一种全面清洗的洗澡机器人

本发明涉及机器人设备技术领域，具体为一种全面清洗的洗澡机器人。

背景技术：

目前在洗澡领域的机器人由于人身体结构的特异性，其很难得到实际应用，因此目前洗澡仍然采用人手动去完成，随着人口老龄化的比例逐渐增大以及一些特殊人群的需要，对洗澡机器人的需求也在逐渐增大，目前一些洗澡机器人采用包裹式喷淋的方式，用户的背部与机器有接触面，不能完全清洗背部；一些洗澡机器人采用让用户站立洗澡的方式，这对于行动不便的用户，支撑用户站立的难度较高且会带来危险；申请号为201520600824.2中,洗澡机器人采用让用户坐正的姿势，洗澡机器人不能清洗到臀部；一些洗澡机器人让用户采用平躺的姿势，清洗背部时给用户翻身，这对于行动不便的用户，对其进行翻身有很大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于为了解决洗澡机器人无法安全且全面清洗的一种全面清洗的洗澡机器人。

本发明的目的是这样实现的：

一种全面清洗的洗澡机器人，包括滚动装置、床架1和机械装置，所述滚动装置中滚子5通过传动装置安装在床架1上，传动装置与伺服电机17a连接，伺服电机17a通过电机座18安装在床架1上；所述机械装置包括机械手基座2、机械臂3和直线模组4，直线模组4安装在在床架1上，直线模组4上设置有滑块，机械手基座2固定在滑块上，机械手基座2与机械臂3底端铰接，机械臂3上顶端设置有机械手,机械手包括雨洒吹干头19和搓澡头20。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述传动装置包括：轴承26、链轮13、链条12和减速器17b，所述滚子5通过轴承26安装在床架1上，滚子5一侧设置有链轮，链轮13通过链条12与减速器17b连接，减速器17b与伺服电机17a连接。

2.所述滚子1内部为空腔结构，且表面均匀分布有通孔，滚子1上设置有橡胶套11，橡胶套11表面均匀分布锥形头通孔。

3.所述机械臂3间通过两个万向节铰接，两个万向节将机械臂平均分成三段。

4.所述雨洒吹干头19内设置有喷水口23、肥皂液口24和吹暖风口25，喷水口23、肥皂液口24和吹暖风口25交错排列。

5.所述搓澡头20内部设置有力传感器，搓澡头20为可旋转搓澡头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本洗澡机器人装置的支撑面采用滚动装置，滚动装置的滚子间有合适的缝隙，用户平躺在滚子的支撑面上，可以先清洗滚子间的缝隙部分，然后滚子滚动，带动用户平移，使原本与滚子接触的部分移动到缝隙处，进而能够全面的清洗用户的背部与洗澡机器人的接触面。

2.本洗澡机器人装置的洗澡机械手可在直线模组的驱动下平移，且可以旋转到背部工作面，采用的搓澡机械手的头部可旋转，在清洗背部的过程中，逐个缝隙的清洗，清洗的动作采用旋转运动与直线运动相结合的方式，可保证清洗的清洁度。

3.本洗澡机器人装置采用了抽干装置，滚子上均布抽水孔，乳胶套上均布锥形抽水空，锥形抽水孔可更好的抽取乳胶套表面的水分，在吹干用户背部时，可配合吹风机使乳胶套表面未与用户身体接触的部分干燥，进而保证用户背部的全面吹干。

4.滚子每次把用户平移二分之一两滚子间距的距离，并往复一次，保证清洗和吹干的完成效果。

附图说明

图1是全面清洗的洗澡机器人装置的整体结构示意图；

图2是全面清洗的洗澡机器人装置的另一角度的整体结构示意图；

图3是雨洒吹干头的一种立体结构示意图；

图4是滚子和乳胶套的剖视图；

图5是抽干装置的局部剖视图；

图6是清洗背部时全面清洗的洗澡机器人装置的仰视图；

图7是图6的剖视图；

图8是清洗背部时滚子滚动流程及搓澡头运行流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种全面清洗的洗澡机器人，包括滚动装置、床架1和机械装置，所述滚动装置中滚子5通过传动装置安装在床架1上，传动装置与伺服电机17a连接，伺服电机17a通过电机座18安装在床架1上；所述机械装置包括机械手基座2、机械臂3和直线模组4，直线模组4安装在在床架1上，直线模组4上设置有滑块，机械手基座2固定在滑块上，机械手基座2与机械臂3底端铰接，机械臂3上顶端设置有机械手,机械手包括雨洒吹干头19和搓澡头20。

所述传动装置包括：轴承26、链轮13、链条12和减速器17b，所述滚子5通过轴承26安装在床架1上，滚子5一侧设置有链轮，链轮13通过链条12与减速器17b连接，减速器17b与伺服电机17a连接。

所述滚子1内部为空腔结构，且表面均匀分布有通孔，滚子1上设置有橡胶套11，橡胶套11表面均匀分布锥形头通孔。

所述机械臂3间通过两个万向节铰接，两个万向节将机械臂平均分成三段。

所述雨洒吹干头19内设置有喷水口23、肥皂液口24和吹暖风口25，喷水口23、肥皂液口24和吹暖风口25交错排列。

所述搓澡头20内部设置有力传感器，搓澡头20为可旋转搓澡头。

本发明还包括主控装置、视觉识别装置和抽干装置，主控装置包括：主控机21和操作屏22，操作屏22设置在床架1后端，主控机21固定在床架1上并设置有防水罩。视觉识别装置包括相机7和相机支架6，相机7通过相机支架6与床架1连接。抽干装置包括抽水泵14、抽水架16、气嘴27和水管15，抽水架16通过气嘴27与滚子5连接，抽水架16通过水管15与抽水泵14连接，抽水架16和抽水泵14均固定在床架1上。床架1上设置有红外传感器9和温度传感器10。

主控装置控制视觉识别装置、机械手装置、抽干装置、滚动装置、传感器和暖风机8,机械手装置中雨洒吹干头的喷水孔与进水口连接，吹暖风口与主控机连接，肥皂液口将储存好的肥皂液从肥皂液口喷出。

使用时，具体包括以下步骤：

步骤1：首先把用户面部向上放置在滚子上，手臂与床架侧面呈约40度角，两腿之间分开约40度角，启动洗澡机器人装置，传感器自检复位，机械手复位，视觉识别装置启动采集图像数据，暖风机8启动维持合适的温度；

步骤2：首先清洗用户的上面，机械手在直线模组4的驱动下移动到脚部，机械手从脚部开始，把用户划分为每10cm宽一个区域，交叉重叠的依次清洗，即首先清洗第一个10cm宽的区域，然后前进5cm，继续清洗10厘米宽的区域，依次进行，直到上面清洗完成，在清洗上面的过程中，雨洒吹干头19先喷水，再喷皂液，然后搓澡头20旋转，开始搓洗，搓洗完成后进行喷淋，冲净用户的正面；

步骤3：完成正面的清洗后，机械臂返回初始位置，初始位置为床架1中间位置，机械臂驱动机械手末端执行器旋转到背部的工作面，视觉识别装置确定用户在床架上的位姿，直线模组驱动机械手到达用户脚部所在的两滚子之间的缝隙，如图6和图7所示，其中c为搓洗区域，g为喷淋区域；

步骤4：雨洒吹干头沿两滚子5之间的缝隙从一侧到另一侧，往复一次，先喷水再喷皂液，然后搓澡头20开始旋转，并在机械臂的带动下沿两滚子之间的缝隙从一侧到另一侧，完成旋转与直线运动的组合搓澡动作，往复一次，如图8所示，期间搓澡头内部的力传感器实时反馈压力，在主控装置控制下保证合适的力度，其中c为搓洗区域，d为搓澡头在自身旋转的同时做直线往复运动，e为首次清洗部位，f为滚子带动用户平移二分之一滚子间距时，首次清洗部位的位置；

步骤5：在完成往复一次后，滚子顺时针转动固定的圈数，固定的把用户向前平移二分之一的两滚子间间距的距离，如图8所示，然后重复步骤4，整个过程重复执行四次，然后滚子5逆时针转动固定的圈数，固定的把用户向后平移二分之一的两滚子间间距的距离，接着重复步骤4，整个过程重复执行四次；

步骤6：直线模组4带动机械手前进到下一个滚子间的缝隙，重复步骤4和5；

步骤7：在搓澡头20搓洗下一个滚子间缝隙处时，雨洒吹干头19对上一个搓洗完成的滚子间缝隙处进行喷淋，冲净用户的背部，运动轨迹跟随搓澡头20的运动；

步骤8：完成背部的清洗，搓澡头20和雨洒吹干19头停止工作，机械手回到初始位置。

步骤9：进行用户正面的吹干，吹干时机械手的移动流程与步骤2相同，在吹干过程中，雨洒吹干头19的吹风机工作；

步骤10：完成正面的吹干后，进行用户背面的吹干，机械臂返回初始位置，机械臂驱动机械手末端执行器旋转到背部的工作面，视觉识别装置确定用户在床架上的位姿，直线模组4驱动机械手到达用户脚部所在的两滚子之间的缝隙，此时抽水装置开始抽水，雨洒吹干头19开始吹暖风；

步骤11：雨洒吹干头19沿两滚子之间的缝隙从一侧到另一侧，对着用户背部吹暖风，往复数次；

步骤12：在完成11后，滚子5顺时针转动固定的圈数，固定的把用户向前平移二分之一的两滚子间间距的距离，然后重复11，整个过程重复执行四次，然后滚子逆时针转动固定的圈数，固定的把用户向后平移二分之一的两滚子间间距的距离，接着重复10，整个过程重复执行四次；

步骤13：直线模组4带动机械手前进到下一个滚子间的缝隙，重复11和12；

步骤14：完成背部的吹干，抽水装置和雨洒吹干19头停止工作，机械手回到初始位置，并提示洗澡已经完成。

在整个过程中，红外传感器9会检测用户身体是否到达边界，如果到达边界，滚子5和机械手会立即停止，并发出警报，提示操作人员前来处理；暖风机8在整个过程中会一直处于开启状态，在温度传感器10的反馈下，由主控装置控制，用于保证洗澡过程中的适宜温度。