輪椅擔架一體化護理機器人設計分析與研究

寧波工程學院杭州灣汽車學院 浙江 寧波 315300

1 引言

輪椅擔架一體化將擔架和輪椅的功能集成，消除了病患從擔架向輪椅轉移的不適，提供了救治病患的效率，對急救病人的管護更加具有突出優(yōu)勢效應。可靠的分析輪椅擔架一體化機器人的設計原理，有效發(fā)揮出良好的設計優(yōu)化和改進服務。

2 護理機器人的發(fā)展

護理機器人的發(fā)展隨著各種控制技術、自動化技術、智能化技術的發(fā)展，都發(fā)生了一定的促進作用，護理機器人的發(fā)展由最初的功能單一、護理能力不足的傳統(tǒng)功能形式，發(fā)展成為逐步具備較高智能化服務保障，切合病患和服務對象需求的護理機器人。在驅動器和傳感器科學配合的系統(tǒng)協(xié)作下，引入人機界面管控系統(tǒng)，提升了人機信息交互的能力，功能得到升級，實際的應用價值得到提升。各種其他技術手段在護理機器人中的應用，比如陀螺儀技術，實現(xiàn)了較高護理機器人的應用體驗，提供更加智能化移動識別服務。在動力模式上逐步由機械化向半自動、自動化過渡，以遙控手柄或其他智能管控系統(tǒng)，提升護理機器人的不同功能控制能力，使得護理機器人的使用者在行動不便的前提下，能具備更加到位的管控能力。輪椅擔架一體化技術的探索過程中，為避免對人員造成更大的傷害，需要具備病患運送過程中的氣墊保護能力，配合必要的升降起吊功能，具備更加到位的管控優(yōu)勢，全面發(fā)揮出較高的輔助移動能力。

3 輪椅擔架一體化護理機器人

老年人及患者目前所面臨的搬移轉運難，如廁難，出行難等問題，促使輪椅擔架一體化護理機器人具備應用市場，根據(jù)實際需求，輪椅擔架一體化護理機器人應具有自動折疊功能，全方位自動行走功能，自動升降功能，馬桶自動打開功能和寬度調節(jié)功能.其次其運動進行了分析；進行了整個機械裝置的設計，搭建了樣機的控制系統(tǒng)，設計遙控器；通過實驗的方法測試了樣機的各種功能，從實驗效果科學評價輪椅擔架一體化護理機器人的使用性能。

4 輪椅擔架一體化護理機器人設計

4.1 約束條件和自由度分析設計 輪椅擔架一體化護理機器人設計工作開展中，要能做到輪椅和擔架之間的平穩(wěn)轉化，可靠保障轉化過程中的使用體驗效果，避免存有較大振動、二次傷害隱患，在折展結構設計中，主要是從好主動件參數(shù)和從動件參數(shù)控制配合，一般保障主動件參數(shù)固定不變，通過從動件參數(shù)變動滿足不同的護理功能需求。在約束條件和自由度分析設計中，應能考慮到輪椅擔架一體化導致整體緊湊空間影響問題，

在連 桿機構設計過程中，保證主動件參數(shù)不變的情況 下，通過修改從動件參數(shù)，同時在動力電機的選擇上，滿足基本的扭矩和功能需求，更具約束條件合理設計動力參數(shù)，可選用蝸輪蝸桿減速電機，作為滿足特殊約束條件和自由度需求的設備。

4.2 折展機構設計 折展機構設計中，主要是對輪椅擔架一體化的特殊平行四邊形結構的折展，實現(xiàn)科學設計優(yōu)化，一般在折展結構設計中，引入最小包容面積作為優(yōu)化函數(shù)，保障運行過程中，始終具備最下的平面區(qū)域面積，在區(qū)域參數(shù)變化和調整分析中，獲得各種構件桿長的優(yōu)化數(shù)值。

4.3 驅動裝置設計 驅動裝置一般以直流蝸輪蝸桿電機為動力來源，電壓可設計為34v，為提升對各種特殊扭矩服務的管控，可以通過配合有效的扭矩彈簧作為提供扭矩需求的重要動力輔助裝置，彈簧負載的選擇，要能保障在驅動設計過程中，以每根彈簧的承受扭矩、扭轉角度作為重要的負荷設計參考值，材質選擇上，主要是對材料的彈性模量有效控制，在彈簧直徑設計、有效圈數(shù)設計上有效保障。

4.4 下底盤設計 底盤對輪椅擔架一體化機構的設計具有重大影響，其主要是提供減震、穩(wěn)定、底托等多項功能，在腳踏板模塊設計上也要具備較高的便捷性、科學性使用功能提升優(yōu)勢，在下底盤結構設計中，應重點考慮減震結構的設計，一方面在輪椅、擔架不同功能狀態(tài)下，其底盤的減震功能都能可靠實現(xiàn)，同時能針對不同的路面顛簸機制，獲得較為可靠的適應能力，在減震器的使用過程中，能有效保航具備較高的彈簧減震效果，一般在減震設計中，要考慮多機制的減震設計結構模式，實現(xiàn)在設計過程中，能發(fā)揮出良好的設計優(yōu)勢效果。

4.5 各個結構部門的配合連接設計 輪椅擔架一體化護理機器人的最終功能實現(xiàn)，需要具備良好的結構配合設計優(yōu)勢，一般在設計工作開展中，能根據(jù)各個結構部門的功能特點，位置設計要求、配合要求，提升各個結構系統(tǒng)之間的可靠聯(lián)系配合能力，同時在輪椅擔架不同狀態(tài)的自由切換中，都能將各個結構部門形成可靠的系統(tǒng)配合功能，比如在上下結構之間，為實現(xiàn)輪椅擔架不同模式的切換，可以利用無油襯套、銷軸連接方式，實現(xiàn)折疊、形態(tài)轉化等功能需求。驅動系統(tǒng)的設計中，通過連接板將推桿、支架等結構有效連接形成整體性的連接系統(tǒng)，當各項功能指令運行時，各個結構部分能有效的配合聯(lián)動，實現(xiàn)特定功能。比如在電動推桿工作后，帶動底部的設備機架轉動，同時引入輔助動力系統(tǒng)，使得上部的機架轉動，以此完成一系列自動化的功能指令需求，更具各種特定功能運行程序的設計，各個結構系統(tǒng)之間科學配合，在輪椅擔架一體化功能切換中，完成各項指令要求。

5 結語

輪椅擔架一體化機器人工作的開展，要能在設計上深入的研究，更具具體的病患轉移過程需要，提供更加到位的服務，提升對病患救助過程的改善效果，同時應能不斷在技術研究上發(fā)揮出良好的護理提升效果。