轮椅床一体化护理机器人系统及运行方法技术方案

本发明专利技术提供了一种轮椅床一体化护理机器人系统及运行方法，包括：定位导航模块：导航传感器采集周围环境信息，通过通讯模块将信息传输给控制器，控制器处理周围环境信息得到设备位置；电机驱动模块：控制器根据控制信号调整驱动电机的工作状态；粗略位置获取模块：护理床部件向智能轮椅部件发送护理床部件的粗略位置信息；导槽位置识别模块：使用对接传感器采集图像信息，使用模板匹配的方法识别图像中导槽的位置；高精度对接模块：将采集到的图像中导槽的位置与目标图像中导槽的位置输入视觉伺服控制器中，控制智能轮椅部件实现高精度对接。本发明专利技术具有结构灵活，使用简单，稳定性强的优点。

Wheelchair bed integrated nursing robot system and operation method

【技术实现步骤摘要】
轮椅床一体化护理机器人系统及运行方法
本专利技术涉及医疗辅助设备
，具体地，涉及一种轮椅床一体化护理机器人系统及运行方法。
技术介绍
我国人口老龄化的不断加剧和数量庞大的残障人士、瘫痪病人给正常的护理工作带来了越来越大的挑战。而我国护理专业人员的严重匮乏和目前市面上的中低端护理器具还远远无法满足老年人及残障失能人士的日常生活需求。将失能老人从床上转移到移乘轮椅或从轮椅转移到床上，是日常护理的基本工作。但这项工作目前还面临许多挑战，尤其是失能老人的搬运问题，在转移过程中，常常会面临由于碰撞和受力所造成的对病人损伤的风险。这使得失能患者不得不长期处于卧床休息的状态或坐在轮椅上，严重影响了失能患者的身心健康与生活质量，不利于失能患者的康复。多功能轮椅床系统是一种具有可拆装、移位功能的独立轮式部件和主体床架组成的一体化护理床，可由患者或护理人员操作运行。轮椅床一体化的设计降低了失能患者在从床转移到轮椅或从轮椅转移到床过程中可能遇到的碰撞、摩擦损伤的风险，有利于患者的日常生活。专利文献CN209075234U公开了了一种多功能电动护理床，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，包括：/n定位导航模块：导航传感器(21)采集周围环境信息，通过通讯模块将信息传输给控制器(23)，控制器(23)处理周围环境信息得到设备位置，并根据给定的目标点位置规划一条从设备到目标点的路径；/n电机驱动模块：控制器(23)根据控制信号调整驱动电机(18)的工作状态，进而控制麦克纳姆轮(17)全向移动使设备移动至目标点；/n粗略位置获取模块：护理床部件向智能轮椅部件发送护理床部件的粗略位置信息；/n导槽位置识别模块：使用对接传感器(22)采集图像信息，使用模板匹配的方法识别图像中导槽的位置，获取导槽的位置信息；/n高精度对接模块：根据处理得到...

【技术特征摘要】
1.一种轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，包括：
定位导航模块：导航传感器(21)采集周围环境信息，通过通讯模块将信息传输给控制器(23)，控制器(23)处理周围环境信息得到设备位置，并根据给定的目标点位置规划一条从设备到目标点的路径；
电机驱动模块：控制器(23)根据控制信号调整驱动电机(18)的工作状态，进而控制麦克纳姆轮(17)全向移动使设备移动至目标点；
粗略位置获取模块：护理床部件向智能轮椅部件发送护理床部件的粗略位置信息；
导槽位置识别模块：使用对接传感器(22)采集图像信息，使用模板匹配的方法识别图像中导槽的位置，获取导槽的位置信息；
高精度对接模块：根据处理得到的导槽位置信息，将采集到的图像中导槽的位置与目标图像中导槽的位置输入视觉伺服控制器中，输出智能轮椅部件的线速度和角速度，并将其通过控制器(23)下发给电机驱动模块，控制智能轮椅部件实现对接。


2.根据权利要求1所述的轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，所述目标图像中导槽的位置需事先标定，标定模块包括：
相机标定模块：标定对接传感器(22)与智能轮椅部件运动中心的相对位置与方向；
导槽位置标定模块：获取智能轮椅与护理床对接位置的导槽图像作为目标图像，标注图像中导槽位置，获取导槽位置标定信息。


3.根据权利要求1所述的轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，所述护理床部件包括：床头板(1)、床尾板(2)、可升降护栏(3)、床垫(4)、可升降床架(5)、床体底架(6)、万向轮(7)、万向轮刹车片(8)、导槽(9)、导槽滚轮(10)；
所述床头板(1)设置于可升降床架(5)的床头位置；
所述床尾板(2)设置于可升降床架(5)的床尾位置；
所述床头板(1)和床尾板(2)与可升降床架(5)通过卡扣连接；
所述可升降护栏(3)安装于可升降床架(5)左侧；
所述床垫(4)放置于可升降床架(5)的上方；
所述可升降床架(5)设置于床体底架(6)的上方；
所述床体底架(6)下方末端安装有四个万向轮(7)及其配套万向轮刹车片(8)；
所述可升降床架(5)中间右侧设置有导槽(9)及与导槽配套的导槽滚轮(10)。


4.根据权利要求1所述的轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，所述智能轮椅部件包括：乘坐部件、移动部件以及控制部件，所述移动部件能够将坐在乘坐部件上的使用者移动至设定地点。


5.根据权利要求4所述的轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，所述乘坐部件包括：椅背加长板(11)、椅背(12)、椅座(13)、可升降扶手(14)、电动推杆(15)；
所述椅背加长板(11)设置与椅背(12)上方，通过卡扣与椅背(12)连接；
所述椅背(12)固定于椅座(13)的上方；
所述可升降扶手(14)设置于椅座(13)的两侧；
所述电动推杆(15)连接在椅背(12)与智能轮椅部件的后侧支腿之间；
所述电动推杆(15)与控制部件相连；
所述椅背(12)能够在电动推杆(15)的作用下放至与椅座(13)平齐。


6.根据权利要求5所述的轮椅床一体化护理机器人系统，其特征在于，所述移动部件包括：轮椅支腿(16)、麦克纳姆轮(17)、驱动电机(18)、脚踏板(19)、对接固定杆(20)；
所述轮椅支腿(16)位于椅座(13)下方，所述轮椅支腿(16)的末端安装有麦克纳姆轮(17)和驱动电机(18)；
所述脚踏板(19)设置于轮椅前侧两支腿中央；
所述对接固定杆(20)位于轮椅后侧两只腿之间，连接后侧两支腿；
所述驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景川，吴锐凯，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31