含紧急救护机器人的自主运载系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及与机器人有关的医疗急救技术领域，尤其是公开了一种含紧急救护机器人的自主运载系统，包括可对伤员伤势进行检测并提供医疗帮助的急救机器人；可于急救机器人的作用下充入物体膨胀形变、至贴紧固定伤员头部和脊椎的固定装置；以及可安置伤员、并于急救机器人的引导下撤离危险区的自主运载撤退小车。本发明可代替救助员进入危险区域，并及时对伤员采取措施，以最快速度带伤员撤离危险区域；大大提高了伤员到达医院前的存活率，同时也避免了不必要的牺牲。
【专利说明】
含紧急救护机器人的自主运载系统
技术领域
[0001]本发明涉及与机器人有关的医疗急救技术领域，尤其是涉及一种含紧急救护机器人的自主运载系统。
【背景技术】
[0002]急救员通常指具有特殊资格认证，在伤病员得到下一步医治以前对伤病员实施紧急处理的医疗人员。通常情况下，急救员在确保自己安全的情况下，使用固定伤员技术将伤员转移至隔离区域，可以使遭受创伤的伤员在到达最近的医院前的成活率上升。
[0003]传统救助战场负伤士兵、或灾难受害者的方式主要依靠人工，存在难以定位稳定伤员关键部位等问题、以及伤员可能在救助过程中受到二次伤害的弊端，且急救员本身安全隐患巨大。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可将伤员从危险区域或者人不可及的区域中快速救出，保证医疗人员安全，同时提高伤员存活率的含紧急救护机器人的自主运载系统。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种含紧急救护机器人的自主运载系统，包括可对伤员伤势进行检测并提供医疗帮助的急救机器人;可于急救机器人的作用下充入物体膨胀形变、至贴紧固定伤员头部和脊椎的固定装置；以及用于安置伤员、并于急救机器人的引导下撤离危险区的自主运载撤退小车。所述急救机器人可发现伤员，并可对伤员的伤势进行初步的判断，例如判断清醒程度、进行简单的语言交流、检查伤员的身体外伤、检查伤员呼吸是否通畅、检查血液循环等等。急救机器人接下来在准备阶段，还可把伤员定位稳定于仰卧状态。为了防止二次伤害，在伤员被移动前，将固定装置铺于地面，把伤员抱至固定装置上，向固定装置充入物体，固定装置膨胀对伤员头部和脊椎进行保护;这在伤员受到脊椎伤害的情况下尤其适用。急救机器人将固定稳定装置安装好，固定稳定装置可以使伤员的背部和颈部得到更好的缓冲。然后再将伤员抱至自主运载撤退小车上，弓丨导自主运载撤退小车撤离危险区域。此过程由紧急救护机器人和自主运载撤退小车进行操作，无需救护人员为进入危险区域，且在保证救护人员安全的同时，能以最佳的救护方法对伤员采取措施，并以最快的方法带伤员撤离危险区域，大大提高了伤员抵达医院前的存活率，也避免了不必要的牺牲。
[0006]进一步地，所述急救机器人包括防弹的躯干，至少一对连接于躯干上、用于搬运伤员的机械臂，连接躯干底部的移动平台，以及可托移自主运载撤退小车的托移装置和/可信号连接自主运载撤退小车的导航引导装置。所述机械臂可用于抬抱和移动伤员，同时搬运物品；移动平台可保证急救机器人自由移动；同时急救机器人可通过托移装置或者导航引导装置引导自主运载撤退小车撤离危险区域。
[0007]进一步地，还包括连接于移动平台上、可在急救机器人操作时支撑于地面的稳定装置。急救机器人在搬运伤员或者其他物品时，可通过将稳定装置支撑于地面，来提高急救机器人姿态动态稳定性，不致翻倒。
[0008]进一步地，所述稳定装置为连接于移动平台上、可弯折的支撑腿。该设置结构简单，可根据需要调整支撑的位置，保证支撑的稳定性。
[0009]进一步地，还包括远程控制系统，该远程控制系统包括设于急救机器人上的摄像头、与摄像头无线连接的控制器，该控制器无线连接急救机器人。医生或者其他救助员通过控制器控制急救机器人动作，同时通过摄像头进一步观察伤员情况和现场状况，并有针对性的采取措施，提高救助效率。
[0010]进一步地，所述运载小车上还设有可无线连接远程控制系统的信号接收器。该信号接收装置可实现伤员与医生或者救助员的交流。
[0011]进一步地，所述物体为气体、液体或者颗粒状柔性固体。取材方便，容易实现，且所述物体具备缓冲功能，对伤员的保护效果好。
[0012]进一步地，所述自主运载撤退小车包括可安置伤员的底座，可罩设于底座上、防弹的遮盖罩，可监控伤员脉搏指标的脉搏侦测器，导航装置，至少两连接底座、可全向转动的轮轴组件以及连接底座与轮轴组件的升降装置;所述急救机器人无线连接导航装置，导航装置连接轮轴组件。所述底座可用于安置伤员，而所述遮盖罩可起到防弹作用，对伤员进行保护;所述脉搏侦测器可实时侦测伤员脉搏，所述导航装置可控制轮轴组件移动，进而使自主运载撤退小车避开障碍物;而且急救机器人可根据需要控制导航装置，导航装置再控制轮轴组件移动，进而到达控制自主运载撤退小车移动的目的；所述升降装置可实现底座的升降，方便伤员的搬运。
[0013]进一步地，所述轮轴组件包括可转动的旋转主体、连接于旋转主体上的车轮以及可驱动旋转主体转向和车轮转速的驱动部件，该驱动部件连接导航装置。轮轴组件可保证自主运载撤退小车能自由转向的同时，还可保证自主运载撤退小车移动转向时的稳定性，控制自主运载撤退小车的速度，减少对伤员的影响。
[0014]综上所述，本发明可代替救助员进入危险区域，并及时对伤员采取措施，以最快速度带伤员撤离危险区域;大大提高了伤员到达医院前的存活率，同时也避免了不必要的牺牲。
【附图说明】
[0015]图1为本发明使用状态图一；
图2为本发明使用流程图；
图3为本发明实施急救过程示意图；
图4a、4b及4c为本发明急救机器人使用固定装置的过程示意图；
图5a、5b及5c为本发明固定装置使用过程示意图二；
图6a和6b为自主运载撤退小车结构示意图；
图7a、图7b及图7c为自主运载撤退小车仰视图；
图8a、8b及8c为本发明轮轴组件使用状态图；
图9a为本发明的急救机器人托移自主运载撤退小车的示意图；
图9b为本发明急救机器人利用导航引导装置引导自主运载撤退小车移动的示意图； 图10a、图1Ob及图1Oc为本发明急救机器人将伤员托移到安全地带的示意图；
图11为本发明的控制器结构原理图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0017]本发明包含的内容主要与机器人或机械装置相关，具体说是一种可用于给伤员提供医疗帮助的紧急救护机器人系统及自主运载系统，或称为战场伤员救护与撤退机器人或灾区急救机器人系统。所述伤员包括病人、战场负伤士兵、或灾难受害者。
[0018]如图1-11所示，一种含紧急救护机器人的自主运载系统，主要有以下几个部分组成:急救机器人102、固定装置120、至少一自主运载撤退小车130、稳定装置以及远程控制系统。所述急救机器人102可对伤员104伤势进行检测并提供医疗帮助。急救机器人102可向固定装置120充入物体，使固定装置120膨胀形变，然后贴紧固定伤员104头部和脊椎，保护伤员104的神经骨骼避免损伤。自主运载撤退小车130可安置伤员104，急救机器人102可引导自主运载撤退小车130撤离危险区。自主运载撤退小车130含有动力驱动，紧急医护检测，自主导航控制及自动跟随急救机器人102等功能，主要用于将伤员104有效撤离危险区域。
[0019]具体的，如图1所示，所述急救机器人102包括躯干、一对灵活的机械臂、移动平台以及导航引导装置。所述躯干呈人形，且具备防弹效果。机械臂用来处理伤员，所述机械臂也可是一对以上，机械臂连接于躯干上，且机械臂用于搬运伤员104。移动平台连接躯干底部，能够带动整个急救机器人102移动。如图9b所示，导航引导装置可信号连接自主运载撤退小车130，且一个急救机器人102能同时引导多个自主运载撤退小车130引导。如图9a所示，在其他实施例中，所述导航引导装置可以用托移装置代替，急救机器人102可利用托移装置托移自主运载撤退小车130移动。当然也可同时设置导航引导装置和托移装置，实现对自主运载撤退小车130的精确控制。
[0020]具体的，所述固定装置120可运用快速变硬海绵材料制成，或者使用能够被上述急救机器人102迅速充满物体，包裹住伤员的颈部和脊椎等方式，所述可充入固定装置120的物体可以是气体、液体或者颗粒状柔性固体。此来防止伤员104在被搬动时受到二次伤害。固定装置120的功能类似于一个灵活的身体夹板，但不需要绑带和扣钩等，也需要那些复杂的操作就能固定稳定伤员120的神经骨骼身体部分。图4a示范了像一个水囊一样的固定装置120，像毯子一样平铺在地上。伤员104被移动到固定装置120上，接下来急救机器人102会向固定装置120充入物体使其自动膨胀。在有些情况下，固定装置120里面是快速变硬的泡沫，可迅速自动膨胀。但在其他情况下，固定装置120里可加入空气或液体。固定装置120膨胀后自动变形，紧密地贴合住伤员的头部和脊椎以达到保护伤员的重要神经骨骼部分。
[0021]具体的，移动平台上连接稳定装置，稳定装置可在急救机器人102操作时支撑于地面，提高急救机器人102的稳定性，该操作包括抱抬伤员104或者是移动。再者，所述稳定装置为两支撑腿，当然该支撑腿也可使一个或者是两个以上，该支撑腿连接于移动平台上，且该支撑腿中部可像人腿部一样弯折，进而选择任意的支撑点，提高支撑效果。
[0022]如图11所示，所述远程控制系统包括摄像头、控制器及显示器。摄像头设于急救机器人102上，控制器与摄像头无线连接，该控制器无线连接急救机器人102，进而能对急救机器人102进行控制。所述运载小车130上还设有信号接收器，该信号接收器可无线连接远程控制系统，即信号接收器用来和远程控制系统保持双向通信，进而实现伤员与医生或者其他救护人员的双向交流。所述控制器包括多处理器1102、网络模块1112、输入/输出接口模块1110、主存储器1106、R0M(只读存储器)1104、辅助存储器1108及⑶-ROM存储器1114。且所述网络模块1112、输入/输出接口模块1110、主存储器1106、ROM (只读存储器)1104、辅助存储器1108及⑶-ROM存储器1114均连接所述多处理器1102。
[0023]再者，所述自主运载撤退小车130是防弹的，包括用于安置伤员104的底座132、防弹的遮盖罩136、脉搏侦测器、导航装置150、至少两轮轴组件144以及升降装置134。遮盖罩136可罩设于底座132上，在伤员104装入底座132后用来遮盖伤员104。脉搏侦测器可监控伤员104脉搏指标。轮轴组件144为两个，且分别设于底座132的两端，且轮轴组件144也可以是两个以上。轮轴组件144连接底座132，且可全向转动，带动自主运载撤退小车130全向移动。所述升降装置134连接于底座132与轮轴组件144，进而可根据需要抬高或者降低底座132的高度，所述升降装置134可帮助伤员104升高，进而方便将伤员104装入底座132内。导航装置150拥有导航感知能力也可为自主运载撤退小车130提供导航能力;所述急救机器人102无线连接导航装置150，即所述急救机器人102的导航控制装置连接所述导航装置。导航装置150连接轮轴组件144。
[0024]优选地，所述轮轴组件144包括主体、车轮144以及驱动部件，旋转主体可转动地连接于底座132上。车轮144连接于旋转主体上，驱动部件可驱动旋转主体转向和控制车轮的转速，驱动部件连接导航装置。所述每个轮轴上有2个车轮144，因而轮轴组件144拥有独特的四轮驱动方法，在轮子处于不同造型时，能同时支持减震和控制轮子，如图8a-8c为详细显示了轮轴组件不同状态下位于车轮处变化过程。
[0025]如图2和图3所示，本发明可由操控者通过远程临镜(Telepresence)、监督操控(Supervised Manipulat1n)或半自动操控等模式进行远程操控，发现伤员104并判断伤员104的伤势。远程操控可通过安装在急救机器人102上的摄像头看到现场实景，在诊断阶段，在伤情评估阶段200对伤员进行初步判断，例如判断清醒程度、进行简单的语言交流、检查伤员的身体外伤、检查伤员呼吸是否通畅、检查血液循环等等。然后在救护准备阶段210将伤员定位稳定于仰卧状态，并在移动伤员前、利用固定装置120将伤员104的脖子和背部固定，以确保神经骨骼得以有效保护，以防止二次伤害。这在伤员受到脊椎伤害的情况下尤其适用。急救机器人102将固定装置120安装好后，固定装置120可以充气或使用其他方式使伤员的背颈部得到更好的固定缓冲保护。接下来是抱抬和移载阶段220，急救机器人102将伤员104抱起并搬至自主运载撤退小车130。该自主运载撤退小车130配备电动驱动担架，该担架有许多功能，如在战场环境保护伤员、监督伤员脉搏状况、更快的帮助伤员从战场撤离。自主运载撤退小车130还配有一个用来接收病人的底座132，用来帮助伤员104升高的抬升装置134和一个防弹的遮盖罩136。导航装置150可为自主运载撤退小车130提供导航能力。脉搏侦测器对伤员104进行监控。信号接收器使伤员104和医生等其他急救员间实现双向交流。上述医疗监护装备、信号接收器等可以更准确更快地帮助伤员104撤离出危险区并提供医疗帮助。该自主运载撤退小车130可以自主跟随急救机器人102撤离危险区，以及可以多台自主运载撤退小车130联动，跟随一个急救器人102携带多个伤员撤离。且在伤情评估阶段200和救护准备210之后均需要进行监督确认操作222，才会执行下一步的操作。
[0026]本发明能够将多名伤员104进行紧急医疗处理并从危险的或人不可及的区域救出。急救机器人102在检查伤员104是否神志清醒后，再使用的固定装置120来实施对伤员104的安全保护与救护过程。急救机器人102将伤员104抱起，转移到一个用于撤退伤员104的自主运载撤退小车130上。急救机器人102在抱起伤员104过程中具有零转矩点(ZMP)动态稳定控制的功能来达到实现急救机器人102姿态动态稳定性不致翻倒。自主运载撤退小车130是一个安全、防弹的轮式系统，可以被急救机器人102拖载到一个安全地段或者被赋予自动导航功能和自动驱动动力功能的自主运载撤退小车130来实现自主导航撤离危险区域，还可以继续进一步被当做撤离伤员104的担架以及医疗救护中心站使用。
[0027]图1示范了急救机器人102将伤员104抱抬至自主运载撤退小车130上。
[0028]图2示范了急救机器人实施急救的步骤流程，图3则根据图2的步骤进行急救的过程。
[0029]图4a_4c从细节上示范了急救机器人102将一个固定装置120包裹住伤员104的过程。
[0030]图5a_5c详细显示固定装置安装的过程。
[0031 ]图6a和6b为自主运载撤退小车遮盖罩的开合状态。
[0032]图7a_7c显示了自主运载撤退小车轮轴组件的不同旋转状态。
[0033]图9a显示了急救机器人102托移自主运载撤退小车130移动的情形。而图9b则示范了一个急救机器人利用导航引导装置引导多个自主运载撤退小车撤离危险区域的过程。
[0034]图1Oa-1Oc是在战场上急救机器人将伤员104托移到安全地带的过程。
[0035]显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:包括可对伤员(104)伤势进行检测并提供医疗帮助的急救机器人(102);可于急救机器人(102)的作用下充入物体膨胀形变、至贴紧固定伤员(104)头部和脊椎的固定装置(120);以及用于安置伤员(104)、并于急救机器人(102)的引导下撤离危险区的自主运载撤退小车(130)。2.根据权利要求1所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述急救机器人(102)包括防弹的躯干，至少一对连接于躯干上、用于搬运伤员(104)的机械臂，连接躯干底部的移动平台，以及可托移自主运载撤退小车(130)的托移装置和/可信号连接自主运载撤退小车(130)的导航引导装置。3.根据权利要求2所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:还包括连接于移动平台上、可在急救机器人(102)操作时支撑于地面的稳定装置。4.根据权利要求3所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述稳定装置为连接于移动平台上、可弯折的支撑腿。5.根据权利要求1所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:还包括远程控制系统，该远程控制系统包括设于急救机器人(102)上的摄像头、与摄像头无线连接的控制器，该控制器无线连接急救机器人(102)。6.根据权利要求5所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述运载小车(130)上还设有可无线连接远程控制系统的信号接收器。7.根据权利要求1所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述物体为气体、液体或者颗粒状柔性固体。8.根据权利要求2所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述自主运载撤退小车(130)包括可安置伤员的底座(132)，可罩设于底座(132)上、防弹的遮盖罩(136)，可监控伤员脉搏指标的脉搏侦测器，导航装置(150)，至少两连接底座(132)、可全向转动的轮轴组件(144 )以及连接底座(132 )与轮轴组件(144 )的升降装置(134);所述急救机器人(102)无线连接导航装置(150)，导航装置(150)连接轮轴组件(144)。9.根据权利要求8所述的含紧急救护机器人的自主运载系统，其特征在于:所述轮轴组件(144)包括可转动的旋转主体、连接于旋转主体上的车轮(I)以及可驱动旋转主体转向和车轮转速的驱动部件，该驱动部件连接导航装置。
【文档编号】A61G3/00GK105877933SQ201610396753
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】胡建军, 林堤梨
【申请人】浙江侍维波机器人科技有限公司