[发明专利]助老助残床椅一体化机器人

说明书

技术领域

本发明涉及保健护理器械领域，具体地说，是指一种同时具备上下楼梯、辅助站立、床椅转换与辅助上厕所功能的助老助残床椅一体化机器人。

技术背景

近年来随着社会发展及人口老龄化加剧，国内外许多大学、公司和研究机构对助老助残机器人进行深入研究，提出各自的产品或解决方案。助老助残器械分为爬楼梯轮椅、床椅一体化护理床以及运动辅助或康复机器人三大类。

爬楼梯轮椅种类较多，一般采用行星轮式和履带式爬楼梯机构，上楼梯时使用者背向楼梯坐在椅子上，而且大多需要人员辅助，其技术尚需进一步成熟。行星轮式爬楼梯装置一般由一个星型框架和安装在上面的几个小轮组成，由于这种装置结构固定，缺乏对不标准台阶的适应能力，而且小轮减震性能差，遇到复杂路况会给乘坐者带来不舒适体验。履带式爬楼梯装置一般作为独立的单元附着在普通轮椅下面，遇到台阶时让履带卡住台阶边缘实现攀爬，履带爬楼梯机构平地行走时不起作用成为累赘，而且履带作用于楼梯边缘的力很大，易损坏楼梯。

北京航空航天大学机器人研究所开发过一种床椅一体化护理床，轮椅驶进床外框内展平后与外框融为一体变成床，可以帮助病人翻身，特别适于医院使用，但不能辅助病人站立、辅助病人使用座便器以及上下楼梯。

哈尔滨工程大学研制出一种辅助残疾人站立并进行腿部康复训练的机器人，填补国内空白，但该装置不能作为轮椅使用。日本筑波大学研发的“机器服混合辅助肢体”可以帮助残疾人行走，但对于瘫痪病人来说这种装置无法发挥作用，而且价格昂贵不适宜推广。

腿部残疾的残疾人、瘫痪病人和行动不便的老年人需要一种功能实用而且全面的机器人设备帮助他们能像正常人一样享受有品质的生活。目前尚无将上下楼梯、辅助站立、床椅转换以及辅助上厕所四项功能相结合的产品出现。

发明内容

本发明的目的在于，通过提供一种助老助残床椅一体化机器人，解决传统助老助残机电一体化设备功能单一、结构复杂等问题，将上下楼梯、辅助站立与床椅转换三项功能相结合，按照人机工程学要求设计，安全美观舒适，智能化程度高，适于半身瘫痪病人、腿部残疾行动不便的人以及老年人使用。

本发明助老助残床椅一体化机器人，是采用以下技术手段实现的：

一种助老助残床椅一体化机器人，内外嵌套式爬楼梯车轮1固定在两条底盘弧形齿条2上；底盘座模块7连接着座椅支架模块3并能沿底盘弧形齿条2滑动；座椅支架模块3上固定有两个上弧形滑道31，可动靠背5与可动座位57通过铰链与座椅支架模块3相连；控制手柄6可以插在座椅支架模块3以及可动扶手42上的插槽中；小腿支撑板56通过铰链与可动座位57相连，可沿上弧形滑道31内侧的小腿支撑板弧形滑道37滑动；头部挡板51和腰部挡板52由弹性铰链与可动靠背5相连；大腿挡板54由弹性铰链与可动座位57相连；腰部挡片59一端连接在大腿挡板54上；小腿挡板55由弹性铰链与小腿支撑板56相连；各挡板都以左右对称形式成对安装在相关单元两侧；靠背储物箱8由铰链固定在可动靠背5上；上弧形齿条4在上弧形滑道31内滑动；可动扶手42在扶手驱动电机41的驱动下绕上弧形齿条4末端转动；脚踏板32固定在两个上弧形滑道31之间。

前述的内外嵌套式爬楼梯车轮1，通过主驱动电机112轴经行星齿轮减速器117减速后带动车轮驱动盘16而转动；橡胶外胎12固定在车轮驱动盘16和轮胎支撑盘17上，并随车轮驱动盘16转动；轮胎支撑盘17通过轴承与车轮机壳114相连。

前述的爬楼梯减速电机113经爬楼梯齿轮组116减速后驱动旋转支架15，负重轮支架13与旋转支架15之间有减震器14，负重轮11通过轴承与负重轮支架13相连。

前述的车轮机壳114上固定有垂直轴减速电机115，垂直轴减速电机115经垂直轴齿轮111减速后驱动车轮沿垂直轴旋转；车轮连接器19经垂直轴减震器110连接到垂直轴齿轮111上；测距仪118固定在车轮机壳114上；行星齿轮减速器117放置在旋转支架15上。

前述的橡胶外胎利用负重轮11承载重量，负重轮固定在旋转支架15上，旋转支架与橡胶外胎分别由两台电机驱动；旋转支架15上贴有压力应变片，用于检测爬楼梯时负重轮受到的压力。

前述的垂直轴齿轮111上有角度传感器用于检测垂直轴转动角度；爬楼梯齿轮组116上有角度传感器用于检测旋转支架15的转动角度；车灯18上有照明灯，以及用于刹车和转向指示灯。