[发明专利]一种智能调姿可移动的坐便机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种如厕辅助装置，属于智能机器人技术领域。

背景技术

如厕问题常常困扰着老人、下肢功能缺失，手术后卧床的患者或需要长时间输液的病人。此类人群除行动不便，不易走到卫生间如厕外，往往由于下肢力量不足，不易完成坐上便器和起身的动作，同时由于体质弱，在如厕过程中容易出现突发性晕厥，如果没有相应的监测及保护措施，往往发现不及时，并有可能会从便器上跌落造成二次伤害，严重者甚至危及生命。

发明专利申请文件CN 106236421A公开了一种电动移动坐便椅，在其后侧设置有立柱结构，并在其底架下方安装有驱动轮和转向轮，可通过控制器实现座椅沿立柱的升降及坐便椅的移动。但所公开的结构不能实现椅座倾角姿态的调整，并且由于使用的是普通差动轮作为驱动轮，不能实现坐便椅在平面内任意方向的移动。

发明专利CN 104337456 B公开了一种靠椅式智能辅助马桶座及其控制方法,它通过控制马桶座前后设置的四根伸缩杆的运动,实现座圈的向前上翻转和向后下方翻转的功能。所公开的马桶座不能移动，须配合固定的马桶使用；座圈的调整机构仅实现俯仰、升降两个自由度的运动，仅起到助起、助坐的作用。

发明专利CN 104783722 B公开了一种电动伸降助力坐便椅，通过前后三根电动升降杆及升降引导机构，可实现坐便椅的升降倾斜。同样坐便椅不能移动，座圈的姿态可调整的自由度有限，仅能够为使用者落座及起身提供助力。

由此，需要开发一种能够智能调整姿态并移动，同时能够提供健康监测和安全保护功能的如厕辅助装置。

发明内容

为了克服现有产品的不足，本发明提供了一种智能调姿移动坐便机器人，它可以实现室内环境中的全方向移动、通过调节座圈的高度和倾角，辅助使用者落座和起身，同时通过对使用者重心的监测，判断使用者的当前状态，如发现异常状况，及时发出危险求救信号，并能够通过调节座圈的姿态和坐便机器人的方位，平衡使用者的重心，从而避免使用者从坐便器上滑出摔倒。

本发明的技术方案如下：

一种坐便机器人，包括移动底盘、座椅、座椅支架、座圈、座圈调姿机构和控制器；其中，

所述移动底盘能够使得所述坐便机器人全方向移动；

所述座椅支架固定在移动底盘上，并连接所述座椅；

其特征在于，所述座圈调姿机构与座椅支架连接，并能够通过调节所述座圈的高度和倾角，辅助使用者落座和起身。

进一步地，所述坐便机器人还包括压力传感器，其能够采集到所述座圈受力变化情况，从而通过对使用者重心的监测，判断使用者的当前状态。

进一步地，所述移动底盘包括全向轮、驱动电机、轴承、电机驱动器和下底板；每个全向轮分别通过轴承与驱动电机连接；所述电机与电机驱动器，以及电机驱动器与控制器之间有电气连接。

进一步地，发现异常状况，所述坐便机器人能够及时发出危险求救信号，并能够通过调节座圈的姿态和坐便机器人的方位，平衡使用者的重心。

进一步地，所述座椅支架包括金属型材、碳纤维管、上端板、直线导向机构；

多根所述金属型材和碳纤维管的一端与移动底盘固定连接，另一端与上端板连接，形成封闭式支撑结构；

所述金属型材上安装有直线导向机构；所述直线导向机构由导轨及导轨滑块组成。

进一步地，所述座圈调姿结构由电机及其驱动器、同步带及带轮、丝杠及丝杠螺母、铰链、支撑杆、座圈、多个压力传感器、座圈姿态传感器组成；所述电机通过同步带传动，驱动与同步带轮连接的丝杠旋转，丝杠螺母通过连接件与导轨滑块固定连接，导轨滑块可以沿导轨作直线移动，电机与驱动器之间，驱动器与控制器之间有电气连接；所述丝杠与移动底盘和座椅支架的上端板通过轴承连接；所述支撑杆一端与丝杠螺母通过铰链连接，另一端通过铰链与铰链支座连接；所述压力传感器安装在铰链支座与座圈之间，与控制器有电气连接；所述座圈姿态传感器安装在座圈下平面，与控制器有电气连接。

进一步地，所述座椅包括便器、扶手，椅背，它们分别与座椅支架的上端板固定连接

进一步地，还包括定位导航装置，其能够创建室内地图并实现同步定位，实现从停放位置到使用者身边的全方向自主移动，并能够避让动、静态障碍物。

进一步地，所述定位导航装置包括超声传感器和/或红外传感器和激光雷达，它们与所述控制器之间有电气连接。

进一步地，所述超声传感器和/或红外传感器均布于坐便机器人的外壳下方；所述激光雷达放置于座椅支架的上端板的前端。