[发明专利]一种护理机器人

说明书

本发明提供了一种护理机器人，包括：底盘、主体部、两个机械手臂、腰部关节和头部，主体部设有主控装置；机械手臂设有用于控制肩部关节左右张开、大臂部摆动和自转、小臂部摆动和自转以及仿生手掌运动的六个旋转装置，每一旋转装置均包括手臂伺服电机和与手臂伺服电机一一对应的手臂伺服控制器，主控装置通讯连接手臂伺服控制器并控制机械手臂各个部位的动作；腰部关节设有用于控制主体部进行回转运动和俯仰运动的腰部控制装置，腰部控制装置设有两个腰部伺服电机和与两个腰部伺服电机一一对应的腰部伺服控制器，主控装置通讯连接腰部伺服控制器并控制主体部的动作。本发明具有结构紧凑、承载能力强、多个自由度控制精度高、安全性能高等优点。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种可以进行抱人动作的护理机器人。

背景技术

随着人口老龄化的加重，医护人员越来越紧缺。在护理过程中，需要经常转移病人，例如将卧床不起的病人抱起后从床上转移至轮椅，这个过程需要医护人员有较大的力气，甚至需要多人合作，服务这些老年病人需要巨大的时间和精力，这个过程不仅严重影响到护理人员的工作状态，也直接影响到对病人的服务质量，在医院护理方面，人力资源越来越紧张，特别是面对越来越多的病人时已显得力不从心。因此，护理机器人的发展成了必然。

中国专利申请2017109094101公开了一种宽度可调节的自收回护理机器人用抱人柔臂机构，包括电机、涡轮、蜗杆、左线轮、左调节滑块、左固定导轨、涡轮固定轴、左线轮轴、左牵引绳导向轮、左同步带轮、左牵引绳、左侧限位块、同步带、第一同步齿轮、第二同步齿轮、传动轴、右同步带轮、右线轮、右调节滑块、右固定导轨、右线轮轴、右牵引绳导向轮、右牵引绳、右侧限位块、胸靠、左弹簧板、柔臂限位压块和右弹簧板。该技术方案存在运动精度低、无法完成抱人后的转移动作等缺陷。

其中，机器人在抱人过程中很难分辨例如桌子等障碍物，容易发生碰撞现象，并且机器人在抱人过程中还存在与人接触过程的作用力过大、抱人姿态不对、放置病人至轮椅等的位置偏差等难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种运动控制精度高的护理机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体是：

一种护理机器人，包括：全向移动底盘、设在底盘上的腰部关节、通过腰部关节设置在底盘上的主体部、设在主体部两侧的两个机械手臂和设在主体部上方的头部，机械手臂包括肩部关节、大臂部、肘部关节、小臂部、腕部关节和仿生手掌；其中，主体部设有主控装置；

机械手臂设有用于控制肩部关节左右张开、大臂部摆动和自转、小臂部摆动和自转以及仿生手掌运动的六个旋转装置，每一旋转装置均包括手臂伺服电机和与手臂伺服电机一一对应的手臂伺服控制器，主控装置通讯连接手臂伺服控制器并控制机械手臂各部位的动作；

腰部关节设有用于控制主体部进行回转运动和俯仰运动的腰部控制装置，腰部控制装置设有两个腰部伺服电机和与两个腰部伺服电机一一对应的腰部伺服控制器，主控装置通讯连接腰部伺服控制器并控制主体部的动作；

底盘设有用于实时定位导航的激光雷达，主控装置控制连接激光雷达并控制底盘移动至指定位置。

本发明中的主控装置和机械手臂的六个旋转装置中的手臂伺服控制器通讯连接，进一步控制六个旋转装置中的手臂伺服电机的旋转，以实现机械手臂六自由度的独立转动，进一步完成肩部关节左右张开、大臂部摆动和自转、小臂部摆动和自转以及仿生手掌运动的一系列动作。

进一步的，主控装置和腰部关节的两个腰部伺服控制器通讯连接，以控制两个腰部伺服电机的工作，进而实现通过腰部关节控制主体部的回转运动和/或俯仰运动。

主控装置还与底盘上的激光雷达控制连接，以实现驱动底盘到达指定位置，具体的，底盘设有多个全向移动轮，例如设置四个全向移动轮，其中全向移动轮可以采用麦克纳姆轮，以进行底盘的移动与定位。