CN112336526A - 一种智能医疗搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能医疗搬运机器人，包括支架以及驱动装置，驱动装置固定安装在支架的底部并用于驱动支架移动以及转向，智能医疗搬运机器人还包括支撑板、升降装置、倾角感测装置以及控制器，支撑板位于支架的正上方，支撑板的一端与支架铰接，升降装置的一端安装在支架上，升降装置的另一端与支撑板的另一端铰接，倾角感测装置固定安装在支撑板的底部，倾角感测装置用于感测支撑板的倾斜角度，控制器分别与倾角感测装置以及升降装置电连接。本发明可以使支撑板保持水平，以增强支撑板上伤者的舒适度，保证医疗搬运机器人在移动过程中不会对伤者造成二次伤害。

Description

一种智能医疗搬运机器人

技术领域

本发明涉及医疗机器人技术领域，具体而言，涉及一种智能医疗搬运机器人。

背景技术

医疗机器人，指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人，是一种智能型机器人，能独自编制操作计划，并依据实际情况确定动作程序，然后通过操作机构的运动实现医疗机器人的各种动作。医疗机器人种类很多，根据用途不同，医疗机器人大致可以分为诊断机器人、手术导航机器人、手术机器人、转运机器人、远程医疗机器人、采血注射机器人、陪护机器人、为残疾人服务机器人、康复机器人、医院自动化机器人和医用教学机器人等。

具有转运功能的医疗机器人，可以将伤者搬送转运至医院进行诊断救治。然后现有具有转运功能的医疗机器人并不能根据其与地面之间的倾斜夹角调整伤者的水平程度，如此容易造成伤者不适甚至给伤者带来二次伤害，其结构有待改进。

发明内容

基于此，为了解决现有具有转运功能的医疗机器人不能根据其与地面之间的倾斜夹角调整伤者的水平程度，容易造成伤者不适甚至给伤者带来二次伤害的问题，本发明提供了一种智能医疗搬运机器人，其具体技术方案如下：

一种智能医疗搬运机器人，包括支架以及驱动装置，所述驱动装置固定安装在所述支架的底部并用于驱动所述支架移动以及转向，所述智能医疗搬运机器人还包括支撑板、升降装置、倾角感测装置以及控制器，所述支撑板位于所述支架的正上方，所述支撑板的一端与所述支架铰接，所述升降装置的一端安装在所述支架上，所述升降装置的另一端与所述支撑板的另一端铰接，所述倾角感测装置固定安装在所述支撑板的底部，所述倾角感测装置用于感测所述支撑板的倾斜角度，所述控制器分别与所述倾角感测装置以及所述升降装置电连接。

在上述智能医疗搬运机器人中，控制器用于接收所述倾角感测装置所感测到的支撑板的倾斜角度，然后根据所述支撑板的倾斜角度来控制升降装置的动作。由于所述支撑板的一端与所述支架铰接，另一端通过所述升降装置与所述支架铰接，故而当控制器控制升降装置时，能够调整所述支撑板与所述支架之间的倾斜夹角。所述倾角感测装置固定安装在所述支撑板的底部，所述控制器通过控制所述升降装置升降并使所述倾角感测装置感测到的支撑板倾斜角度始终为零，即可以使所述支撑板保持水平，以增强支撑板上伤者的舒适度，保证医疗搬运机器人在移动过程中(比如爬坡或者下坡)不会对伤者造成二次伤害。

进一步地，所述升降装置包括伺服电机、滑动杆、滑动块以及丝杆，所述伺服电机固定安装在所述支架上且与所述控制器电连接，所述滑动杆设有两根，两根所述滑动杆相互平行且固定安装在所述支架上，所述滑动块的两端分别与两根所述滑动杆滑动连接，所述丝杆穿过所述滑动块且与所述滑动块螺纹连接，所述丝杆的一端与所述伺服电机的输出轴传动连接，所述滑动块与所述支撑板的另一端铰接。

进一步地，所述智能医疗搬运机器人还包括第一伸缩气缸，所述支撑板的一端通过所述第一伸缩气缸与所述支架铰接。

进一步地，所述第一伸缩气缸的活塞杆与所述支撑板的一端铰接，所述第一伸缩气缸的缸筒与所述支架固定连接。

进一步地，所述智能医疗搬运机器人还包括第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的活塞杆与所述支撑板的另一端铰接，所述第二伸缩气缸的缸筒与所述滑动块固定连接。

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机、主动轮、从动轮以及履带，所述驱动电机固定安装在所述支架上，所述主动轮的轴心与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述从动轮可转动地安装在所述支架上，所述履带套设在所述主动轮以及所述从动轮上且分别与所述主动轮以及所述从动轮啮合。

进一步地，所述智能医疗搬运机器人还包括减速机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述减速机的输入轴固定连接，所述减速机的输出轴通过联轴器与所述丝杆的一端固定连接。

进一步地，所述驱动电机与所述控制器电连接。

进一步地，所述倾角感测装置为动态倾角传感器。

进一步地，所述动态倾角传感器的测量范围为-60°至+60°。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种智能医疗搬运机器人的整体结构示意图一；

图2是本发明一实施例中一种智能医疗搬运机器人的整体结构示意图二；

图3是本发明一实施例中倾角感测装置的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、支架；2、驱动装置；3、支撑板；4、升降装置；5、倾角感测装置；6、控制器；7、伺服电机；8、滑动杆；9、滑动块；10、丝杆；11、第一伸缩气缸；12、第二伸缩气缸；13、主动轮；14、从动轮；15、履带；16、外壳；17、内腔；18、凹槽；19、第一触点。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，本发明一实施例中的一种智能医疗搬运机器人，包括支架1、驱动装置2、支撑板3、升降装置4、倾角感测装置5以及控制器6，所述驱动装置2固定安装在所述支架1的底部并用于驱动所述支架1移动以及转向。所述支撑板3用来支撑伤者，其位于所述支架1的正上方。所述支撑板3的一端与所述支架1铰接，所述升降装置4的一端安装在所述支架1上，所述升降装置4的另一端与所述支撑板3的另一端铰接，所述倾角感测装置5固定安装在所述支撑板3的底部，所述倾角感测装置5用于感测所述支撑板3的倾斜角度，所述控制器6分别与所述倾角感测装置5以及所述升降装置4电连接。所述控制器6可以为单片机等微处理器，其通过输出驱动指令来控制升降装置4的升降。

在上述智能医疗搬运机器人中，控制器6用于接收所述倾角感测装置5所感测到的支撑板3的倾斜角度，然后根据所述支撑板3的倾斜角度来控制升降装置4的动作。由于所述支撑板3的一端与所述支架1铰接，另一端通过所述升降装置4与所述支架1铰接，故而当控制器6控制升降装置4时，能够调整所述支撑板3与所述支架1之间的倾斜夹角。所述倾角感测装置5固定安装在所述支撑板3的底部，所述控制器6通过控制所述升降装置4升降并使所述倾角感测装置5感测到的支撑板3倾斜角度始终为零，即可以使所述支撑板3保持水平，以增强支撑板3上伤者的舒适度，保证医疗搬运机器人在移动过程中(比如爬坡或者下坡)不会对伤者造成二次伤害。当然，根据伤患的实际情况，也可以通过控制所述升降装置4升降并使所述倾角感测装置5感测到的支撑板3倾斜角度始终保持在某一数值上，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述升降装置4包括伺服电机7、滑动杆8、滑动块9以及丝杆10，所述伺服电机7固定安装在所述支架1上且与所述控制器6电连接，其输出轴垂直于所述驱动装置2的移动方向。所述滑动杆8设有两根，两根所述滑动杆8相互平行且固定安装在所述支架1上。两根所述滑动杆8均与所述伺服电机7的输出轴平行，所述滑动块9的两端分别与两根所述滑动杆8滑动连接，所述丝杆10穿过所述滑动块9且与所述滑动块9螺纹连接，所述丝杆10的一端与所述伺服电机7的输出轴传动连接，所述滑动块9与所述支撑板3的另一端铰接。具体而言，两根所述滑动杆8分别穿过所述滑动块9的两端而后与所述滑动块9滑动连接，所述滑动块9中固定安装有螺母，所述丝杆10与螺母螺纹连接。

通过控制器6控制伺服电机7转动，可以驱动滑动块9沿着滑动杆8上下移动，进而驱动所述支撑板3另一端升降，以调整所述支撑板3的倾斜角度。上述驱动装置2具有结构简单，便于安装维修的特点，值得推广。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述智能医疗搬运机器人还包括第一伸缩气缸11以及第二伸缩气缸12，所述支撑板3的一端通过所述第一伸缩气缸11与所述支架1铰接，所述第一伸缩气缸11的活塞杆与所述支撑板3的一端铰接，所述第一伸缩气缸11的缸筒与所述支架1固定连接。所述第二伸缩气缸12的活塞杆与所述支撑板3的另一端铰接，所述第二伸缩气缸12的缸筒与所述滑动块9固定连接。通过所述第一伸缩气缸11以及第二伸缩气缸12，在保证可以根据实际情况调整所述支撑板3倾斜角度，使医疗搬运机器人在移动过程中(比如爬坡或者下坡)不会对伤者造成二次伤害的同时，还可以通过控制所述第一伸缩气缸11以及第二伸缩气缸12同时伸长缩短，调整所述支撑板3的整体高度，方便将伤者搬运至支撑板3上。

在其中一个实施例中，如图1以及图2所示，所述驱动装置2安装在支架1的两侧，其包括驱动电机(图中未示出)、主动轮13、从动轮14以及履带15，所述驱动电机与控制器6电连接且固定安装在所述支架1上，所述主动轮13的轴心与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述从动轮14可转动地安装在所述支架1上，所述履带15套设在所述主动轮13以及所述从动轮14上且分别与所述主动轮13以及所述从动轮14啮合。也就是说，所述智能医疗搬运机器人为履带式机器人，其通过所述驱动装置2两侧履带15的速度差来实现转向。

将所述智能医疗搬运机器人设为履带式机器人，可以使得智能医疗搬运机器人在移动过程中更加的平稳，使其具备翻越障碍以及爬楼梯功能，进一步提高了其适用范围。

在其中一个实施例中，所述智能医疗搬运机器人还包括减速机(图中未示出)，所述伺服电机7的输出轴通过联轴器与所述减速机的输入轴固定连接，所述减速机的输出轴通过联轴器与所述丝杆10的一端固定连接。

在其中一个实施例中，所述倾角感测装置5为动态倾角传感器，所述动态倾角传感器的测量范围为-60°至+60°。采用动态倾角传感器，可以动态地感测所述支撑板3的倾斜角度，随时根据实际情况调整支撑板3倾斜角度以增强所述机器人的灵活性。

由于动态倾角传感器价格较为高昂，为了降低成本，在其中一个实施例中，如图3所示，所述倾角感测装置5包括外壳16，所述外壳16设有内腔17，所述内腔17靠近支架1的侧面为由两端往中心倾斜且高度逐渐递减的斜面，在所述内腔17靠近支架1的侧面中心设有一个半圆形凹槽18，凹槽18的两边以所述外壳16的中轴心为对称中心分别设有两个第一触点19，在所述内腔17中设有导电液体，如电解质溶液，所述导电液体的体积等于凹槽18体积以使导电液体处在凹槽18中时，两个所述第一触点19能够导电连通，两个第一触点19通过导线与控制器6电连接。

由于凹槽18处在内腔17的侧面中心，故而当导电液体流入到凹槽18中时，可以认为所述支撑板3处在水平状态。当导电液体从凹槽18流出时，即可认为所述支撑板3已经倾斜一定角度。通过在所述外壳16设置内腔17，在内腔17中设置凹槽18，利用导电液体以及第一触点19来判断支撑板3是否处在水平状态，进而控制升降装置4动作直至支撑板3水平，可以明显降低所述机器人的整体成本。

在其中一个实施例中，所述内腔17的两端分别设有两个第二触点(图中未示出)以及两个第三触点(图中未示出)，两个所述第二触点以及两个第三触点均通过导线与控制器6连接，以用来检测所述支撑板3的倾斜方向。

在其中一个实施例中，所述控制器6检测两个第一触点19之间的导通状态，当检测到两个第一触点19断开预设时间值(如设定3秒或者5秒)后，即根据所述支撑板3的倾斜方向控制升降装置4动作以调整支撑板3的倾斜角度直至检测到两个第一触点19导通。

当所述机器人以一定加速度前行时，所述导电液体有可能因为加速度的缘故从所述凹槽18流出而使两个第一触点19断开，此时若控制升降装置4动作以调整支撑板3角度有可能出现误判的情况。

为了解决上述问题，在其中一个实施例中，所述倾角感测装置5还包括一个与控制器6电连接的加速度传感器，所述加速度传感器用于检测并反馈所述机器人的加速度，控制器6接收所述机器人的加速度。当所述机器人的加速度小于预设加速度值且两个第一触点19断开时，所述控制器6通过控制升降装置4动作以调整支撑板3的倾斜角度直至检测到两个第一触点19导通。

在其中一个实施例中，所述外壳16由绝缘陶瓷材料制成。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能医疗搬运机器人，包括支架以及驱动装置，所述驱动装置固定安装在所述支架的底部并用于驱动所述支架移动以及转向，其特征在于，所述智能医疗搬运机器人还包括支撑板、升降装置、倾角感测装置以及控制器，所述支撑板位于所述支架的正上方，所述支撑板的一端与所述支架铰接，所述升降装置的一端安装在所述支架上，所述升降装置的另一端与所述支撑板的另一端铰接，所述倾角感测装置固定安装在所述支撑板的底部，所述倾角感测装置用于感测所述支撑板的倾斜角度，所述控制器分别与所述倾角感测装置以及所述升降装置电连接。

2.如权利要求1所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，其特征在于，所述升降装置包括伺服电机、滑动杆、滑动块以及丝杆，所述伺服电机固定安装在所述支架上且与所述控制器电连接，所述滑动杆设有两根，两根所述滑动杆相互平行且固定安装在所述支架上，所述滑动块的两端分别与两根所述滑动杆滑动连接，所述丝杆穿过所述滑动块且与所述滑动块螺纹连接，所述丝杆的一端与所述伺服电机的输出轴传动连接，所述滑动块与所述支撑板的另一端铰接。

3.如权利要求2所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述智能医疗搬运机器人还包括第一伸缩气缸，所述支撑板的一端通过所述第一伸缩气缸与所述支架铰接。

4.如权利要求3所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述第一伸缩气缸的活塞杆与所述支撑板的一端铰接，所述第一伸缩气缸的缸筒与所述支架固定连接。

5.如权利要求4所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述智能医疗搬运机器人还包括第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸的活塞杆与所述支撑板的另一端铰接，所述第二伸缩气缸的缸筒与所述滑动块固定连接。

6.如权利要求5所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机、主动轮、从动轮以及履带，所述驱动电机固定安装在所述支架上，所述主动轮的轴心与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述从动轮可转动地安装在所述支架上，所述履带套设在所述主动轮以及所述从动轮上且分别与所述主动轮以及所述从动轮啮合。

7.如权利要求6所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述智能医疗搬运机器人还包括减速机，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与所述减速机的输入轴固定连接，所述减速机的输出轴通过联轴器与所述丝杆的一端固定连接。

8.如权利要求7所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述驱动电机与所述控制器电连接。

9.如权利要求8所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述倾角感测装置为动态倾角传感器。

10.如权利要求9所述的一种智能医疗搬运机器人，其特征在于，所述动态倾角传感器的测量范围为-60°至+60°。

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