得用户的腿部呈伸直状态；第二伸缩件40呈收缩状态时，拉动承腿支架4围绕座垫支架第二铰接点32相对座垫支架3反向转动，承腿支架4的前部趋近于地面，使得用户的腿部呈弯曲状态。第二伸缩件40能够使得承腿支架4相对座垫支架3在腿部弯曲角度与腿部伸直角度之间转动。承腿支架4相对座垫支架3处于腿部弯曲角度时，能够方便于用户腿部弯曲；承腿支架4相对座垫支架3处于腿部伸直角度时，能够方便于用户腿部伸直。第二伸缩件40亦采用为电动推杆。

承腿支架4包括与座垫支架3的第一座垫纵向杆361铰接的腿部托架41、与腿部托架41固定连接的脚踏板42。第二伸缩件40的一端与座垫支架3的第二座垫纵向杆362铰接，第二伸缩件40的另一端与腿部托架41的底部铰接。第一座垫纵向杆361设有向下延伸的铰接耳座371，腿部托架41与铰接耳座371铰接，促使座垫支架第二铰接点32的位置位于第一座垫纵向杆361的下方。腿部托架41上靠近于铰接耳座371的部位向后方弯折构成腿部托架41的弯折部43。腿部托架41通过第二伸缩件40推动进而围绕座垫支架第二铰接点32转动，并相对座垫支架3处于腿部伸直角度时，向后方弯折的弯折部43在承腿支架4处于腿部伸直角度的状态下，能够促使腿部托架41上远离于铰接耳座371的部位相对座垫支架3保持基本齐平的角度状态，有助于用户的腿部保持伸直状态。腿部托架41上设有垫板44，垫板44内填充有海绵，以提高用户的腿部舒适度。

承腿支架4相对座垫支架3处于腿部弯曲角度，用户可坐立于座垫支架3上，双脚支撑于脚踏板42上。承腿支架4相对座垫支架3处于腿部伸直角度，且座垫支架3相对承载底盘1处于竖向角度时，用户处于站立姿态，双脚站立在脚踏板42上，其身体部位可倚靠在座垫支架3上。用户的重力主要作用于脚踏板42上，其部分重力可作用于座垫支架3上。

脚踏板42的背部设有可抵持于地面的辅助轮45。辅助轮45的数量为两个。用户站立在脚踏板42上时，其重力主要作用于脚踏板42，两个辅助轮45能够辅助脚踏板42共同承受用户的重力，避免承腿支架4产生结构性损伤；两个辅助轮45能够从动于后轮22，方便于智能载人机器人处于用户站立姿态下的移动。两个辅助轮45亦可以安装在腿部托架41上。需要说明的是：两个辅助轮45中的其中一个辅助轮45亦可以理解为另一辅助轮45的备用件，当其中任意一个辅助轮45损坏时，另一辅助轮45仍可以独立工作。

参阅图4、图6及图7，本实施例中，靠背支架5包括左靠背横杆51和右靠背横杆52、安装在左靠背横杆51和右靠背横杆52之间的第一靠背纵向杆53、第二靠背纵向杆54和第三靠背纵向杆55。第一靠背纵向杆53位于靠背支架5的顶端，第二靠背纵向杆54位于靠背支架5的中上部，第三靠背纵向杆55位于靠背支架5的底部并趋近于座垫支架3。左靠背横杆51和右靠背横杆52之间设有靠背垫（图中未示出），靠背垫绷紧在靠背支架5上，并具有缓冲性能。用户的背部紧贴于靠背垫时，使得靠背垫向后方位移并呈绷紧状态，以提供较好的靠背舒适性。第二靠背纵向杆54向靠背支架5的背部方向弯折，使得第二靠背纵向杆54的折弯部与靠背垫之间形成间隙空间，间隙空间提供了靠背垫向后方位移的活动空间。第二靠背纵向杆54的折弯部亦能够防止靠背垫向后方过度位移，并可与靠背垫共同支撑用户背部。当然在其他实施方式中，第三靠背纵向杆55亦可向靠背支架5的背部方向弯折，其弯折形变程度小于第二靠背纵向杆54的弯折形变程度，以配合第二靠背纵向杆54。

靠背支架5的底部跨骑于座垫支架3的两侧。左靠背横杆51位于左座垫横杆351的外侧，右靠背横杆52位于右座垫横杆352的外侧。左靠背横杆51的底端部设有与左座垫横杆351铰接的左铰接座56，左座垫横杆351上套设有与左铰接座56配合的左套接座381，左铰接座56与左套接座381通过销轴铰接。右靠背横杆52的底端部设有与右座垫横杆352铰接的右铰接座57，右座垫横杆352上套设有与右铰接座57配合的右套接座382，右铰接座57与右套接座382通过销轴铰接。靠背支架5与座垫支架3铰接的两个铰接点位于同一纵向方向上，定义为座垫支架第三铰接点33。座垫支架第三铰接点33位于座垫支架3的后端部，并靠近于第五座垫纵向杆365的位置处。左套接座381和右套接座382能够加强座垫支架3位于座垫支架第三铰接点33的结构强度。需要说明的是：前述平面四连杆机构的第一连杆34与座垫支架3的铰接位置亦位于座垫支架第三铰接点33， 以节省生产加工工序。

座垫支架3与靠背支架5之间连接有第三伸缩件50。第三伸缩件50的一端与座垫支架3的第五座垫纵向杆365铰接，第三伸缩件50的另一端与靠背支架5的第二靠背纵向杆54铰接。第三伸缩件50与第二靠背纵向杆54的折弯部铰接，能够给第三伸缩件50提供良好的伸缩角度，以及给用户提供较理想的平躺姿态角度。第三伸缩件50两端的两个铰接点与座垫支架第三铰接点33呈三角形分布。第三伸缩件50通过信号线与控制器23连接，并受控于控制器23。第三伸缩件50呈伸展状态时，推动靠背支架5围绕座垫支架第三铰接点33相对座垫支架3转动，靠背支架5的顶部远离于地面，使得用户的背部呈直立状态；第三伸缩件50呈收缩状态时，拉动靠背支架5围绕座垫支架第三铰接点33相对座垫支架3反向转动，靠背支架5的顶部趋近于地面，使得用户的背部呈平躺状态。第三伸缩件50能够使得靠背支架5相对座垫支架3在腰部直立角度与腰部平躺角度之间转动。靠背支架5相对座垫支架3处于腰部直立角度时，能够方便于用户背部直立；靠背支架5相对座垫支架3处于腰部平躺角度时，能够方便于用户背部平躺。

第三伸缩件50的数量为一个，并呈上下方向设置。第三伸缩件50亦采用为电动推杆。第三伸缩件50的一端铰接于第五座垫纵向杆365的中间点，第三伸缩件50的另一端铰接于第二靠背纵向杆54的中间点。当然在其他在实施方式中，第三伸缩件50的数量亦可以为两个，两个第三伸缩件分别位于座垫支架3的左侧和右侧。第三伸缩件50的数量主要取决于设计需求和/或规格。

需要说明的是：上述因左靠背横杆51和右靠背横杆52分别设有向座垫支架3方向延伸的左铰接座56和右铰接座57，座垫支架第三铰接点33位于两个铰接座上，促使左靠背横杆51和右靠背横杆52所在的平面（靠背支撑面）与座垫支架第三铰接点33之间具有一定的距离，当第三伸缩件50呈收缩状态，用户的背部呈平躺状态时，靠背支撑面相对座垫支撑面呈突出状态并保持相对基本齐平状态（非绝对平齐状态），能够使得用户的背部呈稍稍上仰状态，以符合人体工学并提供较理想的用户站立姿态和用户平躺姿态。

座垫支架3与靠背支架5之间连接有用于配合第三伸缩件50支撑靠背支架5相对座垫支架3转动状态的气弹簧58。靠背支架5相对座垫支架3处于腰部直立角度或腰部平躺角度时及其转动过程中，气弹簧58均同步于第三伸缩件50伸展或收缩，气弹簧58能够辅助第三伸缩件50保持靠背支架5的转动状态，以提高智能载人机器人的结构稳定性。

气弹簧58的数量为两个。每一气弹簧58的缸套端与座垫支架3铰接，活塞杆端与靠背支架5铰接，以保持气弹簧58良好的缓冲性能。两个气弹簧58分别位于第三伸缩件50的左侧和右侧，以进一步提高智能载人机器人的结构稳定性。第五座垫纵向杆365的左端突出于左座垫横杆351形成左突出部368。该左突出部368对应于左靠背横杆51。左侧的气弹簧58的缸套端与左突出部368铰接，活塞杆端与左靠背横杆51铰接。第五座垫纵向杆365的右端突出于右座垫横杆352形成右突出部369。该右突出部369对应于右靠背横杆52。右侧的气弹簧58的缸套端与右突出部369铰接，活塞杆端与右靠背横杆52铰接。第五座垫纵向杆365的左突出部368和右突出部369有利于两个气弹簧58的安装角度保持竖直角度，提供较好的伸缩缓冲性能，并提高气弹簧58的使用寿命。

靠背支架5设有扶手（图中未示出），以支撑用户的手臂部。扶手的数量为两个，两个扶手分别安装在左靠背横杆51和右靠背横杆52上。两个扶手中的一个扶手上安装有手控操控器。手控操控器与控制器23有线或无线连接，并将用户的操控信号传递至控制器23，方便于用户用手控制智能载人机器人运行。该手控操控器既可安装在扶手上，亦可以被用户抓握于手中。手控操控器设有用以分别控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的单控制按钮，以及同时控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的总控按钮。当智能载人机器人处于用户坐立姿态时，该扶手可理解为轮椅用的护手；当智能载人机器人处于用户平躺姿态时，该扶手可理解为安装在智能载人机器人并位于用户身体两侧的挡板，以防止用户从智能载人机器人上摔落至地面。

每一扶手包括与座垫横杆固定连接的固定套、套设于固定套外周的滑动套、安装在固定套与滑动套之间的弹簧、与滑动套固定连接的扶手杆。用户手臂部支撑于扶手时，会向扶手施加一定的压力，使得滑动套相对固定套滑动，弹簧相应处于压缩状态；当手臂部解除施加于扶手的压力时，弹簧释放压缩力并恢复至初始状态，使得扶手相应恢复至初始状态。该扶手可上下滑动地连接于靠背支架5的座垫横杆，具有较好的缓冲效果，给用户手臂带来舒适性；另外，当用户呈站立姿态时，两个扶手分别位于用户身体两侧，并位于腋下位置，双脚踩踏于脚踏板42上，通过夹持用户身体能够相应增加一定的安全性。需要考虑的是：当身高较矮的用户使用该智能载人机器人，且处于站立姿态时，扶手相对靠背支架5可上下滑动地连接的技术结构，使得两个扶手能够向下滑动，身高较矮的用户既能双脚踩踏于脚踏板42上，又能将扶手夹持于腋下，提高了身高较矮的用户使用该智能载人机器人的用户体验。

靠背支架5和座垫支架3上均设有束紧带，用户使用该智能载人机器人时，通过束紧带的束缚，能够将用户牢牢的捆绑在智能载人机器人上，以提高用户的使用安全性。

该智能载人机器人还可以作为基于UWB定位技术的智能跟随移动设备，包括安装在载人机器人本体上的UWB基站和安装在目标跟踪对象上的UWB信号标签。UWB基站与UWB信号标签无线信号连接，以获取UWB信号标签相对UWB基站的定位跟踪信息，智能载人机器人根据定位跟踪信息带动UWB基站同步转向。UWB基站包括两个间隔设置的通信天线。两个通信天线位于UWB基站的前侧并对应于UWB信号标签的方向。两个通信天线定向检测UWB信号标签相对UWB基站的方位，并通过智能载人机器人的转向使得UWB信号标签能够保持在两个通信天线的可信精度检测范围内。UWB基站有线连接于控制器23，控制器23根据获取的UWB信号标签相对UWB基站的定位跟踪信息，分别控制两个驱动轮转动，以实现智能载人机器人相对目标跟踪对象的移动和转向，实现自动跟随功能。

参阅图8、图9及图10，本实施例中，用户使用该智能载人机器人时通过手控操控器分别独立控制第一伸缩件30、第二伸缩件40及第三伸缩件50，调整座垫支架3、承腿支架4及靠背支架5的转动角度，以给用户提供坐、立或躺的身体姿态。其中：座垫支架3相对承载底盘1处于平向角度，承腿支架4相对座垫支架3处于腿部弯曲角度，且靠背支架5相对座垫支架3处于腰部直立角度，此时用户处于坐立姿态（如图4所示），智能载人机器人此时可作为轮椅使用；座垫支架3相对承载底盘1处于平向角度，承腿支架4相对座垫支架3处于腿部伸直角度，且靠背支架5相对座垫支架3处于腰部平躺角度，此时用户处于平躺姿态（如图9所示），智能载人机器人此时亦可作为床铺或担架使用；座垫支架3相对承载底盘1处于竖向角度，承腿支架4相对座垫支架3处于腿部伸直角度，且靠背支架5相对座垫支架3处于腰部平躺角度，此时用户处于站立姿态（如图10所示），智能载人机器人此时给用户提供站立姿态。需要说明的是：控制器23可以同时控制第二伸缩件40和第三伸缩件50，以同时转动承腿支架4和靠背支架5。

本实施例中智能载人机器人由用户坐立姿态转换为用户站立姿态的过程如下：

步骤1：承腿支架4通过第二伸缩件40推动进而围绕座垫支架第二铰接点32转动，使得承腿支架4相对座垫支架3处于腿部伸直角度；

步骤2：靠背支架5通过第三伸缩件50拉动进而围绕座垫支架第三铰接点33反向转动，使得靠背支架5相对座垫支架3处于腰部平躺角度；

步骤3：座垫支架3通过第一伸缩件30推动进而围绕座垫支架第一铰接点31转动，承腿支架4和靠背支架5同步跟随座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31转动，使得座垫支架3相对承载底盘1处于竖向角度，完成转换。

上述步骤1和步骤2可同时操作；当然亦可以先操作步骤2，再操作步骤1。另外，上述步骤1和步骤2同时操作时，还可以同时操作步骤3。

智能载人机器人由用户站立姿态转换为用户坐立姿态的过程如下：

步骤1：座垫支架3通过第一伸缩件30拉动进而围绕座垫支架第一铰接点31反向转动，承腿支架4和靠背支架5同步跟随座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31反向转动，使得座垫支架3相对承载底盘1处于平向角度；

步骤2：靠背支架5通过第三伸缩件50推动进而围绕座垫支架第三铰接点33转动，使得靠背支架5相对座垫支架3处于腰部直立角度；

步骤3：承腿支架4通过第二伸缩件40拉动进而围绕座垫支架第二铰接点32反向转动，使得承腿支架4相对座垫支架3处于腿部弯曲角度。完成转换。

上述步骤2和步骤3可同时操作；当然亦可以先操作步骤3，再操作步骤2。另外，上述步骤2和步骤3同时操作时，还可以操作步骤1。

需要说明的是：手控操控器通过总控按钮将用户的操控信号传输至控制器23，并通过控制器23同时控制第一伸缩件30、第二伸缩件40及第三伸缩件50时，能够同时转动座垫支架3、承腿支架4及靠背支架5，以节省智能载人机器人在用户平躺姿态、用户坐立姿态及用户站立姿态之间转换的时间。总控按钮的数量为三个，三个总控按钮分别对应于用户坐立姿态、用户平躺姿态和用户站立姿态。用户摁压其中任意一个总控按钮，均可同时控制第一伸缩件30、第二伸缩件40和第三伸缩件50，实现智能载人机器人在坐立、平躺及站立姿态之间的快速转换。

用户或护理人员可根据实际需求，调节各个伸缩件的伸缩状态并相互协调配合，给用户提供坐、立或躺的身体姿态角度，有助于用户康复训练，恢复肌体功能。

实施例二

参阅图11至图16，本实施例二与实施例一的区别之处在于承载底盘6的结构。

本实施例中，承载底盘6包括第一承载支架61和第二承载支架62。第二承载支架62通过伸缩件安装在第一承载支架61上。两个前轮21和两个后轮22均安装在第一承载支架61上。两个前轮21和两个后轮22组成实施例二中智能载人机器人的行车轮。前轮21采用为万向轮或麦克纳姆轮。后轮22为驱动轮，前轮21从动于后轮22。电器盒2位于第一承载支架61的下方，并与第一承载支架61固定连接。座垫支架3、承腿支架4和靠背支架5安装在第二承载支架62上。座垫支架3与第二承载支架62的前部铰接并可抵持于第二承载支架62的后部。承腿支架4与座垫支架3的前部铰接。靠背支架5与座垫支架3的后部铰接。

第一延展件63和第二延展件64分别设置在第二承载支架62的前部和后部，并向上延伸。第三延展件65设置在第二承载支架62的中部，并向下延伸。第一延展件63与座垫支架3的前部铰接，该处的铰接点定义为座垫支架第一铰接点31。第一伸缩件30的一端与第二承载支架62的第三延展件65铰接，第一伸缩件30的另一端与座垫支架3铰接。第一伸缩件30呈伸展状态时，推动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31相对第二承载支架62转动，承腿支架4和靠背支架5同步跟随座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31转动，座垫支架3的后部远离于第二延展件64，座垫支架3相对第二承载支架62处于竖向角度；第一伸缩件30呈收缩状态时，拉动座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31相对第二承载支架62反向转动，承腿支架4和靠背支架5同步跟随座垫支架3围绕座垫支架第一铰接点31反向转动，座垫支架3的后部抵持在第二延展件64的两个竖向杆上，座垫支架3相对第二承载支架62处于平向角度。

第一承载支架61和第二承载支架62之间连接有上下方向伸缩的第四伸缩件7。第四伸缩件7的一端与第一承载支架61固定连接，第四伸缩件7的另一端与第二承载支架62固定连接。第四伸缩件7通过信号线与控制器连接，并受控于控制器。第四伸缩件7呈伸展状态时，推动第二承载支架62向上移动，同时带动座垫支架3、承腿支架4和靠背支架5一起向上移动（如图15所示），以抬升用户的高度，方便于用户拿取放置在高处的物品；或者，抬升至与餐桌、办公桌配合的高度，方便于用户用餐或办公；或者，抬升至与床铺基本齐平的高度，方便于用户在智能载人机器人与床铺之间移动（如图16所示）。第四伸缩件7呈收缩状态时，恢复第一承载支架61和第二承载支架62之间的相对距离（如图12所示）。手控操控器亦设有用以独立控制第四伸缩件的单控制按钮。用户在使用该智能载人机器人时，无论用户当前处于坐立、平躺、站立姿态及其姿态的转换过程中，均可以独立控制第四伸缩件7以抬升或下降用户高度，发挥智能载人机器人的最佳性能，并满足用户所需要的身体姿态。

需要说明的是：手控操控器的三个总控按钮在同时控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件时，亦可以同时控制第四伸缩件7，实现智能载人机器人在坐立、平躺及站立姿态之间的快速转换，以及高度的升降。

第一承载支架61设有向下延伸的第四延展件66，第四延展件66具有安装第四伸缩件7的固定板67。固定板67位于第四延展件66的底端。第二承载支架62设有向上延伸的加强固定架68，加强固定架68与第二延展件64固定连接。加强固定架68设有安装第四伸缩件7的装配板69，加强固定架68能够进一步提高第二承载支架62的结构牢固性。装配板69与固定板67之间具有一定的距离，以安装行程合适的第四伸缩件7。第四伸缩件7的一端与第四延展件66的固定板67固定连接，第四伸缩件7的另一端与加强固定架68的装配板69固定连接。

参阅图13，第四伸缩件7为设有电动推杆71的伸缩装置。第四伸缩件7包括电动推杆71、套设于电动推杆推杆部外围的柱形伸缩壳体、安装在电动推杆71一端的基座板72、安装在电动推杆71另一端的顶持板73。电动推杆71的推杆部位于柱形伸缩壳体的内部，电动推杆71的电机部外露于柱形伸缩壳体。柱形伸缩壳体包括与基座板72固定连接的第一壳体74和与顶持板73固定连接的第二壳体75。第二壳体75可跟随电动推杆71的活塞杆端上下移动，并相对第一壳体74滑动。基座板72与第四延展件66的固定板67固定连接。顶持板73与加强固定架68的装配板69固定连接。

需要说明的是：在其他实施方式中，第一承载支架61和第二承载支架62之间可不设有第四伸缩件7，第二承载支架62通过快拆机构安装在第一承载支架61上，第二承载支架62可拆卸地连接于第一承载支架61。第二承载支架62及其安装在第二承载支架62上的座垫支架3、承腿支架4及靠背支架5可借助人力或搬运设备移动到第一承载支架61上。分离于第一承载支架61的第二承载支架62、座垫支架3、承腿支架4及靠背支架5可整体搬运至其他设备上，其他设备为车辆或手术台。第二承载支架62上亦可安装用以方便于移动的滚轮。

实施例三

参阅图17至图21，本实施例三与实施例二的区别之处在于行车轮的安装结构。

参阅图17及图18，本实施例中，智能载人机器人的行车轮包括安装在第一承载支架61中部的两个驱动轮71、安装在第一承载支架61前部的两个前万向轮72、安装在第一承载支架61后部的两个后万向轮73。两个驱动轮71均安装在第一承载支架61的第四延展件66上，并分别位于第四延展件66的左侧和右侧。第四延展件66位于第一承载支架61的中部。两个驱动轮71分别通过两个减速电机70驱动。两个减速电机70均通过紧固件安装在第四延展件66上。每一驱动轮71安装在对应侧的减速电机70的输出轴上。当然，驱动轮71亦可以采用为轮毂电机车轮。前万向轮72和后万向轮73从动于驱动轮71转动。前万向轮72、驱动轮71和后万向轮73处于同一移动面，前万向轮72和后万向轮73能够配合驱动轮71保持智能载人机器人的前后平衡状态，防止智能载人机器人向前或向后倾翻。本实施例三中的智能载人机器人相较于实施例一和实施例二中的智能载人机器人无需安装防倾构件，即可实现前后平衡状态。

当然在其他实施方式中，第一承载支架61的前部和后部可不安装万向轮，而是在第一承载支架61上安装自平衡控制系统，自平衡控制系统与控制器连接，通过自平衡控制系统检测智能载人机器人的前后倾斜角度，以控制两个驱动轮71的转动方向和转动速度。

本实施例中，两个驱动轮71位于承载底盘的中部，能够进一步减小智能载人机器人的转向半径，可实现原地转向，方便于用户在狭窄空间内调整智能载人机器人的移动方向；另外，智能载人机器人在基于UWB定位技术采用自跟随功能时，位于承载底盘中部的两个驱动轮71结合前、后部的万向轮，有助于提高智能载人机器人自跟随移动的稳定性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案。因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (20)

1.一种智能载人机器人，其特征在于：包括承载底盘、安装在承载底盘上的行车轮、与所述承载底盘前部铰接并可抵持于承载底盘后部的座垫支架、与所述座垫支架铰接的承腿支架以及与所述座垫支架铰接的靠背支架；

所述承载底盘与座垫支架之间连接有第一伸缩件，所述座垫支架与承腿支架之间连接有第二伸缩件，所述座垫支架与靠背支架之间连接有第三伸缩件。

2.根据权利要求1所述的智能载人机器人，其特征在于：所述承载底盘的前部设有向上延伸的第一延展件，所述座垫支架的前端部与第一延展件铰接；所述承载底盘的后部设有向上延伸的第二延展件，所述座垫支架的后端部可抵持在第二延展件上。

3.根据权利要求2所述的智能载人机器人，其特征在于：所述座垫支架的后端部铰接有第一连杆，所述第一延展件铰接有第二连杆，所述第一连杆和第二连杆通过销轴铰接。

4.根据权利要求2所述的智能载人机器人，其特征在于：所述第一延展件包括立杆和用以支撑所述立杆的加固杆。

5.根据权利要求2所述的智能载人机器人，其特征在于：所述承载底盘设有向下延伸的第三延展件，所述第一伸缩件的一端与第三延展件铰接，第一伸缩件的另一端与座垫支架铰接。

6.根据权利要求1所述的智能载人机器人，其特征在于：所述承载底盘包括第一承载支架和安装在第一承载支架上的第二承载支架，所述行车轮安装在所述第一承载支架上，所述座垫支架、承腿支架和靠背支架安装在所述第二承载支架上；所述第一伸缩件的一端与第二承载支架铰接，第一伸缩件的另一端与座垫支架铰接。

7.根据权利要求6所述的智能载人机器人，其特征在于：所述第一承载支架和第二承载支架之间连接有上下方向伸缩的第四伸缩件。

8.根据权利要求7所述的智能载人机器人，其特征在于：所述第一承载支架设有向下延伸的第四延展件，所述第二承载支架设有加强固定架，所述第四伸缩件的一端与第四延展件固定连接，第四伸缩件的另一端与加强固定架固定连接。

9.根据权利要求6所述的智能载人机器人，其特征在于：所述第二承载支架可拆卸地连接于第一承载支架。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的智能载人机器人，其特征在于：所述承腿支架包括与座垫支架铰接的腿部托架、与腿部托架固定连接的脚踏板，所述第二伸缩件的一端与座垫支架铰接，第二伸缩件的另一端与腿部托架铰接。

11.根据权利要求10所述的智能载人机器人，其特征在于：所述脚踏板设有可抵持于地面的辅助轮。

12.根据权利要求10所述的智能载人机器人，其特征在于：所述靠背支架铰接于座垫支架的后端部，所述第三伸缩件的一端与座垫支架铰接，第三伸缩件的另一端与靠背支架铰接。

13.根据权利要求12所述的智能载人机器人，其特征在于：所述座垫支架与靠背支架之间连接有用于配合所述第三伸缩件支撑靠背支架相对座垫支架转动状态的气弹簧。

14.根据权利要求12所述的智能载人机器人，其特征在于：所述气弹簧的数量为两个，两个所述气弹簧分别位于所述第三伸缩件的左侧和右侧。

15.根据权利要求12所述的智能载人机器人，其特征在于：所述靠背支架设有扶手，该扶手可上下滑动地连接于靠背支架。

16.根据权利要求12所述的智能载人机器人，其特征在于：该智能载人机器人包括控制器，所述第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件均与所述控制器连接，所述第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件均采用为电动推杆。

17.根据权利要求16所述的智能载人机器人，其特征在于：所述行车轮包括安装在承载底盘上的前轮和后轮，所述前轮和后轮的数量各为两个，所述后轮为驱动轮，所述前轮从动于后轮。

18.根据权利要求16所述的智能载人机器人，其特征在于：所述行车轮包括安装在承载底盘中部的两个驱动轮，安装在承载底盘前部的两个前万向轮、安装在承载底盘后部的两个后万向轮。

19.根据权利要求16所述的智能载人机器人，其特征在于：该智能载人机器人包括与所述控制器连接的手控操控器，所述手控操控器设有用以分别控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的单控制按钮。

20.根据权利要求16所述的智能载人机器人，其特征在于：该智能载人机器人包括与所述控制器连接的手控操控器，所述手控操控器设有用以同时控制第一伸缩件、第二伸缩件和第三伸缩件的总控按钮。

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