[发明专利]一种福利友好助行机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种服务型机器人，特别涉及一种用于老年人的福利友好助行机器人。

背景技术

世界各国普遍对服务机器人的研究非常重视，并取得了不菲的成果。1987年，英国人研制的康复机器人样机能使一个患有脑瘫的11岁男孩独立就餐。美国、加拿大和法国都相继生产了能在已知的环境中按操作要求从相应的物品架上抓取所需物品的服务机器人。2004年10月日本的SECOM公司发布了面向被护理人员的自助护理机器人“SECOM升降机”，可以帮助需护理人员独自从床上换乘到轮椅或从轮椅换乘到床上。

我国在服务机器人领域的研发起步较晚。1995年清华大学开发了一个七自由度移动式护理机器人，能在无人看护的情况下替患者完成取药、送水、翻书等工作。2003年8月，华南理工大学机器人研究室成功研制出了一张机器人护理病床。但总的来说，我国目前在服务机器人方面的产品仍然很少，与发达国家的服务机器人产业仍有较大的差距。

目前在服务机器人方面，还没有主要帮助老年人行走的机器人出现，国外关于智能轮椅的研究，主要针对对象是瘫痪的老年人和残疾人，对于有一定活动能力、只是体力较弱的老年人来说并不适用。人到老年，有其独特的生理和心理机制，并且随着年龄的增长，渴望行动自由和生活自理的愿望更加强烈。除身高、体重等基本体态特征变化明显之外，肌体的一些基本的体能特征也随之发生改变，各项指标呈下降趋势，导致人体运动机能的衰退现象显著。加之不同程度的视力减弱，“前庭功能”(即空间运动过程中维持身体平衡的能力)下降、应急反应时间延长、协调能力差等等原因，更是加大了老年人行动障碍的几率。资料显示，老年人摔倒有约53％的是由于行走或站立不稳定造成，而摔倒又是造成人体损伤，引发其它老年疾病的重要原因。可以预计，在不远的将来，老年人的护理将成为社会的一个重要负担，因此，设计与研发适宜于老年人使用的助行器具显得尤为重要。而老年人助行器的开发与设计刚刚开始，尚处于培育期。目前市场上已有的助行器均是针对偏瘫患者进行康复训练用的，并不适于老年人日常生活所用。真正为老年人量身定做的助行器种类少，生产厂家少，产品种类缺乏，现有产品的安全性与使用效果都很难达到老年人要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够帮助老年人和残疾人行走的福利友好服务机器人，具有对老年人的行走进行跟随和预防摔倒的特点。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种福利友好助行机器人，包括底座、底座下部的万向轮和驱动轮、连接底座的支架、以及支架上的扶手杆，所述底座上设置有电池，所述驱动轮设有驱动装置，该驱动装置受控于一个控制装置，控制装置的信号输入连接传感装置，其特征在于，所述控制装置包括一个设置在扶手杆中间的键盘、一个设置在电池上的基于DSP的控制器；所述传感装置包括对称设置在扶手杆两端上面的压力传感器、扶手杆两端上侧、前方和后方三个面上的滑觉传感器、设置在扶手杆中间后方的两个测距传感器，该两个测距传感器均为超声传感器，其中，左侧的传感器为第一路传感器；右侧的传感器为第二路传感器；第一路传感器的发射头或第二路传感器的发射头与相对另一路传感器的接收头可组成第三路超声波传感器；所述驱动装置为两个分别安装在左右驱动轮上的驱动电机；所述滑觉传感器通过采集人手在扶手杆两端的不同滑觉信号，结合测距传感器采集到的人体与机器人的距离变化，通过控制器对驱动电机转速进行PWM波调节，使驱动轮跟随人的快慢行走及转向；所述压力传感器通过采集人手在扶手杆一端的突发性单边压力信号，通过控制器对相反方向的驱动轮加速，相同方向的驱动轮减速，迅速左转或右转并制动，阻止侧摔。

上述方案中，所述传感装置还包括设置在底座下面的多个路况传感器，每个路况传感器均为红外传感器，通过控制器信号连接一个安装在底座电池一侧的报警器。

所述基于DSP的控制器包括一个与A/D转换器连接的信号调理电路，所述滑觉传感器和测距传感器通过A/D转换器输出两路滑觉信号和三路测距信号连接一个行走判别模块；压力传感器通过A/D转换器输出两路压力信号连接一个摔倒判别模块；路况传感器通过A/D转换器输出多路路况信号连接一个路况判别模块；路况判别模块的信号输出连接报警器；行走判别模块、摔倒判别模块的输出连接一个电机控制模块，该电机控制模块输出两路控制信号分别连接左、右驱动电机。