[發明專利]帶座椅的助行機器人

無效

• 申請號: 200910307239.2
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101647745A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 譚宏冰;曹其新;冷春濤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61H3/04
• 分類號: A61H3/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機械工程技術領域的裝置，具體是一種帶座椅的助行機器人。

背景技術

助行機器人主要針對于年老，體質下降，視力下降但還有一定行動能力的老年人以及腿腳受傷正在康復過程中的人。這個群體需求一種具有輔助坐立，輔助行走，防摔倒，健康監測功能的機器。

近年來，世界各國在服務機器人領域進行了大量的研究，并取得了較大的成績。而其中，在助行機器人領域，也已經進行了一些研究。1999年，美國MIT研制了一種外形類似拐杖的個人移動和監測輔助系統(PAMM)，它帶有一個CCD攝像頭紅外線傳感器，具有自主導航的功能。它還具有力控制，語音控制及健康監測的功能。2005年，韓國的Koreapolytechnic?university研制了以個輔助行走機器人WAR，不僅具備了PAMM的各種功能，而且在機械結構方面做了一些改進，采用了滾珠絲桿的升降機構，使得老年人可以扶著扶手或趴在扶手上，機器人的升降機構就可以幫助老人站起來，這對于起坐不便的老年人是非常友好的。2006年，日本的Waseda?university研制了一個walking?assist?machine.它采用了液壓的升降機構。它的主要特點在于能夠感知人的左手和右手對機器人得人壓力，并做出主動平衡的調整。

通過對現有技術文獻進行檢索發現，專利號為200810150388.8的中國專利介紹了一種福利友好的助行機器人，它以扶手桿兩端的滑覺，壓力傳感器來感知老年人的動態及是否有摔跤傾向，以DSP控制器來處理各種信息及對驅動系統發出指令，驅動系統作為執行器來改變機器人的運動狀態對老年人進行友好輔助。其不足在于：上述系統高低不可自動調節，沒有助力的功能，沒有考慮到老年人的體質，使用者還得耗費大量的體能，所以不足以滿足助老助殘的要求。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種帶座椅的助行機器人，當使用者伏在扶手上時，所述機器人可以將人撐起，減少使用者起立時對腿腳的壓力；當扶手往后靠時正好可以成為靠背，使得使用者在走累的時候能舒適的休息。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：助行機架、升降機構、傳動機構和行走驅動機構，其中：升降機構和傳動機構分別固定在機架上，行走驅動機構固定在助行機架的下端。

所述的升降機構包括：連桿、滾珠絲桿和絲桿驅動電機，其中：滾珠絲桿固定設置于助行機架上，連桿與滾珠絲桿活動連接，絲桿驅動電機與滾珠絲桿固定連接并帶動滾珠絲桿的上下運動。

所述的傳動機構包括：控制扶手、傳動框、座椅和渦輪蝸桿減速電機，其中：傳動框固定設置于助行機架上，控制扶手與傳動框鉸接，座椅和渦輪蝸桿減速電機分別固定設置在助行機架上，渦輪蝸桿減速電機與傳動框連接。

所述的傳動框為平行四邊形結構。

所述的傳動機構是一個平行四邊行機構，隨時保持面板的水平。需要變換時，渦輪蝸桿減速電機驅動傳動框即可，結構非常簡單。在前后兩個目的位置安裝有兩個機械卡位，機械卡位上安裝限位開關。機械卡位的作用是承受力，而限位開關則作為電機停止及動作的信號源。

所述的行走驅動機構包括：后支撐腿、行走驅動電機、第一錐齒輪、第二錐齒輪、第一同步帶輪、同步帶、第二同步帶輪、軸承座、齒輪箱、轉向輪和驅動輪，其中：行走驅動電機固定在齒輪箱上并與后支撐腿固定連接，后支撐腿固定設置于助行機架的后端，行走驅動電機的輸出軸與第一錐齒輪相連，第二錐齒輪和第一同步帶輪同軸固定并與第一錐齒輪相嚙合將電機的運動傳到第一同步帶輪，轉向輪活動設置于助行機架的前端下方，驅動輪與第二同步帶輪同軸連接，第一同步帶輪經同步帶帶動第二同步帶輪并將行走驅動電機的動力輸出至驅動輪。

所述的轉向輪和驅動輪均為萬向輪，所述的驅動輪的直徑比轉向輪的直徑大50mm~100mm。

現有技術中滾珠絲杠作用力比較集中，不能達到車身升降平穩的要求；齒輪傳動比較小，對齒輪壓力過大，難以支撐起使用者的體重，因此本發明采用了這種絲桿與連桿聯合傳動的方式，絲桿傳動比大，傳動速度快，同時利用連桿機構，將絲桿上傳動出來的力平均的分配到機器人的四條腿上，從而可以實現平穩且快速的升降。座椅直接固定在機器人的車身上，而靠背則有雙重功能。當靠背往前翻時，作為靠背使用。當靠背往后翻時，則作為行走時的操控面板的扶手。