本发明专利技术提供一种防倾倒装置、防倾倒护理机器人、防倾倒检测系统及方法，防倾倒装置包括安装底盘、转动配重单元和转动支撑单元，当将要发生倾倒时，转动配重单元转向与倾斜方向相对的方向，且支撑单元将支撑腿撑开，为其提供额外的支撑力，有效的防止护理机器人在执行护理任务的过程中发生倾倒，保证被护理人以及护理机器人的安全。理机器人的安全。理机器人的安全。
【技术实现步骤摘要】
防倾倒装置、防倾倒护理机器人、防倾倒检测系统及方法
[0001]本专利技术涉及机器人设计
，尤其涉及一种防倾倒装置、防倾倒护理机器人、防倾倒检测系统及方法。
技术介绍
[0002][0003]失能老人的日常护理任务主要包括移乘搬运、洗澡、喂饭、换洗床单等，其中，移乘搬运任务是指把行动不便的人从床上抱到轮椅，或从轮椅抱到床上、洗澡间、厕所等日常生活场景的体力劳动，是最劳动强度最大的护理任务之一，有时需要多个护理人员协作才能完成。
[0004]随着传感技术以及控制技术的发展，诞生了家庭或医院护理机器人，但是护理机器人在进行移乘搬运任务(护理任务)时有可能会发生倾倒，从而有可能对被护理人造成二次伤害。
技术实现思路
[0005]本专利技术公开的一种倾倒装置、防倾倒护理机器人、防倾倒检测系统及方法，解决了护理机器人在进行护理任务时有可能会发生倾倒的问题，可有效的防止护理机器人在执行护理任务的过程中发生倾倒，保证被护理人以及护理机器人的安全。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0007]本专利技术一方面公开一种防倾倒装置，包括安装底盘、转动配重单元和转动支撑单元，其中，所述转动配重单元可转动的安装在所述安装底盘上，若干个所述转动支撑单元可转动的安装在所述安装底盘沿长度方向延伸的两侧；所述转动配重单元包括第一驱动电机、转动杆、转动配重块和转盘导轨，所述转动杆连接所述第一驱动电机的输出轴，所述转动杆的末端固定连接转动配重块，所述转动配重块沿所述转盘导轨转动；所述转动支撑单元包括电机安装座、第二驱动电机、主动轮、从动轮、支撑装置和支撑腿，所述电机安装座固定连接所述安装底盘，所述第二驱动电机固定安装在所述电机安装座上，且第二驱动电机的输出轴连接所述主动轮，所述主动轮通过同步带连接所述从动轮，所述支撑装置包括支撑安装座，所述支撑安装座固定在所述安装底盘上，所述支撑安装座内相对的两个端面上均固定有支撑轴承，两个支撑轴承通过支撑轴连接，所述从动轮固定安装在所述支撑轴上，且所述支撑腿固定连接所述支撑轴。
[0008]进一步地，所述主动轮与从动轮的转动比为2:1。
[0009]进一步地，所述转动支撑单元相对于所述安装底盘倾斜15
°
。
[0010]进一步地，所述支撑腿与地面接触的末端安装有牛眼轮。
[0011]进一步地，所述支撑安装座上固定有轴承固定件，用以固定所述支撑轴承。
[0012]本专利技术另一方面公开一种防倾倒护理机器人包括上所述的一种防倾倒装置。
[0013]进一步地，防倾倒护理机器人还包括机器人本体和陀螺仪，所述机器人本体固定
在所述安装底盘上，所述陀螺仪固定在所述安装底盘上，所述机器人本体的头部安装有雷达，所述机器人本体的表面覆盖有柔性电子皮肤。
[0014]本专利技术再一方面公开一种防倾倒护理机器人的防倾倒检测系统，包括雷达、柔性电子皮肤、陀螺仪和控制单元，其中，雷达用以获取护理机器人与所处工作环境中各种障碍物的距离，并将获取的信息传送至控制单元；柔性电子皮肤，当护理机器人与所处环境中的障碍物碰撞时，用以检测护理机器人与障碍物接触力的大小和方向，并将获取的信息传送至控制单元；陀螺仪用以实时测量护理机器人的倾斜角度，并将获取的信息传送至控制单元；控制单元用以接收所述雷达发送的护理机器人与所处工作环境中各种障碍物的距离，当判断出护理机器人与障碍物之间的距离小于设定的第一安全阈值时，则启动防倾倒检测；接收所述柔性电子皮肤发送的护理机器人与障碍物接触力的大小和方向，当判断出护理机器人与障碍物的接触力大于设定的第二安全阈值时，则启动防倾倒装置；接收所述陀螺仪发送的护理机器人的倾斜角度，当判断出护理机器人的倾斜角度大于设定的第三安全阈值，则继续保持防倾倒装置的启动状态。
[0015]本专利技术再一方面公开一种防倾倒护理机器人的防倾倒方法，包括以下步骤：
[0016]设定护理机器人与障碍物之间的最小安全距离，作为第一安全阈值；设定护理机器人与障碍物接触力的最小安全值，作为第二安全阈值；设定护理机器人倾斜的最大安全角度，作为第三安全阈值；
[0017]雷达实时获取护理机器人与所处工作环境中各种障碍物的距离，并将获取的信息传送至控制单元，当控制单元判断出护理机器人与障碍物之间的距离小于设定的第一安全阈值时，则启动倾倒检测；
[0018]开启倾倒检测后，当护理机器人与障碍物发生碰撞时，柔性电子皮肤实时检测护理机器人与障碍物接触力的大小和方向，并将获取的信息传送至控制单元，当控制单元判断出护理机器人与障碍物的接触力大于设定的第二安全阈值时，则启动防倾倒装置，以将护理机器人正位；
[0019]陀螺仪实时测量护理机器人的倾斜角度，并将获取的信息传送至控制单元，当控制单元判断出护理机器人的倾斜角度大于设定的第三安全阈值，则继续保持防倾倒装置的启动状态，直至护理机器人正位。
[0020]有益技术效果：
[0021]1、本专利技术公开一种防倾倒装置，包括安装底盘、转动配重单元和转动支撑单元，当将要发生倾倒时，转动配重单元转向与倾斜方向相对的方向，且支撑单元将支撑腿撑开，为其提供额外的支撑力，有效的防止护理机器人在执行护理任务的过程中发生倾倒，保证被护理人以及护理机器人的安全；
[0022]2、本专利技术中，所述主动轮与从动轮的转动比为2:1，可以保证支撑腿快速转出；
[0023]3、本专利技术中，所述转动支撑单元相对于所述安装底盘倾斜15
°
，保证正常状态下，支撑腿呈收起状态时，支撑腿与地面不接触，从而保证转动支撑单元在正常状态下不影响护理机器人安装底盘的运动；
[0024]4、本专利技术中，所述支撑腿与地面接触的末端安装有牛眼轮，保证即使支撑腿为打开状态时安装底盘仍可正常移动；
[0025]5、本专利技术中，所述支撑安装座上固定有轴承固定件，用以固定所述支撑轴承，有效
防止设置在支撑安装座内相对的两个端面上的支撑轴承上下移动；
[0026]6、本专利技术公开的防倾倒检测系统包括雷达、柔性电子皮肤、陀螺仪和控制单元，通过多个传感器融合，形成闭环回路，可以全方位的检测护理机器人是否倾倒，以及时开启防倾倒装置，确保护理机器人的运行安全。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0028]图1本专利技术所述的一种防倾倒装置中支撑腿打开时的结构状态图；
[0029]图2本专利技术所述的一种防倾倒装置中支撑腿收起时的结构状态图；
[0030]图3专利技术所述的一种防倾倒装置中转动配重单元的结构示意图；
[0031]图4本专利技术所述的一种防倾倒装置转动支撑单元的结构示意图；
[0032]图5本专利技术所述的一种防倾倒装置中转动支撑单元中支撑装置的正视图；
[0033]图6本专利技术所述的一种防倾倒装置中转动支撑单元中支撑装置的剖面图；
[0034]图7为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防倾倒装置，其特征在于，包括安装底盘(1)、转动配重单元(2)和转动支撑单元(3)，所述转动配重单元(2)可转动的安装在所述安装底盘(1)上，若干个所述转动支撑单元(3)可转动的安装在所述安装底盘(1)沿长度方向延伸的两侧；所述转动配重单元(2)包括第一驱动电机(21)、转动杆(22)、转动配重块(23)和转盘导轨(24)，所述转动杆(22)连接所述第一驱动电机(21)的输出轴，所述转动杆(22)的末端固定连接转动配重块(23)，所述转动配重块(23)沿所述转盘导轨(24)转动；所述转动支撑单元(3)包括电机安装座(31)、第二驱动电机(32)、主动轮(33)、从动轮(34)、支撑装置(35)和支撑腿(36)，所述电机安装座(31)固定连接所述安装底盘(1)，所述第二驱动电机(32)固定安装在所述电机安装座(31)上，且第二驱动电机(32)的输出轴连接所述主动轮(33)，所述主动轮(33)通过同步带(37)连接所述从动轮(34)，所述支撑装置(35)包括支撑安装座(351)，所述支撑安装座(351)固定在所述安装底盘(1)上，所述支撑安装座(351)内相对的两个端面上均固定有支撑轴承(352)，两个支撑轴承(352)通过支撑轴(353)连接，所述从动轮(34)固定安装在所述支撑轴(353)上，且所述支撑腿(36)固定连接所述支撑轴(353)。2.根据权利要求1所述的一种防倾倒装置，其特征在于，所述主动轮(33)与从动轮(34)的转动比为2:1。3.根据权利要求1所述的一种防倾倒装置，其特征在于，所述转动支撑单元(3)相对于所述安装底盘(1)倾斜15
°
。4.根据权利要求1所述的一种防倾倒装置，其特征在于，所述支撑腿(36)与地面接触的末端安装有牛眼轮(361)。5.根据权利要求1所述的一种防倾倒装置，其特征在于，所述支撑安装座(351)上固定有轴承固定件(354)，用以固定所述支撑轴承(352)。6.一种防倾倒护理机器人，其特征在于，包括如权利要求1
‑
5任一项所述的一种防倾倒装置。7.根据权利要求6所述的一种防倾倒护理机器人，其特征在于，还包括机器人本体(4)和陀螺仪(5)，所述机器人本体(4)固定在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭士杰，谢劼欣，贾路宽，卢浩，杨志强，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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