CN118990554A - 一种人工智能养老机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工智能养老机器人，包括万向行走底座和设置在万向行走底座上的中央处理器和监测单元，所述监测单元通过通信单元和中央处理器连接，所述万向行走底座的一侧开设有活动缺口，该万向行走底座的顶部通过升降杆连接有悬梁。本发明中，本养老机器人上设置套设在老年人外部的限位环，该限位环具有跟随老年人移动的功能，而且老年人移动时会始终处于限位环的中部，在限位环内设置至少三个周向均匀分布的防摔机械手，老年人在自由行走和原地锻炼时，防摔机械手处于近似贴合限位环内壁状态，当老年人意外侧摔时，限位环内的机械手会缩老年人所在的空间，使得老年人的胸部被缓冲夹持，由此，具有老年人行走和锻炼防护的优点。

Description

一种人工智能养老机器人

技术领域

本发明涉及养老机器人技术领域，尤其涉及一种人工智能养老机器人。

背景技术

养老机器人的作用是辅助老年人在晚年进行更好的生活，使得老年人的自主生活更加便利，目前，常见的智能养老机器人通常用于精神交流、家务辅助和健康监测，其中精神交流主要是指语言交流，通过语言交流来消除孤独感；家务辅助是指养老机器人具有做家务的智能功能。比如倒水、辅助吃药、按摩等；健康监测主要是监测老人的身体机能的异常情况，及时警示。

但是，老年人晚年生活的质量的提高需要经常进行锻炼。目前，老年人锻炼的方式通常是自行行走，通过走路来锻炼身体机能，对于行动极其不便的老年人则需要人员搀扶陪同。老年人在自行行走或者被人搀扶行走时会出现站立不稳摔倒的问题，而由于老年人身体器官老化，当其摔倒时会形成较大的冲击，该冲击很容易对老年人造成严重后果，甚至危及生命。为了提高老年人养老的生活质量，目前，急需一种具有辅助老年人行走锻炼的机械手结构。

因此，本发明提出了一种人工智能养老机器人。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决背景技术中提到的问题，而提出的一种人工智能养老机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种人工智能养老机器人，包括万向行走底座和设置在万向行走底座上的中央处理器和监测单元，所述监测单元通过通信单元和中央处理器连接，所述万向行走底座的一侧开设有活动缺口，该万向行走底座的顶部通过升降杆连接有悬梁，所述悬梁的底部转动连接有悬挂架，该悬梁上还设置有用于控制悬挂架转动的驱动器，所述悬挂架的底部连接有位于活动缺口上方的限位环，该限位环的内周壁转动连接有至少三个周向均匀分布的防摔机械手，至少三个所述防摔机械手转动后通过缩小限位环中部的空间来实现防摔功能，该限位环上设置有用于控制防摔机械手转动的控制组合一，所述限位环的内周壁设置有若干个监测单元，所述悬挂架内的顶部也设置有监测单元，还包括胶囊休息仓和控制组合二，所述胶囊休息仓和万向行走底座的顶部转动和滑动连接，所述控制组合二用于控制胶囊休息仓相对万向行走底座转动和滑动。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述防摔机械手为弧形棒状，至少三个所述防摔机械手在同一平面且内弧面和限位环的轴线相对时，该防摔机械手的弧心和限位环的轴线重合，所述防摔机械手的两端固定连接有和限位环内周壁转动连接的衔接轴。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制组合一包括传动齿轮、驱动环和电动推杆，所述衔接轴为贯穿限位环设置且其位于限位环外部的一端固定套设有传动齿轮，所述驱动环上下滑动连接在限位环的底部且两者同轴，该驱动环的顶部固定连接有和相邻的两个传动齿轮同时啮合的传动齿条，所述驱动环通过电动推杆和限位环连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述防摔机械手的两端连接有一个位于限位环外侧的搀扶扶手，该搀扶扶手为梯形结构且其开口端和衔接轴固定连接，所述搀扶扶手上的横梁上固定套设有防护胶套。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述悬挂架为门型架且其开口端和限位环的顶部固定连接，该悬挂架顶部的中部固定连接有传动轴，所述驱动器包括齿轮箱和固定设置在齿轮箱一侧的伺服电机，所述齿轮箱的输出轴和传动轴的顶部固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述活动缺口为U型缺口，所述万向行走底座的上端面固定连接有位于活动缺口两侧的导向座，所述胶囊休息仓位于活动缺口的上方且其两端固定连接有和导向座滑动和转动连接的支撑轴，所述胶囊休息仓的外周壁开设有连通内腔的弧形缺口，该胶囊休息仓的内壁固定设置有和弧形缺口相对的托板。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制组合二包括电动伸缩杆、连杆一和连杆二，所述连杆二的一端和支撑轴固定连接且其另一端和连杆一的一端铰接连接，所述连杆一的另一端和万向行走底座的上端面铰接连接，所述电动伸缩杆固定设置在万向行走底座的上端面上且其动作端和支撑轴的一端固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述限位环的外部套设有靠近顶部的环形托盘，该环形托盘和限位环转动连接，所述升降杆上和悬臂固定连接的传导杆的外壁通过悬架固定连接有防护箱，该防护箱的两端开口，所述环形托盘的上端面固定连接有槽型围挡，该槽型围挡进入防护箱内后，该防护箱两端的开口被封堵，所述防护箱上设置有控制电机，该控制电机的输出轴固定连接有和环形托盘啮合的主动齿轮。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，本养老机器人上设置套设在老年人外部的限位环，该限位环具有跟随老年人移动的功能，而且老年人移动时会始终处于限位环的中部，在限位环内设置至少三个周向均匀分布的防摔机械手，老年人在自由行走和原地锻炼时，防摔机械手处于近似贴合限位环内壁状态，当老年人意外侧摔时，限位环内的机械手会缩老年人所在的空间，使得老年人的胸部被缓冲夹持，由此，具有老年人行走和锻炼防护的优点。

2、本发明中，在防摔机械手上设置搀扶扶手，防摔机械手被触发夹持老年人的胸部时，搀扶扶手被带动夹托老年人臀部以下的位置，使得被扶持的老年人受到的限制力更加均匀，避免老年人因自重悬挂时出现拉伤的问题，提高了对老年人防摔防护的可靠性和安全性。

3、本发明中，设置位于限位环下方且可平移和转动的胶囊休息仓，该胶囊休息仓在不使用时可以远离老年人，在使用时会靠近并辅助老年人坐卧休息，而且配合防摔机械手整体的升降功能，使得老年人休息后起立更加省力，进而具有辅助老年人行走和锻炼后休息更加方便的优点。

4、本发明中，设置用于放置水杯、药盒或者生活必须品的环形托盘和槽型围挡，而且环形托盘套设在限位环的外部，其旋转时能带动水杯、药盒或者生活必须品移动，然后设置用于隐藏水杯、药盒或者生活必须品的防护箱。该种设置使得行走或者锻炼的老年人的饮水、吃药或者使用生活必需品更加便利。

附图说明

图1为本发明提出的一种人工智能养老机器人的结构示意图；

图2为图1底部的示意图；

图3为本发明提出的一种人工智能养老机器人的控制组合一的结构示意图；

图4为本发明提出的一种人工智能养老机器人的防摔机械手处于下摆防摔状态的结构示意图；

图5为图4的主视图；

图6为本发明提出的一种人工智能养老机器人的胶囊休息仓上的弧形缺口朝上时的结构示意图；

图7为本发明提出的一种人工智能养老机器人的环形托盘、限位环和防护箱配合的结构示意图。

图例说明：

1、万向行走底座；11、活动缺口；12、导向座；2、中央处理器；3、升降杆；31、传导杆；311、防护箱；312、悬架；4、悬梁；5、悬挂架；51、传动轴；6、限位环；7、防摔机械手；71、衔接轴；72、搀扶扶手；721、横梁；7211、防护胶套；8、胶囊休息仓；81、支撑轴；82、托板；83、弧形缺口；9、控制组合二；91、电动伸缩杆；92、连杆一；93、连杆二；101、控制组合一；1011、传动齿轮；1012、驱动环；10121、传动齿条；1013、电动推杆；102、环形托盘；1021、槽型围挡；103、控制电机；1031、主动齿轮；104、驱动器；1041、齿轮箱；1072、伺服电机；105、监测单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-6，一种人工智能养老机器人，包括万向行走底座1和设置在万向行走底座1上的中央处理器2和监测单元105，监测单元105通过通信单元和中央处理器2连接，其中万向行走底座1的底部设置四个有电机单独控制的行走轮，通过控制行走转轮正反转能实现万向行走底座1原地旋转和直行，中央处理器2是本智能机器人的动作的控制部件，监测单元105用于监测使用者的状态。

在本技术方案中，在万向行走底座1的一侧开设有活动缺口11，此活动缺口11内为使用者站立、坐卧的空间，使用时，老年人从活动缺口11进入其内部。该万向行走底座1的顶部通过升降杆3连接有悬梁4，升降杆3为电控结构，悬梁4的底部转动连接有悬挂架5，升降杆3升降时能带动悬挂架5升降，该悬梁4上还设置有用于控制悬挂架5转动的驱动器104，具体实施时优选的是，悬挂架5为门型架且其开口端和限位环6的顶部固定连接，该悬挂架5顶部的中部固定连接有传动轴51，驱动器104包括齿轮箱1041和固定设置在齿轮箱1041一侧的伺服电机1072，齿轮箱1041的输出轴和传动轴51的顶部固定连接，伺服电机1072由中央处理器2控制动作，伺服电机1072启动时运转时通过齿轮箱1041带动传动轴51转动。悬挂架5的底部连接有位于活动缺口11上方的限位环6，使用人员站立在活动缺口11内时会位于限位环6中，也就是说老年人位于限位环6围成的空间的中部，老年人在限位环6内活动和行走锻炼。

进一步的，在限位环6的内周壁转动连接有至少三个周向均匀分布的防摔机械手7，至少三个防摔机械手7转动后通过缩小限位环6中部的空间来实现防摔功能，也就是说，当老年人在意外摔倒时，至少三个防摔机械手7会迅速环绕夹持住老年人胸部，能有效防止老年人侧摔，进而能有效避免头部撞击。

其中，在限位环6上设置有用于控制防摔机械手7转动的控制组合一101，限位环6的内周壁设置有若干个监测单元105，悬挂架5内的顶部也设置有监测单元105，监测单元105包括激光雷达和监控摄像头，激光雷达的作用是测得老年人在限位环6内的位置，然后将位置数据反馈至中央处理器2，中央处理器2根据程序设定，控制万向行走底座1移动来使得老年人位于限位环6的中部，同时控制升降杆3动作来控制限位环6的高度位于老年人胸部以下的位置，老年人行走时，本机器人会跟随行走，使得老年人始终近似处于限位环6中部的位置。监控摄像头的作用是捕捉到老年人自身周围和顶部的影像，并区分老年人的正面、侧面和背面，然后将老年人的影像数据传输至中央处理器2，中央处理器2根据老年人的行走朝向来启动驱动器104控制限位环6跟随老年人扭转，比如老年人转圈时，则限位环6会跟随转圈。其中在中央处理器2的数据库内存储老年人侧摔的各种影像数据，当老年人在限位环6内出现侧摔时，摄像头捕捉到的侧摔影像经过中央处理器2的比对，当符合侧摔标准时则会触发控制组合一101，控制组合一101控制防摔机械手7旋转来阻止老年人侧摔。

具体地来说，防摔机械手7为弧形棒状，使用时可以在防摔机械手7上套设硅胶套，至少三个防摔机械手7在同一平面且内弧面和限位环6的轴线相对时，该防摔机械手7的弧心和限位环6的轴线重合，在本实施例中，防摔机械手7的数量为三个，也就是说防摔机械手7在没有被触发时其近似处于贴合限位环6外壁的状态，此时限位环6内老年人有效活动的空间最大，防摔机械手7下转时，三个防摔机械手7的中部会靠近，此时老年人的活动空间降低，而且由于防摔机械手7为下摆动作，故而会稳定夹持老年人的胸部，同时不会出现撞击夹伤的问题出现。其中，防摔机械手7的两端固定连接有和限位环6内周壁转动连接的衔接轴71。

其中，控制组合一101包括传动齿轮1011、驱动环1012和电动推杆1013，衔接轴71为贯穿限位环6设置且其位于限位环6外部的一端固定套设有传动齿轮1011，驱动环1012上下滑动连接在限位环6的底部且两者同轴，具体实施时，可以在限位环6的底部焊接和驱动环1012滑动配合的导向轴，该驱动环1012的顶部固定连接有和相邻的两个传动齿轮1011同时啮合的传动齿条10121，驱动环1012通过电动推杆1013和限位环6连接，电动推杆1013的动作由中央处理器2控制，电动推杆1013动作时带动驱动环1012上下运动，驱动环1012动作时通过传动齿条10121带动三个防摔机械手7同步摆动。

进一步的，防摔机械手7的两端连接有一个位于限位环6外侧的搀扶扶手72，搀扶扶手72的作用是扶持老年人臀部以下的位置，当防摔机械手7被触发下摆时，搀扶扶手72底部会夹托老年人臀部以下的位置，使得老年人身体均匀受力，不会出现不适感。该搀扶扶手72为梯形结构且其开口端和衔接轴71固定连接，搀扶扶手72上的横梁721上固定套设有防护胶套7211，防护胶套7211同样选用硅胶材质，避免对老年人造成硬冲击损伤。

还包括胶囊休息仓8和控制组合二9，胶囊休息仓8和万向行走底座1的顶部转动和滑动连接，胶囊休息仓8是限位环6内的老年人行走、锻炼时临时坐下或者躺下休息的部件，而胶囊休息仓8转动和滑动设置的作用是和靠近和远离老年人，简单的说就是，在老年人行走和锻炼时，胶囊休息仓8远离老年人，避免形成干涉，当老年人需要使用胶囊休息仓8时，则胶囊休息仓8会靠近老年人，而且不会出现撞击老年人腿部的问题。控制组合二9用于控制胶囊休息仓8相对万向行走底座1转动和滑动。

具体地来说，活动缺口11为U型缺口，万向行走底座1的上端面固定连接有位于活动缺口11两侧的导向座12，胶囊休息仓8位于活动缺口11的上方且其两端固定连接有和导向座12滑动和转动连接的支撑轴81，胶囊休息仓8靠近升降杆3时，则胶囊休息仓8为不使用状态，当老年人需要坐卧休息时，控制胶囊休息仓8靠近老年人的腿部即可，胶囊休息仓8的外周壁开设有连通内腔的弧形缺口83，胶囊休息仓8在不使用时其上的弧形缺口83和老年人相对，该胶囊休息仓8的内壁固定设置有和弧形缺口83相对的托板82，托板82是老年人坐卧的部件，胶囊休息仓8使用时，弧形缺口83朝上，老年人可以坐卧在托板82上。需要注意的是，由于弧形缺口83的设置使得胶囊休息仓8在靠近老年人时，该弧形缺口83会使得胶囊休息仓8避免撞击到老年人的腿部。

进一步的，控制组合二9包括电动伸缩杆91、连杆一92和连杆二93，连杆二93的一端和支撑轴81固定连接且其另一端和连杆一92的一端铰接连接，连杆一92的另一端和万向行走底座1的上端面铰接连接，电动伸缩杆91固定设置在万向行走底座1的上端面上且其动作端和支撑轴81的一端固定连接，电动伸缩杆91用于控制胶囊休息仓8平移，连杆一92和连杆二93用于控制胶囊休息仓8转动，当需要老年人需要使用胶囊休息仓8休息时，控制电动伸缩杆91推动带动胶囊休息仓8靠近老年人的腿部，同时胶囊休息仓8在平移的过程中会旋转，有助于辅助老年人就坐下。在使用时可以在限位环6上安装和电动伸缩杆91电性连接的控制面板，老年人可以通过控制面板来控制电动伸缩杆91动作。需要注意的是，该控制面板还和中央处理器2电性连接，目的是控制升降杆3升降和电动推杆1013伸缩，由此当老年人需要从托板82上站立时，防摔机械手7上升时能辅助老年人站立。

实施例

请参阅图7，和实施例1的区别为，限位环6的外部套设有靠近顶部的环形托盘102，环形托盘102和限位环6转动连接，升降杆3上和悬臂固定连接的传导杆31的外壁通过悬架312固定连接有防护箱311，该防护箱311的两端开口，环形托盘102的上端面固定连接有槽型围挡1021，槽型围挡1021内用于放置水杯、药盒或者随身必需品等，该槽型围挡1021进入防护箱311内后，该防护箱311两端的开口被封堵，此时放置水杯、药盒或者随身必需品等被隐藏防护，具体实施时可以在防护箱311的一侧开设用于环形托盘102经过的通道。防护箱311上设置有控制电机103，使用时可以在防护箱311的外侧安装控制按钮，控制按钮和控制电机103电性连接，该控制电机103的输出轴固定连接有和环形托盘102啮合的主动齿轮1031，具体实施时可以在环形托盘102的外周开设一圈和主动齿轮1031啮合的齿槽。控制电机103启动后能控制环形托盘102旋转，实现水杯、药盒或者随身必需品的隐藏和展现切换，具有便于老年人及时补水、吃药或者使用必需品。

工作原理：使用前，被本机器人配套手持遥控器，手持遥控器通过wifi或者5G通信和中央处理器2连接，使用时控制升降杆3升高，限位环6的高度升高，使用者从活动缺口11的一侧进入活动缺口11内，然后启动本机器人，监测单元105对老年人进行监测，根据设定的程序和老年人的身高来控制限位环6的高度，使得老年人位于限位环6的中部，老年人在行走时，监测单元105监测到老年人和限位环6之间距离的变化，该变化经过中央处理器2处理后，中央处理器2会控制万向行走底座1移动并且稳定跟随老年人，当老年人意外侧摔开始时，监测单元105监测到侧摔画面，中央处理器2控制电动推杆1013动作，驱动环1012上升，传动齿条10121带动传动齿轮1011旋转，进而带动防摔机械手7下摆夹持老年人的胸部，同时搀扶扶手72会支托老年人臀部以下的位置，此时被夹持的老年人处于立式状态，不会出现倾倒撞击头部的问题，如果老年人自行站立时，监测单元105会通过中央处理器2控制防摔机械手7复位。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人工智能养老机器人，包括万向行走底座（1）和设置在万向行走底座（1）上的中央处理器（2）和监测单元（105），所述监测单元（105）通过通信单元和中央处理器（2）连接，其特征在于，所述万向行走底座（1）的一侧开设有活动缺口（11），该万向行走底座（1）的顶部通过升降杆（3）连接有悬梁（4），所述悬梁（4）的底部转动连接有悬挂架（5），该悬梁（4）上还设置有用于控制悬挂架（5）转动的驱动器（104），所述悬挂架（5）的底部连接有位于活动缺口（11）上方的限位环（6），该限位环（6）的内周壁转动连接有至少三个周向均匀分布的防摔机械手（7），至少三个所述防摔机械手（7）转动后通过缩小限位环（6）中部的空间来实现防摔功能，该限位环（6）上设置有用于控制防摔机械手（7）转动的控制组合一（101），所述限位环（6）的内周壁设置有若干个监测单元（105），所述悬挂架（5）内的顶部也设置有监测单元（105），还包括胶囊休息仓（8）和控制组合二（9），所述胶囊休息仓（8）和万向行走底座（1）的顶部转动和滑动连接，所述控制组合二（9）用于控制胶囊休息仓（8）相对万向行走底座（1）转动和滑动。

2.根据权利要求1所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述防摔机械手（7）为弧形棒状，至少三个所述防摔机械手（7）在同一平面且内弧面和限位环（6）的轴线相对时，该防摔机械手（7）的弧心和限位环（6）的轴线重合，所述防摔机械手（7）的两端固定连接有和限位环（6）内周壁转动连接的衔接轴（71）。

3.根据权利要求2所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述控制组合一（101）包括传动齿轮（1011）、驱动环（1012）和电动推杆（1013），所述衔接轴（71）为贯穿限位环（6）设置且其位于限位环（6）外部的一端固定套设有传动齿轮（1011），所述驱动环（1012）上下滑动连接在限位环（6）的底部且两者同轴，该驱动环（1012）的顶部固定连接有和相邻的两个传动齿轮（1011）同时啮合的传动齿条（10121），所述驱动环（1012）通过电动推杆（1013）和限位环（6）连接。

4.根据权利要求3所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述防摔机械手（7）的两端连接有一个位于限位环（6）外侧的搀扶扶手（72），该搀扶扶手（72）为梯形结构且其开口端和衔接轴（71）固定连接，所述搀扶扶手（72）上的横梁（721）上固定套设有防护胶套（7211）。

5.根据权利要求1所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述悬挂架（5）为门型架且其开口端和限位环（6）的顶部固定连接，该悬挂架（5）顶部的中部固定连接有传动轴（51），所述驱动器（104）包括齿轮箱（1041）和固定设置在齿轮箱（1041）一侧的伺服电机（1072），所述齿轮箱（1041）的输出轴和传动轴（51）的顶部固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述活动缺口（11）为U型缺口，所述万向行走底座（1）的上端面固定连接有位于活动缺口（11）两侧的导向座（12），所述胶囊休息仓（8）位于活动缺口（11）的上方且其两端固定连接有和导向座（12）滑动和转动连接的支撑轴（81），所述胶囊休息仓（8）的外周壁开设有连通内腔的弧形缺口（83），该胶囊休息仓（8）的内壁固定设置有和弧形缺口（83）相对的托板（82）。

7.根据权利要求6所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述控制组合二（9）包括电动伸缩杆（91）、连杆一（92）和连杆二（93），所述连杆二（93）的一端和支撑轴（81）固定连接且其另一端和连杆一（92）的一端铰接连接，所述连杆一（92）的另一端和万向行走底座（1）的上端面铰接连接，所述电动伸缩杆（91）固定设置在万向行走底座（1）的上端面上且其动作端和支撑轴（81）的一端固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种人工智能养老机器人，其特征在于，所述限位环（6）的外部套设有靠近顶部的环形托盘（102），该环形托盘（102）和限位环（6）转动连接，所述升降杆（3）上和悬臂固定连接的传导杆（31）的外壁通过悬架（312）固定连接有防护箱（311），该防护箱（311）的两端开口，所述环形托盘（102）的上端面固定连接有槽型围挡（1021），该槽型围挡（1021）进入防护箱（311）内后，该防护箱（311）两端的开口被封堵，所述防护箱（311）上设置有控制电机（103），该控制电机（103）的输出轴固定连接有和环形托盘（102）啮合的主动齿轮（1031）。