本發(fā)明屬于自動穿戴技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種穿褲穿鞋一體機(jī)。

背景技術(shù)：

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，在中國，肢體殘疾人有2412萬人。隨著人們生活水平的提高，人力資源越來越緊缺，人工費也昂貴起來，通過雇傭保姆來幫助他們解決衣食住行問題越來越困難，當(dāng)今社會發(fā)展趨勢必將是智能化、自動化。對于上肢不便的殘疾人和老年人來說，穿脫褲子和穿鞋是十分困難的。目前解決這一問題主要依靠人力；而現(xiàn)有的穿褲機(jī)構(gòu)只能夠進(jìn)行將褲子往上拉升的動作，但不能為殘疾人拉上拉鏈和穿上鞋子；使得殘疾人只可以一次性地穿運動褲，而不能一次性地穿搭扣和拉鏈類型的褲子和鞋子。如何幫助殘疾人和老年人更好的生活，融入社會，成為需要思考的問題。

推廣使用各類殘疾人生活輔助裝置，將大大解放有殘疾人的家庭，讓家中的殘障人士能實現(xiàn)自立，家庭中的他人也可放手去干自己的事情，有利于促進(jìn)家庭和諧；同時能夠減少了敬老院福利院對人力的需求，這樣也有利于敬老院的擴(kuò)招，讓“一床難求”的現(xiàn)象得以緩解。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種穿褲穿鞋一體機(jī)。

本發(fā)明包括體型調(diào)整機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、穿鞋置褲裝置、扣搭扣機(jī)構(gòu)和機(jī)架。所述的升降機(jī)構(gòu)包括第一帶輪、第二同步帶、第一手爪光軸、手爪安裝板、第二帶輪、從動軸、第三帶輪、第一機(jī)械手爪、第一電機(jī)、穿褲驅(qū)動軸和第一同步帶。所述的兩個第三帶輪同軸設(shè)置，且均通過軸承支承在機(jī)架的頂部。所述的穿褲驅(qū)動軸與從動軸平行設(shè)置，且均通過軸承支承在機(jī)架的底部。所述的第一電機(jī)固定在機(jī)架的底部；第一電機(jī)的輸出軸與穿褲驅(qū)動軸的一端固定；穿褲驅(qū)動軸上固定有第一帶輪。從動軸上固定著三個第二帶輪。其中一個第二帶輪與第一帶輪通過第一同步帶連接；另兩個第二帶輪分別位于兩個第三帶輪的正下方。第二帶輪軸線與對應(yīng)的第三帶輪軸線的距離為1～2m。第二帶輪與對應(yīng)的第三帶輪通過第二同步帶連接。兩根第二同步帶上均固定有手爪安裝板。兩個手爪安裝板等高設(shè)置；且兩個手爪安裝板與兩根第一手爪光軸分別構(gòu)成滑動副；兩根第一手爪光軸均與機(jī)架固定。兩個手爪安裝板的底部均安裝有第一機(jī)械手爪。兩個第一機(jī)械手爪的間距為350～500mm。

所述的體型調(diào)整機(jī)構(gòu)包括立式支撐座、豎支架、第二電機(jī)、搭扣驅(qū)動軸、調(diào)整底板、定位組件、第三電機(jī)、絲杠、調(diào)整光軸和滑塊。所述的兩根調(diào)整光軸平行設(shè)置，調(diào)整光軸的兩端均固定有立式支撐座。四個立式支撐座均固定在機(jī)架的底部。所述的兩個滑塊與兩根調(diào)整光軸分別構(gòu)成滑動副。兩個滑塊均與調(diào)整底板固定。所述的絲杠的兩端均通過軸承支承在機(jī)架的底部，且一端與第二電機(jī)的輸出軸固定；第二電機(jī)固定在機(jī)架的底部。絲杠的軸線與調(diào)整光軸的軸線平行設(shè)置。絲杠與固定在調(diào)整底板底面的螺母構(gòu)成螺旋副。調(diào)整底板的頂面上固定有豎支架。搭扣驅(qū)動軸通過軸承支承在豎支架上。搭扣驅(qū)動軸的一端與第三電機(jī)的輸出軸固定。第三電機(jī)固定在調(diào)整底板上。豎支架固定有定位組件。定位組件包括一對紅外對射傳感器和兩根固定桿，一對紅外對射傳感器分別為紅外發(fā)射器和紅外接收器。兩根固定桿的一端均與豎支架固定，另一端與紅外發(fā)射器、紅外接收器分別固定。紅外發(fā)射器與紅外接收器的間距為0.5～1m。紅外發(fā)射器及紅外接收器均設(shè)置在豎支架與第二同步帶之間。

所述的穿鞋置褲裝置包括放鞋板、褲腿架、穿鞋底座、彈簧和鞋拔板。穿鞋底座與機(jī)架的底部固定。所述的穿鞋底座的頂面與放鞋板的底面通過四個彈簧連接。所述的褲腿架固定在放鞋板的頂面上。穿鞋底座頂面的尾端與穿鞋豎板的底端固定；穿鞋豎板上設(shè)有鞋拔凸起；鞋拔板的上端與鞋拔凸起固定，下端傾斜朝向褲腿架。所述的穿鞋置褲裝置共有兩個；兩個穿鞋置褲裝置間距20～30mm設(shè)置，且兩個穿鞋置褲裝置的對稱面與兩個第二同步帶的對稱面共面。

所述的扣搭扣機(jī)構(gòu)包括拉鏈板、拉鏈鉤、第三同步帶、舵臂、舵機(jī)固定板、搭扣舵機(jī)、第二機(jī)械手爪、第四帶輪、第五帶輪和第二手爪光軸；所述的第四帶輪固定在體型調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)的搭扣驅(qū)動軸上。第五帶輪通過軸承支承在體型調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)的豎支架上，且第五帶輪位于第四帶輪的正上方。第四帶輪與第五帶輪通過第三同步帶連接；第三同步帶位于兩根第二同步帶的對稱面上。第三同步帶上固定有拉鏈板及舵機(jī)固定板。所述的舵機(jī)固定板與手爪安裝板等高設(shè)置；舵機(jī)固定板與第二手爪光軸構(gòu)成滑動副。第二手爪光軸固定在豎支架上。舵機(jī)固定板上固定有搭扣舵機(jī)。搭扣舵機(jī)的輸出軸與舵臂的中心位置固定。兩個第二機(jī)械手爪分別設(shè)置在舵臂底面的兩端。兩個第二機(jī)械手爪均與舵臂構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。所述的拉鏈板設(shè)置在舵機(jī)固定板的下方。拉鏈板的底部固定有拉鏈鉤。

所述的第一機(jī)械手爪及第二機(jī)械手爪均由手爪舵機(jī)驅(qū)動。

所述的兩個褲腿架中的一個上設(shè)置有啟動開關(guān)。

本發(fā)明還包括鞋舌夾；所述的褲腿架由托褲弧板、圓弧桿和兩根豎桿組成；兩根豎桿的底端均與放鞋板的頂面固定，頂端與圓弧桿的兩端分別固定，中部與托褲弧板的兩端分別固定。所述的托褲弧板上套置有套環(huán)，套環(huán)穿過鞋舌夾內(nèi)其中一個夾爪尾端的圓孔。

所述的定位組件共有三個，三個定位組件沿豎直方向間隔20～100mm排布。位于最下端的定位組件與調(diào)整底板的間距為0.5～1.2m。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1、本發(fā)明能夠自動幫助使用者穿上鞋子和褲子，減少了上肢殘疾者的煩惱。

2、本發(fā)明能夠為使用者扣上搭扣并拉上拉鏈，使得使用者有了更多的穿褲選擇。

3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，性價比高，傳動比較高，噪音較小。

4、本發(fā)明操作簡單，方便使用并且成本低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2為本發(fā)明中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中體型調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中穿鞋置褲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中扣搭扣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，穿褲穿鞋一體機(jī)包括體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ、升降機(jī)構(gòu)ⅱ、穿鞋置褲裝置ⅲ、扣搭扣機(jī)構(gòu)ⅳ和機(jī)架1。

如圖1和2所示，升降機(jī)構(gòu)ⅱ包括第一帶輪2、第二同步帶3、第一手爪光軸4、手爪安裝板5、第二帶輪9、從動軸11、第三帶輪12、第一機(jī)械手爪13、聯(lián)軸器21、第一電機(jī)支架22、第一電機(jī)23、穿褲驅(qū)動軸29和第一同步帶30。兩個第三帶輪12同軸設(shè)置，且均通過軸承支承在機(jī)架1頂部。穿褲驅(qū)動軸29與從動軸11平行設(shè)置，且均通過軸承支承在機(jī)架1底部。第一電機(jī)23通過第一電機(jī)支架22固定在機(jī)架1底部；第一電機(jī)23的輸出軸通過聯(lián)軸器21與穿褲驅(qū)動軸29的一端固定；穿褲驅(qū)動軸29上固定有第一帶輪2。從動軸11上固定著三個第二帶輪9。其中一個第二帶輪9與第一帶輪2通過第一同步帶30連接；另兩個第二帶輪9分別位于兩個第三帶輪12的正下方。第二帶輪9軸線與對應(yīng)的第三帶輪12軸線的距離為1.6m。第二帶輪9與對應(yīng)的第三帶輪12通過第二同步帶3連接。兩根第二同步帶3上均固定有手爪安裝板5。兩個手爪安裝板5等高設(shè)置；且兩個手爪安裝板5與兩根第一手爪光軸4分別構(gòu)成滑動副；兩根第一手爪光軸4均與機(jī)架1固定。兩個手爪安裝板5的底部均安裝有第一機(jī)械手爪13。第一機(jī)械手爪13由手爪舵機(jī)驅(qū)動。兩個第一機(jī)械手爪13的間距為400mm。

如圖1和3所示，體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ包括立式支撐座10、豎支架14、第二電機(jī)15、搭扣驅(qū)動軸16、調(diào)整底板17、定位組件18、第三電機(jī)26、絲杠27、調(diào)整光軸31和滑塊32。兩根調(diào)整光軸31平行設(shè)置，調(diào)整光軸31的兩端均固定有立式支撐座10。四個立式支撐座10均固定在機(jī)架1的底部。兩個滑塊32與兩根調(diào)整光軸31分別構(gòu)成滑動副。兩個滑塊32均與調(diào)整底板17固定。絲杠27的兩端均通過軸承支承在機(jī)架1的底部，且一端與第二電機(jī)15的輸出軸固定；第二電機(jī)15固定在機(jī)架1的底部。絲杠27的軸線與調(diào)整光軸31的軸線平行設(shè)置。絲杠27與固定在調(diào)整底板17底面的螺母構(gòu)成螺旋副。調(diào)整底板17的頂面上固定有豎支架14。搭扣驅(qū)動軸16通過軸承支承在豎支架14上。搭扣驅(qū)動軸16的一端與第三電機(jī)26的輸出軸固定。第三電機(jī)26固定在調(diào)整底板17上。豎支架14固定有三個定位組件18。定位組件18包括一對紅外對射傳感器和兩根固定桿，一對紅外對射傳感器分別為紅外發(fā)射器和紅外接收器。兩根固定桿的一端均與豎支架14固定，另一端與紅外發(fā)射器、紅外接收器分別固定。紅外發(fā)射器與紅外接收器的間距為0.6m。紅外發(fā)射器及紅外接收器均設(shè)置在豎支架14與第二同步帶3之間。三個定位組件18沿豎直方向間隔30mm排布。位于最下端的定位組件18與調(diào)整底板17的間距為0.9m。

如圖1和4所示，穿鞋置褲裝置ⅲ包括放鞋板24、褲腿架25、穿鞋底座37、彈簧38、鞋拔板39和鞋舌夾40。穿鞋底座37與機(jī)架1的底部固定。穿鞋底座37的頂面與放鞋板24的底面通過四個彈簧38連接，放鞋板24前后端各設(shè)置兩個彈簧。褲腿架25由托褲弧板、圓弧桿和兩根豎桿組成；兩根豎桿的底端均與放鞋板24的頂面固定，頂端與圓弧桿的兩端分別固定，中部與托褲弧板的兩端分別固定。托褲弧板上套置有套環(huán)，套環(huán)穿過鞋舌夾40內(nèi)其中一個夾爪尾端的圓孔。穿鞋底座37頂面的尾端與穿鞋豎板的底端固定；穿鞋豎板上設(shè)有鞋拔凸起；鞋拔板的上端與鞋拔凸起固定，下端傾斜朝向褲腿架25。穿鞋置褲裝置ⅲ共有兩個；兩個穿鞋置褲裝置ⅲ間距25mm設(shè)置，且兩個穿鞋置褲裝置ⅲ的對稱面與兩個第二同步帶的對稱面共面。其中一個褲腿架25處設(shè)置有啟動開關(guān)。

如圖1和5所示，扣搭扣機(jī)構(gòu)ⅳ包括拉鏈板6、拉鏈鉤7、第三同步帶8、舵臂19、舵機(jī)固定板20、搭扣舵機(jī)28、第二機(jī)械手爪33、第四帶輪34、第五帶輪35和第二手爪光軸36；第四帶輪34固定在體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ內(nèi)的搭扣驅(qū)動軸16上。第五帶輪35通過軸承支承在體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ內(nèi)的豎支架14上，且第五帶輪35位于第四帶輪34的正上方。第四帶輪34與第五帶輪35通過第三同步帶8連接；第三同步帶8位于兩根第二同步帶3的對稱面上。第三同步帶上固定有拉鏈板6及舵機(jī)固定板20。舵機(jī)固定板20與手爪安裝板5等高設(shè)置；舵機(jī)固定板20與第二手爪光軸36構(gòu)成滑動副。第二手爪光軸36固定在豎支架14上。舵機(jī)固定板20上固定有搭扣舵機(jī)28。搭扣舵機(jī)28的輸出軸與舵臂19的中心位置固定。兩個第二機(jī)械手爪33分別設(shè)置在舵臂19底面的兩端。兩個第二機(jī)械手爪33均與舵臂19構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。第二機(jī)械手爪33由手爪舵機(jī)驅(qū)動。拉鏈板6設(shè)置在舵機(jī)固定板20的下方。拉鏈板6的底部固定有拉鏈鉤7。

本發(fā)明的工作原理如下：

步驟一、將兩只鞋子放置到兩個穿鞋置褲裝置ⅲ的放鞋板24上，并使得鞋拔板39的下端伸入鞋內(nèi)。用兩個鞋舌夾40分別夾住兩只鞋子的鞋舌。將褲子腰口的兩側(cè)用兩個第一機(jī)械手爪13分別夾住。將褲子腰口的兩個搭扣處用兩個第二機(jī)械手爪33分別夾住。將拉鏈用拉鏈鉤7勾住。將褲子的兩個腿口分別套置在兩個褲腿架25上。將第一機(jī)械手爪13及第二機(jī)械手爪33降低至放鞋板24處。

步驟二、使用者將兩只腳穿過兩個褲腿，并在鞋拔板39的輔助下將腳放入鞋內(nèi)，具體為先腳尖用力，使鞋拔板39下端始終嵌在鞋內(nèi)，后腳跟用力穿鞋，穿好鞋后站平穩(wěn)。使用者在將兩只腳穿好鞋后觸碰啟動開關(guān)，控制器控制第二電機(jī)正轉(zhuǎn)，體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ向使用者運動。當(dāng)三個定位組件18中的一個或多個檢測到使用者，則體型調(diào)整機(jī)構(gòu)ⅰ停止運動。

步驟三、控制器控制第一電機(jī)23及第三電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動第一機(jī)械手爪13及第二機(jī)械手爪33上升。褲子的腰口上升至使用者的腰部后，第一電機(jī)23及第三電機(jī)停轉(zhuǎn)。搭扣舵機(jī)28轉(zhuǎn)動180°，從而帶動兩個第二機(jī)械手爪33調(diào)換位置；但由于兩個第二機(jī)械手爪33均與舵臂19構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，在褲子的拉力作用下繞舵臂19轉(zhuǎn)動，不會扭曲褲子，保證褲子腰口的兩個搭扣順利重疊。兩個第二機(jī)械手爪33松開，搭扣被扣上。

步驟四、第三電機(jī)正轉(zhuǎn)，拉鏈鉤7將褲子的拉鏈拉上。兩個第一機(jī)械手爪13松開，第一電機(jī)、第二電機(jī)及第三電機(jī)均反轉(zhuǎn)，回到到初始位置，機(jī)器復(fù)位，穿褲完成。

步驟五、使用者通過抖動雙腳的方式分別將兩個鞋舌夾40與鞋子分開。