[发明专利]带座椅的助行机器人

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械工程技术领域的装置，具体是一种带座椅的助行机器人。

背景技术

助行机器人主要针对于年老，体质下降，视力下降但还有一定行动能力的老年人以及腿脚受伤正在康复过程中的人。这个群体需求一种具有辅助坐立，辅助行走，防摔倒，健康监测功能的机器。

近年来，世界各国在服务机器人领域进行了大量的研究，并取得了较大的成绩。而其中，在助行机器人领域，也已经进行了一些研究。1999年，美国MIT研制了一种外形类似拐杖的个人移动和监测辅助系统(PAMM)，它带有一个CCD摄像头红外线传感器，具有自主导航的功能。它还具有力控制，语音控制及健康监测的功能。2005年，韩国的Koreapolytechnic university研制了以个辅助行走机器人WAR，不仅具备了PAMM的各种功能，而且在机械结构方面做了一些改进，采用了滚珠丝杆的升降机构，使得老年人可以扶着扶手或趴在扶手上，机器人的升降机构就可以帮助老人站起来，这对于起坐不便的老年人是非常友好的。2006年，日本的Waseda university研制了一个walking assist machine.它采用了液压的升降机构。它的主要特点在于能够感知人的左手和右手对机器人得人压力，并做出主动平衡的调整。

通过对现有技术文献进行检索发现，专利号为200810150388.8的中国专利介绍了一种福利友好的助行机器人，它以扶手杆两端的滑觉，压力传感器来感知老年人的动态及是否有摔跤倾向，以DSP控制器来处理各种信息及对驱动系统发出指令，驱动系统作为执行器来改变机器人的运动状态对老年人进行友好辅助。其不足在于：上述系统高低不可自动调节，没有助力的功能，没有考虑到老年人的体质，使用者还得耗费大量的体能，所以不足以满足助老助残的要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种带座椅的助行机器人，当使用者伏在扶手上时，所述机器人可以将人撑起，减少使用者起立时对腿脚的压力；当扶手往后靠时正好可以成为靠背，使得使用者在走累的时候能舒适的休息。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：助行机架、升降机构、传动机构和行走驱动机构，其中：升降机构和传动机构分别固定在机架上，行走驱动机构固定在助行机架的下端。

所述的升降机构包括：连杆、滚珠丝杆和丝杆驱动电机，其中：滚珠丝杆固定设置于助行机架上，连杆与滚珠丝杆活动连接，丝杆驱动电机与滚珠丝杆固定连接并带动滚珠丝杆的上下运动。

所述的传动机构包括：控制扶手、传动框、座椅和涡轮蜗杆减速电机，其中：传动框固定设置于助行机架上，控制扶手与传动框铰接，座椅和涡轮蜗杆减速电机分别固定设置在助行机架上，涡轮蜗杆减速电机与传动框连接。

所述的传动框为平行四边形结构。

所述的传动机构是一个平行四边行机构，随时保持面板的水平。需要变换时，涡轮蜗杆减速电机驱动传动框即可，结构非常简单。在前后两个目的位置安装有两个机械卡位，机械卡位上安装限位开关。机械卡位的作用是承受力，而限位开关则作为电机停止及动作的信号源。

所述的行走驱动机构包括：后支撑腿、行走驱动电机、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一同步带轮、同步带、第二同步带轮、轴承座、齿轮箱、转向轮和驱动轮，其中：行走驱动电机固定在齿轮箱上并与后支撑腿固定连接，后支撑腿固定设置于助行机架的后端，行走驱动电机的输出轴与第一锥齿轮相连，第二锥齿轮和第一同步带轮同轴固定并与第一锥齿轮相啮合将电机的运动传到第一同步带轮，转向轮活动设置于助行机架的前端下方，驱动轮与第二同步带轮同轴连接，第一同步带轮经同步带带动第二同步带轮并将行走驱动电机的动力输出至驱动轮。

所述的转向轮和驱动轮均为万向轮，所述的驱动轮的直径比转向轮的直径大50mm~100mm。

现有技术中滚珠丝杠作用力比较集中，不能达到车身升降平稳的要求；齿轮传动比较小，对齿轮压力过大，难以支撑起使用者的体重，因此本发明采用了这种丝杆与连杆联合传动的方式，丝杆传动比大，传动速度快，同时利用连杆机构，将丝杆上传动出来的力平均的分配到机器人的四条腿上，从而可以实现平稳且快速的升降。座椅直接固定在机器人的车身上，而靠背则有双重功能。当靠背往前翻时，作为靠背使用。当靠背往后翻时，则作为行走时的操控面板的扶手。