CN111251318A - 一种自跟随临床用医疗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自跟随临床用医疗机器人，其上设置的距离传感器会检测机器人与医护人员的直线距离，并将距离信号传递给控制器，进而控制器控制行走模块进行行走，以保证机器人与医护人员保持设定的距离。当距离传感器检测出医护人员大范围移动时，控制器控制行走模块进行直线跟随；当距离传感器检测出医护人员停止移动或者小范围移动时，控制器就控制行走模块停止直线跟随，而是控制自旋转驱动构件启动，实现机器人的自身转动，和或启动转向电机，使得机器人以医护人员为圆心进行圆周运动。行走驱动器用于提供行走动力；行走驱动力通过多组齿轮副传输，具有传动效率高、动力传送稳定性好等优点。

Description

一种自跟随临床用医疗机器人

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，尤其涉及一种自跟随临床用医疗机器人。

背景技术

医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人，其是一种智能型服务机器人，能独自编制操作计划，依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动。医用机器人种类很多，按照其用途不同，有临床医疗用机器人、护理机器人、医用教学机器人和为残疾人服务机器人等。

现有的临床用医疗机器人结构复杂，跟随性能差，主要性能就是长距离直线跟随，即跟随医护人员从一个病房移动至另一个病房，而在医护人员进行护理操作时，难以进行有效的随动跟随，即在医护人员护理转身或者小范围移动时，机器人难以进行准确的随动，还需要医护人员自己寻找机器人。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种自跟随临床用医疗机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自跟随临床用医疗机器人，包括：增高架体；移动架体，其固定在所述增高架体上；第二输送构件，其设置在所述移动架体上；行走模块，其设置在所述增高架体的下部；传感器组件，所述传感器组件安装在所述增高架体上，所述传感器组件包括距离传感器以及位于医护人员身上的感应件，所述距离传感器仅能够识别所述感应件；以及控制器，所述控制器与所述传感器组件、所述行走模块、所述增高架体、第二输送构件均电连接，并根据多个所述距离传感器的检测信号控制所述行走模块、所述增高架体以及第二输送构件的动作。

优选的，所述第二输送构件包括旋转安装在所述移动架体上的第一支撑辊、第二支撑辊；和安装在所述第一支撑辊、所述第二支撑辊上的第一输送带；

其中，所述第一支撑辊的端部固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与驱动电机传动连接。

优选的，所述行走模块包括行走架体，其固定在所述增高架体的底部；自旋转驱动构件，其设置在所述行走架体上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人沿自身轴线旋转；以及行走驱动构件，其设置在所述行走架体上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人行走。

优选的，所述控制器固定在所述行走架体上，能够运行或停运所述自旋转驱动构件、所述行走驱动构件。

优选的，所述自旋转驱动构件包括至少三个自旋转驱动组件，其圆形阵列式设置在所述行走架体上；所述自旋转驱动组件包括有自旋转驱动电机，其固定在所述行走架体上；和自旋转驱动轮，其连接在所述自旋转驱动电机的输出轴上；

其中，所述自旋转驱动轮上可滚动地安装有若干随动辊轮；所述随动辊轮和所述自旋转驱动轮间垂直设置。

优选的，所述自旋转驱动轮由尺寸等同的第一自旋转驱动轮和第二自旋转驱动轮组成；所述随动辊轮包括有第一随动辊轮和第二随动辊轮；所述第一随动辊轮均匀地滚动安装在所述第一自旋转驱动轮上，所述第二随动辊轮均匀地滚动安装在所述第二自旋转驱动轮上；所述第一随动辊轮和所述第二随动辊轮相间隔设置。

优选的，所述行走驱动构件包括行走组件，其可旋转地设置在所述行走架体上；转向组件，其设置在所述行走架体上，用于调整所述行走组件的行走方向；以及用于供给和传递行走动力的行走驱动组件。

优选的，所述行走组件包括支撑架体；第一半轴，其可转动地设置在所述支撑架体的一侧；第二半轴，其可转动地设置在所述支撑架体的另一侧；第一行走轮，其固定在所述第一半轴上；以及第二行走轮，其固定在所述第二半轴上；

所述转向组件包括有固定在所述行走架体上的转向电机，其输出轴端连接有第一转向齿轮；所述行走组件上固定有和所述第一转向齿轮相啮合的第二转向齿轮。

优选的，所述行走驱动组件包括行走驱动器，其设置在所述行走架体上，用于供给行走动力；和行走连动部，用于传递行走动力；

所述行走连动部包括第一传动轴，其可旋转地安装在所述行走架体和所述支撑架体上，其上固定有第一连动齿轮；可旋转地安装在所述支撑架体上的第二连动齿轮、第三连动齿轮、第四连动齿轮；固定在所述第二半轴上的第五连动齿轮；和所述第一传动轴同向旋转的第二传动轴，其可旋转地安装在所述支撑架体上，其上固定有第六连动齿轮；可旋转地安装在所述支撑架体上的第七连动齿轮、第八连动齿轮；以及固定在所述第一半轴上的第九连动齿轮。

优选的，所述第二连动齿轮和所述第三连动齿轮同轴固定，所述第七连动齿轮和所述第八连动齿轮同轴固定；所述第一连动齿轮和所述第二连动齿轮相啮合，所述第三连动齿轮、所述第五连动齿轮均和所述第四连动齿轮相啮合；所述第六连动齿轮和所述第七连动齿轮相啮合，所述第八连动齿轮和所述第九连动齿轮相啮合。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：在进行跟随移动过程中，距离传感器会检测机器人与医护人员的直线距离，并将距离信号传递给控制器，进而控制器控制行走模块进行行走，以保证机器人与医护人员保持设定的距离。当距离传感器检测出医护人员大范围移动时，控制器控制行走模块进行直线跟随；当距离传感器检测出医护人员停止移动或者小范围移动时，控制器就控制行走模块停止直线跟随，而是控制自旋转驱动构件启动，实现机器人的自身转动，和或启动转向电机，使得机器人以医护人员为圆心进行圆周运动。行走驱动器用于提供行走动力；由于行走驱动力通过多组齿轮副传输，其具有传动效率高、动力传送稳定性好等优点。

附图说明

图1为本发明中移动式输送单元的整体结构示意图；

图2为本发明中移动式输送单元的局部结构示意图；

图3为本发明中行走模块的整体结构示意图；

图4-图5为本发明中自旋转驱动组件的结构示意图；

图6为本发明中行走驱动构件整体结构的等轴示意图；

图7为本发明中行走驱动构件整体结构的侧视示意图；

图8为本发明中行走驱动构件局部结构的正视示意图；

图9为本发明中行走连动部结构的侧视示意图；

图10为本发明中行走连动部结构的俯视示意图。

图中：3、行走模块；201、增高架体；202、移动架体；221、第一支撑辊；222、第二支撑辊；21、第一输送带；220、驱动齿轮；30、行走架体；5、行走驱动构件；31、控制器；4、自旋转驱动组件；40、自旋转驱动电机；41、自旋转驱动轮；411、第一自旋转驱动轮；412、第二自旋转驱动轮；421、第一随动辊轮；422、第二随动辊轮；6、行走组件；60、支撑架体；640、第一半轴；630、第二半轴；64、第一行走轮；63、第二行走轮；51、转向电机；510、第一转向齿轮；600、第二转向齿轮；611、第一传动轴；614、第一连动齿轮；631、第二连动齿轮；632、第三连动齿轮；633、第四连动齿轮；634、第五连动齿轮；621、第二传动轴；623、第六连动齿轮；641、第七连动齿轮；642、第八连动齿轮；643、第九连动齿轮；613、第一同转齿轮；622、第二同转齿轮；65、中间同转齿轮；53、第一行走驱动电机；530、第一输出齿轮；52、第二行走驱动电机；520、第二输出齿轮；612、输入齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1—图10所示，本发明提供了一种自跟随临床用医疗机器人，包括：

增高架体201；

移动架体202，其固定在所述增高架体201上；

第二输送构件，其设置在所述移动架体202上；

行走模块3，其设置在所述增高架体201的下部；

传感器组件（图中未示出），所述传感器组件包括安装在所述增高架体201上的距离传感器以及位于医护人员身上的感应件，所述距离传感器仅能够识别所述感应件；以及

控制器31（图中未示出），所述控制器与所述传感器组件、所述行走模块3、所述增高架体、第二输送构件均电连接，并根据多个所述距离传感器的检测信号控制所述行走模块3、所述增高架体以及第二输送构件的动作。

作为本发明一实施例，所述第二输送构件包括

旋转安装在所述移动架体202上的第一支撑辊221、第二支撑辊222；和

安装在所述第一支撑辊221、所述第二支撑辊222上的第一输送带21；

其中，所述第一支撑辊221的端部固定连接有驱动齿轮220，所述驱动齿轮220与驱动电机传动连接。

作为本发明一实施例，所述行走模块3包括

行走架体30，其固定在所述增高架体201的底部；

自旋转驱动构件，其设置在所述行走架体30上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人沿自身轴线旋转；以及

行走驱动构件5，其设置在所述行走架体30上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人行走。

作为本发明一实施例，所述控制器31固定在所述行走架体30上，能够运行或停运所述自旋转驱动构件、所述行走驱动构件5。

作为本发明一实施例，所述自旋转驱动构件包括至少三个自旋转驱动组件4，其圆形阵列式设置在所述行走架体30上；所述自旋转驱动组件4包括有

自旋转驱动电机40，其固定在所述行走架体30上；和

自旋转驱动轮41，其连接在所述自旋转驱动电机40的输出轴上；

其中，所述自旋转驱动轮41上可滚动地安装有若干随动辊轮；所述随动辊轮和所述自旋转驱动轮41间垂直设置。

作为本发明一实施例，所述自旋转驱动轮41由尺寸等同的第一自旋转驱动轮411和第二自旋转驱动轮412组成；

所述随动辊轮包括有第一随动辊轮421和第二随动辊轮422；

所述第一随动辊轮421均匀地滚动安装在所述第一自旋转驱动轮411上，所述第二随动辊轮422均匀地滚动安装在所述第二自旋转驱动轮412上；

所述第一随动辊轮421和所述第二随动辊轮422相间隔设置（正面朝向所述自旋转驱动轮41视角）。

作为本发明一实施例，所述行走驱动构件5包括

行走组件6，其可旋转地设置在所述行走架体30上；

转向组件，其设置在所述行走架体30上，用于调整所述行走组件6的行走方向；以及

用于供给和传递行走动力的行走驱动组件。

作为本发明一实施例，所述行走组件6包括

支撑架体60；

第一半轴640，其可转动地设置在所述支撑架体60的一侧；

第二半轴630，其可转动地设置在所述支撑架体60的另一侧；

第一行走轮64，其固定在所述第一半轴640上；以及

第二行走轮63，其固定在所述第二半轴630上。

作为本发明一实施例，所述转向组件包括有固定在所述行走架体30上的转向电机51，其输出轴端连接有第一转向齿轮510；

所述行走组件6上固定有和所述第一转向齿轮510相啮合的第二转向齿轮600。

作为本发明一实施例，所述第二转向齿轮600固定在所述支撑架体60上。

作为本发明一实施例，所述行走驱动组件包括

行走驱动器，其设置在所述行走架体30上，用于供给行走动力；和

行走连动部，用于传递行走动力。

作为本发明一实施例，所述行走连动部包括

第一传动轴611，其可旋转地安装在所述行走架体30和所述支撑架体60上，其上固定有第一连动齿轮614；

可旋转地安装在所述支撑架体60上的第二连动齿轮631、第三连动齿轮632、第四连动齿轮633；

固定在所述第二半轴630上的第五连动齿轮634；

和所述第一传动轴611同向旋转的第二传动轴621，其可旋转地安装在所述支撑架体60上，其上固定有第六连动齿轮623；

可旋转地安装在所述支撑架体60上的第七连动齿轮641、第八连动齿轮642；以及

固定在所述第一半轴640上的第九连动齿轮643。

作为本发明一实施例，所述第二连动齿轮631和所述第三连动齿轮632同轴固定，所述第七连动齿轮641和所述第八连动齿轮642同轴固定；

所述第一连动齿轮614和所述第二连动齿轮631相啮合，所述第三连动齿轮632、所述第五连动齿轮634均和所述第四连动齿轮633相啮合；

所述第六连动齿轮623和所述第七连动齿轮641相啮合，所述第八连动齿轮642和所述第九连动齿轮643相啮合。

作为本发明一实施例，所述第一传动轴611上固定有第一同转齿轮613，所述第二传动轴621上固定有第二同转齿轮622；

所述支撑架体60上设置有和所述第一同转齿轮613、所述第二同转齿轮622均啮合的中间同转齿轮65。

作为本发明一实施例，所述行走驱动器包括固定在所述行走架体30上的

第一行走驱动电机53，其输出轴端部设置有第一输出齿轮530；和

第二行走驱动电机52，其输出轴端部设置有第二输出齿轮520；

其中，所述第一传动轴611上还固定有输入齿轮612，其和所述第二输出齿轮520相啮合；所述第一同转齿轮613和所述第一输出齿轮530相啮合。

上述自跟随临床用医疗机器人的工作原理如下：

在进行跟随移动过程中，距离传感器会检测机器人与医护人员的直线距离，并将距离信号传递给控制器，进而控制器控制行走模块进行行走，以保证机器人与医护人员保持设定的距离。

当距离传感器检测出医护人员大范围移动时，控制器控制行走模块进行直线跟随；当距离传感器检测出医护人员停止移动或者小范围移动时，控制器就控制行走模块停止直线跟随，而是控制自旋转驱动构件启动，实现机器人的自身转动，和或启动转向电机，使得机器人以医护人员为圆心进行圆周运动。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，包括：

增高架体（201）；

移动架体（202），其固定在所述增高架体（201）上；

第二输送构件，其设置在所述移动架体（202）上；

行走模块（3），其设置在所述增高架体（201）的下部；

传感器组件，其包括安装在所述增高架体（201）上的距离传感器和位于医护人员身上的感应件，所述距离传感器仅能够识别所述感应件；以及

控制器（31），其能够根据多个所述距离传感器的检测信号控制所述行走模块（3）、所述增高架体以及第二输送构件的动作。

2.如权利要求1所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述第二输送构件包括

旋转安装在所述移动架体（202）上的第一支撑辊（221）、第二支撑辊（222）；和

安装在所述第一支撑辊（221）、所述第二支撑辊（222）上的第一输送带（21）；

其中，所述第一支撑辊（221）的端部固定连接有驱动齿轮（220），所述驱动齿轮（220）与驱动电机传动连接。

3.如权利要求2所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述行走模块（3）包括

行走架体（30），其固定在所述增高架体（201）的底部；

自旋转驱动构件，其设置在所述行走架体（30）上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人沿自身轴线旋转；以及

行走驱动构件（5），其设置在所述行走架体（30）上，用于驱动所述自跟随临床用医疗机器人行走。

4.如权利要求3所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述控制器（31）固定在所述行走架体（30）上，能够运行或停运所述自旋转驱动构件、所述行走驱动构件（5）。

5.如权利要求3所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述自旋转驱动构件包括至少三个自旋转驱动组件（4），其圆形阵列式设置在所述行走架体（30）上；所述自旋转驱动组件（4）包括有

自旋转驱动电机（40），其固定在所述行走架体（30）上；和

自旋转驱动轮（41），其连接在所述自旋转驱动电机（40）的输出轴上；

其中，所述自旋转驱动轮（41）上可滚动地安装有若干随动辊轮；所述随动辊轮和所述自旋转驱动轮（41）间垂直设置。

6.如权利要求5所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述自旋转驱动轮（41）由尺寸等同的第一自旋转驱动轮（411）和第二自旋转驱动轮（412）组成；

所述随动辊轮包括有第一随动辊轮（421）和第二随动辊轮（422）；

所述第一随动辊轮（421）均匀地滚动安装在所述第一自旋转驱动轮（411）上，所述第二随动辊轮（422）均匀地滚动安装在所述第二自旋转驱动轮（412）上；

所述第一随动辊轮（421）和所述第二随动辊轮（422）相间隔设置。

7.如权利要求6所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述行走驱动构件（5）包括

行走组件（6），其可旋转地设置在所述行走架体（30）上；

转向组件，其设置在所述行走架体（30）上，用于调整所述行走组件（6）的行走方向；以及用于供给和传递行走动力的行走驱动组件。

8.如权利要求7所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述行走组件（6）包括

支撑架体（60）；

第一半轴（640），其可转动地设置在所述支撑架体（60）的一侧；

第二半轴（630），其可转动地设置在所述支撑架体（60）的另一侧；

第一行走轮（64），其固定在所述第一半轴（640）上；以及

第二行走轮（63），其固定在所述第二半轴（630）上；

所述转向组件包括有固定在所述行走架体（30）上的转向电机（51），其输出轴端连接有第一转向齿轮（510）；

所述行走组件（6）上固定有和所述第一转向齿轮（510）相啮合的第二转向齿轮（600）。

9.如权利要求8所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述行走驱动组件包括

行走驱动器，其设置在所述行走架体（30）上，用于供给行走动力；和

行走连动部，用于传递行走动力；

所述行走连动部包括

第一传动轴（611），其可旋转地安装在所述行走架体（30）和所述支撑架体（60）上，其上固定有第一连动齿轮（614）；

可旋转地安装在所述支撑架体（60）上的第二连动齿轮（631）、第三连动齿轮（632）、第四连动齿轮（633）；

固定在所述第二半轴（630）上的第五连动齿轮（634）；

和所述第一传动轴（611）同向旋转的第二传动轴（621），其可旋转地安装在所述支撑架体（60）上，其上固定有第六连动齿轮（623）；

可旋转地安装在所述支撑架体（60）上的第七连动齿轮（641）、第八连动齿轮（642）；以及

固定在所述第一半轴（640）上的第九连动齿轮（643）。

10.如权利要求9所述的自跟随临床用医疗机器人，其特征在于，所述第二连动齿轮（631）和所述第三连动齿轮（632）同轴固定，所述第七连动齿轮（641）和所述第八连动齿轮（642）同轴固定；

所述第一连动齿轮（614）和所述第二连动齿轮（631）相啮合，所述第三连动齿轮（632）、所述第五连动齿轮（634）均和所述第四连动齿轮（633）相啮合；

所述第六连动齿轮（623）和所述第七连动齿轮（641）相啮合，所述第八连动齿轮（642）和所述第九连动齿轮（643）相啮合。

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