一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人及使用方法技术

本发明专利技术涉及一种帮助老人实现坐‑站转换的悬挂式机器人及使用方法，其中悬挂式机器人包括悬挂导轨、与悬挂导轨滑动连接的滑移组件，以及与滑移组件连接的机械臂组件，悬挂导轨通过两端的支架支撑，悬挂导轨上设有定位孔，滑移组件用于将所述的机械臂组件悬浮于空中，滑移组件包括滑移架、导向滚轮以及能够将机械臂组件锁止的锁止机构；机械臂组件包括与锁止机构固定连接的平行四边形机构，以及固定连接在平行四边形机构右侧的电动推杆；在电动推杆上设置有与人体上肢接触的搀扶杆；本发明专利技术的平行四边形机构与电动推杆的联动作用支撑人体上肢，使老人无需人力搀扶即可实现坐‑站转换，符合人体自然习惯的动作，充分保证转换时身体的平衡稳定性。

A kind of hanging robot to help the elderly to realize sit to stand conversion and its use method

【技术实现步骤摘要】
一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人及使用方法
本专利技术涉及机器人的
，特别涉及一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人及使用方法。
技术介绍
随着国民生活水平不断提高以及医疗公共卫生事业快速发展，我国已经步入老龄化社会，老年人口在总人口中所占的比例日渐升高，而高龄老年人的自我照料能力差，主要由家庭护理，护理费用高，劳动强度大，护理条件急需改善，同时，各类残疾人和长期卧床老年人的大量存在，这就使得助老助残问题正日益成为一个重大的社会问题，解决这些问题，具有正面、积极的作用，对于提高老年人和残疾人的生活质量，保证我国社会的稳定发展具有重要意义。现存部分人群，如高龄老年人和残疾人在日常中并不能像正常人一样轻松站立或坐下，而且由于年龄的增长或者是其他意外伤害，他们的下肢各关节可能不足以去支撑他们的身体自重，尤其对于老年人来说，他们的腿部力量逐渐退化，肌肉萎缩逐渐严重，虽然能走路，但膝关节无力，出现了起立困难，他们难以仅靠自身下肢力量从较低的沙发、座椅等上站立。因而，现亟需开发出各种能帮助老人室内独立起居的器械装置，这对于提高老年人的生活质量，解放劳动力具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人及使用方法。具体内容如下：一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人，包括支架、悬挂导轨、滑移组件和机械臂组件，其特征是：所述的悬挂导轨水平设置，悬挂导轨的两端均固定有用于支撑悬挂导轨的支架，在悬挂导轨的底面设有沿其长度方向等间距布置的定位孔；所述的滑移组件包括滑移架和锁止机构；所述的滑移架由钢板折弯成对称的U型架体，在滑移架体的两侧板上设有对称的导向滚轮，每一侧板的内侧面上设有呈上、下两排分布的导向滚轮，所述的悬挂导轨从滑移架的两侧板之间穿过，滑移架体通过其侧板上的导向滚轮夹持在悬挂导轨对应的侧面上形成水平移动的滑动副；所述的锁止机构包括导向座、安装板、滑块和滑轨，在滑移架内部的底面上固定有内空的导向座，在导向座的中部固定有竖直的且内部设有台阶孔的导向套，该导向套与导向座的内部连通，在导向座的内部设有左右对称的滑轨，所述的安装板的两端固定有对称的滑块，每个滑块卡装在与其对应匹配的滑轨上，滑块与对应的滑轨形成沿滑轨长度方向自由滑动的滑动副，滑块带动水平的安装板左、右自由滑动，每根滑轨的外端均固定有支撑板，每块支撑板与对应的滑块之间固定有复位弹簧，复位弹簧的两端分别支撑在对应的支撑板和滑块上，在安装板的上表面固定有定位凸轮，在导向套内设有与其匹配且上下自由滑动的从动导杆，从动导杆上套装有支撑弹簧，支撑弹簧位于导向套内部且支撑弹簧的上端支撑在台阶孔的底部，支撑弹簧的下端支撑在与从动导杆固定的定位环上，在从动导杆的下端固定有自由转动的滚子，该滚子与安装板上的定位凸轮对应，且从动导杆、支撑弹簧、滚子和定位凸轮形成直线凸轮机构，从动导杆的顶端设有倒角且伸入悬挂导轨的定位孔内，在滑移架的底部设有让位孔，该让位孔位于两条滑轨相向的端面之间；所述的机械臂组件包括连接杆、上摆动杆、下摆动杆、第一电动推杆、第二电动推杆和搀扶杆，所述的连接杆的上端竖直向上穿过让位孔与安装板固定，所述的上摆动杆和下摆动杆对应平行铰接在连接杆上，上摆动杆和下摆动杆的自由端均铰接在同一个角块上，连接杆、上摆动杆、下摆动杆和角块构成平行四边形机构，所述的第一电动推杆的一端铰接在连接杆上、另一端铰接在下摆动杆上，且第一电动推杆与下摆动杆平行，所述的第二电动推杆竖直设置且其上端固定在角块上，在第二电动推杆的下端固定有水平的搀扶杆。优选的，所述的搀扶杆为一字型，搀扶杆的一端通过竖直的连接臂甲固定在第二电动推杆的下端，且搀扶杆垂直于上摆动杆的摆动面，搀扶杆与连接臂甲之间的连接处固定有扶手甲。优选的，所述的搀扶杆为Y字型，搀扶杆的封闭端通过竖直的连接臂乙固定在第二电动推杆的下端，且搀扶杆平行于上摆动杆的摆动面，搀扶杆与连接臂乙之间的连接处固定有扶手乙。优选的，所述的悬挂导轨的侧面均设有两根上、下平行布置的导向条，同侧的导向滚轮夹持在对应侧的导向条上。优选的，每根导向条的内侧均设有导斜面，每个导线滚轮的内测面均设有环形的且与导斜面匹配的倒角，导向滚轮通过其倒角与对应导向条的导斜面相切，且导向滚轮的圆周面与悬挂导轨对应的表面相切。优选的，每个支架的下端均固定有三角状的稳固架，每个稳固架底面的两端均固定有万向轮，且每个万向轮上均设置有活动脚刹。一种应用上述的一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人的使用方法，该方法包括如下步骤：①通过万向轮将整个机器人移动至老人座位附近，寻找平坦的位置将其停稳，然后通过活动脚刹将所有万向轮锁住；②当老人需要起身站立时，手动拉动搀扶杆，其施加的力传递到锁止机构上，当锁止机构受到的驱动力在悬挂导轨长度方向上的分力大于锁紧力阈值后，会驱动安装板移动并压缩对应端的复位弹簧，从而使定位凸轮移动并远离滚子，从动导杆在支撑弹簧的弹力作用下向下移动并脱离定位孔，此时滑移组件以及机械臂组件沿悬挂导轨移动至需要的位置，当外力消失后，安装板在复位弹簧的作用下恢复原位，安装板会带动定位凸轮驱动从动导杆向上移动并伸入对应位置上的定位孔内，将滑移组件以及机械臂组件的位置锁定，从而实现搀扶杆位置的移动和锁定；③搀扶杆移动至老人的正前方后，老人强侧手握紧扶手，并将两只胳膊均置于搀扶杆上，或者将搀扶杆置于老人的腋下，第一电动推杆驱动平行四边形机构向上摆动，以及第二电动推杆竖直向上提升搀扶杆，两者的联动作用将力作用于老人的上肢，老人以人体自然习惯的动作完成坐-站转换；④老人完全起立后，第一电动推杆和第二电动推杆联合作用将搀扶杆恢复至初始位置；⑤手动推动机械臂组件将其沿悬挂导轨移动至空闲的位置，以供下次使用。本专利技术的有益技术效果：本专利技术的悬挂式机器人，包括悬挂导轨、与悬挂导轨滑动连接的滑移组件，滑移组件与悬挂导轨之间设有锁止机构，机械臂组件固定在滑移组件上，机械臂组件包括第一电动推杆驱动的平行四边形机构，以及第二电动推杆驱动的搀扶杆；首先本专利技术利用第一电动推杆驱动平行四边形机构，以及第二电动推杆驱动支撑于人体上肢的搀扶杆，使得老年人无需人力搀扶即可实现坐-站转换，第一电动推杆驱动平行四边形机构在向上摆动的同时也有向前移动的过程，同时第二电动推杆始终保持竖直，该过程更加符合人体自然坐-站转换时的习惯动作，充分保证坐-站转换时人身体的平衡性和稳定性；同时，滑移组件用于将机械臂组件悬吊在悬挂导轨上，使机械臂组件悬浮于空中，并且能够根据人员需要使机械臂组件停留在需要的位置上，其中滑移组件内的锁止机构具有预设的锁紧力阈值，机械臂组件受到的外力传递至锁止机构上，产生对锁止机构施加的驱动力，当锁止机构上的驱动力在悬挂导轨长度方向上的分力大于锁紧力阈值后，会驱动安装板移动并压缩对应端的复位弹簧，从而使定位凸轮移动并远离滚子，从动导杆在支撑弹簧的弹力作用下向下移动并脱离定位孔，此时即可移动滑移组件以及机械臂组件至需要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人，包括支架、悬挂导轨、滑移组件和机械臂组件，其特征是：/n所述的悬挂导轨水平设置，悬挂导轨的两端均固定有用于支撑悬挂导轨的支架，在悬挂导轨的底面设有沿其长度方向等间距布置的定位孔；/n所述的滑移组件包括滑移架和锁止机构；/n所述的滑移架由钢板折弯成对称的U型架体，在滑移架体的两侧板上设有对称的导向滚轮，每一侧板的内侧面上设有呈上、下两排分布的导向滚轮，所述的悬挂导轨从滑移架的两侧板之间穿过，滑移架体通过其侧板上的导向滚轮夹持在悬挂导轨对应的侧面上形成水平移动的滑动副；/n所述的锁止机构包括导向座、安装板、滑块和滑轨，在滑移架内部的底面上固定有内空的导向座，在导向座的中部固定有竖直的且内部设有台阶孔的导向套，该导向套与导向座的内部连通，在导向座的内部设有左右对称的滑轨，所述的安装板的两端固定有对称的滑块，每个滑块卡装在与其对应匹配的滑轨上，滑块与对应的滑轨形成沿滑轨长度方向自由滑动的滑动副，滑块带动水平的安装板左、右自由滑动，每根滑轨的外端均固定有支撑板，每块支撑板与对应的滑块之间固定有复位弹簧，复位弹簧的两端分别支撑在对应的支撑板和滑块上，在安装板的上表面固定有定位凸轮，在导向套内设有与其匹配且上下自由滑动的从动导杆，从动导杆上套装有支撑弹簧，支撑弹簧位于导向套内部且支撑弹簧的上端支撑在台阶孔的底部，支撑弹簧的下端支撑在与从动导杆固定的定位环上，在从动导杆的下端固定有自由转动的滚子，该滚子与安装板上的定位凸轮对应，且从动导杆、支撑弹簧、滚子和定位凸轮形成直线凸轮机构，从动导杆的顶端设有倒角且伸入悬挂导轨的定位孔内，在滑移架的底部设有让位孔，该让位孔位于两条滑轨相向的端面之间；/n所述的机械臂组件包括连接杆、上摆动杆、下摆动杆、第一电动推杆、第二电动推杆和搀扶杆，所述的连接杆的上端竖直向上穿过让位孔与安装板固定，所述的上摆动杆和下摆动杆对应平行铰接在连接杆上，上摆动杆和下摆动杆的自由端均铰接在同一个角块上，连接杆、上摆动杆、下摆动杆和角块构成平行四边形机构，所述的第一电动推杆的一端铰接在连接杆上、另一端铰接在下摆动杆上，且第一电动推杆与下摆动杆平行，所述的第二电动推杆竖直设置且其上端固定在角块上，在第二电动推杆的下端固定有水平的搀扶杆。/n...

【技术特征摘要】
1.一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人，包括支架、悬挂导轨、滑移组件和机械臂组件，其特征是：
所述的悬挂导轨水平设置，悬挂导轨的两端均固定有用于支撑悬挂导轨的支架，在悬挂导轨的底面设有沿其长度方向等间距布置的定位孔；
所述的滑移组件包括滑移架和锁止机构；
所述的滑移架由钢板折弯成对称的U型架体，在滑移架体的两侧板上设有对称的导向滚轮，每一侧板的内侧面上设有呈上、下两排分布的导向滚轮，所述的悬挂导轨从滑移架的两侧板之间穿过，滑移架体通过其侧板上的导向滚轮夹持在悬挂导轨对应的侧面上形成水平移动的滑动副；
所述的锁止机构包括导向座、安装板、滑块和滑轨，在滑移架内部的底面上固定有内空的导向座，在导向座的中部固定有竖直的且内部设有台阶孔的导向套，该导向套与导向座的内部连通，在导向座的内部设有左右对称的滑轨，所述的安装板的两端固定有对称的滑块，每个滑块卡装在与其对应匹配的滑轨上，滑块与对应的滑轨形成沿滑轨长度方向自由滑动的滑动副，滑块带动水平的安装板左、右自由滑动，每根滑轨的外端均固定有支撑板，每块支撑板与对应的滑块之间固定有复位弹簧，复位弹簧的两端分别支撑在对应的支撑板和滑块上，在安装板的上表面固定有定位凸轮，在导向套内设有与其匹配且上下自由滑动的从动导杆，从动导杆上套装有支撑弹簧，支撑弹簧位于导向套内部且支撑弹簧的上端支撑在台阶孔的底部，支撑弹簧的下端支撑在与从动导杆固定的定位环上，在从动导杆的下端固定有自由转动的滚子，该滚子与安装板上的定位凸轮对应，且从动导杆、支撑弹簧、滚子和定位凸轮形成直线凸轮机构，从动导杆的顶端设有倒角且伸入悬挂导轨的定位孔内，在滑移架的底部设有让位孔，该让位孔位于两条滑轨相向的端面之间；
所述的机械臂组件包括连接杆、上摆动杆、下摆动杆、第一电动推杆、第二电动推杆和搀扶杆，所述的连接杆的上端竖直向上穿过让位孔与安装板固定，所述的上摆动杆和下摆动杆对应平行铰接在连接杆上，上摆动杆和下摆动杆的自由端均铰接在同一个角块上，连接杆、上摆动杆、下摆动杆和角块构成平行四边形机构，所述的第一电动推杆的一端铰接在连接杆上、另一端铰接在下摆动杆上，且第一电动推杆与下摆动杆平行，所述的第二电动推杆竖直设置且其上端固定在角块上，在第二电动推杆的下端固定有水平的搀扶杆。


2.根据权利要求1所述的一种帮助老人实现坐-站转换的悬挂式机器人，其特征是：所述的搀扶杆为一字型，搀扶杆的一端通过竖直的连接臂甲固定在第二电动推杆的下端，且搀扶杆垂直于上摆动杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹿民，李一浩，刘洁，刘晓丽，郑华栋，刘凯旋，李俊颖，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41