[发明专利]一种站立及转移辅助机器人及使用方法

说明书

本发明提供了一种站立及转移辅助机器人及使用方法，包括控制模块、抬升模块、移动模块、定位导航模块以及对接模块，所述定位导航模块采集环境信息，并将采集的环境信息发送至控制模块；控制模块根据所述环境信息规划移动路径，并控制移动模块根据移动路径运动；控制模块控制抬升模块按照设定的抬升轨迹进行抬升；对接模块对接使用者和机器人。本发明能够辅助使用者以一种接近正常人站立的方式站立起来，有助于使用者的腿部康复训练，同时具备结构小巧，使用简单，稳定性强的优点。

技术领域

本发明涉及医疗辅助康复设备领域，具体地，涉及一种站立及转移辅助机器人及使用方法。

背景技术

我国人口老龄化和残疾患者数量的增加给日常护理工作带来了巨大的负担。其中，对老年人和残疾人的转移和搬运是护理工作中尤为重要的一部分。由于年龄的增长或其他疾病导致的下肢肌力下降是老年人和残疾人出现站立和行走困难的主要原因。针对这类人群，通常需要两名或以上护理人员协作来完成搬运任务。长期从事这样大重量的搬运工作会造成护理人员腰部、肩部等位置的肌肉损伤。我国大部分护理人员都为女性，她们力量有限，在搬运过程中会出现重心不稳，左右晃动的情况，这极有可能对被搬运的患者造成二次伤害。使用机器代替人力来完成搬运工作是大势所趋。电动式移位机通过电机抬升和放下患者，能够有效，快速，安全，长距离的转移患者，这大大减轻了护理人员的工作负担，提高了护理效率，也提升了患者的生活质量。

公开号为CN109431719A的中国发明专利设计了一种电动移位机，通过吊兜将使用者兜住并通过垂直升降机构吊起和放下使用者。这种机构设计使用起来操作简单且适应性强。但由于在转移过程中，使用者始终被吊兜悬挂在空中，容易由于移位机的速度变化或地面不平等原因而产生晃动，让使用者产生紧张情绪。

公开号为CN108852764A的中国发明专利设计了一种用于转移老人和残疾人的帮扶机器人，

该发明采取站立式的转移方式转移使用者，通过电动推杆将使用者从坐姿转换到站姿，转移过程中使用者的脚始终踩在地面上，增强了使用者姿态的稳定性。

但该发明只是简单的将从人从臀部抬升起来，没有考虑抬升过程中人体的上身姿态，而人体自然站立过程是上下身协调完成的，使用者长期通过这种直上直下的方式辅助站立会导致他们忘记正常的站立方式，不利于使用者未来的康复训练。

Liu等人[1](Liu Y,Chen G,Liu J,et al,Biomimetic Design of a ChestCarrying Nursing-Care Ro-bot for Transfer Task.In:International Conference onRobotics and Biomimetics,pp.45-50,2018)设计了一种胸部支撑式的搬运机器人，该机器人的转运理念是通过模仿护理人员将病人从床上背起，病人将胸部倚靠在护理人员背上。Liu等人通过VICON相机采集了一个正常人将另一个正常人背起的过程中人体关键点(胸部，臀部，膝盖等部位)的轨迹曲线，并通过机器人的胸部支撑垫的角度和位置变化复现这一过程的轨迹，达到使机器人模仿护理人员背起病人动作的目的。但该机器人在转移过程中需要使用者保持爬在胸部支撑垫上的姿势，这种姿势会对被转移者的胸部产生巨大的压迫感，降低机器人的舒适性。

Park等人[2](Park C J,Park H S,Development of a piggyback-typetransfer assist system to assist caregivers with patients being unable tomove)设计了一种背驮式的转运设备，并通过有限元分析软件对转运设备的结构进行优化，最小化机器人抬升使用者过程中机器人转动关节的力矩，增强机器人的稳定性。但这种分析只是针对机器人本身的，缺少针对使用者本身在使用此类辅助设备过程中的生物力学分析和相应的优化设计，忽略了机器人在转移使用者过程中使用者的感受。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种站立及转移辅助机器人。