一种助厕型老年服务机器人 |
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| 申请号 | CN201710671809.0 | 申请日 | 2017-08-08 | 公开(公告)号 | CN107378963A | 公开(公告)日 | 2017-11-24 |
| 申请人 | 北京石油化工学院; | 发明人 | 许恩江; 赵盖; 张宇; 高冰倩; 付鸿飞; 云保财; 刘旭; 谢泽琦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种助厕型老年服务 机器人 ，用于在老人需要如厕时，能够及时把老人移动至 马 桶上，满足行动不便的独居老人的如厕需要；其结构包括：移动底盘和躯体托举装置，所述躯体托举装置与所述移动底盘紧固连接；所述移动底盘设置有行走轮；所述躯体托举装置具有将人体以坐姿的形态抬升及下落的运动 自由度 ；所述躯体托举装置设置有用于承托臀部重量的坐板，及移动所述坐板的第一 机械臂 ；所述第一机械臂具有将所述坐板从臀部托举位移至所述人体一侧的运动自由度。本发明用于解决辅助下肢行动不便的老人如何如厕的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种助厕型老年服务机器人，其特征在于，包括：移动底盘和躯体托举装置，所述躯体托举装置与所述移动底盘紧固连接；所述移动底盘设置有行走轮；所述躯体托举装置具有将人体以坐姿的形态抬升及下落的运动自由度；所述躯体托举装置设置有用于承托臀部重量的坐板，及移动所述坐板的第一机械臂；所述第一机械臂具有将所述坐板从臀部托举位移至所述人体一侧的运动自由度。 |
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| 说明书全文 | 一种助厕型老年服务机器人技术领域背景技术[0002] 随着社会的不断发展，年轻人工作繁忙，使得老人独居的现象日趋普遍。伴随年龄的增长，老年人越发年老体衰，体弱多病，因此老年人的生活自理问题愈发凸显。现有技术中丧失腿部行动能力的老年人在解决如厕问题时通常需要借助人力搀扶以达到移动身体的技术效果，对于长期与轮椅相伴的老年人，甚至需要在臀部预置便盆并且配合尿液导流装置才能到顺利排便的技术效果。借助人力搀扶的方式需要至少占用1个劳力，会加重工薪家庭的经济压力，采用预置便盆并且配合尿液导流装置的护理方式虽能解决老人的如厕问题，却会带来附加的倾倒排泄物的技术问题，依然不能减少所需的人力成本。因此，提供一种助厕型老年服务机器人，以期在老人需要如厕时能够辅助老人将身体移至厕位，降低护理成本，保障独居老人的居家舒适度，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。 发明内容[0004] 为了实现上述目的，本发明提供一种助厕型老年服务机器人，包括：移动底盘和躯体托举装置，所述躯体托举装置与所述移动底盘紧固连接；所述移动底盘设置有行走轮；所述躯体托举装置具有将人体以坐姿的形态抬升及下落的运动自由度；所述躯体托举装置设置有用于承托臀部重量的坐板，及移动所述坐板的第一机械臂；所述第一机械臂具有将所述坐板从臀部托举位移至所述人体一侧的运动自由度。 [0005] 优选地，所述移动底盘设置有用于驱动所述行走轮转动的动力驱动装置。 [0006] 优选地，所述第一机械臂与所述坐板通过插锁结构紧固连接；所述插锁结构包括：锁孔和锁舌，所述锁孔内设置有锁止及解锁所述锁舌的解锁装置。 [0008] 优选地，所述躯体托举装置具有调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的形变自由度。 [0009] 优选地，所述躯体托举装置包括：用于调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的颈部托板、背部托板、腿部托板、第二机械臂、第三机械臂及第四机械臂；所述第二机械臂与所述颈部托板紧固连接；所述第三机械臂与所述背部托板紧固连接；所述第四机械臂与所述腿部托板紧固连接。 [0010] 优选地，还包括控制器，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂及动力驱动装置电连接；所述控制器用于分别控制所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂及动力驱动装置的动作。 [0011] 优选地，所述第二机械臂与所述颈部托板、所述第三机械臂与所述背部托板、所述第四机械臂与所述腿部托板均分别通过插锁结构紧固连接；所述插锁结构包括：锁孔和锁舌，所述锁孔内设置有锁止及解锁所述锁舌的解锁装置。 [0012] 优选地，所述移动底盘的长度和/或宽度具有收放的自由度。 [0014] 本发明上述助厕型老年服务机器人具有如下有益效果： [0015] 在独居老人的居家过程中，若老人向助厕型老年服务机器人发出如厕指令，移动底盘可借助行走轮移动至老人身边，老人的身体在躯体托举装置的作用下被抬升，并进一步伴随移动底盘被移动至马桶上方，第一机械臂在老人移动至马桶上方时将坐板从臀部托举位移至人体一侧，方便老人将衣物脱下如厕以及如厕完毕后重新穿好衣物；待老人穿好衣物后，第一机械臂重新将坐板移至臀部托举位，移动底盘借助行走轮将老人进一步送回其想坐卧的位置。本发明上述助厕型老年服务机器人能够有效辅助仅上半身具有行动能力的老人进行如厕，并进一步具有帮助老年人身体移位的技术效果，能够大幅减轻护理人员的工作负担，提高老年人的生活自理能力。 [0016] 进一步地，为移动底盘设置的动力驱动装置为移动底盘具有移动操控性提供有力的结构支持，对于仅下半身丧失活动能力的老年人来说，上述动力驱动装置的设置能够进一步取得老年人在没有护工的帮助下自行操作助厕型老年服务机器人辅助其如厕的技术效果，并进一步为老年人自行完成身体移位提供有力的结构支持。 [0017] 进一步地，本发明通过将第一机械臂与坐板通过插锁结构紧固连接，有助于达到方便将第一机械臂与坐板灵活拆卸的技术效果，使用时便于将坐板与轮椅或床铺相整合，进而形成与助厕型老年服务机器人相配套的辅助设施，为助厕型老年服务机器人方便移动老人的躯体提供方便。 [0018] 进一步地，由于第一机械臂所要执行的动作方式较为简单，仅涉及执行承重托举及将坐板移位两个相关动作，因此依现有技术采用与移动底盘铰接的连杆机构及驱动该连杆机构动作的驱动装置既能达到相应的技术效果。 [0019] 进一步地，为更进一步提升承重托举操作时老人的舒适度问题，本发明进一步改进躯体托举装置的结构，使其具有调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的形变自由度，有助于老人在被移动时以及如厕时能够具有更为舒适的坐姿。 [0020] 进一步地，本发明为躯体托举装置提供一种可实施的结构形式，通过采用颈部托板、背部托板、腿部托板、第二机械臂、第三机械臂及第四机械臂达到调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的技术效果。此外，通过同步调整第二机械臂、第三机械臂及第四机械臂的姿态还能进一步取得升降老人躯体的技术效果。 [0022] 进一步地，本发明进一步将插锁结构应用在第二机械臂与颈部托板、第三机械臂与背部托板、以及第四机械臂与腿部托板的紧固连接处，为方便颈部托板、背部托板及腿部托板的可拆卸连接提供结构支持，增加颈部托板、背部托板及腿部托板的使用灵活性。 [0023] 进一步地，在机器人的使用过程中，难免会遇到需要通过狭窄空间的技术问题，本发明通过采用长度和/或宽度具有收放自由度的移动底盘有效的解决了这一技术问题；其中，由多个依次铰接的箱体构成的移动底盘为实现上述收放功能提供了结构支持。附图说明 [0024] 图1为本发明实施例1中所提供的助厕型老年服务机器人的结构示意图； [0025] 图2为本发明实施例2中助厕型老年服务机器人的结构示意图； [0026] 图3为本发明实施例3中助厕型老年服务机器人的移动底盘结构示意图； [0027] 图4为本发明实施例4中助厕型老年服务机器人的结构示意图； [0028] 图5为本发明实施例4中助厕型老年服务机器人如厕状态下的结构示意图； [0029] 图6为本发明实施例4中轮椅的结构示意图。具体实施例 [0030] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0031] 实施例1： [0032] 请参考图1，图1为本发明所提供的助厕型老年服务机器人一种具体实施方式的结构示意图。 [0033] 在一种具体实施方式中，本发明提供的助厕型老年服务机器人包括：移动底盘100和躯体托举装置200，所述躯体托举装置200与所述移动底盘100紧固连接；所述移动底盘100设置有行走轮110；所述躯体托举装置200具有将人体以坐姿的形态抬升及下落的运动自由度；所述躯体托举装置200设置有用于承托臀部重量的坐板210，及移动所述坐板210的第一机械臂220；所述第一机械臂220具有将所述坐板210从臀部托举位移至所述人体一侧的运动自由度。 [0034] 具体的，如图1所示，设置在移动底盘100上的立柱具备升降功能，第一机械臂220固定在套接在所述立柱的圆筒上，可以立柱为轴转动，进而具备将坐板210从臀部托举位移至人体一侧的运动自由度；用于承托腿部腰部及颈部或头部的托板均分别与立柱紧固连接，可与立柱一同升降。优选地，立柱升降时第一机械臂220相对于移动底盘的高度保存不便，可方便将坐板210从臀部托举位抽出。需要说明的是，由于上述立柱及第一机械臂的结构为现有技术，故其详细结构细节在此不再进一步图示与赘述。 [0035] 在独居老人的居家过程中，若老人向助厕型老年服务机器人发出如厕指令，移动底盘可借助行走轮被推至老人身边，老人的身体在躯体托举装置的作用下被抬升，并进一步伴随移动底盘被移动至马桶上方，第一机械臂在老人移动至马桶上方时将坐板从臀部托举位移至人体一侧，方便老人将衣物脱下如厕以及如厕完毕后重新穿好衣物；待老人穿好衣物后，第一机械臂重新将坐板移至臀部托举位，移动底盘借助行走轮将老人进一步送回其想坐卧的位置。本发明上述助厕型老年服务机器人能够有效辅助仅上半身具有行动能力的老人进行如厕，并进一步具有帮助老年人身体移位的技术效果，能够大幅减轻护理人员的工作负担，提高老年人的生活自理能力。 [0036] 进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述移动底盘设置有用于驱动所述行走轮转动的动力驱动装置。为移动底盘设置的动力驱动装置为移动底盘具有移动操控性提供有力的结构支持，对于仅下半身丧失活动能力的老年人来说，上述动力驱动装置的设置能够进一步取得老年人在没有护工的帮助下自行操作助厕型老年服务机器人辅助其如厕的技术效果，并进一步为老年人自行完成身体移位提供有力的结构支持。由于上述动力驱动装置的结构为现有技术，故其详细结构细节在此不再进一步图示与赘述。 [0037] 进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述第一机械臂与所述坐板通过插锁结构紧固连接；所述插锁结构包括：锁孔和锁舌，所述锁孔内设置有锁止及解锁所述锁舌的解锁装置。本发明通过将第一机械臂与坐板通过插锁结构紧固连接，有助于达到方便将第一机械臂与坐板灵活拆卸的技术效果，使用时便于将坐板与轮椅或床铺相整合，进而形成与助厕型老年服务机器人相配套的辅助设施，为助厕型老年服务机器人方便移动老人的躯体提供方便。由于上述插锁结构依现有技术即可轻易实现，故本发明中与插锁结构相关的结构细节在此不再进一步图示与赘述。 [0038] 进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述第一机械臂包括与所述移动底盘铰接的连杆机构及驱动所述连杆机构动作的驱动装置。由于第一机械臂所要执行的动作方式较为简单，仅涉及执行承重托举及将坐板移位两个相关动作，因此依现有技术采用与移动底盘铰接的连杆机构及驱动该连杆机构动作的驱动装置既能达到相应的技术效果。 [0039] 实施例2： [0040] 为更进一步提升承重托举操作时老人的舒适度问题，本实施例在实施例1的基础上，所述躯体托举装置具有调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的形变自由度。本发明进一步改进躯体托举装置的结构，使其具有调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的形变自由度，有助于老人在被移动时以及如厕时能够具有更为舒适的坐姿。 [0041] 进一步地，如图2所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述躯体托举装置200还包括：用于调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的颈部托板230、背部托板240、腿部托板250、第二机械臂260、第三机械臂270及第四机械臂280；所述第二机械臂260与所述颈部托板230紧固连接；所述第三机械臂270与所述背部托板240紧固连接；所述第四机械臂280与所述腿部托板250紧固连接。 [0042] 需要说明的是由于本实施例中上述颈部托板230、背部托板240、腿部托板250、第二机械臂260、第三机械臂270及第四机械臂280的结构均基于现有技术，故其详细结构细节在此不再进一步图示与赘述。 [0043] 本发明为躯体托举装置提供一种可实施的结构形式，通过采用颈部托板、背部托板、腿部托板、第二机械臂、第三机械臂及第四机械臂达到调整人体躯干相对于腿部倾斜角度的技术效果。此外，通过同步调整第二机械臂、第三机械臂及第四机械臂的姿态还能进一步取得升降老人躯体的技术效果。 [0044] 实施例3： [0045] 本实施例在实施例2的基础上，还包括控制器，所述控制器分别与所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂及动力驱动装置电连接；所述控制器用于分别控制所述第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂及动力驱动装置的动作。 [0046] 需要说明的是由于本实施例中控制器的结构为现有技术，故其相关结构细节在此不再进一步图示与赘述。控制器的设置能够大幅提升助厕型老年服务机器人的控制灵活性，为老人独立完成控制操作以及助厕型老年服务机器人自动完成助厕操作提供有力的硬件支持。 [0047] 进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述第二机械臂与所述颈部托板、所述第三机械臂与所述背部托板、所述第四机械臂与所述腿部托板均分别通过插锁结构紧固连接；所述插锁结构包括：锁孔和锁舌，所述锁孔内设置有锁止及解锁所述锁舌的解锁装置。 [0048] 本发明进一步将插锁结构应用在第二机械臂与颈部托板、第三机械臂与背部托板、以及第四机械臂与腿部托板的紧固连接处，为方便颈部托板、背部托板及腿部托板的可拆卸连接提供结构支持，增加颈部托板、背部托板及腿部托板的使用灵活性。 [0049] 进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述移动底盘的长度和/或宽度具有收放的自由度。由于在机器人的使用过程中，难免会遇到需要通过狭窄空间的技术问题，本发明通过采用长度和/或宽度具有收放自由度的移动底盘有效的解决了这一技术问题；其中，由多个依次铰接的箱体构成的移动底盘为实现上述收放功能提供了结构支持。 [0050] 进一步地，如图3所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述移动底盘100由多个依次铰接的箱体101构成，所述躯体托举装置与位于中间位置的所述箱体101紧固连接；当所述移动底盘处于工作状态时，所述箱体具有沿地面水平方向，以铰接轴为轴线转动的自由度。上述结构可使移动底盘同时具备长度和/或宽度自如收放的自由度，便于机器人移动过程中通过狭窄的使用空间。其中，行走轮E、F、G、H用于辅助移动底盘移动。纵向关节5、6、7、8的设置为移动底盘的长度和/或宽度收放提供支持。 [0051] 实施例4： [0052] 如图4所示本实施例在上述实施例的基础上提供另一种可实施的机械结构示意图。其中，垫子A用于承托颈部，垫子B用于承托背部及腰部，垫子C用于承托臀部，垫子D用于承托大腿部；垫子A、B、C、D上优选设置有卡锁，可分别与甲、乙、丙、丁四个机械臂上的插锁吻合，锁死固定。当使用者发出指令后，助厕型老年服务机器人来到老人面前，甲、乙、丙、丁四个机械臂分别固定住垫子A、B、C、D，而后将老人抬起来，随后，助厕型老年服务机器人将载着老人前往卫生间，然后停在马桶前面。如图4和图5所示，横向关节1、2、3、4，当老人被带到马桶前后，横向关节1、2用于调节老人的俯仰角度，使老人的身体略微后仰，同时附带有抬升老人躯体的技术效果，机械臂丁在老人臀部与垫子C分离时及时撤走垫子C，以方便老人完成如厕前的衣物整理操作；横向关节3、4可用于调整支撑角度，有利于进一步保持重心；待老人衣物整理完毕，机械臂甲、乙、丁配合动作，调整老人的坐姿，并将老人放置在马桶上，此时老人具备如厕条件；待老人如厕完毕，助厕型老年服务机器人逆向执行上述操作，并可将老人放置在需要安放的位置上。 [0053] 进一步地，如图6所示，当垫子A、B、C、D分别与甲、乙、丙、丁四个机械臂通过卡锁式结构KS形成易于拆卸的连接方式时，还可将垫子A、B、C、D作为图示中轮椅上的垫子配套设置，进而达到方便将老人从轮椅上托起并辅助如厕的技术效果。此外，垫子D还可制成与老人长期躺卧的床相适配，通过在床沿设置与垫子D外形相适配的凹槽，便于垫子D与床面相平齐，使用时，老人将臀部移动至垫子D上后，利用助厕型老年服务机器人即可完成如厕所需的辅助动作。 [0054] 上述各实施例仅是本发明的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本发明技术方案上的变化和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。 |
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