[发明专利]一种人体姿态变换机器人

说明书

本发明一种人体姿态变换机器人，包括机架、姿态变换装置、动力装置、移动装置和方向控制装置；所述姿态变换装置安装在机架的中部；动力装置安装在机架的后部，为姿态变换装置提供动力；移动装置安装在机架的下部，用于机器人的行走；方向控制装置安装在机架的前端，用于控制机器人的行走方向；所述动力装置包括动力车导轨、动力车、推杆连接轴、左电动推杆、右电动推杆、前电磁铁、后电磁铁、铁制的前限位块和铁制的后限位块。该机器人通过姿态变换装置各个部件的相互配合实现站姿、坐姿和躺姿之间的切换，能够满足不同需求。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是一种人体姿态变换机器人。

背景技术

随着我国社会老龄化现象日益明显，失能和半失能老年人数量持续增加，对于这些人员的照护也是社会和家庭面临的一大问题。研究表明长时间端坐在轮椅上会引起腹部肌肉松弛、静脉压力增大、脊柱不正常弯曲等问题，还会对呼吸、消化等器官功能造成损害；而长期卧床也会引起心脏功能衰退、血液循环迟缓、肌肉组织松驰等问题，病患也很容易产生精神抑郁，引发社会问题。从医疗护理的角度来看，如果经常变换身体的姿势，就可以有效缓解身体疲劳，降低肌肉负荷，促进全身血液循环并降低压疮等并发症产生的风险。特别是对于一些不能完全依靠自身支撑力完成坐、站、躺动作的半失能人员，设计一款能够变换人体姿态的机器人显得尤为重要。

苏州大学的芮进设计了一种具有平移功能的变形轮椅，可实现轮椅端坐、平躺和平移状态的切换；该变形轮椅缺少站立姿态的变换，而且腿部和后背分别设置动力，结构复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种人体姿态变换机器人。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：

一种人体姿态变换机器人，包括机架、姿态变换装置、动力装置、移动装置和方向控制装置；其特征在于，所述姿态变换装置安装在机架的中部；动力装置安装在机架的后部，为姿态变换装置提供动力；移动装置安装在机架的下部，用于机器人的行走；方向控制装置安装在机架的前端，用于控制机器人的行走方向；

所述动力装置包括动力车导轨、动力车、推杆连接轴、左电动推杆、右电动推杆、前电磁铁、后电磁铁、铁制的前限位块和铁制的后限位块；

所述动力车导轨位于机架的下方，动力车导轨的前端与机架固连；动力车的上部位于动力车导轨内，动力车的下部位于地面上，动力车能够沿着动力车导轨往复运动，通过动力车的往复运动实现机器人的姿态变换；动力车的两侧分别转动连接有推杆连接轴，左电动推杆和右电动推杆的缸筒底部分别与各自的推杆连接轴固连，两个电动推杆的伸缩轴的末端均与姿态变换装置的背板铰接；前限位块和后限位块分别安装在动力车导轨的前、后端，两个限位块能够在动力车导轨内上下往复运动；前电磁铁和后电磁铁分别位于各自的限位块的上方；电磁铁断电，使限位块与各自的动力车的限位槽配合，实现动力车与动力车导轨的相对固定。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发明采用动力车和电动推杆作为动力源，通过姿态变换装置各个部件的相互配合实现站姿、坐姿和躺姿之间的切换，能够满足不同需求；动力车同时也作为机器人行驶的动力源，减少了动力源的使用，结构简单，节省了成本，减小了总体重量，便于机器人移动，可适用于医院、养老院、家庭等场合。

(2)本发明主要依靠机械限位实现姿态之间的变换，即机架可以限制坐垫与腿板的运动范围，坐垫、靠背、腿板和连接杆相互铰接的铰接点之间的部分共同构成平行四边形结构，使靠背在坐姿、站姿两者之间切换时始终保持靠背垂直，使腿板在躺姿、坐姿两者之间切换时与靠背保持平行，同时能够实现腿板的无动力运动，提高了安全性，进一步简化了结构。

附图说明

图1为本发明一种实施例处于坐姿状态的结构示意图；

图2为本发明一种实施例一种角度的整体结构示意图；