一种智能助老椅及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种智能助老椅及其使用方法，属于助老机械设备领域。本发明专利技术公开的智能助老椅，包括助老椅本体、智能模块以及用于供电的电源系统；助老椅本体从下到上分为整体运动装置、辅助站立装置和拿取物品装置，助老椅本体上设有用于接收来自控制模块的信息指令的主控芯片、根据信息指令实现智能控制的对应模块或传感器、以及电源系统。本发明专利技术还公开了智能助老椅的使用方法，由于上述多功能智能化的设计，使所述智能助老椅具有避障行进模式、辅助站立模式、助行器模式和拿取物品模式四种使用模式。本发明专利技术公开的智能助老椅结构设计合理，具有使用安全性和稳定性，将辅助坐立运动和拿取物品相结合，能够为行动能力有障碍的老年人提高自理能力，同时达到健身休闲的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种智能助老椅及其使用方法
本专利技术属于助老机械领域，涉及一种智能助老椅及其使用方法。
技术介绍
我国的人口老龄化现象越来越严重，老年人的生活自理能力差，使他们的生活更加困难。随着社会保障体系的不断完善，相应的技术保障也要进步，需要设计一种智能助老椅，可以实现帮助老年人在“坐”和“站”两种状态下的运动和辅助拿取日常生活物品的功能。目前，市场上的针对老年人设计的轮椅，主要为非智能化产品，主要起到代步功能，其结构简单，功能不全，对于老年人在生活中所面对的诸多不便没有进行针对化设计，并对安全性和稳定性没有充分考虑。
技术实现思路
为了克服上述现有产品存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种智能助老椅及其使用方法，该智能助老椅解决了现有助老椅使用功能不足的问题，在使用过程中能够让行动能力有障碍的老年人提高自理能力，同时达到健身休闲的目的，让使用者更好的度过晚年。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种智能助老椅，包括助老椅本体，智能模块，以及用于供电的电源系统；在助老椅本体底部设有整体运动装置，在助老椅本体中部设有辅助站立装置，在助老椅本体上部设有拿取物品装置；所述整体运动装置用于定位并带动助老椅本体运动，包括：与助老椅本体的椅腿下端固定连接的底盘，底盘内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构，椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构，固定机构通过停止电机切换；底盘上还设有定位模块和避障模块；所述辅助站立装置，用于帮助使用者切换使用姿势，包括能够从水平状态回收至紧贴靠背状态的可移动坐垫，以及能够上下升降和前后伸缩的扶手；电源系统设置于靠背下方；所述拿取物品装置，用于识别物品位置并拿取物品，包括三自由度机械臂和两自由度机械手；三自由度机械臂的其中一端通过机械臂升降机构与助老椅本体的椅背连接，另一端通过连杆与两自由度机械手连接；三自由度机械臂上设有距离传感器，两自由度机械手上设有定位传感器；智能模块，用于实现使用者和助老椅本体之间指令互动，包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片；集成控制器包括控制模块，控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统；主控芯片用于接收集成控制器的信息指令，并传送信息指令给对应模块或传感器，实现对助老椅本体的智能控制。优选地，所述主动轮机构包括设置在底盘内部两侧的麦克纳姆轮，麦克纳姆轮通过主动轮连杆机构与麦克纳姆轮电机连接。进一步优选地，主动轮机构中还设有二级齿轮和同步带转动结构，用于麦克纳姆轮减速。优选地，所述定位模块设置在底盘底部，避障模块包括红外传感器和声波传感器，并分布于底盘四周。优选地，所述椅腿上设有被动轮机构，被动轮机构包括与椅腿固定连接的被动轮控制架和设置在被动轮控制架两端的万向脚轮，万向脚轮与轮切换电机连接，主动轮机构和被动轮机构通过轮切换电机切换。优选地，所述可移动坐垫通过旋转竖直螺杆与坐垫移动电机连接，可移动坐垫沿椅背两侧和可移动坐垫两侧的导轨和螺杆滑移；扶手下方设有扶手升降机构，扶手升降机构通过行星齿轮系和螺旋传动装置与扶手升降电机连接；扶手下方还设有扶手平移机构，扶手平移机构包括通过两级齿轮和同步带传动结构与扶手电机连接。优选地，所述三自由度机械臂通过螺旋传动装置与机械臂升降电机连接；两自由度机械手通过齿轮相互啮合机构与机械手抓取电机连接。优选地，控制模块为可拆卸式佩戴结构。本专利技术还公开了上述的智能助老椅的使用方法，包括轮椅模式、助行器模式和拿取物品模式；其中，轮椅模式包括避障行进模式和辅助站立模式，具体包括：1)避障行进模式下，通过集成控制器向主控芯片发送移动指令，并通过麦克纳姆轮电机驱动麦克纳姆轮，能够控制智能助老椅的移动方向和速度；同时，红外传感器和声波传感器能够探测识别行进过程中遇到的障碍物；2)辅助站立模式下，通过集成控制器向主控芯片发送相应指令，通过轮切换电机运转，将万向脚轮放下，停止轮切换电机运转，将固定螺杆放下，使智能助老椅紧抓地面；同时，通过坐垫移动电机运转，将可移动坐垫逐渐回收至紧贴椅背，通过扶手升降电机运转，使扶手升降机构上升，带动扶手抬起，托起坐着的使用者，能够让使用者从坐着转变为站立；3)助行器模式下，通过集成控制器向主控芯片发送位置信息和运动指令，控制助老椅本体移动到使用者所处位置；通过坐垫移动电机使可移动坐垫回收至紧贴椅背；通过轮切换电机放下万向脚轮，通过停止电机放下固定螺杆，实现智能助老椅整机的固定；通过扶手电机实现动扶手先外伸后回收，通过扶手升降电机带动扶手上升；通过停止电机运转，将固定螺杆收回，作为助行器使用；4)拿取物品模式下，通过集成控制器向主控芯片发送相应指令，通过定位传感器识别被抓取物品并定位，通过距离传感器识别距离信息，并控制三自由度机械臂和两自由度机械手抓取物品。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种智能助老椅，通过将助老椅本体和智能模块结合，实现了助老椅的多功能智能化，本专利技术通过设置固定机构，并结合定位模块和避障模块，实现该智能助老椅全方位无障碍移动和固定；本专利技术通过电机带动可移动坐垫从水平状态回收到紧贴椅背的状态，并结合扶手的平移和升降，能够实现将智能助老椅辅助使用者站立的功能；本专利技术还在椅背上依次设计了可升降的三自由度机械臂、并与两自由度机械手相连，并分别设置了距离传感器和定位传感器，由此能够实现智能助老椅拿去物品的功能；与由机械手抓取电机控制的二自由度机械手结合，能够实现对物品的抓取，构成拿取物品装置。该智能助老椅利用控制模块通过助老椅本体上安装的主控芯片完成信息指令交互和控制，实现助老椅的智能化的和使用者进行交互，进而让行动能力有障碍的使用者能够方便操作。同时，该智能助老椅配备电源系统，避免了适用范围的限制，增加了使用稳定性。本专利技术将整体运动装置、辅助站立装置和拿取物品装置相结合，在助老椅本体上设计了合理的机械结构，增加了智能助老椅的安全性和稳定性，能够为行动能力有障碍的老年人提高自理能力。进一步地，避障模块中设置红外传感器和声波传感器，能够有效提升助老椅的避障效果。进一步地，集成控制器采用可佩戴设计，能够被使用者随身携带。本专利技术还公开了上述智能助老椅的使用方法，该智能助老椅利用智能模块和主控芯片实现使用者和智能助老椅的信息交互，进而控制该智能助老椅工作运转，并具有避障行进模式、辅助站立模式、助行器模式和拿取物品模式四种使用模式，实现了助老椅的智能化多功能，让使用者在使用助老椅基本功能的同时，达到健身休闲的目的，让老年使用者更好的度过晚年。附图说明图1为本专利技术智能助老椅的机械结构图；图2为本专利技术整体运动装置的主动轮结构图；图3为本专利技术整体运动装置的被动轮结构图；图4为本专利技术辅助站立装置的坐垫结构图；图5为本专利技术辅助站立装置的升降机构和扶手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能助老椅，其特征在于，包括助老椅本体，智能模块，以及用于供电的电源系统(208)；/n在助老椅本体底部设有整体运动装置(1)，在助老椅本体中部设有辅助站立装置(2)，在助老椅本体上部设有拿取物品装置(3)；/n所述整体运动装置(1)用于定位并带动助老椅本体运动，包括：与助老椅本体的椅腿下端固定连接的底盘(101)，底盘(101)内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构，椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构，固定机构通过停止电机(106)切换；底盘(101)上还设有定位模块(109)和避障模块；/n所述辅助站立装置(2)，用于帮助使用者切换使用姿势，包括能够从水平状态回收至紧贴靠背状态的可移动坐垫(201)，以及能够上下升降和前后伸缩的扶手(205)；电源系统(208)设置于靠背下方；/n所述拿取物品装置(3)，用于识别物品位置并拿取物品，包括三自由度机械臂(303)和两自由度机械手(305)；三自由度机械臂(303)的其中一端通过机械臂升降机构(301)与助老椅本体的椅背连接，另一端通过连杆与两自由度机械手(305)连接；三自由度机械臂(303)上设有距离传感器(309)，两自由度机械手(305)上设有定位传感器(308)；/n智能模块，用于实现使用者和助老椅本体之间指令互动，包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片；集成控制器包括控制模块，控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统；主控芯片用于接收集成控制器的信息指令，并传送信息指令给对应模块或传感器，实现对助老椅本体的智能控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能助老椅，其特征在于，包括助老椅本体，智能模块，以及用于供电的电源系统(208)；
在助老椅本体底部设有整体运动装置(1)，在助老椅本体中部设有辅助站立装置(2)，在助老椅本体上部设有拿取物品装置(3)；
所述整体运动装置(1)用于定位并带动助老椅本体运动，包括：与助老椅本体的椅腿下端固定连接的底盘(101)，底盘(101)内部设有用于带动助老椅本体全方位行进的主动轮机构，椅腿上设有用于固定助老椅本体的固定机构，固定机构通过停止电机(106)切换；底盘(101)上还设有定位模块(109)和避障模块；
所述辅助站立装置(2)，用于帮助使用者切换使用姿势，包括能够从水平状态回收至紧贴靠背状态的可移动坐垫(201)，以及能够上下升降和前后伸缩的扶手(205)；电源系统(208)设置于靠背下方；
所述拿取物品装置(3)，用于识别物品位置并拿取物品，包括三自由度机械臂(303)和两自由度机械手(305)；三自由度机械臂(303)的其中一端通过机械臂升降机构(301)与助老椅本体的椅背连接，另一端通过连杆与两自由度机械手(305)连接；三自由度机械臂(303)上设有距离传感器(309)，两自由度机械手(305)上设有定位传感器(308)；
智能模块，用于实现使用者和助老椅本体之间指令互动，包括使用者操作的集成控制器和安装于助老椅本体中的主控芯片；集成控制器包括控制模块，控制模块包括用于获取使用者所在位置的定位控制模块、用于控制助老椅行进方向的行进控制模块、用于采集使用者抓取手势的手势采集系统和用于传送信息指令的信号系统；主控芯片用于接收集成控制器的信息指令，并传送信息指令给对应模块或传感器，实现对助老椅本体的智能控制。


2.根据权利要求1所述的一种智能助老椅，其特征在于，所述主动轮机构包括设置在底盘(101)内部两侧的麦克纳姆轮(103)，麦克纳姆轮(103)通过主动轮连杆机构与麦克纳姆轮电机(102)连接。


3.根据权利要求2所述的一种智能助老椅，其特征在于，主动轮机构中还设有二级齿轮和同步带转动结构，用于麦克纳姆轮(103)减速。


4.根据权利要求1所述的一种智能助老椅，其特征在于，所述定位模块(109)设置在底盘(101)底部，避障模块包括红外传感器(107)和声波传感器(108)，并分布于底盘(101)四周。


5.根据权利要求1所述的一种智能助老椅，其特征在于，所述椅腿上设有被动轮机构，被动轮机构包括与椅腿固定连接的被动轮控制架和设置在被动轮控制架两端的万向脚轮(104)，万向脚轮(104)与轮切换电机(105)连接，主动轮机构和被动轮机构通过轮切换电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萌，文娱，张泽瑞，寇小雪，
申请(专利权)人：西安交通大学医学院第一附属医院，
类型：发明
国别省市：陕西;61