本實用新型涉及醫療和服務機器人領域，尤其是涉及一種含可變形態機械臂的搬運和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人。

背景技術：

超重和肥胖癥的日益增加使得肥胖病人的入院數和手術需求也增多。這些患者的日常活動及醫療照顧需要醫護人員付出顯著的時間和體力，也增加了醫護人員的背部肌肉骨骼及脊椎神經系統受傷的風險。現在市面上病人抱抬移載裝置占空間大，其安裝運用不僅需要改變病房建筑結構，還易造成病人和醫護人員摔倒，其操作復雜且浪費醫護人員時間。且在手術后，人為搬運病人還會增加病人痛苦，導致傷口裂開。

技術實現要素：

本實用新型為了克服現有技術的不足，提供一種可安全搬運病人，提高病人舒適度，減輕醫護人員工作量，含可變形態機械臂的搬運和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種含可變形態機械臂的搬運和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人，包括可抱抬病人的支撐面、驅動底座及聯動裝置；所述驅動底座包括底座本體和至少3個可上下移動設于底座本體上的垂直線性驅動器；所述支撐面包括至少兩個側面依次可轉動連接的機械臂；所述機械臂的頭端均通過聯動裝置活動連接于垂直線性驅動器上，進而在垂直線性驅動器上下移 動時，能帶動不同機械臂上下移動調節機械臂之間的角度和高度。本實用新型可代替醫護人員搬運病人，尤其適用于肥胖病人的適用，進而減輕醫護人員的負擔。本實用新型通過垂直線性驅動器上下移動，進而可帶動不同的機械臂移動，實現對機械臂之間的角度調節；可根據病人的需求移動機械臂，保證病人的舒適度，防止病人傷口裂開，有利于病人健康；同時本實用新型也不僅限于病人的搬運，還可用于對其他物品的搬運，抱抬的重量高達500磅。

進一步地，所述機械臂的末端可轉動連接用于固定病人的折疊裝置。在機械臂搬運病人或者物品時，可向上翻轉折疊裝置，進而可安全的固定住被抬升的病人或者物品。

進一步地，所述折疊裝置和/或機械臂上設有可防止折疊裝置和/或機械臂與病人皮膚之間打滑的傳送帶裝置。更加容易抱抬病人。

進一步地，所述傳送帶裝置表面設有親膚層。提高患者的舒適性。

進一步地，所述支撐面兩側設有可支撐病人腿部和頸部的延長板。提高患者的舒適性。

進一步地，所述底座本體包括數量大于等于垂直線性驅動器的豎桿，每一垂直線性驅動器可上下移動地設于一豎桿上。

進一步地，所述底座本體上設有可水平展開的底座驅動軌，底座驅動軌連接麥克拉姆輪。

進一步地，還包括一連接驅動底座的控制器。可通過控制器控制醫療機器人移動和抱抬病人,使用方便。

進一步地，所述機械臂兩端可拆卸連接有用于固定病人的安全 帶。可防止病人摔落。

綜上所述，本實用新型通過機械臂的移動調整抬抱和移動病人時的角度和高度，進而提高病人舒適度，減輕醫護人員工作量。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖一；

圖2為本實用新型的使用狀態圖一；

圖3a為本實用新型的支撐面與垂直線性驅動器連接示意圖；

圖3b為本實用新型的支撐面結構示意圖一；

圖3c為本實用新型的支撐面結構示意圖二；

圖3d為本實用新型的機械臂與折疊裝置結構示意圖一；

圖3e為本實用新型的機械臂與折疊裝置結構示意圖二；

圖4a為本實用新型的聯動裝置與驅動底座連接示意圖一；

圖4b為本實用新型的聯動裝置與驅動底座連接示意圖二；

圖5a為本實用新型的使用狀態圖二；

圖5b-1、5b-2、5b-3及5b-4為本實用新型的機械臂在不同折疊狀態下的主視圖；

圖5c-1、5c-2、5c-3及5c-4為本實用新型的機械臂在不同折疊狀態下的后視圖；

圖6為本實用新型使用狀態圖三；

圖7a為本實用新型的結構示意圖二；

圖7b為本實用新型的使用狀態圖四；

圖8為本實用新型的部分結構示意圖；

圖9為本實用新型與后臺系統連接的方框圖；

圖10為本實用新型的操作系統結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好的理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。

本實用新型的一種含可變形態機械臂的搬運和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人，屬于醫療和服務機器人，是一種具有自主驅動單元、靈巧操縱機械臂的機器人，能夠在適當操控下將病人從病床上抱起和移載的移動醫療機器人。該醫療機器人含有可變形態的機械臂以適應環境與護理操作的需要。

本實用新型所述機器人是用于醫療機構中服務病人。該醫療機器人可在醫療人員的操作或協助下服務病人和在醫院中穿梭運載物品。該機器人還具備適用于醫院空間的全向移動驅動底座、良好的人機交互界面和足以抱抬重達500磅病人的柔性的機械臂。

如圖1-10所示，一種含可變形態機械臂的搬運和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人，其核心部分包括：支撐面、驅動底座200、聯動裝置350及控制器600。控制器600連接驅動底座200。所述支撐面可抱抬病人500，所述支撐面包括至少兩個側面依次可轉動連接的機械臂300。

所述驅動底座200包括底座本體400和至少3個垂直線性驅動器210,垂直線性驅動器210可上下移動設于底座本體400上。所述底座 本體400包括數量大于等于垂直線性驅動器210的豎桿220，每一垂直線性驅動器210可上下移動地設于一豎桿220上。垂直線性驅動器210擁有特殊機制，可以服務于超重病人500，比如把病人500從病床移動到輪椅650，如圖7b所示。

具體的，所述機械臂300可放置于與病床上的病人500平行的位置并伸展到病人500身下來抱抬病人500。所述機械臂300的頭端均通過聯動裝置350與垂直線性驅動器210活動連接。在垂直線性驅動器210上下移動時，能通過聯動裝置350帶動不同的機械臂300也上下移動，進而調節機械臂300之間的角度和機械臂300的高度。通過垂直線性驅動器210相對位置的變化實現機械臂300的高低和角度調整。所述機械臂300的末端可轉動連接折疊裝置310，所述折疊裝置310可拆卸連接所述機械臂300，進而方便折疊裝置的更換。折疊裝置310打開時，可方便將病人沿折疊裝置310移入機械臂300，然后再轉動折疊裝置310至垂直機械臂300表面，進而可固定病人500，防止病人500滑落。再者，為了進一步提高病人在機械臂300上的穩定性，于是所述機械臂300兩端可拆卸連接有安全帶550，該安全帶550可用于固定病人500，進一步防止病人500從醫療機器人上摔落，該安全帶550足夠寬和結實。

優選地，所述折疊裝置310和機械臂300上設有傳送帶裝置320，傳送帶裝置320可防止折疊裝置310、機械臂300與病人500皮膚之間打滑，且有助于病人500移入機械臂300。當然在其他實施例中，所述傳送帶裝置320可只設于折疊裝置310或者機械臂300上。為了 提高病人500的舒適性，所述傳送帶裝置320表面設有親膚層，該親膚層由親膚材料制成。再者，所述支撐面兩側設有延長板330，該延長板330可使支撐面伸展出更大的面積來支撐病人500的腿部和頸部。且該延長板330連接于位于支撐面兩側的機械臂300上。

為了提高機器人的穩定性，于是所述底座本體400上設有底座驅動軌，底座驅動軌可水平展開，底座驅動軌連接麥克拉姆輪410，可實現全向移動。底座驅動軌可展開使占地面積更大從而在執行抱抬移載任務時提高機器人的穩定性。

而控制驅動底座200的為一個控制器600，通過推動操作桿622的前后左右，實現醫療機器人100同方向的移動。旋轉操作桿610實現機器人的轉向，再通過定位開關621直觀選取機械臂300位置，控制該位置的垂直線性驅動驅動器210來實現機械臂300的高度和角度調節。該機械臂300還可以設計成可形變結構，及該機械臂300還可以依具體任務而實現結構形狀可調節以便適應不同環境操控的要求，其機械臂300可以變寬和收起來而不干擾其他系統功能。

此外，還包括一個人機交互界面，即顯示器，該顯示器連接控制器。除通過推動操作桿622和旋轉操作桿610進行控制外，在其他情況下，還可通過語音控制軟件來識別使用者的語音指令。還有另一種控制方法，即通過添加觸覺反饋是操作者直接通過接觸引導機器人手臂到達需要的位置。實現對機器人的語音、視覺及觸覺控制的功能。

移動和抱抬肥胖癥病人的醫療機器人的應用可以有效地減少醫護人員的工作量，提高工作效率。尤其是在肥胖病人做手術期間更需 要幫助，以及在術后的監護過程也需要此類醫療機器人的支持。醫療機器人100通過模仿人類，逼真的外形和動作，將電子和機械組合起的由電腦或電子編程控制而實現，醫療機器人可以讓用戶感到他有自己的尊嚴、意識和力量。而旨在和醫護人員及病人500一起工作的醫療機器人500具備極高的與人協作的能力和操作安全性，這不僅保障了病人500抱抬和移動的安全性而且大大節省了醫護人員900的操作時間和精力。

醫療機器人100幫助醫護人員900抱抬及醫院貨物運載移動重物，從而降低醫護人員背痛或背部受傷的風險。該醫療機器人100還具有如下特征與功能：將超重病人在醫院狹小空間內安全移動，代替電動輪椅；為病人和醫生互動；不需太多準備時間很便于操作地與護士安全地互動；可以完成醫院內物流運載。

所述醫療機器人100通過語音操控或控制器600操控接近病床，然后緩慢延伸機械臂300至病人500身下。機械臂300向前移動的速度取決于傳送帶裝置320反響移動的速度，這樣可消除機械臂300和病人500之間滑動，使得機械臂300更容易置于病人500身下并使病人500更舒適。

垂直線性驅動器210可以為機械臂300抬升重物提供足夠的動力。機械臂300為楔形，上半部完整覆蓋有柔軟的傳送帶裝置320。當機械臂300完全置于病人500身下時，機械臂300兩外側會延伸出平滑的延長板330，從而更好地支撐病人500的頸部以上和腿部。機械臂300的頭端有一個像關節一樣的折疊裝置310；圖3d顯示了折 疊裝置310放平時和機械臂300保持平行時的狀態。圖3e顯示了折疊裝置310收起時可以安全的固定住被抱抬的病人500的狀態。該折疊裝置在需要時也可使機械臂300更易置于病人500身下：在機械臂300向前推進時，該垂直線性驅動器210通過上下扭動更好地像護士一樣試探病人500，更容易的向前推進。

聯動裝置350可通過最少的垂直線性驅動器210提供有力、安全、靈活地抬升和位置變換。垂直線性驅動器210提供足夠的動力抬升重物，并有足夠的靈敏度來避免傷害到病人500。該醫療機器人100采用柔性的垂直線性驅動器210來實時控制輸出力從而提供極高的安全性，垂直線性驅動器210的使用還可提高電池效率。多個線性驅動器210上下移動引起位置的相對變化，從而控制機械臂300的位置和角度。

驅動底座200占地面積小、可全方向移動。底座本體安裝有四個獨立驅動的麥克拉姆輪410，使得驅動底座200可以在狹小空間內自由的全向移動。底座驅動軌可以展開，從而使驅動底座面積更大而提高穩定性，并更易接近輪椅或其他病人需要去的目的地，驅動底座采用了零力矩點控制提升。

控制器600由兩部分構成：操作底座本體400的部分和操作機械臂300的部分。控制器600整體安裝于底座本體400上。為了便于操作，控制器600上的位置選擇開關621在形狀、位置上完全對應于實際的雙臂。撥動該開關610上的杠桿可對應移動機械臂的位置。上下移動推動操作桿622可讓機械臂300在保持同樣角度的情況下上下移 動。推動操作桿622的前后左右實現醫療機器人100同方向的移動；旋轉操作桿610實現醫療機器人100的轉向。控制器600可整體從底座本體400上取下，這使得操作者可在一定距離外控制機器人，甚至病人600可以自己操作機器人。機器人通過控制器來控制。在其他情況下，還可通過語音控制軟件來識別使用者的語音指令。還有另一種控制方法，即通過添加觸覺反饋是操作者直接通過接觸引導機器人手臂到達需要的位置。

圖2和圖5a示范了本實用新型運用機械臂300抬升肥胖癥病人，以及垂直線性驅動器210上下移動引起位置變化，從而控制機械臂300位置和角度的過程。

圖3b、3c、3d及3e示范了本實用新型機械臂300與折疊裝置310、傳送帶裝置320及延長板的330連接關系。

圖3a示范了機械臂300與垂直線性驅動器的210連接關系。

圖5b-1、5b-2、5b-3、5b-4、5c-1、5c-2、5c-3及5c-4示范了機械臂300不同角度調整時，機械臂300與垂直線性驅動器210的位置關系，包括仰臥、微仰、倚靠和坐直等狀態，以及底座驅動軌展開和收縮時的狀態。

圖6是本實用新型使用時裝上安全帶550后的使用狀態。

從圖6和圖7a中可以看出底座驅動軌可展開和收縮，而所述機械臂300可上下移動，且圖7a為醫療機器人100將病人500搬運至輪椅650的過程。

從圖8中能看出控制器600的安裝位置和控制器600放大后的詳 細結構。

如圖9展示了本實用新型與后臺系統連接形成系統架構800，在本實施例中，醫護人員900可以用控制器操縱醫療機器人100。在其他實施例中，病人500可能需要通過語音命令814或控制器600對醫療機器人100進行控制。在一些實施方案中，醫學專業人員可發射指示醫療機器人100接近和抱抬病人500。

在本實施例中，醫療機器人100連接第三方系統，例如醫院后勤管理系統，實時控制OS和傳感器采集的有效整合。醫療機器人100的主控制子系統810包括一個系統監視模塊811，一個直接控制模塊812以及協同控制模塊813。在本實施例中，醫療機器人100通過控制器600直接控制。在其他實施例中，醫療機器人100可以利用語音識別軟件以識別醫護人員900的語音命令。語音識別系統可以在醫護人員900的請求下讓醫療機器人100開始工作。在其他實施例中，醫護人員900引導，并通過調整機械臂300到所需位置內置觸覺反饋控制。

圖10示出本醫療機器人100的控制器600的操控系統700。所述操控系統700包括處理器702、網絡模塊712、輸入/輸出接口模710、主存儲器706、ROM(只讀存儲器)704、輔助存儲器708及CD-ROM存儲器714。且所述網絡模塊712、輸入/輸出接口模塊710、主存儲器706、ROM(只讀存儲器)704、輔助存儲器708及CD-ROM存儲器714均連接所述多處理器702。

顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不 是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本實用新型保護的范圍。