CN210355205U - 一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人部件技术领域，尤其涉及一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构，包括上层床架、下层底板、设置在床架和底板之间且交叉的两组剪叉臂、设置在底板两侧的行走机构，行走机构包括设置在底板两侧的两组前行走机构和两组后行走机构，前行走机构包括前驱动电机、橡胶驱动轮，前驱动电机的输出轴分别通过两条同步齿形带与两个橡胶驱动轮连接；后行走机构包括主动履带轮、从动履带轮，主动履带轮通过轴连接器与后驱动电机连接，主动履带轮、从动履带轮外层裹覆有履带。本实用新型的有益效果是：使用前行走机构和后行走机构配合使用，既保证了行走机构的灵活性，又增加了行走机构的稳定性，能平稳应对简单的台阶结构。

Description

一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构

技术领域

本实用新型属于机器人部件技术领域，尤其涉及一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构。

背景技术

随着科技的发展，机器人逐渐被应用在各个领域。例如将机器人应用在灾难搜救、巡逻侦察、医疗救护和后勤保障的等工作上，能够发挥巨大的作用。当前医务人员每天工作繁重，工作压力大，而医疗病床主要是通过人工进行移动，更增加了医务人员的工作强度。

目前市场上少量的医疗运输床机器人的行走机构多采用轮式或履带式，轮式结构应用更多。履带式行走机构越障能力强，但履带式行走机构存在体型笨重、行走速率慢、不易转弯、机动性差等缺陷。另一种为轮式行走机构，一般主要由四个行走轮构成，具有质量轻、速度快、机动灵活的特点，但面对台阶、楼梯、沟壑和陡坡等复杂地形时，其越障性能差、稳定性差。为了让机器人的行走机构同时具备轮式和履带式行走机构的优点，以提高机器人行走机构的适用范围，需要对现有技术中的机器人行走机构进行改进。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构，使用前行走机构和后行走机构配合使用，既保证了行走机构的灵活性，又增加了行走机构的稳定性，能平稳应对简单的台阶结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构，其特征在于包括上层床架、下层底板、设置在床架和底板之间且交叉的两组剪叉臂、设置在底板两侧的行走机构，所述剪叉臂上端设置在所述床架侧壁上且可沿所述床架侧壁滑动，所述剪叉臂下端设置在所述底板侧壁并可沿所述底板侧壁滑动；

所述行走机构包括设置在所述底板两侧的两组前行走机构和两组后行走机构，所述前行走机构包括前驱动电机、橡胶驱动轮，所述前驱动电机的输出轴分别通过两条同步齿形带与两个橡胶驱动轮连接，所述前驱动电机与所述底板固定连；

所述后行走机构包括主动履带轮、从动履带轮，所述主动履带轮的中心轴、所述从动履带轮的中心轴通过连接杆连接在一起，所述主动履带轮通过轴连接器与后驱动电机连接，所述后驱动电机固定在所述底板上，主动履带轮、从动履带轮外层裹覆有履带。

所述床架上方设有摄像头，所述底板四周外侧设有避障传感器，所述底板上固定有控制器，所述控制器与所述摄像头、所述避障传感器、所述前驱动电机、所述后驱动电机连接。

所述前驱动电机、所述后驱动电机分别通过固定在所述底板上的L型板与所述底板固定连。

所述底板底部中心处设有辅助万向轮。

所述两组剪叉臂的交叉处通过转轴固定连接，同一组所述剪叉臂的下端由滑动杆固定连接在一起，所述滑动杆通过丝杠与手柄固定连接。

所述避障传感器为超声波传感器。

本实用新型的有益效果是：摄像头用于采集观察路况，并将信息传递给控制器，避障传感器用于躲避障碍物，防止运输床行走过程发生碰撞，前驱动电机和后驱动电机用于控制行走机构的前进、后退和转向，其中前行走机构采用轮式结构，这种驱动轮结构的设置使得机器人有较强的抗颠簸能力，对于有平台的地方也能平稳自由地行走，不会摔倒。后行走机构采用履带式，更加增加了行走机构的爬坡和上下台阶的稳定性，并且克服了整体使用履带式结构的笨重和复杂性。使用前行走机构和后行走机构配合使用，既保证了行走机构的灵活性，又增加了行走机构的稳定性，能平稳应对简单的台阶结构。在底板底部中心处设置辅助万向轮，可以是一个轮子，也可以是一个轮盘，一方面支撑底板，另一方面用于辅助转向。当儿童、老人或肢体残疾等行动不便的病患需要自行上下床或者医疗护理人员需要对其进行照顾或治疗时，通过简单地调节手柄便可实现病床的升降高度，提高了病患的舒适性和医疗护理的便捷性，而使用本实用新型的行走机构支撑的病床，同时具有灵活性大、越障性能强的优势。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型床架与底板的结构示意图；

图3为本实用新型底板上行走机构的俯视图；

图4为本实用新型前行走机构的结构示意图。

图中，1、床架，2、底板，3、剪叉臂，4、滑动杆，5、丝杠，6、手柄，7、前驱动电机，8、橡胶驱动轮，9、同步齿形带，10、主动履带轮，11、从动履带轮，12、后驱动电机，13、履带，14、辅助万向轮，15、摄像头，16、避障传感器，17、控制器，18、连接杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种具体实施方式做出说明。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构，其特征在于包括上层床架1、下层底板2、设置在床架1和底板2之间且交叉排列的两组剪叉臂3、设置在底板2两侧的行走机构，两组剪叉臂3的交叉处通过转轴固定连接，剪叉臂3的上端设置在床架1侧壁上且可沿床架1侧壁滑动，剪叉臂3的下端设置在底板2侧壁并可沿底板2侧壁滑动，其中一组剪叉臂3或两组剪叉臂3下端由滑动杆4固定连接在一起，滑动杆4通过直线机构与手柄6固定连接，直线机构可为丝杠5或其他结构。

剪叉臂3的上端和下端可分别在底板2和床架1上滑动是通过以下结构实现的：在底板2、床架1侧壁上设置滑轨（图中未标出），两组剪叉臂3的端部分别通过滑轮设置在滑轨内，同一剪叉臂3下端的滑轮通过滑动杆4连接在一起。

通过手柄6控制丝杠5运动，可将剪叉臂3的运动控制在滑轨内，并能实现床架1的升降功能。

行走机构包括设置在底板2两侧的两组前行走机构和两组后行走机构，如图3和图4所示，前行走机构包括前驱动电机7、橡胶驱动轮8，前驱动电机7的输出轴分别通过两条同步齿形带9与两个橡胶驱动轮8连接，前驱动电机7通过固定在底板2上的L型板与底板2固定连。后行走机构包括主动履带轮10、从动履带轮11，主动履带轮10的中心轴、从动履带轮11的中心轴通过连接杆连接在一起，主动履带轮10通过轴连接器与后驱动电机12连接，后驱动电机12通过L型板固定在底板2上。主动履带轮10、从动履带轮11外层裹覆有履带13。

在底板2底部中心处设置辅助万向轮14，可以是一个轮子，也可以是一个轮盘。一方面支撑底板2，另一方面用于辅助转向。

床架1上方设有摄像头15，如图3所示，底板2四周外侧设有避障传感器16，避障传感器16为超声波传感器，底板2上固定有控制器17，控制器17与摄像头15、避障传感器16、前驱动电机7、后驱动电机12连接。

摄像头15用于采集观察路况，并将信息传递给控制器17，避障传感器16用于躲避障碍物，防止运输床行走过程发生碰撞，前驱动电机7和后驱动电机12用于控制行走机构的前进、后退和转向，其中前行走机构采用轮式结构，这种驱动轮结构的设置使得机器人有较强的抗颠簸能力，对于有平台的地方也能平稳自由地行走，不会摔倒。后行走机构采用履带13式，更加增加了行走机构的爬坡和上下台阶的稳定性，并且克服了整体使用履带13式结构的笨重和复杂性。

具体为：

两组剪叉臂包括第一剪叉臂和第二剪叉臂，第一剪叉臂和第二剪叉臂，两者交叉分布，呈 X 形，并且以两者交叉位置处的转轴为支点互相转动连接。一般地，为了能够利用杠杆原理而达到省力的目的，方便病患或医护人员操作升降床，第一剪叉臂和第二剪叉臂在各自的中点位置处交叉。然后将第一剪叉臂的两端分别设置在床架1和底板2上，同时第二剪叉臂的两端也分别设置在底板2和床架1的侧壁上，并设置了第一剪叉臂滑动的第一滑轨和第二剪叉臂滑动的第二滑轨。这样在在运作时，第一剪叉臂和第二剪叉臂能够分别在第一滑轨和第二滑轨内滑动，将直线运动转化为垂直运动。

进一步地，可在第一滑动槽内设置第一滑轮，在第二滑轨内的端部位置处设置了第二滑轮（图中未标出）。为了实现一组第一滑轮或一组第二滑轮之间的联动性，在底板2上相对两侧的两第一滑轮之间设置有用于联动的第一滑轮轴，而在顶板上相对两侧的两第二滑轮之间设置有用于联动的第二滑轮轴（图中未标出）。如此设置，通过第一滑轮轴和第二滑轮轴的作用，能够时刻保持病床的平稳性。直线运动机构可设置为手柄6和丝杠5的结构形式。该丝杠5纵向贯穿底板2，与第一滑轮轴垂直连接。通过用手拧紧或拧松手柄6便能调节丝杠5的运动距离。使医护人员比较省力地通过拧紧或拧松手柄6的方式调节床的升降高度。

行走机构包括设置在底板2两侧的两组前行走机构和两组后行走机构，前行走机构包括前驱动电机7、橡胶驱动轮8，前驱动电机7的输出轴分别通过两条同步齿形带9与两个橡胶驱动轮8连接，前驱动电机7通过固定在底板2上的L型板与底板2固定连。后行走机构包括主动履带轮10、从动履带轮11，主动履带轮10的中心轴、从动履带轮11的中心轴通过连接杆连接在一起，主动履带轮10通过轴连接器与后驱动电机12连接，后驱动电机12通过L型板固定在底板2上。主动履带轮10、从动履带轮11外层裹覆有履带13。在底板2底部中心处设置辅助万向轮14，可以是一个轮子，也可以是一个轮盘。一方面支撑底板2，另一方面用于辅助转向。

使用时，前驱动电机7通过同步齿形带9传动带动橡胶驱动轮8转动，后驱动电机12通过主动履带轮10带动连接杆，再通过连接杆带动从动履带轮11转动，进而使履带13一起转动，使用前行走机构和后行走机构配合使用，既保证了行走机构的灵活性，又增加了行走机构的稳定性，能平稳应对一些台阶结构。

以上对本实用新型的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种用于医疗病床运输机器人的自动行走机构，其特征在于包括上层床架、下层底板、设置在床架和底板之间且交叉的两组剪叉臂、设置在底板两侧的行走机构，所述剪叉臂上端设置在所述床架侧壁上且可沿所述床架侧壁滑动，所述剪叉臂下端设置在所述底板侧壁并可沿所述底板侧壁滑动；

所述行走机构包括设置在所述底板两侧的两组前行走机构和两组后行走机构，所述前行走机构包括前驱动电机、橡胶驱动轮，所述前驱动电机的输出轴分别通过两条同步齿形带与两个橡胶驱动轮连接，所述前驱动电机与所述底板固定连；

所述后行走机构包括主动履带轮、从动履带轮，所述主动履带轮的中心轴、所述从动履带轮的中心轴通过连接杆连接在一起，所述主动履带轮通过轴连接器与后驱动电机连接，所述后驱动电机固定在所述底板上，主动履带轮、从动履带轮外层裹覆有履带。

2.根据权利要求1所述的自动行走机构，其特征在于所述床架上方设有摄像头，所述底板四周外侧设有避障传感器，所述底板上固定有控制器，所述控制器与所述摄像头、所述避障传感器、所述前驱动电机、所述后驱动电机连接。

3.根据权利要求2所述的自动行走机构，其特征在于所述前驱动电机、所述后驱动电机分别通过固定在所述底板上的L型板与所述底板固定连。

4.根据权利要求1所述的自动行走机构，其特征在于所述底板底部中心处设有辅助万向轮。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自动行走机构，其特征在于所述两组剪叉臂的交叉处通过转轴固定连接，同一组所述剪叉臂的下端由滑动杆固定连接在一起，所述滑动杆通过丝杠与手柄固定连接。

6.根据权利要求2所述的自动行走机构，其特征在于所述避障传感器为超声波传感器。

Images