本發(fā)明屬于智能機器人領(lǐng)域,具體涉及一種智能護理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著人口老齡化問題的加劇,中國正快速步入老齡社會。老齡社會面臨對的首要問題就是如何照顧比例不斷增加的老年人。一方面,現(xiàn)代社會的快節(jié)奏使傳統(tǒng)的依靠子女撫養(yǎng)老人的模式難以維持,同時由于獨生子女政策及生育觀念的改變造成的少子化趨勢,也加重了新時期年輕家庭的養(yǎng)老困境;另一方面,雖然把老人送到養(yǎng)老院養(yǎng)老或者雇傭家政服務(wù)人員居家養(yǎng)老已經(jīng)是較為普遍的社會現(xiàn)象,但養(yǎng)老院流水式的服務(wù)無法保證每位老人能夠有尊嚴(yán)的生活,同時由于勞動力人口的減少,也沒有足夠的護理人員能夠保證老人進行居家養(yǎng)老。所以依靠現(xiàn)代科技實現(xiàn)智能養(yǎng)老護理必將是解決養(yǎng)老難題的主要方向。
對于需要進行護理的老人來說,在一定年齡段,日常護理面臨的主要問題是由于衰老導(dǎo)致腿腳行動能力下降,無法完成在床、坐便器、浴缸、沙發(fā)等日常生活用品之間的自由活動。雖然輪椅可以起到在不同活動場地之間的移動功能,例如從臥室移動到廁所,但當(dāng)被護理者需要在輪椅或其它物品之間移動,如從床上移動至輪椅以及從輪椅移動至坐便器時,卻很難依靠使用者自行完成動作。這是因為使用者在移動過程中,輪椅會與床或者坐便器等產(chǎn)生相對位移,這使得移動過程對老人來說是非常危險也難以實現(xiàn),所以必須依靠護理人員的協(xié)助才能完成。而對于完全失去行動能力臥床的老人,則需完全依靠護理者以搬運的方式實現(xiàn)老人日常生活中必須的移動。同時,對于因各種原因造成腿腳行動不便或者失能的殘障人士,也面臨同樣的護理需求。
目前,國內(nèi)外尚沒有針對老人或行動不便者進行全方位日常生活護理的系統(tǒng)見諸報道。現(xiàn)有的設(shè)計和發(fā)明主要集中于護理病床或輪椅。護理病床或輪椅只能完成部分減輕護理人員勞動的作用,被護理者的日常生活起居仍需要大量的人工護理。例如解決被護理人員的大小便問題,許多設(shè)計采用在床或輪椅上設(shè)置排便孔,一方面這種設(shè)計不能完成被護理者自主排便的功能,另一方面大部分人對于護理的需求,是保持現(xiàn)有生活習(xí)慣的基礎(chǔ)上有尊嚴(yán)的生活。而在床或者輪椅上完成大小便動作,顯然不能滿足這個要求。我們希望通過這種智能護理系統(tǒng),能夠讓老人或行動不便者,能夠獨立而有尊嚴(yán)的生活,為未來全社會面臨的養(yǎng)老難題提供一個更優(yōu)的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題提供了一種智能護理系統(tǒng),其要解決的技術(shù)問題在于:使被護理者在沒有護理人員協(xié)助的條件下完成日常生活中的各項活動,
本發(fā)明專利提出了一種智能護理系統(tǒng),能夠在無人看護條件下輔助老年人或行動不方便者更好地實現(xiàn)自理日常生活,包括體位變換、行走、盥洗、大小便、洗浴和康復(fù)運動等。所述護理系統(tǒng)的特征在于該系統(tǒng)由多個功能模塊組成,所述功能模塊主要包括行走轉(zhuǎn)移功能模塊、床功能模塊、坐便器功能模塊、洗浴功能模塊、盥洗功能模塊和康復(fù)運動功能模塊等,所述功能模塊可單獨執(zhí)行任務(wù),也可以通過行走轉(zhuǎn)移功能模塊和其他任何一個或多個功能模塊協(xié)同作業(yè),所述的各個功能模塊均有對接接頭,由兩個或兩個以上的功能模塊協(xié)同作業(yè)時,所述功能模塊之間通過對接接頭實現(xiàn)連接,使用者可以自行或者在功能模塊輔助下移動于各功能模塊之間,所述對接接頭的連接具有足夠的力學(xué)強度以保證功能模塊聯(lián)合體所需的剛度,所述對接接頭連接后可以實現(xiàn)功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸功能。
本發(fā)明的智能護理系統(tǒng),不同的功能模塊分布于不同的活動空間內(nèi),行走轉(zhuǎn)移功能模塊搬運使用者在不同的活動空間內(nèi)移動?;顒涌臻gR1代表行走轉(zhuǎn)移模塊自行完成動作的功能區(qū)域。在檢測到需要進行充電時,行走轉(zhuǎn)移模塊運動至活動空間R1,利用充電座完成自動充電?;顒涌臻gR2至R5代表使用者需要在行走轉(zhuǎn)移功能模塊和其他功能模塊之間移動的功能區(qū)域。行走轉(zhuǎn)移功能模塊在運動至坐便器功能模塊、床功能模塊、洗浴功能模塊和沙發(fā)功能模塊附近后,通過對接接頭模塊一和對接接頭模塊二的連接,實現(xiàn)兩個功能模塊之間的剛性連接,連接完成后,使用者既可以自主在兩個功能模塊之間移動,也可以依靠行走轉(zhuǎn)移模塊的搬運實現(xiàn)移動?;顒涌臻gR6代表日常生活中使用者無需在功能模塊之間移動的功能區(qū)域。行走轉(zhuǎn)移功能模塊運動至盥洗功能模塊附近,由于使用者無需在兩個功能模塊之間移動,所以通過模塊自帶的剎車裝置剎車后,即可進行洗漱等。
所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊可以將使用者運送到指定的目的地,而且所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊能夠幫助使用者從一個功能模塊轉(zhuǎn)移到另一個功能模塊上,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊還能夠幫助使用者實現(xiàn)坐姿和站姿之間的轉(zhuǎn)換,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊也可以與其他裝置連用,如汽車等,在與其他裝置連用時,根據(jù)需要可以在其他裝置上安裝相應(yīng)的對接接頭模塊。
所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊主要由行走平臺和乘坐平臺組成。所述乘坐平臺包括多段式升降系統(tǒng)、坐墊、扶手、靠背和腳踏板等。所述行走平臺包括底盤、驅(qū)動輪、從動輪以及從動輪滑軌。所述驅(qū)動輪安裝在底盤上,所述從動輪通過從動輪滑軌和底盤相連接,所述底盤上面是多段式升降系統(tǒng),所述坐墊安裝在多段式升降系統(tǒng)上方,所述靠背可以呈折疊狀態(tài)放置在坐墊上方,所述扶手和腳踏板可以折疊或展開,在展開狀態(tài)下,扶手位于乘坐平臺兩側(cè),腳踏板位于底盤前側(cè)且高于底盤上表面,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊一側(cè)或下方還安裝有對接接頭,通過對接接頭和其他功能模塊連接。
所述多段式升降系統(tǒng)可以連續(xù)可調(diào)的進行升降。所述的多段式升降系統(tǒng)由兩部分組成,分別是可以在豎直方向升降的升降柱,和可以在斜向上方向升降的斜向上升降機構(gòu),斜向上升降機構(gòu)包括有斜支撐架,導(dǎo)軌,滑塊和推桿,其中滑塊和坐墊支撐桿相連接。支撐架和斜向上升降機構(gòu)在升降柱的帶動下可以在豎直方向連續(xù)可調(diào)的升降,扶手以及靠背和支撐架相連,可以在升降柱的帶動下和坐墊同時升高或者降低。推桿推動滑塊沿導(dǎo)軌向斜上方運動同時帶動坐墊向斜上方運動,從而實現(xiàn)輔助使用者站立的功能。推桿運動的同時,升降柱也可以同時帶動扶手和靠背進行升降,使行走轉(zhuǎn)移功能運動至最適宜使用者站立的位置。所述坐墊向斜上方伸出的同時坐墊前部可以變窄,使使用者由坐姿轉(zhuǎn)變?yōu)轵T坐姿勢,所述坐墊在運動過程中上表面距離地面的最小距離不大于400mm,距離地面的最大距離和最小距離的比值不大于2.5,所述乘坐平臺還可以轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)運平臺,作為轉(zhuǎn)運平臺時,所述坐墊和扶手可以變換為轉(zhuǎn)運機械手,運送使用者在行走轉(zhuǎn)移功能模塊與其他模塊之間移動。
所述驅(qū)動輪可以采用單輪驅(qū)動或兩輪獨立驅(qū)動,所述驅(qū)動輪具有電磁剎車系統(tǒng),所述從動輪輪距可以在行走轉(zhuǎn)移模塊移動過程中改變。所述的從動輪的數(shù)量不定,可以從一個到多個不等,具體數(shù)量根據(jù)實際需要進行安裝,所述的從動輪數(shù)量優(yōu)選為4個。所述的從動輪輪距改變機構(gòu),從動輪固定在導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌通過連桿和轉(zhuǎn)盤相連接,轉(zhuǎn)盤在電機的帶動下繞中心軸轉(zhuǎn)動時,通過連桿推動滑軌沿著滑塊方向收縮或伸出來改變從動輪輪距。在轉(zhuǎn)盤逆時針轉(zhuǎn)動時,通過連桿推動滑軌沿著滑塊方向向底盤外側(cè)伸出,同時帶動從動輪向外運動,在轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)動時,則帶動化滑軌沿著滑塊向轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)收縮,同時帶動從動輪向內(nèi)運動,從而實現(xiàn)了改變從動輪輪距的功能。在行走轉(zhuǎn)移功能模塊載人移動的過程中,從動輪向底盤外伸出,從而可以保證行走轉(zhuǎn)移功能模塊移動的穩(wěn)定性。
所述行走轉(zhuǎn)移模塊在非載人狀態(tài)下,扶手和腳踏板完全折疊至行走轉(zhuǎn)移模塊內(nèi)部,靠背折疊至坐墊上方,行走轉(zhuǎn)移功能模塊可以進行無需載人的移動,如進行自動充電,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊采用電池驅(qū)動,當(dāng)系統(tǒng)檢測到電量下降至低于某一閾值時,行走轉(zhuǎn)移功能模塊可以啟動自動充電程序,運動至充電座所在位置,進行充電。
所述行走轉(zhuǎn)移模塊在載人行走狀態(tài)下工作時,使用者從其他模塊移動到行走轉(zhuǎn)移模塊上并以坐姿狀態(tài)乘坐,靠背、扶手和腳踏板將處于打開狀態(tài),分別處在各自的功能位置處。此時連接在從動輪滑軌上的從動輪也會從底盤下伸出,擴大從動輪輪距,從而保證行走轉(zhuǎn)移模塊的穩(wěn)定性,左右兩個扶手可根據(jù)需求不同,分別獨立處于打開或折疊狀態(tài)。
所述行走轉(zhuǎn)移模塊在輔助站立狀態(tài)下工作時,腳踏板收起,在多段式升降系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運作下,坐墊向上升高的同時向斜上方伸出,坐墊前端兩側(cè)坐墊小板向下折疊,使坐墊前端變窄,以使使用者由坐姿轉(zhuǎn)變?yōu)轵T坐姿勢,方便使用者站立。在行走轉(zhuǎn)移功能模塊輔助使用者站立的過程中,從動輪可以伸出,也可以收縮至底盤下方。
所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊的行走方式可以分為手動控制和自動控制兩種。手動控制方式下采用操縱手柄來控制,所述操縱手柄安裝在一側(cè)扶手上;自動控制方式下通過安裝在行走轉(zhuǎn)移模塊上的自主導(dǎo)航系統(tǒng)來實現(xiàn)路徑引導(dǎo),所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊上安裝有無線數(shù)據(jù)傳輸接口,可以通過無線遙控控制的方式執(zhí)行命令,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊裝有避障傳感器,可以實現(xiàn)遇到障礙物停止或繞行功能,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊裝有語音交互系統(tǒng),能在對接、搬運等動作開始前或結(jié)束后進行語音提示,所述語音交互系統(tǒng)具有語音識別和語音定位功能,可根據(jù)使用者發(fā)出的語音信息確定使用者的位置,當(dāng)使用者發(fā)出聲音指令后,語音交互系統(tǒng)可以接受和識別使用者的聲音信號,并確定使用者所在的位置,由自主導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)行走轉(zhuǎn)移功能模塊運行至使用者所在位置處,然后將使用者轉(zhuǎn)移至行走功能模塊上,所述底盤上方設(shè)有安裝板,所述自主導(dǎo)航系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸接頭、壁障傳感器、語音交互系統(tǒng)和總控制芯片安裝在安裝板上,所屬操縱手柄、自主導(dǎo)航系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸接頭、避障傳感器和語音交互系統(tǒng)分別與總控制芯片連接,所述行走轉(zhuǎn)移功能模塊乘坐平臺前側(cè)還安裝有照明系統(tǒng)。所述的自主導(dǎo)航系統(tǒng)可以為磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航或慣性導(dǎo)航等。
所述床功能模塊為組合式結(jié)構(gòu),主要包括床面、托板、扶手、擋板、對接接頭以及數(shù)據(jù)傳輸接口。所述托板安裝在床面中間,并排放置,分別位于使用者處于平躺狀態(tài)下的背部、臀部、腿部下方,所述扶手位于床面兩側(cè),所述擋板位于床的首尾兩端,所述的扶手和擋板均可以調(diào)整高度,下降至床面所在平面下方,所述床面為拼接式,包括背部板、臀部板和小腿板,通過調(diào)整床面不同部件的高度和角度,可使使用者在平躺、半躺和坐姿等姿勢之間變換,所述床面的高度可以調(diào)整,所述床功能模塊具有按摩和康復(fù)運動功能,所述床面用于放置使用者腿部的部分可以連續(xù)擺動,以帶動被護理人員下肢運動,所述床功能模塊的部分托板可以升降,將使用者抬起,在使用者與床面之間形成一定間距,所述床功能模塊具有兩個互成90度的轉(zhuǎn)動軸,其中一個軸與使用者平躺時身體方向平行,另一個軸與使用者平躺時身體方向垂直,床面和兩個轉(zhuǎn)動軸之間通過轉(zhuǎn)動機構(gòu)連接,所述床面可以整體繞這兩個轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn),所述床功能模塊的側(cè)面設(shè)置有對接接頭,用于和其它功能模塊進行連接,所述床功能模塊首尾兩端端部設(shè)有控制按鈕,可以控制床功能模塊各部件的運動,所述床功能模塊還設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸接口,可以與智能設(shè)備如智能手機等相連,從而可以遠(yuǎn)程控制床功能模塊的運動。
所述坐便器功能模塊包括坐便器、輔高坐墊、智能清潔馬桶蓋、扶手、自動脫褲機構(gòu)和對接接頭。所述坐便器上方安裝有輔高坐墊,所述輔高坐墊可以調(diào)整使用者如廁時臀部高度,所述輔高坐墊還具有墊圈加熱功能,所述坐便器兩側(cè)設(shè)置有扶手,所述扶手可以折疊和升降,所述坐便器旁邊設(shè)置有輔助脫褲裝置,所述輔助脫褲裝置主體結(jié)構(gòu)為分別設(shè)置在坐便器兩側(cè)的輔助脫褲機械手臂,所述輔助脫褲機械手臂端部可與使用者褲腰連接,并拖動褲腰沿著大腿方向向下或者向上運動,完成脫褲或穿褲動作,所述輔助脫褲機械手臂的運動方向、運動速度、運動距離可以事先設(shè)定,也可以手動控制輔助脫褲機械手臂的運動,所輔助脫褲述機械手臂上裝有拉力傳感設(shè)備,當(dāng)拉力超過一定值時,輔助脫褲機械手臂停止運動,所述智能清潔馬桶蓋可以幫助使用者進行便后清洗和烘干,所述坐便器側(cè)邊安裝有對接接頭,可以和行走轉(zhuǎn)移功能模塊連接。
所述洗浴功能模塊的洗浴方式為坐式洗浴,其主要結(jié)構(gòu)包括坐式洗浴臺、淋浴裝置、烘干設(shè)備和對接接頭,所述坐式洗浴臺可以通過震動、摩擦等方式對使用者和洗浴臺表面接觸的部位進行除垢,所述坐式洗浴臺兩側(cè)安裝有扶手,所述扶手可以升起或放下,所述扶手放下后在使用者身體前方形成護欄,所述淋浴噴頭和烘干設(shè)備安裝在坐式洗浴臺上方,所述淋浴裝置可以調(diào)整水流速度和水量的大小,所述烘干裝置可以調(diào)整氣流溫度和風(fēng)量大??;所述坐式洗浴臺側(cè)面安裝有對接接頭,可以和其他功能模塊進行連接,所述洗浴功能模塊安裝有控制按鈕,可以遠(yuǎn)程控制行走轉(zhuǎn)移功能模塊的移動,使行走功能模塊自動運行至洗浴功能模塊所在位置處完成對接,并且可以讓行走功能模塊解除與洗浴功能模塊的對接狀態(tài),運行至其它位置。
所述對接接頭分為對接接頭模塊一和對接接頭模塊二,所述對接接頭模塊一和模塊二可以分別安裝在兩個功能模塊上,也可以將其中一個對接接頭模塊安裝在地面、墻面等固定位置的物體上。由所述的對接接頭模塊一和對接接頭模塊二之間的對接來實現(xiàn)兩個的模塊之間的機械對接和數(shù)據(jù)傳輸。
所述對接接頭包括對接引導(dǎo)裝置、剛性連接裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置,分別由對接接頭模塊一和對接接頭模塊二上的不同部件構(gòu)成。所述對接接頭模塊一和對接接頭模塊二均含有機械引導(dǎo)機構(gòu)和數(shù)據(jù)傳感器。所述對接接頭模塊一還包括電磁連接機構(gòu)以及數(shù)據(jù)信號和電信號連接公口,所述對接接頭模塊二還包括機械鎖緊機構(gòu)以及數(shù)據(jù)信號和電信號連接母口。所述對接接頭模塊一和對接接頭模塊二上的機械引導(dǎo)機構(gòu)以及定位傳感器共同構(gòu)成對接引導(dǎo)裝置,所述對接接頭模塊一上的電磁連接機構(gòu)和對接機口模塊二上的機械鎖緊機構(gòu)共同構(gòu)成剛性連接裝置,所述數(shù)據(jù)信號和電信號連接公口和母口共同構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸裝置。所述對接引導(dǎo)裝置依靠定位傳感器在遠(yuǎn)距離引導(dǎo)兩個需要對接的功能模塊調(diào)整對接方位,并依靠機械引導(dǎo)機構(gòu)在近距離處調(diào)整兩個對接功能模塊之間的位置誤差。所述剛性連接裝置可以依靠電磁連接機構(gòu)實現(xiàn)兩個對接模塊之間的剛性連接,并由機械鎖緊機構(gòu)進行連接加強,所述機械鎖緊機構(gòu)可以自動鎖緊,也可以手動控制鎖緊。所述數(shù)據(jù)傳輸裝置的數(shù)據(jù)傳信號和電信號連接公口和母口在對接接頭模塊一和對接接頭模塊二對接的過程中完成連接配合,形成兩個功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。
所述各功能模塊在使用者使用過程中,其各部件工作電壓不超過36V。
基于上述的技術(shù)方案,本發(fā)明解決了在無人看護的條件下,對老人或行動不便者的日常生活進行全方位護理的功能,本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明采用模塊化的設(shè)計理念,針對無人看護條件下老人或行動不便者日常生活的主要活動如如廁、洗浴、康復(fù)運動等,給出了具體的實現(xiàn)方案。為幫助老人或行動不便者實現(xiàn)日常生活的完全自理提供了可行的技術(shù)手段,使日益嚴(yán)重的養(yǎng)老問題擺脫了對護理人員的高度依賴。(2)本發(fā)明采用的各模塊功能既可獨立實現(xiàn)功能,模塊之間也可通過對接接頭進行剛性連接從而實現(xiàn)協(xié)同工作,本發(fā)明的智能護理系統(tǒng)便捷高效的實現(xiàn)了對居家生活中各項日常生活的全面覆蓋。針對不同人群的特殊需求,只需要增加相應(yīng)的特殊功能模塊即可。同時不同功能模塊之間通過對接接頭實現(xiàn)剛性連接的方式,保證了使用者在不同功能模塊之間移動時的安全性和舒適性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)模塊構(gòu)成示意圖
圖2為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的活動空間布局示意圖
圖3為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移功能模塊在完全折疊狀態(tài)下的示意圖
圖4為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移模塊在載人行走狀態(tài)下的示意圖
圖5為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移模塊在輔助站立狀態(tài)下的側(cè)視圖
圖6為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移模塊在輔助站立狀態(tài)下的俯視圖
圖7所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)行走轉(zhuǎn)移功能模塊的多段式升降系統(tǒng)示意
圖8所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)行走轉(zhuǎn)移功能模塊的從動輪輪距改變機構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的坐便器功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖
圖10為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊的俯視圖
圖11為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊的側(cè)視圖
圖12為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者處于半躺狀態(tài)下時的示意圖。
圖13為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者處于坐姿狀態(tài)下時的示意圖。
圖14為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者進行腿部康復(fù)運動時的示意圖。
圖15為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊的托板處于升起狀態(tài)下的示意圖。
圖16為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在兩個相互垂直方向整體轉(zhuǎn)動的示意圖。
圖17為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的洗浴功能模塊示意圖
圖18為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的對接接頭對接前后的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明具體的應(yīng)用模式和各模塊的結(jié)構(gòu)作進一步的闡釋,以進一步說明本發(fā)明的特征和功能,但并不以此來限制本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示為本發(fā)明智能護理系統(tǒng)的模塊構(gòu)成示意圖,圖中箭頭表示使用者的移動方向。使用者可以在行走轉(zhuǎn)移模塊與床功能模塊、洗浴功能模塊和坐便器功能模塊等之間移動,同時通過行走轉(zhuǎn)移模塊的移動實現(xiàn)了如廁、洗浴、室內(nèi)活動等日常的生活起居。使用者需要在行走轉(zhuǎn)移功能模塊和任意一個功能模塊之間移動時,這兩個功能模塊之間通過對接接頭實現(xiàn)剛性連接,保證使用者安全平穩(wěn)的實現(xiàn)移動。
如圖2所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的空間布局示意圖。如中各序號分別是1充電座,2沙發(fā)功能模塊,3對接接頭模塊一,4行走轉(zhuǎn)移功能模塊,401對接接頭模塊二,5坐便器功能模塊,6床功能模塊,7洗浴功能模塊,8盥洗功能模塊。不同的功能模塊分布于不同的活動空間內(nèi),行走轉(zhuǎn)移模塊搬運使用者在不同的活動空間內(nèi)移動?;顒涌臻gR1代表行走轉(zhuǎn)移模塊自行完成動作的功能區(qū)域。在檢測到需要進行充電時,行走轉(zhuǎn)移模塊運動至活動空間R1,利用充電座1完成自動充電?;顒涌臻gR2至R5代表使用者需要在行走轉(zhuǎn)移功能模塊和其他功能模塊之間移動的功能區(qū)域。行走轉(zhuǎn)移功能模塊4在運動至坐便器功能模塊5、床功能模塊6、洗浴功能模塊8和沙發(fā)功能模塊2附近后,通過對接接頭模塊一3和對接接頭模塊二401的連接,實現(xiàn)兩個功能模塊之間的剛性連接,連接完成后,使用者即可以自主在兩個功能模塊之間移動,也可以依靠行走轉(zhuǎn)移模塊的搬運實現(xiàn)移動?;顒涌臻gR6代表日常生活中使用者無需在功能模塊之間移動的功能區(qū)域。行走轉(zhuǎn)移功能模塊4運動至盥洗功能模塊8附近,由于使用者無需在兩個功能模塊之間移動,所以通過模塊自帶的剎車裝置剎車后,即可進行洗漱等。
實施例1
如圖3所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移功能模塊在完全折疊狀態(tài)下的示意圖,圖中各序號分別為401對接接頭模塊二,402從動輪,403驅(qū)動輪,404底盤,405多段式升降系統(tǒng),406坐墊,407靠背。驅(qū)動輪403安裝在底盤404上,底盤403上面是多段式升降機構(gòu)405,坐墊407安裝在分段式升降機構(gòu)上方,靠背407可以呈折疊狀態(tài)放置在坐墊上方。在完全折疊狀態(tài)下,扶手和腳踏板完全折疊至行走轉(zhuǎn)移模塊內(nèi)部。在完全折疊狀態(tài)下,行走轉(zhuǎn)移功能模塊可以進行無需載人的移動,如進行自動充電,當(dāng)系統(tǒng)檢測到電量下降至低于某一閾值時,行走轉(zhuǎn)移功能模塊可以啟動自動充電程序,運動至充電座所在位置,進行充電。
如圖4所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移模塊在載人行走狀態(tài)下的示意圖。圖中各序號分別為407靠背,408右側(cè)扶手,409腳踏板,410從動輪滑軌,402從動輪。當(dāng)使用者從其他模塊移動到行走轉(zhuǎn)移模塊上后,靠背407、右側(cè)扶手408和腳踏板409將處于完全打開狀態(tài),分別處在各自的功能位置處。此時連接在從動輪滑軌410上的從動輪402也會從底盤下伸出,擴大從動輪輪距,從而保證行走轉(zhuǎn)移模塊的穩(wěn)定性。從動輪的數(shù)量不定,可以從一個到多個不等,具體數(shù)量根據(jù)實際需要進行安裝。
如圖5和圖6所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的行走轉(zhuǎn)移模塊在輔助站立狀態(tài)下的側(cè)視圖和俯視圖。圖中各序號分別是406坐墊,411坐墊支撐桿,412坐墊小板,413左側(cè)扶手,414坐墊小板。要輔助使用者站立時,腳踏板409收起,在多段式升降系統(tǒng)405的協(xié)調(diào)運作下,坐墊406向上升高的同時向斜上方伸出,坐墊前端兩側(cè)坐墊小板412向下折疊,使坐墊前端變窄,以使使用者由坐姿轉(zhuǎn)變?yōu)轵T坐姿勢,方便使用者站立。在輔助站立的過程中,從動輪402可以伸出,也可以收縮至底盤下方。
如圖7所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)行走轉(zhuǎn)移功能模塊的多段式升降系統(tǒng)示意圖。圖中序號為415升降柱,416斜支撐架,417導(dǎo)軌,418坐墊底板419滑塊,420推桿,421支撐架。如圖所示的多段式升降系統(tǒng)由兩部分組成,分別是可以豎直方向升降的升降柱415,和可以在斜向上方向升降的斜向上升降機構(gòu)包括有斜支撐架416,導(dǎo)軌417,滑塊419和推桿420,其中滑塊419和坐墊支撐桿411相連接。支撐架421和斜向上升降機構(gòu)在升降柱415的帶動下可以在豎直方向連續(xù)可調(diào)的升降,扶手408和413以及靠背407和支撐架421相連,可以在升降柱的帶動下和坐墊同時升高或者降低。推桿420推動滑塊419沿導(dǎo)軌417向斜上方運動同時帶動坐墊406向斜上方運動,從而實現(xiàn)輔助使用者站立的功能。推桿運動的同時,升降柱也可以同時帶動扶手和靠背進行升降,使行走轉(zhuǎn)移功能運動至最適宜使用者站立的位置。
圖中b表示斜向上升降機構(gòu)可以向前伸出的距離,這個距離根據(jù)與斜向上升降機構(gòu)的尺寸有關(guān),h表示坐墊在升降過程中距離地面的高度,本發(fā)明中坐墊的上表面距離地面的最小距離不大于400mm,距離地面的最大距離和最小距離的比值不大于2.5。
如圖8所示為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)行走轉(zhuǎn)移功能模塊的從動輪輪距改變機構(gòu)示意圖。圖中序號為422轉(zhuǎn)盤,423滑塊,424連桿。圖中所示為一種具有4個從動輪時的輪距改變機構(gòu),從動輪402固定在導(dǎo)軌410上,導(dǎo)軌410通過連桿424和轉(zhuǎn)盤422相連接。轉(zhuǎn)盤422在電機的帶動下繞中心軸逆時針轉(zhuǎn)動時,通過連桿推動滑軌沿著滑塊方向向底盤404外側(cè)伸出,同時帶動從動輪402向外運動,在轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)動時,則帶動化滑軌沿著滑塊向轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)收縮,同時帶動從動輪402向內(nèi)運動,從而實現(xiàn)了改變從動輪輪距的功能。在行走轉(zhuǎn)移功能模塊載人移動的過程中,從動輪向底盤外伸出,從而可以保證行走轉(zhuǎn)移功能模塊移動的穩(wěn)定性。
實施例2
如圖9為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的坐便器功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各序號分別為3對接接頭模塊二,501坐便器主體,502坐便器輔高坐墊,503坐便器扶手,504坐墊升降滑塊,505升降導(dǎo)軌,506輔助脫褲裝置。坐便器輔高坐墊502可以在坐墊升降滑塊504的帶動下沿升降導(dǎo)軌505上下移動,從而調(diào)整輔高坐墊高度,以方便老人便后站立。坐便器扶手503可以向上抬起。輔助脫褲裝置506主體結(jié)構(gòu)為分別設(shè)置在坐便器兩側(cè)的輔助脫褲機械手臂。輔助脫褲機械手臂端部有連接扣,可與使用者褲腰連接,通過坐便器兩側(cè)輔助脫褲機械手臂的協(xié)調(diào)運動,可以使輔助脫褲機械手臂端部沿著使用者大腿方向向上或者向下運動,完成脫褲或穿褲動作。輔助脫褲機械手臂的運動方向、運動速度、運動距離可以事先設(shè)定,也可以手動控制輔助脫褲機械手臂的運動。所輔助脫褲述機械手臂上裝有拉力傳感設(shè)備,當(dāng)拉力超過一定值時,輔助脫褲機械手臂停止運動。同時,坐便器還裝有清洗和烘干設(shè)備,幫助使用者進行便后清洗和烘干。
行走轉(zhuǎn)移功能模塊與座便器功能模塊協(xié)調(diào)工作把使用者從行走轉(zhuǎn)移模塊轉(zhuǎn)移到座便器功能模塊上的過程如下:
1、使用者發(fā)出指令;
2、行走轉(zhuǎn)移功能模塊接近座便器功能模塊時并通過對接接頭與座便器連接;
3、調(diào)整行走轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)功能模塊座位高度與座便器坐墊高度一致。
后續(xù)步驟按使用者狀況分兩種轉(zhuǎn)移方法:
(一)使用者能夠自行坐起,上肢基本能發(fā)揮作用
1、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近座便器一側(cè)的扶手和坐便器功能模塊靠近行走轉(zhuǎn)移功能模塊一側(cè)的扶手收起;
2、使用者從行走轉(zhuǎn)移功能模塊平移到座便器坐墊上;
3、座便器靠近行走轉(zhuǎn)移功能模塊一側(cè)的扶手放下,使用者在扶手的輔助下臀部離開坐便器坐墊,輔助脫褲裝置完成脫褲動作;
5、坐便器使用結(jié)束后,使用者在扶手的輔助下臀部離開坐便器坐墊,并在輔助脫褲裝置幫助下完成穿褲動作,然后從座便器平移到行走轉(zhuǎn)移功能模塊的座位上;
6、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的座位回到適合行走的高度;
7、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與座便器功能模塊分離,走向下一個目的地。
(二)使用者不能自行坐起,上肢功能不足
1、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近座便器一側(cè)的扶手和座便器靠近行轉(zhuǎn)功能模塊一側(cè)的扶手收起;
2、行走轉(zhuǎn)移功能模塊伸出兩個機械臂,一個機械臂在使用者背部,同時伸出護欄環(huán)繞使用者胸前和腋下形成保護,另一機械臂在使用者的下肢部位,將使用者抱起,轉(zhuǎn)移到座便器的上方;
3、在使用者背后的機械臂與前面的護欄配合,承擔(dān)起使用者主要的重量,同時與支撐下肢的機械臂配合,使上半身呈接近豎直狀態(tài),輔助脫褲裝置完成脫褲動作,機械臂將使用者放到座便器上;
4、坐便器使用結(jié)束,行走轉(zhuǎn)移功能模塊伸出兩個機械臂,按前述步驟描述的方式將使用者抱起,輔助脫褲裝置完成穿褲動作,機械臂將使用者放到行轉(zhuǎn)功能模塊的座位上;
5、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的座位回到適合行走的高度;
6、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與坐便器功能模塊分離,走向下一個目的地。
以上每一步動作的執(zhí)行,有必要的話都可以通過使用者與裝置之間的人機互動實現(xiàn)。
實施例3
如圖10和圖11為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊的俯視圖和側(cè)視圖。圖中個各序號分別為3對接接頭模塊二,601、604、609和611是床功能模塊側(cè)邊扶手,602和610為床兩端擋板,603為床面,605、606、607和608為升降托板,612和613為輔助支撐桿,614為升降柱。安裝在側(cè)邊的對接接頭模塊二3可以和行走轉(zhuǎn)移模塊連接。側(cè)邊扶手601、604、609和611主要起到保護使用者,防止跌落的作用,同時還具有升降功能,方便使用者在床和其他物體之間移動。升降托板605、606、607和608可以把使用者托起,使使用者身體離開床面,方便對使用者進行轉(zhuǎn)移。升降柱614可以控制床面進行升降。床端部設(shè)有控制按鈕,控制床體各部件的運動,同時床上設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸接頭,可以與智能設(shè)備(例如智能手機)相連,從而可以遠(yuǎn)程控制床的運動。
如圖12為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者處于半躺狀態(tài)下時的示意圖。圖中615為背部板,背部板可以進行轉(zhuǎn)動,并在任意角度處停止,使使用者可以由平躺轉(zhuǎn)換為半躺的姿勢,方便使用者坐起和移動。
如圖13為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者處于坐姿狀態(tài)下時的示意圖。圖中615為背部板,616為小腿板。其中小腿板可以連續(xù)上下擺動,輔助使用者進行腿部康復(fù)運動。
如圖14為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在使用者進行腿部康復(fù)運動時的示意圖。圖中序號617為滾輪,618為凸輪機構(gòu)。當(dāng)使用者在床上處于坐姿位置時,通過安裝在床下方的凸輪機構(gòu)618的運動,從而使與凸輪618接觸的滾輪617帶動腿部板616作圍繞腿部板固定的連續(xù)上下擺動,從而達到活動使用者腿部的康復(fù)運動功能。
如圖15為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊的托板處于升起狀態(tài)下的示意圖。圖中床側(cè)邊扶手601和611下降至床面以下,托板605、606、607和608從床面升起,使使用者身體離開床面,從而方便行轉(zhuǎn)模塊機械手對使用者進行轉(zhuǎn)移。
如圖16為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的床功能模塊在兩個相互垂直方向整體轉(zhuǎn)動的示意圖。圖中序號為619推桿,620連桿,621鉸接端子,622連桿,623推桿,624鉸接端子。圖17(a)中畫出了在床面上兩個相互垂直的軸X軸和Y軸。17(b)和17(c)為床面繞X軸轉(zhuǎn)動的示意圖,推桿619推動連桿620運動,從而推動床面603繞固定端子621轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)了床面繞X軸的轉(zhuǎn)動。圖17(d)和17(e)為床面繞Y軸轉(zhuǎn)動的示意圖,推桿623推動連桿622運動,從而推動床面603繞端子624轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)床面繞Y軸的轉(zhuǎn)動。
床功能模塊和行走轉(zhuǎn)移功能模塊協(xié)調(diào)工作把使用者從床上轉(zhuǎn)移到行轉(zhuǎn)模塊上的過程如下:
1、使用者發(fā)出指令;
2、行走轉(zhuǎn)移功能模塊接近床功能模塊并通對接接頭與床功能模塊對接;
3、調(diào)整行走轉(zhuǎn)移模塊坐墊高度與床面高度一致,以保證使用者順利從床功能模塊轉(zhuǎn)移到行走轉(zhuǎn)移功能模塊上;
后續(xù)步驟根據(jù)使用者的情況而有不同的方案:
(一)對于能夠坐起,而且上肢基本能發(fā)揮作用的使用者
1、行走轉(zhuǎn)移模塊靠近床功能模塊的扶手和床功能模塊靠近行走轉(zhuǎn)移模塊一側(cè)的扶手放下;
2、使用者自行坐起,或者床面由平躺狀態(tài)改為半躺狀態(tài),輔助使用者坐起;
3、使用者從床功能模塊平移到行走轉(zhuǎn)移功能模塊的坐位上;
4、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近床功能模塊的扶手抬起,有必要的話可在使用者前方放下護欄;
5、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的坐位回到適合行走的高度。
6、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與床功能模塊分離,走向目的地。
(二)對于不能自行坐起,上肢功能不足的使用者
1、床的部分托板升起,使使用者與床面之間有一定的空間,以便機械臂插入;
2、行走轉(zhuǎn)移模塊的機械臂插入到使用者的下方,將使用者抬起,并將使用者轉(zhuǎn)移到行轉(zhuǎn)模塊的上方,以坐姿安放在座位上。在此過程中,有必要時,要加上保護機構(gòu)(如護欄)以保證安全和使用者的舒適度與安全感;
3、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠床的扶手抬起,有必要的話可在使用者前方放下護欄;
4、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的坐位回到適合行走的高度;
5、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與床功能模塊分離,走向目的地。
以上每一步動作的執(zhí)行,有必要的話都可以通過使用者與裝置之間的人機互動實現(xiàn)。
實施例4
如圖17為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的洗浴功能模塊示意圖。圖中各序號為3對接接頭模塊二,701坐式洗浴臺,702防護扶手,703淋浴裝置,704烘干裝置,705防護扶手。對接接頭模塊二3可以和行走轉(zhuǎn)移功能模塊對接。洗浴時,使用者坐在坐式洗浴臺上,兩側(cè)的防護扶手705和706放下,在使用者身體前方形成護欄。洗浴臺斜上方的淋浴裝置703噴水進行淋浴。淋浴的同時,坐式洗浴臺可以通過震動或者旋轉(zhuǎn)式毛刷清洗的方式,對使用者背部和大腿下方進行清洗。清洗完成后,烘干裝置704通過吹風(fēng)的方式輔助使用者進行表面擦拭和干燥。淋浴裝置703可以調(diào)整水流速度和水量的大小,并進行水流霧化。烘干裝置704可以調(diào)整氣流溫度和風(fēng)量大小,同時可以進行攪風(fēng)和風(fēng)向調(diào)整。
行走轉(zhuǎn)移功能模塊與洗浴功能模塊協(xié)調(diào)工作把使用者從行走轉(zhuǎn)移模塊轉(zhuǎn)移到洗浴功能模塊上的過程如下:
1、使用者發(fā)出指令;
2、行走轉(zhuǎn)移功能模塊接近洗浴功能模塊時并通過對接接頭與坐式洗浴臺連接;
3、調(diào)整行走轉(zhuǎn)移模塊坐位高度與坐式洗浴臺高度一致;
后續(xù)步驟按使用者狀況分兩種轉(zhuǎn)移方法:
(一)使用者能夠自行坐起,上肢基本能發(fā)揮作用
1、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近坐式洗浴臺一側(cè)的扶手放下;
2、使用者從行走轉(zhuǎn)移功能模塊平移到坐式洗浴臺上,行走轉(zhuǎn)移功能模塊移動至浴室外;
3、行走轉(zhuǎn)移功能模塊兩側(cè)的扶手放下,在使用者身體前方形成護欄;
4、洗浴完成后,使用者發(fā)出指令,行走轉(zhuǎn)移功能模塊接近洗浴功能模塊時并通過對接接頭與坐式洗浴臺連接。
5、洗浴功能模塊兩側(cè)的扶手升起,使用者從坐式洗浴臺轉(zhuǎn)移到行走轉(zhuǎn)移功能模塊上。
6、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近坐式洗浴臺一側(cè)的扶手抬起,有必要的話可在使用者前方放下護欄;
7、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的回到適合行走的高度;
8、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與洗浴功能模塊分離,走向下一個目的地。
(二)使用者不能自行坐起,上肢功能不足
1、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近坐式洗浴臺一側(cè)的扶手放下;
2、行走轉(zhuǎn)移功能模塊伸出兩個機械臂,一個機械臂在使用者背部,同時伸出護欄環(huán)繞使用者胸前和腋下形成保護,另一機械臂在使用者的下肢部位,將使用者抱起,轉(zhuǎn)移到坐式洗浴臺上,行走轉(zhuǎn)移功能模塊移動至浴室外;
3、行走轉(zhuǎn)移功能模塊兩側(cè)的扶手放下,在使用者身體前方形成護欄;
4、洗浴完成后,使用者發(fā)出指令,行走轉(zhuǎn)移功能模塊接近洗浴功能模塊時并通過對接接頭與坐式洗浴臺連接;
5、洗浴功能模塊兩側(cè)的扶手升起,行轉(zhuǎn)功能模塊伸出兩個機械臂,按前述步驟將使用者移動至行轉(zhuǎn)功能模塊的座位上;
6、行走轉(zhuǎn)移功能模塊靠近坐式洗浴臺一側(cè)的扶手抬起,有必要的話可在使用者前方放下護欄;
7、行走轉(zhuǎn)移功能模塊的回到適合行走的高度;
8、行走轉(zhuǎn)移功能模塊與洗浴功能模塊分離,走向下一個目的地。
以上每一步動作的執(zhí)行,有必要的話都可以通過使用者與裝置之間的人機互動實現(xiàn)。
實施例5
如圖18為本發(fā)明一種智能護理系統(tǒng)的對接接頭對接前后的示意圖。圖中序號為31數(shù)據(jù)信號和電信號連接母口,32機械鎖緊機構(gòu),33機械鎖緊機構(gòu),34定位傳感器,35電磁連接機構(gòu),36機械引導(dǎo)機構(gòu),37定位傳感器,38數(shù)據(jù)信號和電信號連接公口,39機械引導(dǎo)機構(gòu)。其中35、36、37、38構(gòu)成對接接頭模塊一401,31、32、33、34、39、構(gòu)成對接接頭模塊二。對接模塊一401和對接模塊二3進行對接時,首先由定位傳感器34和37確定對接方位,從而引導(dǎo)兩個功能模塊從相互平行的方向靠近。當(dāng)距離接近到一定位置使兩個機械引導(dǎo)機構(gòu)36和39接觸后,對接接頭模塊一401隨行走轉(zhuǎn)移功能模塊在機械引導(dǎo)機構(gòu)的引導(dǎo)下繼續(xù)運動,直至運動到設(shè)定的對接位置。此時,數(shù)據(jù)信號和電信號連接公口38和母口31相互連接完成,電磁連接機構(gòu)35啟動,機械鎖緊機構(gòu)32和33完成機械鎖緊,檢測系統(tǒng)檢測到對接完成,則表示對接過程結(jié)束,功能模塊聯(lián)合體可以進行下一任務(wù)。