[发明专利]一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人

说明书

本发明公开了一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人，包括机械本体和控制设备，控制设备包括：差速运动控制器、重心调整控制器和跟随控制器；差速运动控制器控制机器人实现两轮差速运动；重心调整控制器当机器人由于外力作用存在倾覆趋势时调整机器人的重心位置从而阻止机器人的倾覆趋势；跟随控制器控制机器人仅在用户行走方向的侧面跟随其前进，并根据不同的需求场景做出相应的动作，减少用户对辅助医疗器械的依赖。本发明可以实现检测和判断使用者的状态和位置，跟随使用者提供半接触支持作用，使用者跌倒时机器人运动到合适的位置和方位方便使用者搀扶，同时机器人可通过重心调整控制器阻止自身的倾覆趋势，保证机器人的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于康复助行设备领域，更具体地，涉及一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人。

背景技术

随着年岁的增长，老年人的肌力减退，导致他们常常行动不便甚至丧失活动能力。随着人口老龄化问题的加重及一些伤病事故等的增加，采用人为照料的方法来辅助病人进行康复训练和照顾老年人的生活使得社会和家庭都面临着沉重的负担。此外，老年人逐渐会出现站立及行走晃动不稳等现象，在不使用辅具等外界帮助的自主行走中可能会发生跌倒。老年人跌倒发生率高、后果严重，是其伤残和死亡的重要原因之一。行走不便引起的跌倒会为他们的健康带来极大的威胁，严重影响老年人身心健康、降低其生活质量，因此，社会上对一种能在日常生活中方便使用且具有保护功能，同时又能辅助病人和老年人的行走与康复训练的机构的需求迫切。

现有的设备功能比较单一，只能单纯的实现辅助站立和辅助行走的功能，并且智能化程度不高，难以实现使用者的自我活动。现有技术1公布了一种助步架式的大型康复辅助机器人，现有技术2公布了一种外骨骼式康复助行机器人。这些设备一般底盘面积较大，或不适合多样化的康复训练环境，也不具有使用者跌倒检测和跌倒防护的功能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人，旨在解决现有技术中老年人以及处于康复后期的肢体残障人士由于过分依赖辅助器械导致康复训练效果不好的问题。

本发明提供了一种扶手式智能跌倒防护助行康复机器人，包括机械本体和控制设备，所述控制设备包括：差速运动控制器、重心调整控制器和跟随控制器；所述差速运动控制器用于控制机器人实现两轮差速运动；所述重心调整控制器用于当机器人由于外力作用存在倾覆趋势时调整机器人的重心位置从而阻止机器人的倾覆趋势；所述跟随控制器用于控制机器人仅在用户行走方向的侧面跟随其前进，并根据不同的需求场景做出相应的动作，减少用户对辅助医疗器械的依赖。

本发明可以实现检测和判断使用者的状态和位置，跟随使用者提供半接触支持作用，使用者跌倒时机器人运动到合适的位置和方位方便使用者搀扶，同时机器人可通过重心调整控制器阻止自身的倾覆趋势，保证机器人的稳定性和安全性。

更进一步地，所述重心调整控制器包括：同步直线滑台、同步滑台驱动器、逆变器、蓄电池、嵌入式控制器和重物；所述同步直线滑台用于将电机的旋转运动转化为滑台直线运动，所述重物固定所述同步直线滑台的滑块上；所述逆变器和所述同步滑台驱动器分别固定在所述同步直线滑台的两侧，所述同步滑台驱动器用于驱动同步直线滑台，所述蓄电池通过逆变器为同步滑台驱动器和同步直线滑台供电；所述嵌入式控制器用于控制同步直线滑台带动重物进行直线运动，在限定范围内改变机器人的重心位置；同时嵌入式控制器用于感应机器人的微小倾覆趋势，并当机器人存在倾覆趋势时控制机器人改变重心位置克服倾覆趋势。

更进一步地，跟随控制器包括：深度图像采集模块、第一深度模块支架、第二深度模块支架和主控制器；所述第一深度模块支架和所述第二深度模块支架相互平行且垂直固定在第三层支架，所述深度图像采集模块固定在第一深度模块支架和第二深度模块支架上，且其采集信息的方向是机器人的正前方；所述主控制器与所述深度图像采集模块进行数据交互，分析机器人及目标的运动状态，给嵌入式控制器发送运动控制指令，完成针对目标的跟随控制。