[發(fā)明專利]一種站立及轉(zhuǎn)移輔助機器人及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110291284.4
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112932862B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王景川;吳銳凱;謝宇輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61G7/10
• 分類號: A61G7/10;A61H3/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種站立及轉(zhuǎn)移輔助機器人及使用方法，包括控制模塊、抬升模塊、移動模塊、定位導航模塊以及對接模塊，所述定位導航模塊采集環(huán)境信息，并將采集的環(huán)境信息發(fā)送至控制模塊；控制模塊根據(jù)所述環(huán)境信息規(guī)劃移動路徑，并控制移動模塊根據(jù)移動路徑運動；控制模塊控制抬升模塊按照設(shè)定的抬升軌跡進行抬升；對接模塊對接使用者和機器人。本發(fā)明能夠輔助使用者以一種接近正常人站立的方式站立起來，有助于使用者的腿部康復訓練，同時具備結(jié)構(gòu)小巧，使用簡單，穩(wěn)定性強的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療輔助康復設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種站立及轉(zhuǎn)移輔助機器人及使用方法。

背景技術(shù)

我國人口老齡化和殘疾患者數(shù)量的增加給日常護理工作帶來了巨大的負擔。其中，對老年人和殘疾人的轉(zhuǎn)移和搬運是護理工作中尤為重要的一部分。由于年齡的增長或其他疾病導致的下肢肌力下降是老年人和殘疾人出現(xiàn)站立和行走困難的主要原因。針對這類人群，通常需要兩名或以上護理人員協(xié)作來完成搬運任務(wù)。長期從事這樣大重量的搬運工作會造成護理人員腰部、肩部等位置的肌肉損傷。我國大部分護理人員都為女性，她們力量有限，在搬運過程中會出現(xiàn)重心不穩(wěn)，左右晃動的情況，這極有可能對被搬運的患者造成二次傷害。使用機器代替人力來完成搬運工作是大勢所趨。電動式移位機通過電機抬升和放下患者，能夠有效，快速，安全，長距離的轉(zhuǎn)移患者，這大大減輕了護理人員的工作負擔，提高了護理效率，也提升了患者的生活質(zhì)量。

公開號為CN109431719A的中國發(fā)明專利設(shè)計了一種電動移位機，通過吊兜將使用者兜住并通過垂直升降機構(gòu)吊起和放下使用者。這種機構(gòu)設(shè)計使用起來操作簡單且適應(yīng)性強。但由于在轉(zhuǎn)移過程中，使用者始終被吊兜懸掛在空中，容易由于移位機的速度變化或地面不平等原因而產(chǎn)生晃動，讓使用者產(chǎn)生緊張情緒。

公開號為CN108852764A的中國發(fā)明專利設(shè)計了一種用于轉(zhuǎn)移老人和殘疾人的幫扶機器人，

該發(fā)明采取站立式的轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)移使用者，通過電動推桿將使用者從坐姿轉(zhuǎn)換到站姿，轉(zhuǎn)移過程中使用者的腳始終踩在地面上，增強了使用者姿態(tài)的穩(wěn)定性。

但該發(fā)明只是簡單的將從人從臀部抬升起來，沒有考慮抬升過程中人體的上身姿態(tài)，而人體自然站立過程是上下身協(xié)調(diào)完成的，使用者長期通過這種直上直下的方式輔助站立會導致他們忘記正常的站立方式，不利于使用者未來的康復訓練。

Liu等人[1](Liu Y,Chen G,Liu J,et al,Biomimetic Design of a ChestCarrying Nursing-Care Ro-bot for Transfer Task.In:International Conference onRobotics and Biomimetics,pp.45-50,2018)設(shè)計了一種胸部支撐式的搬運機器人，該機器人的轉(zhuǎn)運理念是通過模仿護理人員將病人從床上背起，病人將胸部倚靠在護理人員背上。Liu等人通過VICON相機采集了一個正常人將另一個正常人背起的過程中人體關(guān)鍵點(胸部，臀部，膝蓋等部位)的軌跡曲線，并通過機器人的胸部支撐墊的角度和位置變化復現(xiàn)這一過程的軌跡，達到使機器人模仿護理人員背起病人動作的目的。但該機器人在轉(zhuǎn)移過程中需要使用者保持爬在胸部支撐墊上的姿勢，這種姿勢會對被轉(zhuǎn)移者的胸部產(chǎn)生巨大的壓迫感，降低機器人的舒適性。

Park等人[2](Park C J,Park H S,Development of a piggyback-typetransfer assist system to assist caregivers with patients being unable tomove)設(shè)計了一種背馱式的轉(zhuǎn)運設(shè)備，并通過有限元分析軟件對轉(zhuǎn)運設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，最小化機器人抬升使用者過程中機器人轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的力矩，增強機器人的穩(wěn)定性。但這種分析只是針對機器人本身的，缺少針對使用者本身在使用此類輔助設(shè)備過程中的生物力學分析和相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，忽略了機器人在轉(zhuǎn)移使用者過程中使用者的感受。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種站立及轉(zhuǎn)移輔助機器人。