CN208193245U - 一种自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，该自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人包括：移动式底盘、平移机构、举升机构、集便马桶、加热水箱、暖风烘干装置和喷水装置，所述平移机构可移动设置在移动式底盘的顶端，所述举升机构可升降设置在平移机构的顶端，所述集便马桶固定设置在举升机构的顶端；所述喷水装置和暖风烘干装置固定设置在所述集便马桶的一侧，所述加热水箱与喷水装置相连通用于向喷水装置提供热水，使用时移动式底盘将集便马桶移动至护理床排便口的下方。

Description

一种自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别是一种自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人。

背景技术

进入二十一世纪以后，中国的人口结构日趋老龄化已经成为一个社会问题，因各种慢性疾病导致活动能力减弱的老年人的数量逐年增多，社会中一部分患有慢性疾病或功能障碍的老年人、残疾人、手术后病人等需要长期卧床进行治疗和康复，为了减轻护理人员的劳动强度，目前主要依赖于护理床，护理床的起背、侧翻、曲腿、站立等功能可以帮助患者较快康复。然而，目前的护理床尽管能够帮助患者调整多种床上姿态，但对于一些特殊的病人，如大腿骨折患者、盆骨骨折患者、瘫痪病人、行动不能自理的老年人等，由于这些特殊的患者不能下床行走，因此，他们只能在病床上大小便，这对于患者不仅是件十分困难甚至痛苦的事情，而且在大小便的过程中承受着巨大的心理压力，对于护理人员而言，不仅是最脏最累的体力劳动，同样承受着巨大的心理压力。

目前的护理床为了解决这一问题，大多数是在床的中央开一个排便口，在排便口的下方放置便盆，待患者大小便后，将便盆清理。这种方式需要将便盆恰好放置到患者臀部下方，床体在设计时，需要在床下留有一定的空间进行便盆放置，因此，护理人员在操作时，由于床高有限，床下空间不足，需要护理人员下蹲甚至趴下，才能将便盆放置到患者臀部下方，操作极其不方便。另外，待患者大小便后，护理人员需要将带有大小便的便盆从床下取出，并进行清理，在便盆取出和清理的过程中，非常容易弄脏床铺或床体，从而影响患者病房环境。患者在大小便时，护理人员不仅要辅助患者进行大小便，而且要在患者大小便后进行及时清理与擦拭。虽然这种方式，在一定程度上解决了患者在床上大小便的问题，但是护理人员不仅要辅助患者大小便，而且要对便盆、床体、床铺等进行及时清理，这就在无形中增加了护理人员的劳动强度，尤其是在深夜里，护理人员疲惫不堪时，更是增加了患者的大小便难度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种简单可靠、无需人为操作，具有收集大小便功能，可以自动避障和主动寻迹的智能洁身机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，包括：移动式底盘、平移机构、举升机构、集便马桶、加热水箱、暖风烘干装置和喷水装置，所述平移机构可移动设置在移动式底盘的顶端，所述举升机构可升降设置在平移机构的顶端，所述集便马桶固定设置在举升机构的顶端；所述喷水装置和暖风烘干装置固定设置在所述集便马桶的一侧，所述加热水箱与喷水装置相连通用于向喷水装置提供热水，使用时移动式底盘将集便马桶移动至护理床排便口的下方，平移机构对集便马桶的位置进行微调，举升机构将集便马桶抬升，排便完成后由喷水装置进行清洁、暖风烘干装置进行烘干。

进一步，智能集便洁身机器人还包括储水箱，所述储水箱与所述加热水箱相连通用于向加热水箱供水。

进一步，所述平移机构包括横移底板、纵移底板、横推动力装置和侧推动力装置，所述横移底板的底端与所述移动式底盘的上端面滑动配合，所述横推动力装置的一端与所述横移底板传动配合用于驱动所述横移底板在所述移动式底盘上移动；所述纵移底板的底端与所述横移底板的上端面滑动配合，所述侧推动力装置的一端与所述纵移底板传动配合用于驱动所述纵移底板在所述横移底板上移动，实现集便马桶的微调。

进一步，智能集便洁身机器人还包括用于安装所述喷水装置和暖风烘干装置的可调节支架，所述集便马桶的顶端倾斜设置，集便马桶的后端设置开口槽，可调节支架置于所述开口槽的外侧，以实现对喷水装置和暖风烘干装置高度的调节，适应不同的使用者。

进一步，所述喷水装置为双孔喷水装置，以适应男、女患者的使用需求。

进一步，所述举升机构包括举升动力装置、集便马桶安装板和升降机构，该升降机构包括成对设置的左剪式活动支架、右剪式活动支架，左剪式活动支架、右剪式活动支架的中部经中心销轴铰接配合后形成X型升降机构，X型升降机构的两顶角与所述集便马桶安装板底端铰接配合；X型升降机构的一侧底角与所述纵移底板铰接配合，X型升降机构的另一侧底角与所述纵移底板滑动配合，举升动力装置与X型升降机构滑动侧底角传动配合，用于驱动X型升降机构在纵移底板上滑动，实现集便马桶安装板的升降。

进一步，所述X型升降机构滑动侧底角设置滚动连杆，该滚动连杆的两端设置滚动轴承，所述纵移底板上对称设置与所述滚动轴承相配合的滚动槽，以减少阻力，提高效率。

进一步，所述移动式底盘包括前轮、后轮、转向机构、行走驱动机构、避障传感器、循迹传感器、控制器，循迹传感器获得移动式底盘需到达目的地的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮、后轮动作以靠近目的地；避障传感器用于获知障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正原有的规划路线，实现自动避障主动寻迹。

进一步，所述集便马桶内设置一次性集便塑料袋，一次性集便塑料袋内装有固化剂，待使用者大小便后可进行固化处理，便于后续收集和处理。

上述智能集便洁身机器人的工作方法，包括如下步骤：

A、智能集便洁身机器人的循迹传感器获取护理床排便口所处位置，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线；由避障传感器获取所规划路线中障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。

B、控制器确定规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮、后轮动作以使智能集便洁身机器人离开初始停留位置靠近目的地；同时避障传感器实时获取规划路线中突发障碍物的位置信息，传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。

C、智能集便洁身机器人移动至护理床排便口后，横推动力装置和侧推动力装置动作，对横移底板、纵移底板的位置进行微调，使得集便马桶置于护理床排便口的正下方。

D、举升动力装置动作驱动X型升降机构的滚动连杆移动，以抬升集便马桶安装板和集便马桶。

E、使用者小便或大便完成后由喷水装置、暖风烘干装置进行洁身，由一次性集便塑料袋、固化剂对排泄物进行收集处理。

F、举升动力装置动作驱动X型升降机构的滚动连杆反向移动，以使集便马桶安装板和集便马桶下降，循迹传感器获取智能集便洁身机器人初始停留位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线；由避障传感器获取所规划路线中障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线，控制器确定规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮、后轮动作以使智能集便洁身机器人离开排便口所处位置，向初始停留位置移动，同时避障传感器实时获取规划路线中突发障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。

实用新型的技术效果：（1）本实用新型的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，相对于现有技术，采用避障传感器、循迹传感器、控制器相配合，实现自动避障主动寻迹；（2）平移机构采用横移底板、纵移底板相配合，实现集便马桶位置的微调；（3）举升机构采用左剪式活动支架、右剪式活动支架铰接形成X型升降机构，X型升降机构的底端设置滚动轴承，使得集便马桶的升降变为平移驱动，降低了举升机构的动力功率要求，且升降更加平稳，易于调整，相较于直接升降成本低、寿命长；（4）采用双孔喷水装置，可适应男、女患者的不同使用需求；（5）喷水装置和暖风烘干装置设置在可调节支架上，可根据使用者对喷水装置和暖风烘干装置的位置进行调节；（6）所述集便马桶内设置一次性集便塑料袋和固化剂，便于对排泄物进行后续收集和处理。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型智能集便洁身机器人的立体结构示意图；

图2是本实用新型智能集便洁身机器人的集便马桶升起后的结构示意图；

图3是本实用新型智能集便洁身机器人的俯视图；

图4是本实用新型智能集便洁身机器人平移机构的移动范围示意图；

图5是本实用新型智能集便洁身机器人举升机构的立体结构示意图；

图6和图7是本实用新型智能集便洁身机器人的使用状态示意图。

图中：集便马桶1，暖风烘干装置2，可调节支架3，储水箱4，开口槽5，移动式底盘6，控制箱7，后轮8，平移机构9，加热水箱10，双孔喷水装置11，前轮12，X型升降机构13，纵移底板14，侧推动力装置15，集便马桶安装板16，横移底板18，横推动力装置19，中心销轴20，左剪式活动支架21，右剪式活动支架22，举升动力装置23，滚动槽24，滚动连杆25，滚动轴承26，背板27，小腿板28，脚板29，万向脚轮30，护理床33，使用者34，运动轨迹35，初始停留位置36，集便洁身机器人37。

具体实施方式

实施例1 如图1至图2所示，本实施例的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，包括移动式底盘6、平移机构9、举升机构、集便马桶1、加热水箱10、暖风烘干装置2和喷水装置11。

移动式底盘6包括前轮12、后轮8、控制箱7、置于移动式底盘6内的转向机构、行走驱动机构、避障传感器、循迹传感器、和置于控制箱7内的控制器，前轮12与转向机构传动配合实现转向功能，后轮8与行走驱动机构传动配合实现移动功能，循迹传感器用于获得移动式底盘6需到达目的地的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮12、后轮8动作以靠近目的地；避障传感器用于获知障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正原有的规划路线，实现自动避障主动寻迹。

如图3和图4所示，平移机构9包括横移底板18、纵移底板14、横推动力装置19和侧推动力装置15，横移底板18的底端设置滑块，移动式底盘6的上端面沿横向设置与滑块相适配的滑槽（在其他实施例中，横移底板18与移动式底盘6可通过导轨滑动配合，或通过滚轮滑动配合），以使横移底板18与移动式底盘6的上端面滑动配合，横推动力装置19的尾端经安装耳、销轴与移动式底盘6的上端面铰接配合，横推动力装置19的前端与横移底板18同样经安装耳、销轴铰接配合，用于驱动横移底板18在移动式底盘6上沿横向移动，即X方向；纵移底板14的底端同样设置滑块，横移底板18的上端面沿纵向设置滑槽，以使纵移底板14的底端与横移底板18的上端面滑动配合，侧推动力装置15的尾端经安装耳、销轴与横移底板18的上端面铰接配合，侧推动力装置15的前端与纵移底板14同样经安装耳、销轴铰接配合，用于驱动纵移底板14在横移底板18上沿纵向移动，即Y方向。

如图5所示，举升机构包括举升动力装置23、集便马桶安装板16和升降机构，升降机构包括成对设置的2组左剪式活动支架21和右剪式活动支架22，左剪式活动支架21、右剪式活动支架22的中部经中心销轴20铰接配合后形成X型升降机构13，X型升降机构13的两顶角与集便马桶安装板16底端经安装耳和销轴铰接配合；X型升降机构13的右剪式活动支架22经安装耳和销轴与纵移底板14铰接配合，X型升降机构13的左剪式活动支架21的底角设置滚动连杆25，该滚动连杆25的两端设置滚动轴承26，纵移底板14上对称设置与滚动轴承26相配合的滚动槽24，滚动槽24与纵移底板14焊接固定，滚动轴承26可滚动设置在滚动槽24内，以使左剪式活动支架21的底角与纵移底板14滑动配合，举升动力装置23的尾端与纵移底板14经安装耳和销轴铰接配合，举升动力装置23的尾端与滚动连杆25铰接配合，用于驱动X型升降机构13在纵移底板14上滑动。

集便马桶1固定设置在集便马桶安装板16的顶端，集便马桶1的顶端倾斜设置，集便马桶1的后端设置开口槽5，开口槽5的外侧设置可调节支架3，暖风烘干装置2和喷水装置11设置在可调节支架3上，可调节支架3分为上支撑架和下支撑架，下支撑架上有螺栓固定孔，下支撑架上有螺栓移动孔，使得可调节支架3的整体高度通过螺栓进行调节，以实现对喷水装置11和暖风烘干装置3高度的调节，适应不同的使用者。

加热水箱10固定设置在上支撑架和下支撑架之间，加热水箱10与喷水装置11相连通用于向喷水装置11提供热水，使用时移动式底盘6将集便马桶1移动至护理床33排便口的下方，平移机构9对集便马桶1的位置进行微调，举升机构将集便马桶1抬升，排便完成后由喷水装置11进行清洁、暖风烘干装置3进行烘干。

作为优选，智能集便洁身机器人还包括储水箱4，储水箱4固定设置在移动式底盘6上，且储水箱4与加热水箱10经管道相连通用于向加热水箱10供水。

作为优选，喷水装置11为双孔喷水装置，以适应男、女患者的使用需求。

作为优选，集便马桶1内设置一次性集便塑料袋，一次性集便塑料袋内装有固化剂，待使用者34大小便后可进行固化处理，便于后续收集和处理。

作为优选，横推动力装置19、侧推动力装置15、举升动力装置23为电动缸、液压缸或气缸中的一种。

实施例2

上述智能集便洁身机器人的工作方法，包括如下步骤：

A、智能集便洁身机器人37的循迹传感器获取护理床33排便口所处位置，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线；由避障传感器获取所规划路线中障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。

B、控制器确定规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮12、后轮8动作以使智能集便洁身机器人37离开初始停留位置36靠近目的地；同时避障传感器实时获取规划路线中突发障碍物的位置信息，传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。

C、智能集便洁身机器人37移动至护理床33排便口后，横推动力装置19和侧推动力装置15动作，对横移底板18、纵移底板14的位置进行微调，使得集便马桶1置于护理床33排便口的正下方。

D、举升动力装置23动作驱动X型升降机构13的滚动连杆25移动，以抬升集便马桶安装板16和集便马桶1。

E、使用者34小便或大便完成后由喷水装置11、暖风烘干装置2进行洁身，由一次性集便塑料袋、固化剂对排泄物进行收集处理。

F、举升动力装置23动作驱动X型升降机构13的滚动连杆25反向移动，以使集便马桶安装板16和集便马桶1下降，循迹传感器获取智能集便洁身机器人37的初始停留位置36信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线；由避障传感器获取所规划路线中障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线，控制器确定规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮12、后轮8动作以使智能集便洁身机器人37离开排便口所处位置，向初始停留位置36移动；同时避障传感器实时获取规划路线中突发障碍物的位置信息，传送至控制器，由控制器进行计算并修正规划路线。智能集便洁身机器人37的运动轨迹35如图6所示。

作为优选，如图7所示，步骤A中的护理床33的后部设置可翻转的背板27，护理床33的前部设置可翻转的小腿板28和脚板29，排便口置于背板27和小腿板28之间，护理床33的四角万向脚轮30，使得使用者34可采用坐姿进行方便。

采用避障传感器进行自动避障，采用循迹传感器进行主动寻迹，在中国专利公告号为CN202331205U、专利名称为一种实验室用自动运送小车的专利文献、或中国专利公开号为CN107244150A、专利名称为一种可自动循迹的智能打印机器人的专利文献、或中国专利公开号为CN107020614A、专利名称为一种全方位移动运输机器人的专利文献均有记载，不再详述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，包括：移动式底盘、平移机构、举升机构、集便马桶、加热水箱、暖风烘干装置和喷水装置，所述平移机构可移动设置在移动式底盘的顶端，所述举升机构可升降设置在平移机构的顶端，所述集便马桶固定设置在举升机构的顶端；所述喷水装置和暖风烘干装置固定设置在所述集便马桶的一侧，所述加热水箱与喷水装置相连通用于向喷水装置提供热水，使用时移动式底盘将集便马桶移动至护理床排便口的下方。

2.根据权利要求1所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，还包括储水箱，所述储水箱与所述加热水箱相连通用于向加热水箱供水。

3.根据权利要求2所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述平移机构包括横移底板、纵移底板、横推动力装置和侧推动力装置，所述横移底板的底端与所述移动式底盘的上端面滑动配合，所述横推动力装置的一端与所述横移底板传动配合用于驱动所述横移底板在所述移动式底盘上移动；所述纵移底板的底端与所述横移底板的上端面滑动配合，所述侧推动力装置的一端与所述纵移底板传动配合用于驱动所述纵移底板在所述横移底板上移动。

4.根据权利要求3所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，还包括用于安装所述喷水装置和暖风烘干装置的可调节支架，所述集便马桶的顶端倾斜设置，集便马桶的后端设置开口槽，可调节支架置于所述开口槽的外侧。

5.根据权利要求4所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述喷水装置为双孔喷水装置。

6.根据权利要求3-5之一所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述举升机构包括举升动力装置、集便马桶安装板和升降机构，该升降机构包括成对设置的左剪式活动支架、右剪式活动支架，左剪式活动支架、右剪式活动支架的中部经中心销轴铰接配合后形成X型升降机构，X型升降机构的两顶角与所述集便马桶安装板底端铰接配合；X型升降机构的一侧底角与所述纵移底板铰接配合，X型升降机构的另一侧底角与所述纵移底板滑动配合，举升动力装置与X型升降机构滑动侧底角传动配合，用于驱动X型升降机构在纵移底板上滑动。

7.根据权利要求6所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述X型升降机构滑动侧底角设置滚动连杆，该滚动连杆的两端设置滚动轴承，所述纵移底板上对称设置与所述滚动轴承相配合的滚动槽。

8.根据权利要求7所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述移动式底盘包括前轮、后轮、转向机构、行走驱动机构、避障传感器、循迹传感器、控制器，循迹传感器获得移动式底盘需到达目的地的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并规划路线后控制转向机构和行走驱动结构启动，转向机构和行走驱动结构驱动前轮、后轮动作以靠近目的地；避障传感器用于获知障碍物的位置信息，并传送至控制器，由控制器进行计算并修正原有的规划路线。

9.根据权利要求8所述的自动避障主动寻迹的智能集便洁身机器人，其特征在于，所述集便马桶内设置一次性集便塑料袋，一次性集便塑料袋内装有固化剂。