一种全自动护理系统及移位方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710415565.X (22)申请日 2017.06.05 (71)申请人 王政 地址 221018 江苏省徐州市云龙区新城区 龙域花园7-2-1101 (72)发明人 王政 (51)Int.Cl. A61G 7/14(2006.01) A61G 7/16(2006.01) (54)发明名称 一种全自动护理系统及移位方法 (57)摘要 本发明公开了一种全自动护理系统及移位 控制方法， 包括护理床 （1） 、 轮椅 （2） 、 机械臂 （3） 和背起装置 （4） ； 所述背。

2、起装置 （4） 安装在机械臂 （3） 上， 包括吊钩 （41） 、 抱紧装置 （42） 和拱背装置 （43） ； 移动护理对象时， 控制背起装置 （4） 像挖掘 机挖土一样运动， 抱紧装置 （42） 抱紧肩背部， 拱 背装置 （43） 托住腰腹部， 使护理对象趴伏在背起 装置 （4） 上， 在护理床 （1） 和轮椅 （2） 之间移动。 本 发明实现了直接作用于护理对象， 将其从护理床 到轮椅之间来回移动， 不需要护理人员施加外力 帮助。 一是降低了护理人员的劳动强度。 二是提 高了护理对象生活自理能力。 三是增强了护理安 全性。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 108969252 。

3、A 2018.12.11 CN 108969252 A 1.一种全自动护理系统， 包括护理床 （1） 、 轮椅 （2） 、 机械臂 （3） 和控制装置 （5） ， 其特征 在于， 还包括背起装置 （4） ； 所述背起装置 （4） 安装在机械臂 （3） 上， 包括吊钩 （41） 、 抱紧装置 （42） 和拱背装置 （43） ； 所述吊钩 （41） 包括吊柄 （411） 和两个钩体 （412） ， 钩体 （412） 固定安装在吊柄 （411） 两 端， 对称设置； 所述抱紧装置 （42） 固定安装在钩体 （412） 末端， 包括基座 （421） 和一对抱臂 （422） ； 抱臂 （422） 一端通。

4、过抱臂移位驱动机构安装在基座 （421） 两端， 可以沿基座 （421） 相向移动； 抱臂 （422） 另一端通过抱手回转驱动机构安装有抱手 （423） ， 抱手 （423） 可以向内侧旋转90度； 所述拱背装置 （43） 包括支架 （431） 和托辊 （432） ， 托辊 （432） 安装在支架 （431） 上； 支架 （431） 通过拱背回转驱动机构安装在基座 （421） 或钩体 （412） 上， 所述拱背装置 （43） 置于抱 臂 （422） 下方。 2.根据权利要求1所述的全自动护理系统， 将护理对象从护理床 （1） 移动至轮椅 （2） 时 其方法包括以下步骤： 第一步， 控制护理床 。

5、（1） ， 使平躺的护理对象身体呈坐姿状态； 第二步， 控制机械臂 （3） ， 使背起装置 （4） 移动至护理对象的正前方； 控制背起装置 （4） ， 使之贴近护理对象； 第三步， 控制护理床 （1） ， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置 （4） 上； 控制抱臂 （422） 从护理对象双侧腋下插向后背； 控制抱手 （423） 转动， 抱紧护理对象； 第四步， 控制托辊 （432） 靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置 （4） 逆时针转动， 背起护 理对象； 第五步， 控制机械臂 （3） 吊起护理对象移动至轮椅 （2） 上； 第六步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第七步， 。

6、控制背起装置 （4） 回归初始位置； 将护理对象从轮椅 （2） 移动至护理床 （1） 时方法包括以下步骤： 第一步， 控制轮椅 （2） 移动至初始位置并锁定； 第二步， 控制机械臂 （3） ， 使背起装置 （4） 移动至护理对象的正前方； 控制背起装置 （4） ， 使之贴近护理对象； 第三步， 控制轮椅 （2） ， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置 （4） 上； 控制抱臂 （422） 从 护理对象双侧腋下插向后背； 控制抱手 （423） 转动， 抱紧护理对象； 第四步， 控制托辊 （432） 靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置 （4） 逆时针转动， 背起护 理对象； 第五步， 控制护理床。

7、 （1） ， 使之处于便于护理对象坐立的状态； 第六步， 控制机械臂 （3） 吊起护理对象移动至护理床 （1） 上； 第七步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第八步， 控制背起装置 （4） 回归初始位置。 3.根据权利要求1所述的全自动护理系统， 其特征在于， 所述背起装置 （4） 还包括一对 托腿护板 （44） ， 所述托腿护板 （44） 通过腿托回转驱动机构安装在支架 （431） 上。 4.根据权利要求3所述的全自动护理系统， 其特征在于， 所述基座 （421） 上设置有软垫 层 （424） 。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 108969252 A 2 5.根据。

8、权利要求4所述的全自动护理系统， 其特征在于， 所述软垫层 （424） 为可控制的 充气气囊。 6.根据权利要求1、 3、 4、 5任一权利要求所述的全自动护理系统， 其特征在于， 所述护理 床 （1） 、 轮椅 （2） 和控制装置 （5） 为多组， 共用一个机械臂 （3） 。 7.根据权利要求6所述的全自动护理系统， 其特征在于， 所述控制装置 （5） 包括传感器 接口 （51） 、 显示器 （52） 、 控制器 （53） 和轮椅锁定及充电口 （54） ， 所述控制器 （53） 包括无线遥 控器。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 108969252 A 3 一种全自动护理系统及移位。

9、方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于全自动护理系统及移位方法， 属于护理设备及技术领域。 背景技术 0002 随着我国人口的加速老龄化， 生活自理能力缺失的失能老人群体持续扩大， 再加 上因交通事故、 疾病、 工伤等原因导致的肢体残障人士， 日常专业照料的需求量越来越大且 功能要求也越来越高。 在日常护理中， 护理床和轮椅是应用最广的医疗器械。 因日常活动的 需要， 护理对象经常要在床与椅之间转换移位。 目前， 市场上用于辅助移位的器械众多， 主 要采用吊、 撬、 抱和平移等移位方式， 通过机械力代替人力， 实现对护理对象的搬运， 可以部 分减轻护理人员负担。 0003 最常见的是天轨。

10、系统和移动式小吊车， 它们均采用吊式移位， 需要将护理对象置 于吊衣中， 通过电动吊机将其吊起， 再在护理人员的推动下， 移动到指定地点释放。 此种方 式最繁琐的操作是为护理对象穿吊衣， 特别是当护理对象坐在轮椅上时。 此外， 天轨系统需 要在天花板上安装特制轨道， 小吊车需要临时固定好底座支架和调整好吊机悬臂， 对使用 场景有一定的限制要求。 0004 较常见的是撬式移位机， 底座上安装有轮子， 机身上安装有撬臂或坐板， 使用时将 其置于护理对象的腋下或臀部下， 通过电动或人工的方式将护理对象倾斜撬起， 再移动到 指定地点释放。 此种方式对操作要求较高， 且操作前护理对象必须保持面向移位机的。

11、坐立 姿势， 当护理对象在床上时， 有时需要多个护理人员才能共同完成操作。 0005 抱式移位方式主要是近几年出现的类人机器人所采用的方式， 通过两个仿生手 臂， 模仿人工方式将护理对象平托抱起。 此种方式实现难度较大， 目前还需要人工辅助将护 理对象放置在机器人手臂上， 实用性、 可靠性和经济性还远远达不到市场要求。 0006 平移式移位机主要用于重度护理对象， 通常需要两名以上护理人员将护理对象在 平躺状态下以抬动、 滑动或滚动的方式进行转移， 不方便与普通轮椅对接。 0007 综上所述， 现有移位方式均无法实现移位过程的全自动化， 部分环节必须要护理 人员辅助操作， 有的操作过程还较为复。

12、杂， 使用场景还有诸多限制， 降低了使用体验， 特别 是护理对象自主实现移位的需求难以实现。 发明内容 0008 本发明目的在于提供一种用于全自动护理系统以及移位控制方法， 该系统能够实 现护理对象在床与椅之间的安全、 快速、 自动化移位。 0009 为实现上述目的， 本发明提供一种全自动护理系统， 包括护理床、 轮椅、 机械臂、 控 制装置和背起装置； 所述背起装置安装在机械臂上， 包括吊钩、 抱紧装置和拱背装置； 所述吊钩包括吊柄和两个钩体， 钩体固定安装在吊柄两端， 对称设置， 吊柄及两个钩体 形成一个能容纳人肩部和头部的空间； 所述抱紧装置固定安装在钩体末端， 包括基座和一对抱臂； 抱。

13、臂一端通过抱臂移位驱 说 明 书 1/5 页 4 CN 108969252 A 4 动机构安装在基座两端， 可以沿基座相向移动； 抱臂另一端通过抱手回转驱动机构安装有 抱手， 抱手可以向内侧旋转90度； 所述拱背装置包括支架和托辊， 托辊安装在支架上； 支架通过拱背回转驱动机构安装 在基座或钩体上， 所述拱背装置置于抱臂下方。 0010 吊柄安装在机械臂上， 通过控制装置控制机械臂， 像挖掘机的挖斗一样转动背起 装置， 抱紧装置从腋下抱紧护理对象的后背， 拱背装置从护理对象下腹部向上托， 从而将护 理对象背起。 0011 吊钩既是整个装置的承力机构， 也是护理对象的扶手。 0012 抱紧装置用。

14、于模拟人的手臂， 将护理对象抱紧在背起装置上。 基座是整个背起装 置承载连接机构， 模拟人的肩背部， 抱臂模拟人的双臂， 抱手模拟人的双手。 0013 拱背装置用于模拟人的腰臀部， 是护理对象的腹部和腿部支撑点， 背起护理对象 时模拟人的弯腰撅臀动作。 托辊安装在支架上， 可以随人体的运动而滚动。 托辊的数量可以 根据实际需要调整定制， 保证舒适性。 0014 上述全自动护理系统， 移位方法包括将护理对象从护理床移动至轮椅以及从轮椅 移动至护理床； 将护理对象从护理床移动至轮椅的方法包括以下步骤： 第一步， 控制护理床， 使平躺的护理对象身体呈坐姿状态； 第二步， 控制机械臂， 使背起装置移动。

15、至护理对象的正前方； 控制背起装置， 使之贴近 护理对象； 第三步， 控制护理床， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置上； 控制抱臂从护理对象 双侧腋下插向后背； 控制抱手转动， 抱紧护理对象； 第四步， 控制托辊靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置逆时针转动， 背起护理对象； 第五步， 控制机械臂吊起护理对象移动至轮椅上； 第六步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第七步， 控制背起装置回归初始位置； 将护理对象从轮椅移动至护理床的方法包括以下步骤： 第一步， 控制轮椅移动至初始位置并锁定； 第二步， 控制机械臂， 使背起装置移动至护理对象的正前方； 控制背起装置， 使之贴近。

16、 护理对象； 第三步， 控制轮椅， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置上； 控制抱臂从护理对象双 侧腋下插向后背； 控制抱手转动， 抱紧护理对象； 第四步， 控制托辊靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置逆时针转动， 背起护理对象； 第五步， 控制护理床， 使之处于便于护理对象坐立的状态； 第六步， 控制机械臂吊起护理对象移动至护理床上； 第七步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第八步， 控制背起装置回归初始位置。 0015 与现有技术相比， 本发明实现了护理对象的全自动移位。 一是降低了护理人员的 劳动强度。 护理人员只需要发一条指令， 系统就能自动完成移位工作。 二是提高了。

17、护理对象 生活自理能力。 有自控能力的护理对象能够自主控制本系统， 实现独立上下床， 提高了生活 说 明 书 2/5 页 5 CN 108969252 A 5 质量。 三是增强了护理安全性。 避免了人工移位时由于体力、 精力等方面的不足可能带来的 安全隐患。 附图说明 0016 图1为本发明组成示意图； 图2为本发明背起装置结构示意图； 图3为本发明将护理对象从护理床背起时状态示意图； 图4为本发明将护理对象从轮椅背起时状态示意图； 图5为本发明将护理对象完全背起时状态示意图； 图6为本发明轮椅与控制装置的接口位置示意图。 0017 图中： 1、 护理床， 2、 轮椅， 21、 定位接口， 3。

18、、 机械臂， 4、 背起装置， 41、 吊钩， 411、 吊 柄， 412、 钩体， 42、 抱紧装置， 421、 基座， 422、 抱臂， 423、 抱手， 43、 拱背装置， 431、 支架， 432、 托辊， 44、 托腿护板， 5、 控制装置， 51、 传感器接口， 52、 显示器， 53、 控制器， 54、 轮椅锁定及充 电口。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本发明作进一步说明。 0019 如图1所示， 一种全自动护理系统， 包括护理床1、 轮椅2、 机械臂3、 背起装置4和控 制装置5； 如图2所示， 所述背起装置4安装在机械臂3上， 包括吊钩41、 抱紧装置42和拱背装 。

19、置43； 所述吊钩41包括吊柄411和两个钩体412， 钩体412固定安装在吊柄411两端， 对称设置， 吊柄411及两个钩体412形成一个能容纳人肩部和头部的空间； 所述抱紧装置42固定安装在钩体412末端， 包括基座421和一对抱臂422； 抱臂422一端 通过抱臂移位驱动机构安装在基座421两端， 可以沿基座421相向移动； 抱臂422另一端通过 抱手回转驱动机构安装有抱手423， 抱手423可以向内侧旋转90度； 所述拱背装置43包括支架431和托辊432， 托辊432安装在支架431上； 支架431通过拱背 回转驱动机构安装在基座421或钩体412上， 所述拱背装置43置于抱臂422。

20、下方。 0020 吊柄411安装在机械臂3上， 通过控制装置5控制机械臂3， 像挖掘机的挖斗一样转 动背起装置4， 抱紧装置42从腋下抱紧护理对象的后背， 拱背装置43从护理对象下腹部向上 托， 从而将护理对象背起。 0021 吊钩41既是整个装置的承力机构， 也是护理对象的扶手。 0022 抱紧装置42用于模拟人的手臂， 将护理对象抱紧在背起装置上。 421基座是整个装 置承载连接机构， 模拟人的肩背部， 抱臂422模拟人的双臂， 抱手423模拟人的双手。 0023 拱背装置43用于模拟人的腰臀部， 是护理对象的腹部和腿部支撑点， 背起护理对 象时模拟人的弯腰撅臀动作。 托辊432安装在支架。

21、431上， 可以随人体的运动而滚动。 托辊 432的数量可以根据实际需要调整定制， 保证舒适性。 0024 上述全自动护理系统， 将护理对象从护理床1移动至轮椅2时， 其方法包括以下步 骤： 第一步， 如图3所示， 控制护理床1， 使平躺的护理对象身体呈坐姿状态； 说 明 书 3/5 页 6 CN 108969252 A 6 第二步， 控制机械臂3， 使背起装置4移动至护理对象的正前方； 控制背起装置4， 使之贴 近护理对象； 第三步， 控制护理床1， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置4上； 控制抱臂422从护理 对象双侧腋下插向后背； 控制抱手423转动， 抱紧护理对象； 第四步， 如图。

22、3所示， 控制托辊432靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置4逆时针转动， 背起护理对象； 第五步， 控制机械臂3吊起护理对象移动至轮椅2上； 第六步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第七步， 控制背起装置4回归初始位置； 将护理对象从轮椅2移动至护理床1时其控制方法包括以下步骤： 第一步， 控制轮椅2移动至初始位置并锁定； 第二步， 控制机械臂3， 使背起装置4移动至护理对象的正前方； 控制背起装置4， 使之贴 近护理对象； 第三步， 如图4所示， 控制轮椅2， 使护理对象身体前倾、 趴伏在背起装置4上； 控制抱臂 422从护理对象双侧腋下插向后背； 控制抱手423转动， 抱。

23、紧护理对象； 第四步， 控制托辊432靠紧护理对象的腰腹部， 控制背起装置4逆时针转动， 背起护理对 象； 第五步， 如图4所示， 控制护理床1， 使之处于便于护理对象坐立的状态； 第六步， 控制机械臂3吊起护理对象移动至护理床1上； 第七步， 按第四步、 第三步反向运动， 放开护理对象； 第八步， 控制背起装置4回归初始位置。 0025 本系统可以采用上述方法实现全自动移位， 一键控制， 也可以采用半自动方式， 即 人工操作控制装置， 实现分步移位控制。 0026 进一步， 所述背起装置4还包括一对托腿护板44， 所述托腿护板44通过腿托回转驱 动机构安装在支架431上。 托腿护板44可以托。

24、起护理对象的双腿， 既满足了护理对象的舒 适要求， 又减小了机械臂的运行空间要求， 同时避免下肢摆动， 增强了移动过程中的稳定性 和安全性。 0027 进一步， 为增强舒适感， 便于抱紧装置42抱紧护理对象， 在基座421上设置有软垫 层424； 所述软垫层424可以选用海绵， 比较经济， 缺点不能调整厚度； 也可以选用可控制的 充气气囊， 舒适感更强； 或选用可以通过液压或者电控移动的垫层； 本发明优选可控制的充 气气囊。 0028 进一步， 所述护理床1、 轮椅2和控制装置5为多组， 共用一个机械臂3。 这样可以同 时满足多个护理对象的使用， 减少了机械臂和背起装置数量， 节约了成本。 0。

25、029 进一步， 如图6所示， 所述控制装置5包括传感器接口51、 显示器52、 控制器53和轮 椅锁定及充电口54。 所述传感器接口51用于与人体生理参数监测系统、 音视频交互系统、 大 小便处理系统等连接， 实现智能化监控和护理。 显示器52用于显示人体生理特征参数、 曲 线， 便于护理人员观察。 控制器53用于控制整个系统运转和参数设置， 所述控制器53还可以 配备无线遥控器； 护理对象可以通过按键、 语音、 触摸等方式控制整个系统运转。 轮椅锁定 及充电接口54与轮椅2上的定位接口21设置有互相配合的锁定机构， 用于轮椅2的充电及轮 说 明 书 4/5 页 7 CN 108969252。

26、 A 7 椅位置锁定。 可以保证对护理对象移位时， 轮椅2处于固定位置。 0030 所述机械臂3、 抱臂移位驱动机构、 抱手回转驱动机构、 拱背回转驱动机构以及腿 托回转驱动机构均可以选用电机、 液压马达、 气动马达或其他驱动设备， 由控制装置5集中 控制。 说 明 书 5/5 页 8 CN 108969252 A 8 图 1 说 明 书 附 图 1/5 页 9 CN 108969252 A 9 图 2 说 明 书 附 图 2/5 页 10 CN 108969252 A 10 图 3 说 明 书 附 图 3/5 页 11 CN 108969252 A 11 图 4 说 明 书 附 图 4/5 页 12 CN 108969252 A 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 5/5 页 13 CN 108969252 A 13 。