CN113995591A - 一种可分离式床椅一体化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可分离式床椅一体化机器人，包括一床体部分以及一轮椅部分。所述轮椅部分，包括床椅转换功能、起背抬推等功能；所述床体部分可配合轮椅部分同步完成整床的起背、抬腿等基本护理动作。所述床体部分一侧设有凹槽，其凹槽两侧设有回位导轨，所述轮椅部分滑入回位导轨与床体部分合并；所述轮椅部分完成起背抬腿、平移旋转、起背曲腿等动作完成床椅转换，最终通过分离装置与床体部分的分离。本发明一种可分离式床椅一体化机器人可实现整床起背抬腿、床椅转换以及床椅分离等功能且整体结构简单。

Description

一种可分离式床椅一体化机器人

技术领域

本发明涉及医疗护理相关技术领域，具体涉及一种可分离式床椅一体化机器人。

背景技术

随着中国人口老龄化程度的逐年加重，关注老年人健康成为当前的一大问题。对于老年人或者卧床的病人而言，现有的传统床只是由简单的床板和床架组成，不方便护理人员协助老人或者病人进行一些基本的护理动作，长时间处于平躺状态会导致老人或者病人身体机能退化。为避免这种情况的发生，护理人员需要时常协助进行一些基本的护理动作，主要通过两种方法实现，第一种是传统的方法，需要护理人员协助老人或者病人完成，这种方法简单笨拙，同时也增加了护理人员的劳动强度，并且也难以应用在大多数情况；第二种是由多功能护理床协助完成，护理床可以通过护理人员的操作自行完成起背、曲腿、床椅转换等基本功能，使老人或者病人在床上就可以实现基本的护理动作。因此，为降低护理人员的护理难度，诸多企业正相继开发一种床椅一体化多功能护理床。

现有的多功能护理床主流上有床椅可分离与床椅不可分离两种类型。申请号201510015494.5公开了护理床与轮椅转换系统。主要分为床体部分和轮椅部分，两部分之间靠分离装置分离，轮椅底座安装麦克纳姆轮，可完成全方位移动，并且设有定位导航模块，可准确回位，但是当老人或者病人只是想与探望或者护理人员进行简单坐立交谈时，这种方式转换轮椅过程繁琐，很多功能就显得比较多于。申请号201720944156.4公开了一种多功能护理床。通过电动推杆的驱动，完成基本的护理动作，但不能完成床椅转换功能。申请号201910406622.7公开了一种多功能护理床。其设有固定床体和可移动床体，固定床体与可移动床体之间通过侧翻机构可分离式连接，可移动床体能嵌入与固定床体进行组合，当可移动床体与固定床体组合时，能实现翻身、起背抬腿功能，可移动床体下装有电机驱动的滚轮，使可移动床体能从固定床体中分离，这种分离方式主要应用于医院等大型场合，不适用于类似家庭套间等小型场合。根据对当前研发的护理床的综合分析，在解决一方面问题的同时也存在的诸多缺点，主要有：1、床椅可分离式护理床分离不够智能，多数需要护理人员首先拉出可轮椅转换部分，然后才能操作相关按键使得床椅转换；2、床椅可分离式护理床转换动作不够流畅，转化成椅后不能直接推出，需要调整椅子朝向，并且过程繁琐，不能准确定位被护理人员的需求；3、不可分离式多功能护理床对比可分离式最主要的缺点是不能根据被护理人员意愿更换场地，不能充分满足被护理人员意愿。

因此，以上所述问题的解决成为了目前本领域技术人员对多功能护理床主要改进的方向。

发明内容

针对现有的多功能护理床存在的问题，本发明提出了一种可分离式床椅一体化机器人，主要包括床体部分和轮椅部分。所述可分离式床椅一体化机器人具备床椅转换功能、床椅分离功能以及整床起背抬腿等功能，所述床椅转换功能主要由平移旋转机构、起背机构、曲腿机构以及脚板联动机构完成，在床椅转换之后，通过给电磁吸附装置断电使床椅分离，进而推出轮椅部分，在保证安全性的基础上减少了操作流程并且结构简单容易实现。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种可分离式床椅一体化机器人，包括轮椅部分和床体部分。

所述轮椅部分包括平移旋转机构、轮椅底座、曲腿机构、脚板联动机构、支撑板以及椅扶手装置，所述支撑板包括背板、臀板、大腿板、小腿板、脚板，所述床体部分包括床板、支撑架、回位导轨、电控箱、电磁吸附装置、接触式通电装置、床扶手装置。

所述平移旋转机构主要由两个电动推杆(推杆三、推杆四)和旋转轴组成，所述旋转轴焊接在臀板底层几何中心上，所述臀板分上下两层，两层中间通过空心圆钢连接，若所述轮椅部分支撑板与所述床体部分均用型材的情况下，所述连接件可使用相同规格的型材进行连接，所述两个推杆(推杆三、推杆四)以旋转轴为中心，中心对称安装。所述平移旋转机构安装在底座板上，所述底座板通过螺栓安装在轮椅底座上。所述两电动推杆(推杆三、推杆四)两端分别与铰接位置处于中心对称的底座板和旋转轴铰接，通过控制两电动推杆(推杆三、推杆四)的工作状态来实现平移旋转功能。

所述底座板中部设有滑动槽，所述的滑动槽长度与平移旋转机构做平移运动的距离相同，所述旋转轴在滑动槽上完成平移旋转动作，所述旋转轴应安装自密封推力轴承以减少旋转过程中受到的阻力，所述底座板在关于中心对称位置设置两处铰接位置，其上安装有平移旋转机构中的电动推杆(推杆三、推杆四)，所述底座板上分别安装所述电动推杆(推杆三、推杆四)中推杆轴套三与推杆轴套四，所述的底座板通过螺栓连接在轮椅底座上。

所述曲腿机构主要由一个电动推杆(推杆二)、连杆一、滑块一组成，所述电动推杆(推杆二)推杆轴铰接在滑块一上，所述滑块一安置在大腿板滑槽一上，所述大腿板滑槽焊接在大腿板底侧端部，所述滑块一同时与连杆一的一端和电动推杆(推杆二)的推杆轴铰接，所述连杆一的另一端与小腿板底侧端部铰接。

所述脚板联动机构关于大腿板中心平面对称安装，包括连杆二、连杆三，所述连杆二、连杆三的安装方式完全相同，所述连杆二两端分别铰接在大腿板上的“L”型铰链与脚板上的“L”型铰链上，所述两个“L”型铰链分别焊接在大腿板与脚板上，同理，连杆三亦是如此，在所述安装方式下，使得脚板所在平面与大腿板所在平面之间时刻保持平行，所述连杆(连杆二、连杆三)与小腿板长度一致，构成平行四边形，从而实现同步联动。

所述轮椅底座上设有集成盒、定向轮、万向轮，所述集成盒通过螺栓固定在轮椅底座上，所述轮椅部分中前轮为万向轮，后轮为定向轮。

所述支撑板包括背板、臀板、大腿板、小腿板、脚板，所述背板的一侧与臀板的一侧铰接，所述的臀板的另一侧与大腿板一侧铰接，所述的大腿板的另一侧与小腿板的一侧铰接，所述的小腿板的另一侧与脚板的一侧铰接。

所述背板设有一个电动推杆(推杆一)，所述电动推杆(推杆一)的推杆轴套与背板铰接，推杆轴铰接在臀板第二层尾端。

所述臀板分上下两层，两层之间通过空心圆钢连接，所述臀板第二层与所述平移旋转机构中的旋转轴焊接，所述的臀板第二层在合适位置设置支撑板，所述的支撑板上设有支撑轴一，支撑轴一上安装滚轮一，臀板第二层底端尾侧合适位置设有支撑轴二，支撑轴二上安装滚轮二，所述支撑板、支撑轴一、滚轮一、支撑轴二、滚轮二所构成的结构起到与旋转轴共同支撑的作用，在旋转过程中支撑板、支撑轴一、滚轮一、支撑轴二、滚轮二所构成的结构不能与所述平移旋转机构发生干涉且滚轮一、滚轮二与所述旋转轴所在所支撑的点的连线不能在一条直线上。所述臀板两侧安装椅扶手装置，所述椅扶手装置包括椅扶手、锁紧扣和卡槽，所述卡槽安装在臀板两侧合适位置用于定位椅扶手，所述椅扶手装置的安装方式为将椅扶手插入臀板两侧卡槽内，然后用通过锁紧扣锁紧。

所述轮椅底座两侧下方设有导轨滚轮，所述导轨滚轮通过配合回位导轨前端滑道完成轮椅复位的定位。

所述床体部分包括床板、支撑架、回位导轨、电控箱、电磁吸附装置、接触式通电装置、床扶手装置，所述床板上设有床背板、床小腿板、床大腿板，所述床背板设有一电动推杆(推杆五)，安装位置与所述轮椅部分支撑板中背板上的电动推杆(推杆一)一致，所述床大腿板设有滑槽二、滑块二、连杆四和驱动床大腿板、床小腿板联动的电动推杆(推杆六)。所述连杆四的作用是使床小腿板与床大腿板联动，安装方式与安装位置和轮椅部分支撑板中大腿板、小腿板、滑槽一、滑块一、连杆一之间的安装方式与等效安装位置相同。

所述床板包括上下两层，上下两层之间通过支撑件连接，若所述轮椅部分支撑板与所述床体部分均用型材的情况下，所述支撑件可使用相同规格的型材进行连接，所述床板凹槽一侧还应设有回位导轨，所述回位导轨与轮椅底座两侧下方所设导轨滚轮配合，采用直线双轴心导轨，安装方式使滚子轴心竖直向下，所述床板在回位导轨末端设有支撑架，所述支撑架上安置电磁吸附装置中的电磁铁与接触式通电装置中的母端，所述床板外侧与所述轮椅部分臀板两侧卡槽同等位置处设有同规格卡槽，用于固定床扶手装置，所述床扶手装置包括床扶手、锁紧扣和卡槽，所述床扶手装置的安装方式为将床扶手插入卡槽内，然后将锁紧扣插入卡槽侧面，扣紧床扶手。

所述电磁吸附装置、接触式通电装置安装在床体部分的支撑架上，所述电磁吸附装置包括电磁铁、电磁吸片，电磁铁安装在所述床体部分所设的支撑架上，电磁吸片安装在所述轮椅部分底座板上，与所述轮椅底座后侧相配合。当床体部分与轮椅部分相结合后，所述电磁铁与电磁吸片接触，操作相关按钮，电磁铁通电，电磁吸附装置工作，完成床体部分与轮椅部分的结合。所述接触式通电装置包括公端、母端，所述公端上装有弹簧撞针，所述母端上装有金属触点。所述公端部分固定于床板上的支撑架上，所述母端部分固定于所述轮椅底座上的底座板上，且与所述安装在底座板上的电磁吸片上下安装。当床体部分与轮椅相结合后，所述接触式通电装置的公端和母端相吸合，所述轮椅部分通电，可控制电动推杆(推杆一、推杆二、推杆三、推杆四)，进而实现床椅转换。所述公端安装方式为嵌入式，以防止发生触电事故，所述母端外伸安装，所述电控箱固定在床板底部。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

操作方便性。本发明床椅分离功能与床椅转换功能相互独立，因此，在实现整床起背功能外，还可以在不分离的情况下直接实现床椅转换，减少了操作的复杂性，同时也去除了不必要的操作；

结构紧凑性。实现床椅转换的主要机构为双推杆组成的平移旋转机构，在垂直方向上结构较为紧凑，这就在轮椅底盘留下足够的空间，为实现电驱动轮椅方案提供了可能；

体验舒适性。本发明的起背功能、曲腿功能以及床椅转换功能均通过推杆的行程控制，根据人机工程学设计，所述支撑板各部分尺寸与所述床板各部分更加匹配正常成年人身体，并且本发明也可实现整床起背抬腿功能以满足护理人员对护理床功能的需求；

使用安全性。只有在轮椅转换正常的情况下，主要是起背推杆的行程在高于某一限定值时，分离装置才能起效，避免重心不稳导致仰翻，确保被护理人员的人身安全。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。

图1为本发明可分离式床椅一体化机器人整体示意图。

图2为本发明床体部分示意图。

图3为本发明中图2中A处的结构放大图。

图4为本发明轮椅部分示意图。

图5为本发明整床起背抬腿示意图。

图6为本发明轮椅转换后轮椅示意图。

图7为本发明平移旋转机构正面视图示意图，提供双推杆装配关系。

图8为本发明平移旋转机构斜视角度视图，提供滑动槽开槽位置。

图9为本发明脚板联动机构示意图。

图10为本发明曲腿机构示意图。

图11为本发明图10中B处的结构放大图。

图12为本发明臀板结构示意图。

图13为本发明床板各部分装配关系示意图。

图14为本发明导向块结构示意图。

图中标号所示：

100-轮椅、110-背板、120-臀板、130-大腿板、140-小腿板、150-脚板、160-底座板、1601-滑动槽、104-轮椅底座、171-集成盒、106-椅扶手装置、1061-椅扶手、111-推杆轴套一、112-推杆轴一、121a-支撑轴一、121b-支撑轴二、122a-滚轮一、122b-滚轮二、123-旋转轴、124-支撑板、131-推杆轴套二、132-推杆轴二、133-滑块一、134-连杆一、135-滑槽一、141-连杆二、142-连杆三、161-推杆轴套三、162-推杆轴三、163-推杆轴四、164-推杆轴套四、两个定向轮轴套(172a、172b)、两个万向轮轴套(172c、172d)、两个定向轮(173a、173b)、两个万向轮(173c、173d)、200-床体部分、201-电磁吸附装置、165-电磁吸片、2011-电磁铁、202-接触式通电装置、2021-母端、2021a-金属触点、2022-公端、2022a-弹簧撞针、203-床扶手装置、2031-床扶手、2032-锁紧扣、2033-卡槽、210-床背板、211-推杆轴套五、212-推杆轴五、220-床大腿板、221-推杆轴套六、222-推杆轴六、223-滑块二、224-连杆四、225-滑槽二、226-床小腿板、230-床板、231-支撑架、232-回位导轨、233-电控箱、234-导向块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特性、达成目的与功效易于明白了解，下面结合优选的实施例以及具体图示，进一步阐述本发明，需要说明的是，文中出现的罗马数字“1、II、III、IV”是为了方便说明特殊铰接位置。

如图1-2所示，本实例提供了一种可分离式床椅一体化机器人，包括床体部分200、轮椅部分100。

所述床体部分200包括床板230、支撑架231、回位导轨232、电控箱233、电磁吸附装置201、接触式通电装置202、床扶手装置203，其中床板230上设有床背板210、床大腿板220、小腿板226，所述回位导轨232安装在床板230凹槽一侧的支撑架231上(如图2)，优选的，所述回位导轨232采用直线双轴心内置导轨，滑槽开口向上，所述回位导轨232端口有引导轮椅部分准确进入回导轨232的结构导向块234。

所述床背板210一侧所设有的电动推杆五211-2，其中推杆轴套五211与所述床背板210铰接，推杆轴五212与所述床板230在III位置处(如图13)的铰链铰接，所述床背板210铰接在床板230合适位置(如图2)，优选的，为实现所述床背板210能抬到国标中对护理动作起背的要求，故对所述电动推杆五的行程与安装位置需进行严格计算，本发明中提供的方案经过运动仿真以及碰撞检测，验证了方案的合理性，可供参考。

所述床大腿板220包括推杆轴套六221、推杆轴六222、滑块二223、连杆四224、滑槽二225，所述推杆轴套六221一端与床板230在IV位置处(如图13)铰接，推杆轴六222铰接在滑块二223上，所述滑块二223在滑槽二225上滑动，所述连杆四224两端分别铰接在所述滑块二223与所述床小腿板226上，优选的，本发明提出的方案在所述电动推杆六行程范围内能够实现在国标规定的范围内抬腿，其中在所述电动推杆六在行程末端实现最大角度抬腿，经运动仿真以及碰撞检测检验了方案的合理性，可供参考。

所述床板230包括上下两层，上下两层之间通过支撑件连接，若所述轮椅部分支撑板与所述床体部分均用型材的情况下，所述支撑件可使用相同规格的型材进行连接，所述床体部分200还应设有回位导轨232，优选的，所述回位导轨232采用直线双轴心导轨，安装方式使滚子轴心竖直向下，所述床体部分200在回位导轨232末端设有支撑架231，所述支撑架231上安置电磁吸附装置201的电磁铁2011和接触式通电装置的母端2021，所述床板230外侧(如图2)设有床扶手装置203，所述床扶手装置203包括床扶手2031、锁紧扣2032和卡槽2033，其中卡槽2033安装于床板外侧合适位置，用来定位床扶手2031，将床扶手2031插入到卡槽2033合适位置时，利用锁紧2032将其固定，具体的，所述卡槽2033孔轴心与锁紧扣2032孔轴心垂直。

参见图4，其所示为本实例中轮椅部分的整体结构划分。

该轮椅部分100包括支撑板101、平移旋转机构102(如图7)、曲腿机构103(如图10)、轮椅底座104、脚板联动机构105(如图9)、椅扶手装置106，其中支撑板101包括背板110、臀板120、大腿板130、小腿板140、脚板150(如图4)。

具体的，通过设计行程选型出合适的推杆一，也可定制推杆，优选的，所述背板110与臀板120分别设有铰链，推杆轴套一111与背板110铰接，推杆轴一112与臀板120在I位置处(如图12)铰接。

优选的，所述臀板120分上下两层(A：第一层、B：第二层)，如图12所示，上层与下层之间通过空心圆钢连接，在下层合适位置设有支撑板124，支撑板124上设有支撑轴一121a，支撑轴二121b安装在臀板120第二层另一位置(如图12)。为了减少旋转运动过程中所带来的摩擦阻力，优选的，所述支撑轴一121a下安装滚轮一122a，所述支撑轴二121b下安装滚轮二122b，所述的支撑板124、支撑轴一121a、滚轮一122a、支撑轴二121b、滚轮二122b所构成的结构起到与旋转轴123共同支撑的作用，在旋转过程中支撑板124、支撑轴一121a、滚轮一122a、支撑轴二121b、滚轮二122b所构成的结构不能与所述的平移旋转机构102发生干涉，并且滚轮一122a、滚轮二122b与所述的旋转轴123所在所支撑的点的连线不能在一条直线上，所述臀板120两侧(如图12)也设有卡槽2033，用于安装椅扶手装置106，所述椅扶手装置106包括椅扶手1061、锁紧扣2032和卡槽2033，其中卡槽2033用来定位椅扶手1061，将椅扶手1061插入卡槽2033到合适位置时，利用锁紧2032将其固定，具体的，所述卡槽2033孔轴心与锁紧扣2032孔轴心垂直。在床状态下可以根据需要安装轮椅部分100外侧扶手(如图1)，在轮椅状态下需将两侧均安装椅扶手1061(如图6)。

优选的，如图10，所述滑槽一135焊接在大腿板130上，滑块一133安装在滑槽一135内，具体的，为减少滑块一133在滑槽135内的摩擦力，滑块一133有两种形态，第一种可以考虑滑槽一135与滑块一133之间设有滑轨，第二种可以考虑滑块一133为滚轮，所述推杆轴套二131与臀板120在II位置处(如图12)铰接，所述推杆轴二132与滑块一133的连接轴铰接，所述连杆一134两端分别与滑块一133的连接轴和小腿板140铰接。

优选的，如图9，所述连杆二141、连杆三142以相同安装方式安装在脚板150的“L”型铰链1501与大腿板130的“L”型铰链1301上，所述连杆二141两端分别铰接在大腿板130上的“L”型铰链1301与脚板150上的“L”型铰链1501上，所述的两个“L”型铰链分别焊接在大腿板130与脚板150上，同理，连杆三142亦是如此，在所述的安装方式下，使得脚板150所在平面与大腿板130所在平面之间时刻保持平行。

特别的，为实现轮椅部分100顺利实现床变椅功能，本发明提供了一种机构，详见图7，下面就本机构具体实施方式进行详细介绍：

如图7所示，所述推杆轴套三161、推杆轴套四164通过销连接在底座板160上，所述推杆轴三162、推杆轴四163分别与旋转轴123两端孔铰接。所述旋转轴123上端焊接在臀板120第二层，下端长轴部分安置在底座板160滑动槽1601内，使得在其内相对滑动和旋转，优选的，所述旋转轴123应安装自密封推力轴承以减少旋转过程中受到的阻力。优选的，所述推杆三161-2、推杆四163-4以旋转轴123为中心，中心对称安装。

所述臀板120的第二层设有支撑结构，所述支撑结构由滚轮122通过螺栓连接在支撑轴121上，所述滚轮122在所述轮椅底座板160上做相对转动且滚轮122数量不少于两个，所述滚轮122起到与旋转轴123共同支撑的作用，在旋转过程中滚轮122不能与所述平移旋转机构发生干涉且滚轮122所在点的连线与所述旋转轴123不能在一条线上，因此，设置支撑滚轮122安装位置需经过严密计算，优选的，本发明提供的方案经过运动仿真、碰撞检测验证了方案的合理性，可供参考。

下面对优选的实施例进行原理上的阐述：

当推杆轴三162、推杆轴四163运动状态相反时，如推杆轴三162处于正行程方向工作，推杆轴四163处于负行程方向工作，即一推一拉时可实现平移运动，要求两电动推杆运行速度必须保持一致，且行程之和应该是单个推杆最大行程值，即运动状态需保持对称。

反之，当其运动状态相同时，如推杆轴三162处于正行程方向工作，推杆轴四163亦处于正行程方向工作，即同推时可实现旋转运动，要求两电动推杆运行速度必须保持一致，且两电动推杆应保持同步调，即运动状态需保持一致。

同理，它们的逆过程即可返回初始状态，如推杆轴三162处于负行程方向工作，推杆轴四163处于正行程方向工作，即一拉一推时可实现反向平移运动；如推杆轴三162处于负行程方向工作，推杆轴四163亦处于负行程方向工作，即同拉时可实现反方向旋转运动，从而将所述臀板120调整到初始位置。

优选的，考虑到轮椅100重心偏移问题，本方案的平移旋转机构，在完成平移旋转之后应再做一次平移运动，即回复到初始位移状态，从而保证重心回复到轮椅110中心。

详细的，介绍平移旋转和回位的工作流程，在起背抬腿的基础上，推杆轴三162处于零行程状态，推杆轴四163处于半行程状态，如推杆轴三162处于正行程方向工作，推杆轴四163处于负行程方向工作，此时臀板120做相对平移运动，此时轮椅部分100支撑人的支撑板部分与床体部分200相对分离，直到推杆轴三162处于半行程，推杆轴四163处于零行程，此时推杆轴四163开始往正行程方向工作，与此同时推杆轴三162继续正行程方向工作，直至，推杆轴三162处于满行程状态，推杆轴四163处于半行程状态，此时轮椅部分100完成相对直角旋转，然后，推杆轴三162开始往负行程方向工作，推杆轴四163继续正行程方向工作，直至推杆轴三162运动到零行程，推杆轴四163运动到半行程，至此整个平移旋转动作完成。

特别的，当臀板120与底座板160一侧端面平行时，所述推杆轴三162与所述推杆轴四163分别与旋转轴123上连杆延伸方向夹角互补。为了节约空间，优选的，本发明所提出的实施例使得在上述臀板120与底座板160一侧端面平行条件下，两旋转推杆(推杆三、推杆四)以旋转轴123为中心，中心对称安装，所述旋转推杆行程应至少为底座板160所设滑动槽1601长度的两倍以实现直角旋转。

具体的，为了让本发明实施例更容易得到理解，下面就整体操作流程进行阐述：

1、如下对护理人员操作护理床完成起背抬腿动作进行阐述(如图5)：

护理人员长按整床起背动作按键，推杆轴一112、推杆轴五212同时正行程方向工作，保证背板工作的同步性，松开按键则电动推杆同时停止工作，反之，长按整床降背动作按键，推杆轴一112、推杆轴五212同时负行程方向工作，松开按键则电动推杆同时停止工作，直至两电动推杆运动至零行程，电动推杆断电，停止运动。

同理，长按整床抬腿动作按键，推杆轴二132、推杆轴六222同时正行程方向工作，从而实现抬腿护理动作，松开按键则电动推杆同时停止工作，因受电动推杆行程约束，抬腿角度不能超过国标的允许范围，反之，长按整床将腿动作按键，推杆轴二132、推杆轴六222同时负行程方向工作，直至电动推杆恢复初始行程，电动推杆断电，停止运动。

2、如下对转换成椅及分离功能进行详细阐述：

第一步动作：起背抬腿。当有相应需求时，操作相关按键，推杆轴一112起作用，使背板110抬到一定角度，同时推杆轴二132也起作用，使小腿板140抬到一定高度，至此完成轮椅部分100的起背抬腿动作，所述起背抬腿动作为旋转成椅提供几何上的保证。

第二步动作：轮椅支撑板平移。一般的，等所述起背、抬腿动作均完成后，平移旋转机构起作用，推杆轴三162处于零行程状态，推杆轴四163处于半行程状态，所述推杆轴三162处于正行程方向工作，推杆轴四163处于负行程方向工作，此时臀板120做相对平移运动，轮椅部分100支撑人的支撑板部分与床体部分200相对分离，直到推杆轴三162处于半行程，推杆轴四163处于零行程，至此完成轮椅支撑板的平移动作，为第三步旋转成椅做了几何上的准备。

第三步动作：旋转成椅。承接第二步动作，推杆轴三162处于半行程，推杆轴四163处于零行程，此时推杆轴四163开始往正行程方向工作，与此同时推杆轴三162继续正行程方向工作，直至推杆轴三162处于满行程状态，推杆轴四163处于半行程状态，此时轮椅部分100完成相对直角旋转，然后，推杆轴三162开始往负行程方向工作，推杆轴四163继续正行程方向工作，直至推杆轴三162运动到零行程，推杆轴四163运动到半行程，至此整个平移旋转动作完成。此时，推杆轴一112、推杆轴二132同时开始工作，推杆轴一112在第一步基础上继续向正行程方向工作，直至将背板抬升到合适位置，电动推杆(推杆一)停止工作，推杆轴一112停止运动，详细的可参考本发明优选的实施例，推杆轴二132开始向负行程方向工作，直至小腿板140降到合适角度，该部分电动推杆(推杆二)断电停止工作，至此完成旋转成椅动作，将椅扶手装置106安装完成最终成椅状态(如图6)。特别的，通过控制推杆的行程，所述推杆轴一112在起背角度小于一定角度时，分离装置不能起作用，以免导致重心不稳而发生轮椅仰翻，即不可床椅分离，从而保护被护理人员的人身安全。

上述三个动作完成后可根据需要选择是否进行床椅分离，倘若需要床椅分离，可控制按钮使得电磁吸附装置201断电，电磁铁2011断电停止工作，电磁吸片165与电磁铁2011分离，可借助人力推出轮椅部分100实现床椅分离功能，若想恢复原状态，即进行原动作的逆过程即可实现；倘若不需要床椅分离，则不需要任何操作，此过程依旧能保证轮椅部分100不能脱离床体部分200，保证了被护理人员的人身安全。

3、如下对轮椅复位功能进行阐述：

当护理人员需要对轮椅进行复位和床椅合并时，需要护理人员推动轮椅部分100使得与床体部分200一侧的凹槽对齐，通过凹槽支撑架231所设的回位导轨232辅助，最终使所述电磁吸附装置201中的电磁铁2011与电磁吸片165对接，此时电磁吸附装置201通电，床椅至此连接，与此同时安装在轮椅底座板160上的接触式通电装置202公端弹簧撞针2022a与母端金属触点2021a对接工作。此时轮椅部分通电，护理人员需将轮椅部分100内侧椅扶手装置106卸下，然后操作相关按钮完成床变椅的逆过程，最终完成轮椅复位动作。

特别的，为保证轮椅部分100能准确定位回位导轨232，可以有多种实施方式，本方案列举两个可供参考：

1、导轨端部配合安装一种导向块234(如图14)，所述导轨块一端大口，另一端与导轨滑槽口一致，具体的，通过大口到小口的缓冲引导轮椅100准确找到回位导轨232；

2、可参考现有的小车寻迹功能准确定位回位导轨232。

本发明方案提出了一种更加符合客户需求的可分离式床椅一体化机器人解决方案，在现有的技术上，本方案具有操作方便性、结构紧凑性、体验舒适性、使用安全性等优点，同时，也大幅度减少了护理人员的介入，实用性较强。并且，本方案提出的平移旋转机构结构紧凑，为轮椅的后期优化提供了空间可能，可根据客户的需求，将轮椅改为电驱动等等。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保扩范围由所附的权利要求书及其等效物决定。

Claims (8)

1.一种可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，包括床体部分(200)、轮椅部分(100)，所述的床体部分(200)与轮椅部分(100)通过电磁吸附装置(201)的通断电完成床椅的合并与分离功能，所述的轮椅部分(100)可独自完成轮椅的转换，并通过所述的回位导轨(232)与床体部分(200)完成对接，其中，轮椅转换功能只能在接触式通电装置(202)工作状态下进行。

所述的床体部分(200)包括床板(230)、支撑架(231)、回位导轨(232)、电控箱(233)、电磁吸附装置(201)、接触式通电装置(202)、床扶手装置(203)，所述的轮椅部分(100)包括支撑板(101)、平移旋转机构(102)、曲腿机构(103)、轮椅底座(104)、脚板联动机构(105)、椅扶手装置(106)，所述的床板(230)上设有床背板(210)、床大腿板(220)与床小腿板(226)。

所述的床扶手装置(203)包括床扶手(2031)、锁紧扣(2032)和卡槽(2033)，所述的床扶手(2031)插入安装在床板(230)外侧的卡槽(2033)上，通过锁紧扣(2032)锁紧。

所述的轮椅转换功能涉及平移旋转机构(102)、曲腿机构(103)、轮椅底座(104)、脚板联动机构(105)，所述的平移旋转机构(102)由两个电动推杆和一个连杆组成，通过两个推杆的相互配合完成轮椅部分(100)在轮椅底座(103)上的平移旋转动作。

所述的轮椅底座(104)设有集成盒(171)、定向轮(a、b)、万向轮(c、d)，所述的集成盒(171)通过螺栓固定在轮椅底座(104)上，所述的轮椅部分(100)中前轮为万向轮(c、d)，后轮为定向轮(a、b)。

2.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的支撑板(101)包括背板(110)、臀板(120)、大腿板(130)、小腿板(140)、脚板(150)，所述的背板(110)的一侧与臀板(120)的一侧铰接，所述的臀板(120)的另一侧与大腿板(130)一侧铰接，所述的大腿板(130)的另一侧与小腿板(140)的一侧铰接，所述的小腿板(140)的另一侧与脚板(150)的一侧铰接。

所述的背板(110)一侧设有推杆一(111-2)，其中推杆一(111-2)中的推杆轴套一(111)与背板(110)铰接，推杆一(111-2)中的推杆轴一(112)在臀板(120)第二层尾端铰接。

所述的小腿板(140)设有两个关于小腿板(140)中心平面对称安装在所述的大腿板(130)与所述的脚板(150)之间的的脚板联动机构(105)，所述的脚板联动机构(105)包括连杆二(141)、连杆三(142)，所述的连杆二(141)、连杆三(142)的安装方式相同，所述的连杆二(141)两端分别铰接在大腿板(130)上的“L”型铰链(1301)与脚板(150)上的“L”型铰链(1501)上，所述的两个“L”型铰链分别焊接在大腿板(130)与脚板(150)上，同理，连杆三(142)亦是如此，如按所述安装，脚板(150)所在平面与大腿板(130)所在平面之间时刻保持平行。

3.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的平移旋转机构(102)包括推杆三(161-2)、推杆四(163-4)、旋转轴(123)、底座板(160)，所述的推杆三(161-2)、推杆四(163-4)以旋转轴(123)中心对称安装，所述的推杆三(163-4)的推杆轴套三(164)一端铰接在底座板(160)上，另一端铰接在旋转轴(123)上，同理，推杆四(161-2)的推杆轴套四(161)一端铰接在底座板(160)上，另一端铰接在旋转轴(123)上。

所述的底座板(160)中部设有滑动槽(1601)，所述的滑动槽(1601)长度与平移旋转机构(102)做平移运动的距离相同，所述的推杆轴套三(164)、推杆轴套四(161)铰接在底座板(160)上，所述的底座板(160)通过螺栓连接在轮椅底座(104)上。

4.根据权利要求2所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的臀板(120)分两层，两层之间通过空心圆钢连接，所述的臀板(120)第二层与权利要求3所述的平移旋转机构(102)中旋转轴(123)连接，所述的臀板(120)第二层在合适位置设置支撑板(124)，所述的支撑板(124)上设有支撑轴一(121a)，支撑轴一(121a)上安装滚轮一(122a)，臀板(120)第二层底端尾侧合适位置设有支撑轴二(121b)，支撑轴二(121b)上安装滚轮二(122b)，所述的支撑板(124)、支撑轴一(121a)、滚轮一(122a)、支撑轴二(121b)、滚轮二(122b)所构成的结构起到与旋转轴(123)共同支撑的作用，在旋转过程中支撑板(124)、支撑轴一(121a)、滚轮一(122a)、支撑轴二(121b)、滚轮二(122b)所构成的结构不能与所述的平移旋转机构(102)发生干涉且滚轮一(122a)、滚轮二(122b)与所述的旋转轴(123)所在所支撑的点的连线不能在一条直线上，所述的臀板(120)两侧也安装有权利要求1所述的卡槽(2033)，用于定位权利要求1所述的椅扶手装置(106)，所述的椅扶手装置(106)包括椅扶手(1061)、锁紧扣(2032)和卡槽(2033)，安装方式为将椅扶手(1061)插入臀板(120)两侧卡槽(2033)内，然后用通过锁紧扣(2032)锁紧。

5.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的电磁吸附装置(201)部分电磁铁(2011)安置在床体部分(200)上，电磁吸片(165)通过螺钉连接在底座板(160)上，电磁铁(2011)与电磁吸片(165)安装位置相匹配。

6.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的接触式通电装置(202)包括公端(2022)、母端(2021)，所述的公端(2022)上装有弹簧撞针(2022a)，所述的母端上装有金属触点(2021a)，所述的公端(2022)固定于床板(230)上的支撑架(231)上，所述的母端(2021)固定于所述的轮椅底座(104)上的底座板(160)上，并且与安装在所述的底座板(160)上的电磁吸片(165)承上下结构安装。

7.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的床板(230)包括床背板(210)、床大腿板(220)与床小腿板(226)，其特征在于，所述的床背板(210)的一侧与床板(230)在轮椅部分(100)中臀板(120)与背板(110)铰接位置的几何等价位置铰接，所述的床大腿板(220)的一侧与床板(230)在轮椅部分(100)中臀板(120)与大腿板(130)铰接位置的几何等价位置铰接，所述的床小腿板(226)的一侧与床大腿板(220)的另一侧铰接。

所述的床背板(210)一侧设有推杆五(211-2)，其中推杆五(211-2)中推杆轴套五(211)与床背板(210)铰接，推杆五(211-2)中推杆轴五(212)与床板(230)在轮椅部分(100)中臀板(120)第二层尾端铰接位置的几何等价位置铰接。

所述的床大腿板(220)设有滑槽二(225)、滑块二(223)、推杆六(221-2)、连杆四(224)，其特征在于，所述的推杆六(221-2)中推杆六轴套(221)一端铰接在床板(230)在轮椅部分(100)中臀板(120)第二层前端铰接位置的几何等价位置铰接，推杆轴六(222)铰接在滑块二(223)上，所述的滑块二(223)在滑槽二(225)上滑动，所述的连杆四(224)两端分别铰接在滑块二(223)中间轴与床小腿板(226)底侧前端铰接位置处。

8.根据权利要求1所述的可分离式床椅一体化机器人，其特征在于，所述的回位导轨(232)，安装方式为上下两层安置，即滑块、导轨上下分布以尽可能减少使导轨变形的因素，同时，回位导轨(232)端部设有辅助轮椅找到回位位置的结构导向块(234)，所述的导向块(234)通过螺栓连接在回位导轨(232)所在的床板(230)位置。

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