[發明專利]一種輪椅式移動雙臂協作機器人

有效

• 申請號: 202111156195.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113876501B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李世其;李肖;韓可;賀平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10;A61G5/12;B25J9/00;B25J9/04;B25J9/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;尚威

本發明屬于機器人技術領域，并具體公開了一種輪椅式移動雙臂協作機器人，其包括支持組件、移動組件、操作組件和智能控制單元，支持組件包括支架和在支架上的底座，底座上活動安裝靠背；移動組件安裝在支架下端；操作組件包括固定在靠背兩側的一對多自由度機械臂，日常狀態時，兩個機械臂末端位于底座以作為扶手；移動狀態時，兩個機械臂末端連接并位于靠背前側，以作為安全帶；操作狀態時，機械臂末端與夾具連接，以實現輔助服務；平躺狀態時，兩個機械臂末端連接并位于靠背后側，配合靠背翻倒，實現對靠背的支撐；智能控制單元用于控制移動組件和操作組件。本發明機器人可適應老人不同狀態時的需求，為老人提供更多服務并保障其安全。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，更具體地，涉及一種輪椅式移動雙臂協作機器人。

背景技術

目前，世界人口老齡化問題日益嚴重，老齡人口的比例不斷增加，生育率不斷下降。人口老齡化帶來的直接問題便是老年人的監護和贍養問題，由于社會壓力的逐步增大，老人“空巢率”越發提高。為了幫助“空巢老人”及行動不便者，提高他們的生活質量，各種各樣的助老、助殘裝置應運而生。

相關技術人員已經對助老、助殘裝置做了一些研究。專利CN108670595A公開了一種多功能輪椅，包含輪椅本體、機械手臂及功能組件，其中包含具有顯示屏組件座的功能組件安裝在機械手臂上，用戶可利用顯示屏進行導航、娛樂等操作，且組件座的背面可作為置物平臺或取物托盤，機械手臂以及功能組件可折疊。此多功能輪椅可以為老年人完成一些簡單的操作，提高老年人的獨立能力，但并不能夠控制機械手幫助老年人抓取物體。專利CN110974562A公開了一種便老式的智能輪椅，包括有切換機構、設置在切換機構中的底盤、設置在底盤兩側的同步履帶輪、連接在底盤上的椅子、設置在椅子兩側的箱體、椅子前端連接有腳踏板，其左箱體中設有用于物體抓取的機械手，右箱體設有血氧心率模塊、LCD屏對老年人的身體情況進行監測和顯示。此便老式的智能輪椅具有移動方式的切換、機械臂的抓取、身體健康監測功能，但并不能實現諸如喂飯、穿衣等復雜的靈巧操作，也不能夠保證輪椅使用過程中的安全性。因此，為了更好地滿足老年人日常生活的需求，提高老年人的生活質量，開發一種能夠為老年人提供更多服務的機器人十分必要。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種輪椅式移動雙臂協作機器人，其目的在于，通過兩個多自由度機械臂的靈活性協同工作，適應老人對于日常、移動、操作和平躺狀態時的需求，為老人提供更多服務并保障其安全。

為實現上述目的，本發明提出了一種輪椅式移動雙臂協作機器人，包括支持組件、移動組件、操作組件和智能控制單元，其中：

所述支持組件包括支架和固定在該支架上的底座，所述底座上活動安裝有靠背；所述移動組件安裝在所述支架下端，用于帶動整個機器人運動；

所述操作組件包括固定在所述靠背兩側的一對多自由度機械臂，其具有四種狀態：日常狀態時，兩個機械臂末端均位于底座上，以作為兩側扶手；移動狀態時，兩個機械臂末端連接并位于靠背前側，以作為安全帶；操作狀態時，機械臂末端與夾具連接，以實現輔助服務；平躺狀態時，兩個機械臂末端連接并位于靠背后側，配合靠背翻倒，實現對靠背的支撐；

所述智能控制單元用于控制所述移動組件和操作組件運動。

作為進一步優選的，所述智能控制單元包括傳感器和微型計算機，所述傳感器用于獲取周圍環境信息及人體信息，所述微型計算機用于接收并處理所述傳感器信息，進而控制移動組件和操作組件運動。

作為進一步優選的，所述傳感器包括電子皮膚，其貼附在多自由度機械臂表面，用于檢測機械臂表面受力。

作為進一步優選的，所述傳感器包括RGBD深度相機，其安裝在多自由度機械臂末端，用于采集人體狀態信息及周圍環境信息。

作為進一步優選的，所述傳感器包括激光雷達，該激光雷達用于為機器人進行定位導航；所述RGBD深度相機還安裝在所述支架前后兩側，用于檢測周圍環境并輔助定位導航。