CN108313157B - 一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人 - Google Patents

一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，包括两个第一驱动模块、十六个划水模块、两个第二驱动模块等其特征在于：所述的两个第一驱动模块各自的同步带轮固定架通过两个第四关节安装在两个摆动座下端面中后段，两个第二驱动模块各自的第三电机分别通过两个第五关节安装在两个摆动座下端面前端；十六个划水模块平均分成两组，均布在两个第一驱动模块的两个同步带上；本发明采用两种驱动模块，都可以再陆地和水两种环境中自由转换为机器人提供动力，使残疾人在水中和陆地上自由移动，极大的节约了体力，丰富了腿部残疾人的日常生活。

Description

一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人
技术领域
本发明涉及康复医疗和机器人技术领域，特别涉及一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人。
背景技术
随着生活水平的提高，腿部残疾人对生活的需求也不断提高，然而现有的残疾人使用设备极大的限制了他们的活动，他们不能方便快捷的在陆地行走，更难以去海边游泳，因此需要一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，本发明采用两种驱动模块，都可以再陆地和水两种环境中自由转换为机器人提供动力，使残疾人在水中和陆地上自由移动，极大的节约了体力。
本发明所使用的技术方案是：一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，包括两个第一驱动模块、十六个划水模块、两个第二驱动模块、两个摆动座、两个第一关节、两个第一电缸、两个托盘、十二个第一夹板、十二个第二关节、两个第一电机、腰部固定座、六个第二电缸、胸部固定座、四个第三关节、四个第二夹板、两个支撑腿，其特征在于：所述的两个第一驱动模块各自的同步带轮固定架通过两个第四关节安装在两个摆动座下端面中后段，两个第二驱动模块各自的第三电机分别通过两个第五关节安装在两个摆动座下端面前端；十六个划水模块平均分成两组，均布在两个第一驱动模块的两个同步带上；所述的两个支撑腿分别通过两个第一关节安装在两个摆动座上端面上；两个第一电缸分别固定安装在两个支撑腿内，每个第一电缸伸缩杆顶部设有一个托盘；所述的十二个第一夹板平均分成四组，分别通过十二个第二关节安装在两个支撑腿左右两侧；所述的腰部固定座和胸部固定座为U型；所述的两个第一电机分别固定安装在腰部固定座左右两侧，两个支撑腿顶端分别固定安装在两个第一电机的电机轴上；所述的六个第二电缸底部铰接在腰部固定座上端面上，六个第二电缸两两一组分别位于腰部固定座上端面上左右两侧和中部，六个第二电缸伸缩杆端铰接在胸部固定座下端面上；所述的四个第二夹板分别通过四个第三关节安装在胸部固定座左右两侧；
所述的第一驱动模块包括第四关节、同步带轮固定架、同步带轮、电动同步带轮、同步带、两个第三电缸、限位触板，所述的同步带轮固定架为U型，顶部设有第四关节，同步带轮和电动同步带轮分别安装在同步带轮固定架前后两端，同步带安装在同步带轮和电动同步带轮上，两个第三电缸安装在同步带轮固定架一侧下端面，限位触板为U型端部向内弯曲，限位触板安装在两个第三电缸伸缩杆端部；
所述的划水模块包括限位器、划水座、两个第二电机、两个转盘、四个卡爪、两个划板、四个拨动器，所述的限位器安装在划水座靠近限位触板一侧，所述的两个第二电机安装在划水座底部上端面两侧；两个转盘分别安装在两个第二电机电机轴上；两个划板分别铰接在两个转盘上端面中央，四个卡爪两两一组分别铰接在两个转盘上，并位于划板两侧，四个拨动器一端分别铰接在四个卡爪下端部，另一端铰接在两个转盘上端面上；
所述的第二驱动模块包括第五关节、第三电机、轮架、行走轮、两个滑块、两个导轨、第四电机、小齿轮、大齿轮、螺旋桨，所述的第三电机顶部与第五关节连接，轮架顶部固定安装在第三电机输出轴上，两个滑块安装在轮架下端内侧；所述的行走轮为圆环形，中央固定安装有螺旋桨，两个导轨分别位于行走轮两侧，并与两个滑块配合，行走轮一侧设有大齿轮，第四电机安装在轮架上，输出轴朝向大齿轮一侧，小齿轮安装在第四电机输出轴上并与大齿轮啮合。
进一步地，所述的拨动器包括拨动器缸体、拨动杆、弹簧、第一电磁铁、第二电磁铁，所述的拨动器缸体内的空腔底部设有第二电磁铁，拨动杆滑动安装在拨动器缸体内，拨动杆底端设有第一电磁铁，弹簧套在拨动杆上，并位于拨动器缸体顶端与第一电磁铁之间。
本发明有益效果：
本发明采用两种驱动模块，都可以再陆地和水两种环境中自由转换为机器人提供动力，使残疾人在水中和陆地上自由移动，极大的节约了体力，丰富了腿部残疾人的日常生活。
附图说明
图1、图2、图3、图6、图8为本发明的整体结构示意图。
图4、图5为本发明图3的局部放大图。
图7为本发明图6的局部放大图。
图9为本发明图8的局部放大图。
图10为本发明划水模块的结构示意图。
图11为本发明拨动器的结构示意图。
附图标号：1-第一驱动模块；2-划水模块；3-第二驱动模块；4-摆动座；5-第一关节；6-第一电缸；7-托盘；8-第一夹板；9-第二关节；10-第一电机；11-腰部固定座；12-第二电缸；13-胸部固定座；14-第三关节；15-第二夹板；16-支撑腿；101-第四关节；102-同步带轮固定架；103-同步带轮；104-电动同步带轮；105-同步带；106-第三电缸；107-限位触板；201-限位器；202-划水座；203-第二电机；204-转盘；205-卡爪；206-划板；207-拨动器；301-第五关节；302-第三电机；303-轮架；304-行走轮；305-滑块；306-导轨；307-第四电机；308-小齿轮；309-大齿轮；310-螺旋桨；20701-拨动器缸体；20702-拨动杆；20703-弹簧；20704-第一电磁铁；20705-第二电磁铁。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，包括两个第一驱动模块1、十六个划水模块2、两个第二驱动模块3、两个摆动座4、两个第一关节5、两个第一电缸6、两个托盘7、十二个第一夹板8、十二个第二关节9、两个第一电机10、腰部固定座11、六个第二电缸12、胸部固定座13、四个第三关节14、四个第二夹板15、两个支撑腿16，其特征在于：所述的两个第一驱动模块1各自的同步带轮固定架102通过两个第四关节101安装在两个摆动座4下端面中后段，两个第二驱动模块3各自的第三电机302分别通过两个第五关节301安装在两个摆动座4下端面前端；十六个划水模块2平均分成两组，均布在两个第一驱动模块1的两个同步带105上；所述的两个支撑腿16分别通过两个第一关节5安装在两个摆动座4上端面上；两个第一电缸6分别固定安装在两个支撑腿16内，每个第一电缸6伸缩杆顶部设有一个托盘7；所述的十二个第一夹板8平均分成四组，分别通过十二个第二关节9安装在两个支撑腿16左右两侧；所述的腰部固定座11和胸部固定座13为U型；所述的两个第一电机10分别固定安装在腰部固定座11左右两侧，两个支撑腿16顶端分别固定安装在两个第一电机10的电机轴上；所述的六个第二电缸12底部铰接在腰部固定座11上端面上，六个第二电缸12两两一组分别位于腰部固定座11上端面上左右两侧和中部，六个第二电缸12伸缩杆端铰接在胸部固定座13下端面上；所述的四个第二夹板15分别通过四个第三关节14安装在胸部固定座13左右两侧；
所述的第一驱动模块1包括第四关节101、同步带轮固定架102、同步带轮103、电动同步带轮104、同步带105、两个第三电缸106、限位触板107，所述的同步带轮固定架102为U型，顶部设有第四关节101，同步带轮103和电动同步带轮104分别安装在同步带轮固定架102前后两端，同步带105安装在同步带轮103和电动同步带轮104上，两个第三电缸106安装在同步带轮固定架102一侧下端面，限位触板107为U型端部向内弯曲，限位触板107安装在两个第三电缸106伸缩杆端部；
所述的划水模块2包括限位器201、划水座202、两个第二电机203、两个转盘204、四个卡爪205、两个划板206、四个拨动器207，所述的限位器201安装在划水座202靠近限位触板107一侧，所述的两个第二电机203安装在划水座202底部上端面两侧；两个转盘204分别安装在两个第二电机203电机轴上；两个划板206分别铰接在两个转盘204上端面中央，四个卡爪205两两一组分别铰接在两个转盘204上，并位于划板206两侧，四个拨动器207一端分别铰接在四个卡爪205下端部，另一端铰接在两个转盘204上端面上；
所述的第二驱动模块3包括第五关节301、第三电机302、轮架303、行走轮304、两个滑块305、两个导轨306、第四电机307、小齿轮308、大齿轮309、螺旋桨310，所述的第三电机302顶部与第五关节301连接，轮架303顶部固定安装在第三电机302输出轴上，两个滑块305安装在轮架303下端内侧；所述的行走轮304为圆环形，中央固定安装有螺旋桨310，两个导轨306分别位于行走轮304两侧，并与两个滑块305配合，行走轮304一侧设有大齿轮309，第四电机307安装在轮架303上，输出轴朝向大齿轮309一侧，小齿轮308安装在第四电机307输出轴上并与大齿轮309啮合。
进一步地，所述的拨动器207包括拨动器缸体20701、拨动杆20702、弹簧20703、第一电磁铁20704、第二电磁铁20705，所述的拨动器缸体20701内的空腔底部设有第二电磁铁20705，拨动杆20702滑动安装在拨动器缸体20701内，拨动杆20702底端设有第一电磁铁20704，弹簧20703套在拨动杆20702上，并位于拨动器缸体20701顶端与第一电磁铁20704之间。
本发明工作原理：本发明通过四个第三关节14带动四个第二夹板15从背部将残疾人上半身固定在胸部固定座13内，通过第二关节9带动第一夹板8将残疾人大腿固定在支撑腿16内，第一电缸6伸长使托盘7顶住残疾人大腿底部，两个第一电机10带动两个支撑腿16摆动，帮助残疾人摆动大腿，六个第二电缸12联动使胸部固定座13相对腰部固定座11摆动，辅助残疾人进行弯腰动作，第一关节5调节摆动座4相对支撑腿16角度；第四电机307带动小齿轮308转动通过大齿轮309带动行走轮304转动，使机器人在地面行走，第五关节301、第三电机302联动调节行走轮304方向，当机器人进入水中时，行走轮304中心的螺旋桨310可以推进机器人运动；第四关节101可以调节第一驱动模块1相对摆动座4的倾角，电动同步带轮104带动同步带105转动；机器人在陆地时，第三电缸106缩短，划水座202与地面接触，通过同步带105上的划水座202移动，当机器人进入水中时第三电缸106伸长，限位触板107与相邻的限位器201接触，第一电磁铁20704、第二电磁铁20705通电，压缩弹簧20703，拨动杆20702伸出，通过卡爪205将划板206推至竖直，划板206随同步带105划水，第二电机203带动转盘204转动，调节划板206划水方向，当限位触板107离开限位器201时第一电磁铁20704、第二电磁铁20705断电，拨动杆20702退回，划板206受阻力自由摆动。

Claims (2)

1.一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，包括两个第一驱动模块（1）、十六个划水模块（2）、两个第二驱动模块（3）、两个摆动座（4）、两个第一关节（5）、两个第一电缸（6）、两个托盘（7）、十二个第一夹板（8）、十二个第二关节（9）、两个第一电机（10）、腰部固定座（11）、六个第二电缸（12）、胸部固定座（13）、四个第三关节（14）、四个第二夹板（15）、两个支撑腿（16），其特征在于：所述的两个第一驱动模块（1）各自的同步带轮固定架（102）通过两个第四关节（101）安装在两个摆动座（4）下端面中后段，两个第二驱动模块（3）各自的第三电机（302）分别通过两个第五关节（301）安装在两个摆动座（4）下端面前端；十六个划水模块（2）平均分成两组，均布在两个第一驱动模块（1）的两个同步带（105）上；所述的两个支撑腿（16）分别通过两个第一关节（5）安装在两个摆动座（4）上端面上；两个第一电缸（6）分别固定安装在两个支撑腿（16）内，每个第一电缸（6）伸缩杆顶部设有一个托盘（7）；所述的十二个第一夹板（8）平均分成四组，分别通过十二个第二关节（9）安装在两个支撑腿（16）左右两侧；所述的腰部固定座（11）和胸部固定座（13）为U型；所述的两个第一电机（10）分别固定安装在腰部固定座（11）左右两侧，两个支撑腿（16）顶端分别固定安装在两个第一电机（10）的电机轴上；所述的六个第二电缸（12）底部铰接在腰部固定座（11）上端面上，六个第二电缸（12）两两一组分别位于腰部固定座（11）上端面上左右两侧和中部，六个第二电缸（12）伸缩杆端铰接在胸部固定座（13）下端面上；所述的四个第二夹板（15）分别通过四个第三关节（14）安装在胸部固定座（13）左右两侧；
所述的第一驱动模块（1）包括第四关节（101）、同步带轮固定架（102）、同步带轮（103）、电动同步带轮（104）、同步带（105）、两个第三电缸（106）、限位触板（107），所述的同步带轮固定架（102）为U型，顶部设有第四关节（101），同步带轮（103）和电动同步带轮（104）分别安装在同步带轮固定架（102）前后两端，同步带（105）安装在同步带轮（103）和电动同步带轮（104）上，两个第三电缸（106）安装在同步带轮固定架（102）一侧下端面，限位触板（107）为U型端部向内弯曲，限位触板（107）安装在两个第三电缸（106）伸缩杆端部；
所述的划水模块（2）包括限位器（201）、划水座（202）、两个第二电机（203）、两个转盘（204）、四个卡爪（205）、两个划板（206）、四个拨动器（207），所述的限位器（201）安装在划水座（202）靠近限位触板（107）一侧，所述的两个第二电机（203）安装在划水座（202）底部上端面两侧；两个转盘（204）分别安装在两个第二电机（203）电机轴上；两个划板（206）分别铰接在两个转盘（204）上端面中央，四个卡爪（205）两两一组分别铰接在两个转盘（204）上，并位于划板（206）两侧，四个拨动器（207）一端分别铰接在四个卡爪（205）下端部，另一端铰接在两个转盘（204）上端面上；
所述的第二驱动模块（3）包括第五关节（301）、第三电机（302）、轮架（303）、行走轮（304）、两个滑块（305）、两个导轨（306）、第四电机（307）、小齿轮（308）、大齿轮（309）、螺旋桨（310），所述的第三电机（302）顶部与第五关节（301）连接，轮架（303）顶部固定安装在第三电机（302）输出轴上，两个滑块（305）安装在轮架（303）下端内侧；所述的行走轮（304）为圆环形，中央固定安装有螺旋桨（310），两个导轨（306）分别位于行走轮（304）两侧，并与两个滑块（305）配合，行走轮（304）一侧设有大齿轮（309），第四电机（307）安装在轮架（303）上，输出轴朝向大齿轮（309）一侧，小齿轮（308）安装在第四电机（307）输出轴上并与大齿轮（309）啮合。
2.根据权利要求1所述的一种腿部残疾人员水陆两用辅助移动机器人，其特征在于：所述的拨动器（207）包括拨动器缸体（20701）、拨动杆（20702）、弹簧（20703）、第一电磁铁（20704）、第二电磁铁（20705），所述的拨动器缸体（20701）内的空腔底部设有第二电磁铁（20705），拨动杆（20702）滑动安装在拨动器缸体（20701）内，拨动杆（20702）底端设有第一电磁铁（20704），弹簧（20703）套在拨动杆（20702）上，并位于拨动器缸体（20701）顶端与第一电磁铁（20704）之间。
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