CN109394450A - 一种多功能护理机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能护理机器人及其使用方法，属于康复医疗机器人技术领域。本发明的技术方案是：人体托架装置（2）、托架运动结构（3）、可卷床板装置（4）、多功能浴盆（5）、气囊手（6）和大小便器装置（7）分别与床体（1）固定连接；可卷床板装置（4）设置在床体（1）的上表面；托架运动结构（3）固定在床体（1）顶端；人体托架装置（2）通过托架运动结构（3）固定在床体顶部，与床体平行设置；气囊手（6）的数量为一个以上，均匀设置在可卷床板（42）的两侧，且与人体托架装置的托手在垂直方向上位置错开设置。本发明能够帮助解决全瘫患者进行翻身、洗澡、按摩、大小便等需求这些护理难点，满足病人生理和卫生需求。

Description

一种多功能护理机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种多功能护理机器人及其使用方法，属于康复医疗机器人技术领域。

背景技术

近年来，因交通事故、工伤事故、脑卒中等因素引发的高位截瘫和全瘫趋势不减，此类患者除了进行手术和药物的治疗，大部分时间都躺在病床上，其中大部分此类残障人士的生活不能自理，需要家人在身旁悉心照料。

目前残障人士最难护理的是人体翻身、大小便、洗澡、按摩等需求。在现有的护理机器人产品中，大多数不能满足残障人士上述需求，存在着此类产品不多、产品智能化水平低、难以满足病人生理和卫生需求的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种多功能护理机器人及其使用方法，针对全瘫和高位截瘫的残障人士，结合机器人学和人机工程学等理论进行机械设计，根据残障人士的人体形状制作能够实现多功能智能化护理的机器人，能够帮助解决全瘫患者进行翻身、洗澡、按摩、大小便等需求的多功能护理机器人，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种多功能护理机器人，包含床体、人体托架装置、托架运动结构、可卷床板装置、多功能浴盆、气囊手和大小便器装置，所述人体托架装置、托架运动结构、可卷床板装置、多功能浴盆、气囊手和大小便器装置分别与床体固定连接；可卷床板装置设置在床体的上表面，可卷床板装置包含床板支撑滑道、可卷床板和床板收纳盒，可卷床板活动设置在两根床板支撑滑道之间，床板收纳盒设置在床板支撑滑道的尾端，床板收纳盒内设有控制器，可卷床板与控制器相连接；托架运动结构固定在床体顶端，托架运动结构包含水平运动结构、垂直运动结构和旋转运动结构，水平运动结构与垂直运动结构互相垂直连接，旋转运动结构设置在垂直运动结构上；人体托架装置通过托架运动结构固定在床体顶部，与床体平行设置，人体托架装置包含固定架、中空转轴、热风出口、托手和硅胶垫，中空转轴装配在固定架内部，托手固定在固定架上，设有间隔距离调节结构，硅胶垫设置在托手表面，托手内部设有热风管道，热风出口设置在托手的下端，与热风管道相连接；气囊手的数量为一个以上，均匀设置在可卷床板的两侧，且与人体托架装置的托手在垂直方向上位置错开设置；多功能浴盆和大小便器装置设置在可卷床板的下方。

所述气囊手在非充气状态下为扁平状，充气状态下侧面形状为前端扁状后端圆弧状的水滴形状。

所述多功能浴盆包含浴盆、浴盆升降装置、气囊浴枕、底部支撑板、人体支撑气囊、热风孔和按摩滚珠及表面冷热水孔，浴盆升降装置设置在浴盆的前后两端，气囊浴枕设置在浴盆内部的前端，底部支撑板设置在浴盆底部，人体支撑气囊的数量为一个以上，间隔排列设置在底部支撑板上，热风孔和按摩滚珠及表面冷热水孔设置在人体支撑气囊的间隔部分。

所述大小便器装置包含大小便盆、便器连接杆和便器旋转机构，大小便盆的形状为前端较小后端较大的梨形，大小便盆和便器旋转机构通过便器连接杆连接，便器旋转机构固定设置在可卷床板的下侧。

一种多功能护理机器人的使用方法，包含以下步骤：（1）床板两侧间隔装设多个同样的条状可充气的气囊手，当需要将人体侧翻时，床一侧的床板表面气囊手开始充气，气囊手在充气过程中推动人体向一侧翻转，向另一侧翻转时同理；（2）当需要将人体放入浴盆进行沐浴时，双侧的气囊手自动进行充气，当双侧气囊手充满气时，人体被气囊手托起，身体下侧与床板间形成一定空间距离；人体托架装置通过滑轨从床体顶部降下，在托手接近床板时停止下降，转而进行水平移动；双侧托手沿着与床板平行的水平面接近人体，在双侧托手对接到一起时停止水平运动；人体托架上的托手位置与床板上的气囊手在垂直方向上错开设置，气囊手的位置不会影响托手的水平及升降运动；（3）双侧托手对接完成后，可卷床板自动沿支撑滑轨缓慢卷入位于床尾的床板收纳盒；（4）可卷床板完全卷入床板收纳盒后，人体托架装置开始托着人体缓慢下降，同时多功能浴盆通过浴盆升降装置缓慢上升；多功能浴盆在上升的同时，内部气囊浴枕和人体支撑气囊开始充气；当人体接触到多功能浴盆中的人体支撑气囊时，人体托架装置和多功能浴盆停止升降，双侧托手向人体两侧水平移动，到达浴盆两侧时调整托手角度并上升，人体托架装置缓慢离开多功能浴盆；当浴盆内气囊头枕和人体支撑气囊充满气时，浴盆内部按摩滚珠表面的冷热水孔按设定的温度出水，对人体进行洗浴，同时按摩滚珠开始缓慢旋转，对人体进行按摩；按摩功能可通过控制器关闭；当浴盆内的水位达到设定值时，冷热水孔停止出水；（5）当达到设定洗浴时间后，按摩滚珠停止旋转，浴盆开始排水，同时人体托架装置下降，在接近多功能浴盆时悬停在多功能浴盆上方；当浴盆内水位线到达水位预设值的1/2时，人体托架装置上的托手下端热风出口开始向下吹热风，干燥人体裸露部分的水分；当浴盆内的水排完后，多功能浴盆内部的热风孔开始向上吹热风，干燥人体背部的水分，同时人体托架装置下降，在接近人体时热风出口停止出风，调整托手角度，使两侧托手末端之间的距离大于平躺人体的最大宽度；在人体托架装置缓慢下降的同时，托手沿着人体侧边曲线缓慢调整角度向托架中心旋转；但两侧托手在人体背部互相连接时，人体托架开始缓慢上升，同时多功能浴盆内部的热风孔停止出风；（6）当人体托架装置上升到托手底端所在平面超过可卷床板装置所在平面时停止上升，可卷床板装置开始将可卷床板从床板收纳盒滚动卷出，可卷床板沿着床板支撑滑道从床尾铺设至床头；当可卷床板前端与床头接合上并自锁后，可卷床板停止滑动；床板表面的双侧气囊手开始充气；人体托架装置缓慢下降，至托手接触到床板时人体托架装置停止下降；双侧气囊手充气完成后，对人体进行托举，此时人体着力点从托手转移到气囊手上；人体托架装置开始沿着可卷床板水平面移动，双侧托手从人体两侧移出，缓慢离开人体；当双侧托手末端之间的距离超过人体两侧最大宽度时，人体托架装置开始上升；当人体托架装置上升到接近顶部时，双侧托手开始沿着水平面向中心移动，并同时沿着各自旋转轴向上旋转180度；人体托架装置沿滑轨上升至顶端，完成对人体托架装置的收纳；（7）当全瘫患者需要大小便时，人体托架装置重复上述托举动作；当人体托架装置将人体完全托起后，可卷床板重复上述可卷床板收纳动作；当可卷床板完全卷入收纳盒后，大小便盆通过便器连接杆和便器旋转机构移动至患者臀部下方，患者可进行大小便；大小便完成后，大小便器装置旋转移回初始位置；可卷床板装置重复上述铺设动作，将可卷床板铺回原位；人体托架装置重复上述放回人体动作，并收纳至顶端。

本发明的有益效果是：针对全瘫和高位截瘫的残障人士，结合机器人学和人机工程学等理论进行机械设计，根据残障人士的人体形状制作能够实现多功能智能化护理的机器人，能够帮助解决全瘫患者进行翻身、洗澡、按摩、大小便等需求的多功能护理机器人，满足病人生理和卫生需求。

附图说明

图1 是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的人体托架装置结构示意图；

图3是本发明的托架运动结构的结构示意图；

图4是本发明的可卷床板装置结构示意图；

图5是本发明的多功能浴盆结构示意图；

图6是图5I部放大图；

图7是本发明的气囊手非充气状态结构示意图；

图8是本发明的气囊手充气状态结构示意图；

图9是本发明的大小便器装置结构示意图；

图10是本发明实施例人体托起示意图；

图11是本发明实施例托手收纳至人体托架装置顶部示意图；

图中：床体1、人体托架装置2、托架运动结构3、可卷床板装置4、多功能浴盆5、气囊手6、大小便器装置7、固定架21、中空转轴22、热风出口23、托手24、硅胶垫25、水平运动结构31、垂直运动结构32、旋转运动结构33、床板支撑滑道41、可卷床板42、床板收纳盒43、浴盆51、浴盆升降装置52、气囊浴枕53、底部支撑板54、人体支撑气囊55、热风孔56、按摩滚珠及表面冷热水孔57、大小便盆71、便器连接杆72、便器旋转机构73。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明。

一种多功能护理机器人，包含床体1、人体托架装置2、托架运动结构3、可卷床板装置4、多功能浴盆5、气囊手6和大小便器装置7，所述人体托架装置2、托架运动结构3、可卷床板装置4、多功能浴盆5、气囊手6和大小便器装置7分别与床体1固定连接；可卷床板装置4设置在床体1的上表面，可卷床板装置4包含床板支撑滑道41、可卷床板42和床板收纳盒43，可卷床板42活动设置在两根床板支撑滑道41之间，床板收纳盒43设置在床板支撑滑道41的尾端，床板收纳盒43内设有控制器，可卷床板42与控制器相连接；托架运动结构3固定在床体1顶端，托架运动结构3包含水平运动结构31、垂直运动结构32和旋转运动结构33，水平运动结构31与垂直运动结构32互相垂直连接，旋转运动结构33设置在垂直运动结构32上；人体托架装置2通过托架运动结构3固定在床体1顶部，与床体1平行设置，人体托架装置2包含固定架21、中空转轴22、热风出口23、托手24和硅胶垫25，中空转轴22装配在固定架21内部，托手24固定在固定架21上，设有间隔距离调节结构，硅胶垫25设置在托手24表面，托手24内部设有热风管道，热风出口23设置在托手24的下端，与热风管道相连接；气囊手6的数量为一个以上，均匀设置在可卷床板42的两侧，且与人体托架装置2的托手24在垂直方向上位置错开设置；多功能浴盆5和大小便器装置7设置在可卷床板42的下方。托架运动结构3使托手固定架能水平方向、垂直方向活动，托手能绕中心轴旋转。

所述气囊手6在非充气状态下为扁平状，充气状态下侧面形状为前端扁状后端圆弧状的水滴形状。

所述多功能浴盆5包含浴盆51、浴盆升降装置52、气囊浴枕53、底部支撑板54、人体支撑气囊55、热风孔56和按摩滚珠及表面冷热水孔57，浴盆升降装置52设置在浴盆51的前后两端，气囊浴枕53设置在浴盆51内部的前端，底部支撑板54设置在浴盆51底部，人体支撑气囊55的数量为一个以上，间隔排列设置在底部支撑板54上，热风孔56和按摩滚珠及表面冷热水孔57设置在人体支撑气囊55的间隔部分。浴盆51为装有冷热水功能和排水功能的长方体水槽；底部支撑板上间隔固定有多个横条状人体支撑气囊，充气后形状依据人体曲线为波浪弧形；底部支撑板上间隔固定有多个发射状布置、末端为圆球形的按摩滚珠，按摩滚珠可缓慢旋转实现对人体的按摩，按摩滚珠末端圆球状表面有冷热水孔，可依据设定温度出水；人体支撑气囊位置与人体托架上托手垂直面错开，与按摩滚珠位置互不影响。

所述大小便器装置7包含大小便盆71、便器连接杆72和便器旋转机构73，大小便盆71的形状为前端较小后端较大的梨形，大小便盆71和便器旋转机构73通过便器连接杆72连接，便器旋转机构73固定设置在可卷床板42的下侧。

一种多功能护理机器人的使用方法，包含以下步骤：（1）床板两侧间隔装设多个同样的条状可充气的气囊手，当需要将人体侧翻时，床一侧的床板表面气囊手开始充气，气囊手在充气过程中推动人体向一侧翻转，向另一侧翻转时同理；（2）当需要将人体放入浴盆进行沐浴时，双侧的气囊手自动进行充气，当双侧气囊手充满气时，人体被气囊手托起，身体下侧与床板间形成一定空间距离；人体托架装置通过滑轨从床体顶部降下，在托手接近床板时停止下降，转而进行水平移动；双侧托手沿着与床板平行的水平面接近人体，在双侧托手对接到一起时停止水平运动；人体托架上的托手位置与床板上的气囊手在垂直方向上错开设置，气囊手的位置不会影响托手的水平及升降运动；（3）双侧托手对接完成后，可卷床板自动沿支撑滑轨缓慢卷入位于床尾的床板收纳盒；（4）可卷床板完全卷入床板收纳盒后，人体托架装置开始托着人体缓慢下降，同时多功能浴盆通过浴盆升降装置缓慢上升；多功能浴盆在上升的同时，内部气囊浴枕和人体支撑气囊开始充气；当人体接触到多功能浴盆中的人体支撑气囊时，人体托架装置和多功能浴盆停止升降，双侧托手向人体两侧水平移动，到达浴盆两侧时调整托手角度并上升，人体托架装置缓慢离开多功能浴盆；当浴盆内气囊头枕和人体支撑气囊充满气时，浴盆内部按摩滚珠表面的冷热水孔按设定的温度出水，对人体进行洗浴，同时按摩滚珠开始缓慢旋转，对人体进行按摩；按摩功能可通过控制器关闭；当浴盆内的水位达到设定值时，冷热水孔停止出水；（5）当达到设定洗浴时间后，按摩滚珠停止旋转，浴盆开始排水，同时人体托架装置下降，在接近多功能浴盆时悬停在多功能浴盆上方；当浴盆内水位线到达水位预设值的1/2时，人体托架装置上的托手下端热风出口开始向下吹热风，干燥人体裸露部分的水分；当浴盆内的水排完后，多功能浴盆内部的热风孔开始向上吹热风，干燥人体背部的水分，同时人体托架装置下降，在接近人体时热风出口停止出风，调整托手角度，使两侧托手末端之间的距离大于平躺人体的最大宽度；在人体托架装置缓慢下降的同时，托手沿着人体侧边曲线缓慢调整角度向托架中心旋转；但两侧托手在人体背部互相连接时，人体托架开始缓慢上升，同时多功能浴盆内部的热风孔停止出风；（6）当人体托架装置上升到托手底端所在平面超过可卷床板装置所在平面时停止上升，可卷床板装置开始将可卷床板从床板收纳盒滚动卷出，可卷床板沿着床板支撑滑道从床尾铺设至床头；当可卷床板前端与床头接合上并自锁后，可卷床板停止滑动；床板表面的双侧气囊手开始充气；人体托架装置缓慢下降，至托手接触到床板时人体托架装置停止下降；双侧气囊手充气完成后，对人体进行托举，此时人体着力点从托手转移到气囊手上；人体托架装置开始沿着可卷床板水平面移动，双侧托手从人体两侧移出，缓慢离开人体；当双侧托手末端之间的距离超过人体两侧最大宽度时，人体托架装置开始上升；当人体托架装置上升到接近顶部时，双侧托手开始沿着水平面向中心移动，并同时沿着各自旋转轴向上旋转180度；人体托架装置沿滑轨上升至顶端，完成对人体托架装置的收纳；（7）当全瘫患者需要大小便时，人体托架装置重复上述托举动作；当人体托架装置将人体完全托起后，可卷床板重复上述可卷床板收纳动作；当可卷床板完全卷入收纳盒后，大小便盆通过便器连接杆和便器旋转机构移动至患者臀部下方，患者可进行大小便；大小便完成后，大小便器装置旋转移回初始位置；可卷床板装置重复上述铺设动作，将可卷床板铺回原位；人体托架装置重复上述放回人体动作，并收纳至人体托架装置顶端。

Claims (5)

1.一种多功能护理机器人，其特征在于：包含床体（1）、人体托架装置（2）、托架运动结构（3）、可卷床板装置（4）、多功能浴盆（5）、气囊手（6）和大小便器装置（7），所述人体托架装置（2）、托架运动结构（3）、可卷床板装置（4）、多功能浴盆（5）、气囊手（6）和大小便器装置（7）分别与床体（1）固定连接；可卷床板装置（4）设置在床体（1）的上表面，可卷床板装置（4）包含床板支撑滑道（41）、可卷床板（42）和床板收纳盒（43），可卷床板（42）活动设置在两根床板支撑滑道（41）之间，床板收纳盒（43）设置在床板支撑滑道（41）的尾端，床板收纳盒（43）内设有控制器，可卷床板（42）与控制器相连接；托架运动结构（3）固定在床体（1）顶端，托架运动结构（3）包含水平运动结构（31）、垂直运动结构（32）和旋转运动结构（33），水平运动结构（31）与垂直运动结构（32）互相垂直连接，旋转运动结构（33）设置在垂直运动结构（32）上；人体托架装置（2）通过托架运动结构（3）固定在床体（1）顶部，与床体（1）平行设置，人体托架装置（2）包含固定架（21）、中空转轴（22）、热风出口（23）、托手（24）和硅胶垫（25），中空转轴（22）装配在固定架（21）内部，托手（24）固定在固定架（21）上，设有间隔距离调节结构，硅胶垫（25）设置在托手（24）表面，托手（24）内部设有热风管道，热风出口（23）设置在托手（24）的下端，与热风管道相连接；气囊手（6）的数量为一个以上，均匀设置在可卷床板（42）的两侧，且与人体托架装置（2）的托手（24）在垂直方向上位置错开设置；多功能浴盆（5）和大小便器装置（7）设置在可卷床板（42）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种多功能护理机器人，其特征在于：所述气囊手（6）在非充气状态下为扁平状，充气状态下侧面形状为前端扁状后端圆弧状的水滴形状。

3.根据权利要求1所述的一种多功能护理机器人，其特征在于：所述多功能浴盆（5）包含浴盆（51）、浴盆升降装置（52）、气囊浴枕（53）、底部支撑板（54）、人体支撑气囊（55）、热风孔（56）和按摩滚珠及表面冷热水孔（57），浴盆升降装置（52）设置在浴盆（51）的前后两端，气囊浴枕（53）设置在浴盆（51）内部的前端，底部支撑板（54）设置在浴盆（51）底部，人体支撑气囊（55）的数量为一个以上，间隔排列设置在底部支撑板（54）上，热风孔（56）和按摩滚珠及表面冷热水孔（57）设置在人体支撑气囊（55）的间隔部分。

4.根据权利要求1所述的一种多功能护理机器人，其特征在于：所述大小便器装置（7）包含大小便盆（71）、便器连接杆（72）和便器旋转机构（73），大小便盆（71）和便器旋转机构（73）通过便器连接杆（72）连接，便器旋转机构（73）固定设置在可卷床板（42）的下侧。

5.一种多功能护理机器人的使用方法，其特征在于包含以下步骤：（1）床板两侧间隔装设多个同样的条状可充气的气囊手，当需要将人体侧翻时，床一侧的床板表面气囊手开始充气，气囊手在充气过程中推动人体向一侧翻转，向另一侧翻转时同理；（2）当需要将人体放入浴盆进行沐浴时，双侧的气囊手自动进行充气，当双侧气囊手充满气时，人体被气囊手托起，身体下侧与床板间形成一定空间距离；人体托架装置通过滑轨从床体顶部降下，在托手接近床板时停止下降，转而进行水平移动；双侧托手沿着与床板平行的水平面接近人体，在双侧托手对接到一起时停止水平运动；人体托架上的托手位置与床板上的气囊手在垂直方向上错开设置，气囊手的位置不会影响托手的水平及升降运动；（3）双侧托手对接完成后，可卷床板自动沿支撑滑轨缓慢卷入位于床尾的床板收纳盒；（4）可卷床板完全卷入床板收纳盒后，人体托架装置开始托着人体缓慢下降，同时多功能浴盆通过浴盆升降装置缓慢上升；多功能浴盆在上升的同时，内部气囊浴枕和人体支撑气囊开始充气；当人体接触到多功能浴盆中的人体支撑气囊时，人体托架装置和多功能浴盆停止升降，双侧托手向人体两侧水平移动，到达浴盆两侧时调整托手角度并上升，人体托架装置缓慢离开多功能浴盆；当浴盆内气囊头枕和人体支撑气囊充满气时，浴盆内部按摩滚珠表面的冷热水孔按设定的温度出水，对人体进行洗浴，同时按摩滚珠开始缓慢旋转，对人体进行按摩；按摩功能可通过控制器关闭；当浴盆内的水位达到设定值时，冷热水孔停止出水；（5）当达到设定洗浴时间后，按摩滚珠停止旋转，浴盆开始排水，同时人体托架装置下降，在接近多功能浴盆时悬停在多功能浴盆上方；当浴盆内水位线到达水位预设值的1/2时，人体托架装置上的托手下端热风出口开始向下吹热风，干燥人体裸露部分的水分；当浴盆内的水排完后，多功能浴盆内部的热风孔开始向上吹热风，干燥人体背部的水分，同时人体托架装置下降，在接近人体时热风出口停止出风，调整托手角度，使两侧托手末端之间的距离大于平躺人体的最大宽度；在人体托架装置缓慢下降的同时，托手沿着人体侧边曲线缓慢调整角度向托架中心旋转；但两侧托手在人体背部互相连接时，人体托架开始缓慢上升，同时多功能浴盆内部的热风孔停止出风；（6）当人体托架装置上升到托手底端所在平面超过可卷床板装置所在平面时停止上升，可卷床板装置开始将可卷床板从床板收纳盒滚动卷出，可卷床板沿着床板支撑滑道从床尾铺设至床头；当可卷床板前端与床头接合上并自锁后，可卷床板停止滑动；床板表面的双侧气囊手开始充气；人体托架装置缓慢下降，至托手接触到床板时人体托架装置停止下降；双侧气囊手充气完成后，对人体进行托举，此时人体着力点从托手转移到气囊手上；人体托架装置开始沿着可卷床板水平面移动，双侧托手从人体两侧移出，缓慢离开人体；当双侧托手末端之间的距离超过人体两侧最大宽度时，人体托架装置开始上升；当人体托架装置上升到接近顶部时，双侧托手开始沿着水平面向中心移动，并同时沿着各自旋转轴向上旋转180度；人体托架装置沿滑轨上升至顶端，完成对人体托架装置的收纳；（7）当全瘫患者需要大小便时，人体托架装置重复上述托举动作；当人体托架装置将人体完全托起后，可卷床板重复上述可卷床板收纳动作；当可卷床板完全卷入收纳盒后，大小便盆通过便器连接杆和便器旋转机构移动至患者臀部下方，患者可进行大小便；大小便完成后，大小便器装置旋转移回初始位置；可卷床板装置重复上述铺设动作，将可卷床板铺回原位；人体托架装置重复上述放回人体动作，并收纳至顶端。