專利名稱：步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人領(lǐng)域的安全保護(hù)裝置，具體涉及一種步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
下肢殘疾有許多不便之處，雖然輪椅的出現(xiàn)一定程度上拓寬了殘疾人的活動范圍，但依舊存在許多不足之處，如消耗體力較大，上樓梯不便。為此，提出了設(shè)計(jì)雙足步行椅子系統(tǒng)的設(shè)想。但是，雙足步行椅子系統(tǒng)本身是不夠穩(wěn)定的，在步行過程中，由于路況復(fù)雜、碰到東西、步行控制算法出錯等都可能導(dǎo)致雙足步行椅子系統(tǒng)摔倒，危及到乘坐者的安全。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)?6197138.X，發(fā)明專利名稱“一種座椅”，該專利采用“一個流體壓力氣缸，該氣缸具有致動裝置，并且可操作地與座位部件相連以便調(diào)節(jié)其傾斜度”，可通過按鈕分幾個檔位“調(diào)節(jié)背部部件或座位部件的傾斜度?！痹摪l(fā)明是用于平常的椅子，采用汽缸，實(shí)現(xiàn)分幾檔改變椅子背部或座位傾斜度的功能，不能在雙足步行椅子摔倒的短時間內(nèi)完成動作，故不能用于雙足步行椅子上。在進(jìn)一步的文獻(xiàn)檢索中，在載人兩足步行椅子機(jī)器人領(lǐng)域，目前尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明主題相同或者類似的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，使步行椅子在行走中摔倒時，能驅(qū)動座椅轉(zhuǎn)動，避免摔倒時乘坐者頭部碰地，以免受傷。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括控制系統(tǒng)、座椅驅(qū)動系統(tǒng)、座椅和腿部?？刂葡到y(tǒng)裝在座椅背部，座椅驅(qū)動系統(tǒng)裝在座椅和兩個腿部之間。
控制系統(tǒng)由控制箱、集成控制裝置、傾角傳感器和控制按鈕組成?？刂葡涔潭ㄔ谧伪巢?，集成控制裝置和傾角傳感器安裝在控制箱中。傾角傳感器可以檢測座椅偏離水平位置的角度，當(dāng)傾角超過一個預(yù)設(shè)角度時，意味著跌倒已無法避免，于是通過集成控制裝置發(fā)出指令控制座椅驅(qū)動系統(tǒng)帶動座椅旋轉(zhuǎn)，使得座椅總是水平的摔到地面，從而防止乘坐者受傷?？刂瓢粹o安裝在座椅的右扶手上，用于控制座椅驅(qū)動系統(tǒng)自動復(fù)位。
座椅驅(qū)動系統(tǒng)由導(dǎo)槽、第一連接裝置、第二連接裝置、主軸、諧波減速器、直流電機(jī)、軸承、電磁卡銷系統(tǒng)、銷孔組成。第一連接裝置共有兩個，左右各一個，分別和兩條腿通過螺栓固定。座椅和第二連接裝置通過螺栓固定。直流電機(jī)固定在右側(cè)的第一連接裝置的內(nèi)部，提供座椅旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力。主軸有兩根，對稱布置于第一連接裝置的左右，用于承受座椅的重量。主軸與第二連接裝置通過螺栓固定，與第一連接裝置通過滾動軸承聯(lián)結(jié)。諧波減速器裝在直流電機(jī)和主軸之間，實(shí)現(xiàn)同軸傳動和減速。電磁卡銷系統(tǒng)固定在第二連接裝置的內(nèi)部，電磁卡銷系統(tǒng)可通過銷孔和導(dǎo)槽實(shí)現(xiàn)卡銷系統(tǒng)的鎖緊和放開，電磁卡銷系統(tǒng)在正常情況下卡住座椅不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在機(jī)器人摔倒時迅速松開，以便座椅轉(zhuǎn)動。此外，在步行椅子系統(tǒng)摔倒后，扶正步行椅子系統(tǒng)，按下控制按鈕，可以實(shí)現(xiàn)卡銷系統(tǒng)的自動復(fù)位，即完成座椅驅(qū)動系統(tǒng)復(fù)位。
在載人的兩足步行椅子機(jī)器人上使用防止乘坐者摔傷的保護(hù)裝置，本發(fā)明是第一個。不管步行椅子機(jī)器人是向前摔倒還是向后摔倒，本發(fā)明都能夠通過將座椅轉(zhuǎn)至水平，使碰地時人的頭部不會觸地，避免乘坐者的受傷。使用本發(fā)明，將能有效提高兩足步行椅子機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的安全性。此外，通過使用電磁卡銷系統(tǒng)，能夠在按下控制按鈕后實(shí)現(xiàn)卡銷系統(tǒng)自動復(fù)位，方便了使用者的操作。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明結(jié)構(gòu)側(cè)面3本發(fā)明卡銷槽示意4本發(fā)明的原理示意圖具體實(shí)施方式
如圖1-4所示，本發(fā)明包括控制系統(tǒng)1、座椅驅(qū)動系統(tǒng)2、座椅3和腿部4組成?？刂葡到y(tǒng)1裝在座椅3背部，座椅驅(qū)動系統(tǒng)2裝在座椅3和兩個腿部4之間。其中，控制系統(tǒng)1由控制箱5、集成控制裝置6、傾角傳感器7和控制按鈕8組成。座椅驅(qū)動系統(tǒng)2由導(dǎo)槽9、連接裝置10、連接裝置11、主軸12、諧波減速器13、直流電機(jī)14、軸承15、電磁卡銷系統(tǒng)16、銷孔17組成。其連接關(guān)系為控制箱5固定在座椅3的背部，集成控制裝置6和傾角傳感器7安裝在控制箱5中，控制按鈕8安裝在座椅3的右扶手上。連接裝置10和步行椅子機(jī)器人的腿部4通過螺栓連接，連接裝置11和座椅3通過螺栓連接。主軸12有兩根，對稱布置于連接裝置11兩側(cè)，與連接裝置11通過螺栓連接，與連接裝置10通過滾動軸承15安裝。直流電機(jī)14固定在右側(cè)連接裝置10內(nèi)部，直流電機(jī)14與右側(cè)主軸12通過諧波減速器13連接。左側(cè)連接裝置10的內(nèi)部未安裝電機(jī)和減速器。銷孔17和導(dǎo)槽9開在連接裝置10的面向連接裝置11的一面。電磁卡銷系統(tǒng)16安裝在連接裝置11的內(nèi)部，電磁卡銷系統(tǒng)16可通過銷孔17和導(dǎo)槽9實(shí)現(xiàn)卡銷系統(tǒng)的鎖緊和放開。
在步行椅子系統(tǒng)發(fā)生摔倒時(傾角傳感器7檢測到座椅3偏離水平位置超過預(yù)設(shè)角度)，座椅驅(qū)動系統(tǒng)2驅(qū)動座椅3轉(zhuǎn)到水平位置并保持水平的到達(dá)地面，使得無論是向前摔倒或是向后摔倒，都能防止乘坐者摔傷。摔倒后，只要將步行椅子系統(tǒng)扶正，按下圖2中所示的控制按鈕8，就能使座椅驅(qū)動系統(tǒng)2自動回到初始狀態(tài)，以供下次使用。
座椅驅(qū)動系統(tǒng)2由直流電機(jī)14提供驅(qū)動力。在電磁卡銷系統(tǒng)16松開后，直流電機(jī)14通過諧波減速器13減速后，帶動主軸12旋轉(zhuǎn)。由于主軸12與連接裝置11固定在一起，連接裝置11與座椅3也固定在一起，主軸12的旋轉(zhuǎn)就帶動了座椅3一起旋轉(zhuǎn)，在集成控制裝置6的控制下，使得座椅3旋轉(zhuǎn)到水平方向，從而保護(hù)了乘坐者不會在座椅3碰地時受傷。
電磁卡銷系統(tǒng)16在平時處于伸出狀態(tài)，卡在銷孔17中，能使得連接裝置10和連接裝置11不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。在步行椅子系統(tǒng)摔倒時，電磁卡銷系統(tǒng)16從銷孔17中松開，連接裝置10和連接裝置11可以在電機(jī)14的驅(qū)動下發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。在步行椅子系統(tǒng)摔倒后，扶正系統(tǒng)，按下控制按鈕8，電機(jī)14帶動連接裝置10在水平位置作小幅擺動，與此同時，電磁卡銷系統(tǒng)16向前伸出，從而在導(dǎo)槽9中滑動，當(dāng)運(yùn)動到銷孔17處時，電磁卡銷系統(tǒng)16卡緊，使得連接裝置10和連接裝置11不能相對轉(zhuǎn)動，座椅驅(qū)動系統(tǒng)就復(fù)位到位。
權(quán)利要求
1.一種步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，包括控制系統(tǒng)(1)、座椅驅(qū)動系統(tǒng)(2)、座椅(3)和腿部(4)，其特征在于，控制系統(tǒng)(1)設(shè)置在座椅(3)背部，座椅驅(qū)動系統(tǒng)(2)設(shè)置在座椅(3)和兩個腿部(4)之間，控制系統(tǒng)(1)由控制箱(5)、集成控制裝置(6)、傾角傳感器(7)和控制按鈕(8)組成，座椅驅(qū)動系統(tǒng)(2)由導(dǎo)槽(9)、連接裝置(10)、連接裝置(11)、主軸(12)、諧波減速器(13)、直流電機(jī)(14)、軸承(15)、電磁卡銷系統(tǒng)(16)、銷孔(17)組成，其中，控制箱(5)固定在座椅(3)的背部，集成控制裝置(6)和傾角傳感器(7)設(shè)置在控制箱(5)中，控制按鈕(8)設(shè)置在座椅(3)的右扶手上，連接裝置(10)和腿部(4)連接，連接裝置(11)和座椅(3)連接，主軸(12)與連接裝置(11)連接，同時與連接裝置(10)通過滾動軸承(15)連接，直流電機(jī)(14)固定在連接裝置(10)內(nèi)部，直流電機(jī)(14)與右側(cè)主軸(12)通過諧波減速器(13)連接，銷孔(17)和導(dǎo)槽(9)設(shè)在連接裝置(10)上，電磁卡銷系統(tǒng)(16)設(shè)置在連接裝置(11)的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，其特征是，主軸(12)有兩根，對稱布置于連接裝置(11)兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，其特征是，連接裝置(10)共有兩個，左右各一個，分別和兩個腿部通過螺栓固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，其特征是，銷孔(17)和導(dǎo)槽(9)設(shè)在連接裝置(10)的面向連接裝置(11)的一面。
全文摘要
一種機(jī)器人領(lǐng)域的步行椅子機(jī)器人安全保護(hù)裝置，控制系統(tǒng)設(shè)在座椅背部，座椅驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)在座椅和腿部之間，控制系統(tǒng)由控制箱、集成控制裝置、傾角傳感器和控制按鈕組成，座椅驅(qū)動系統(tǒng)由導(dǎo)槽、連接裝置、主軸、諧波減速器、直流電機(jī)、軸承、電磁卡銷系統(tǒng)、銷孔組成，控制箱固定在座椅背部，集成控制裝置和傾角傳感器設(shè)在控制箱中，控制按鈕設(shè)在座椅上，第一、第二連接裝置分別和腿部、座椅連接，主軸與第一連接裝置連接，同時與第二連接裝置通過滾動軸承連接，直流電機(jī)固定在第一連接裝置內(nèi)部，直流電機(jī)與右側(cè)主軸通過諧波減速器連接，銷孔和導(dǎo)槽設(shè)在第一連接裝置上，電磁卡銷系統(tǒng)設(shè)置在第二連接裝置內(nèi)部。本發(fā)明在機(jī)器人摔倒時防止乘坐者受傷。
文檔編號B25J19/06GK1586834SQ20041006732
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者趙群飛, 張慧卿, 鄭承毅, 緱正, 張 浩 申請人:上海交通大學(xué)