本发明涉及一种医疗辅助器械，尤其是一种病人转运的服务机器人。
背景技术：
医院病人尤其是住院重病患者的检查、转床、手术前后的接送是一项非常危险的工作。医院患者在床与床之间的转运大多采用抱抬方式，用力或配合不当，会造成病人的二次损伤，甚至威胁生命。传统的抱抬方式，患者的安全性和舒适性难以得到保障，同时要求医护人员付出极大的体力劳动，影响医护人员的身心健康。此外，鉴于医疗资源有限，医院人满为患，医院走廊加床位的现象比较普遍，通道有时会比较狭窄，会影响传统的转运手推车的顺利通过。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是现有的病人转运方法耗时耗力，且会造成病人的二次损伤。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种病人转运的服务机器人，包括行走机构、辅助支架、平移机构以及搬运机构；平移机构安装在搬运机构下方，用于水平移动搬运机构；辅助支架安装在平移机构下方，用于对平移机构进行竖向支撑；行走机构安装在辅助支架的下方，用于移动辅助支架。
进一步地，搬运机构包括上底板、l形侧板、搬运皮带、传动辊、导向辊、调节辊、两根回转辊以及搬运驱动电机；各个l形侧板竖向间隔安装在上底板上；两根回转辊旋转式安装在各个l形侧板的竖向板上部，传动辊旋转式安装在各个l形侧板的竖向板中部，导向辊旋转式安装在各个l形侧板的竖向板下部；在各个l形侧板的竖向板下部均设有一个条形调节孔，调节辊旋转式安装在各个条形调节孔上；在各个l形侧板的水平板上横向间隔分布设置有托辊；回转辊、传动辊、导向辊、调节辊以及托辊均相互平行；搬运皮带由导向辊的下侧绕转向上，再由上部的回转辊上侧绕转向下，再由中部的传动辊下侧绕转向上，再由上部的另一个回转辊上侧绕转向下，再由调节辊的下侧绕转后围绕在各个横向分布的托辊上；搬运驱动电机固定安装在端部l形侧板的竖向板上，并在搬运驱动电机的输出轴上安装有小齿轮；在传动辊的轴头上设有与小齿轮相啮合的大齿轮。
进一步地，在相邻两个l形侧板的水平板之间均设有一个支撑条形板；各个托辊旋转式安装在支撑条形板上。
进一步地，平移机构包括顶板、两根轨道、两块条形侧板、驱动皮带、驱动带轮以及平移驱动电机；顶板水平固定安装在辅助支架的顶部；两根轨道固定安装在顶板上，且两根轨道相互平行；两块条形侧板通过侧边一体设置的安装板固定安装在顶板的中部，且均与轨道平行；各个驱动带轮旋转式安装在两块条形侧板之间，驱动皮带围绕设置在各个驱动带轮上；平移驱动电机驱动其中一个驱动带轮旋转；在上底板的下侧面上设有分别滑动式卡扣安装在两根轨道上的滑块；驱动皮带的上侧皮带有一段固定安装在上底板的下侧面上。
进一步地，辅助支架为支架杆构成的长方体形框架；顶板水平固定安装在辅助支架的顶部。
进一步地，行走机构包括支撑底板、四个全向电驱轮、四个行走电机驱动模块、控制箱以及蓄电池；在控制箱内设有控制器、无线通信模块、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路；四个全向电驱轮分别安装在支撑底板的边缘处，且呈矩形分布；辅助支架固定安装在支撑底板上；四个电机驱动模块均固定安装在支撑底板上，且分别与四个全向电驱轮的驱动电机电连接；平移电机驱动电路和搬运电机驱动电路分别与平移驱动电机和搬运驱动电机电连接；控制器分别与无线通信模块、四个电机驱动模块、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路电连接；蓄电池分别为控制器、无线通信模块、四个电机驱动模块、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路供电。
本发明的有益效果在于：利用四个独立驱动的全向电驱轮可以实现机器人原地旋转、横向、纵向及斜向运动等平面内任意方向上移动，极大提高了转运装置的机动性和灵活性；搬运机构利用搬运机构的水平部分构成直插式结构，利用搬运皮带实现搬运机构与病人接触时的相对静止，病人在静躺情况下实现安全舒适的换乘；与现有以纯人工操作或纯机械操作为主的转送器械相比，能降低病人转运过程中痛苦和医护人员的数量，医护人员只需要通过遥控器控制机器人，即可实现病人的搬移和机器人移动；该病人转运服务机器人机动性强，自动化程度高，可极大降低病人转送过程中的安全性和舒适性，同时降低了医护人员的劳动强度和身心健康的影响，且操作简便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的搬运机构局部结构示意图；
图3为本发明的搬运皮带安装结构示意图；
图4为本发明的平移机构俯视结构示意图；
图5为本发明的平移机构局部结构示意图；
图6为本发明的行走机构结构示意图。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明公开的病人转运的服务机器人包括：行走机构、辅助支架、平移机构以及搬运机构；平移机构安装在搬运机构下方，用于水平移动搬运机构；辅助支架安装在平移机构下方，用于对平移机构进行竖向支撑；行走机构安装在辅助支架的下方，用于移动辅助支架。
其中，搬运机构包括上底板3、l形侧板1、搬运皮带2、传动辊13、导向辊11、调节辊17、两根回转辊12以及搬运驱动电机26；各个l形侧板1竖向间隔安装在上底板3上；两根回转辊12旋转式安装在各个l形侧板1的竖向板上部，传动辊13旋转式安装在各个l形侧板1的竖向板中部，导向辊11旋转式安装在各个l形侧板1的竖向板下部；在各个l形侧板1的竖向板下部均设有一个条形调节孔16，调节辊17旋转式安装在各个条形调节孔16上；在各个l形侧板1的水平板上横向间隔分布设置有托辊18；回转辊12、传动辊13、导向辊11、调节辊17以及托辊18均相互平行；搬运皮带2由导向辊11的下侧绕转向上，再由上部的回转辊12上侧绕转向下，再由中部的传动辊13下侧绕转向上，再由上部的另一个回转辊12上侧绕转向下，再由调节辊17的下侧绕转后围绕在各个横向分布的托辊18上；搬运驱动电机26固定安装在端部l形侧板1的竖向板上，并在搬运驱动电机26的输出轴上安装有小齿轮14；在传动辊13的轴头上设有与小齿轮14相啮合的大齿轮15。采用调节辊17能够方便调节搬运皮带2的张进度。
在相邻两个l形侧板1的水平板之间均设有一个支撑条形板19；各个托辊18旋转式安装在支撑条形板19上。利用支撑条形板19能够起到较好的中间位置支撑效果。
平移机构包括顶板4、两根轨道25、两块条形侧板20、驱动皮带23、驱动带轮22以及平移驱动电机21；顶板4水平固定安装在辅助支架的顶部；两根轨道25固定安装在顶板4上，且两根轨道25相互平行；两块条形侧板20通过侧边一体设置的安装板24固定安装在顶板4的中部，且均与轨道25平行；各个驱动带轮22旋转式安装在两块条形侧板20之间，驱动皮带23围绕设置在各个驱动带轮22上；平移驱动电机21驱动其中一个驱动带轮22旋转；在上底板3的下侧面上设有分别滑动式卡扣安装在两根轨道25上的滑块；驱动皮带23的上侧皮带有一段固定安装在上底板3的下侧面上。
辅助支架为支架杆5构成的长方体形框架；顶板4水平固定安装在辅助支架的顶部。
行走机构包括支撑底板6、四个全向电驱轮7、四个行走电机驱动模块10、控制箱8以及蓄电池9；在控制箱8内设有控制器、无线通信模块、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路；四个全向电驱轮7分别安装在支撑底板6的边缘处，且呈矩形分布；辅助支架固定安装在支撑底板6上；四个电机驱动模块10均固定安装在支撑底板6上，且分别与四个全向电驱轮7的驱动电机电连接；平移电机驱动电路和搬运电机驱动电路分别与平移驱动电机21和搬运驱动电机26电连接；控制器分别与无线通信模块、四个电机驱动模块10、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路电连接；蓄电池9分别为控制器、无线通信模块、四个电机驱动模块10、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路供电。控制器、无线通信模块、四个电机驱动模块10、平移电机驱动电路以及搬运电机驱动电路均采用现有技术；机器人的控制器和遥控控制器均采用单片机及其外围电路构成，能够收发控制命令即可。
本发明公开的病人转运的服务机器人在使用时，需要配套相应的遥控器，遥控器包括遥控无线模块、遥控控制器、前进按键、后退按键、左移按键、右移按键、原地旋转按键、取按键、带回按键、急停按钮、送按键以及带去按键；遥控控制器分别与遥控无线模块、前进按键、后退按键、左移按键、右移按键、原地旋转按键、取按键、带回按键、急停按钮、送按键以及带去按键电连接。遥控器所涉及的电路结构均为现有技术，遥控无线模块用于与机器人的无线通信模块进行无线通信连接，可以是红外通信模块或者zigbee无线通信。
本发明公开的病人转运的服务机器人，需要一名医护人员手持遥控器操作机器人，通过遥控器中的按键来控制该机器人的移动，方向以输液支架所在的一端为前进方向，以l形侧板1的竖向板为左。
当操作人员按住前进按键，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过二、四位的行走电机驱动模块10驱动对应的全向电驱轮7逆时针方向旋转，实现运转机器人沿着长度方向向着输液支架一端做前移；当操作人员按住后退按键时，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过二、四位的行走电机驱动模块10驱动对应的全向电驱轮7顺时针方向旋转，实现机器人沿着长度方向远离输液支架做后移。
当操作人员按住左移按键时，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过一、三位的行走电机驱动模块10驱动对应的全向电驱轮7逆时针方向旋转，实现机器人沿着宽度方向向着左做横向移动；当操作人员按住右移按键时，遥遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过一、三位的行走电机驱动模块10驱动对应的全向电驱轮7顺时针方向旋转，实现机器人沿着宽度方向向着远离左侧做横向移动。
当操作人员按住原地旋转键时，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过一、二、三、四位的行走电机驱动模块10驱动对应的全向电驱轮7逆时针方向旋转，实现机器人以行走机构底盘中心为圆心，原地旋转。操作人员通过以上运动的组合，将病人转运机器人移动到需要转送病人的床侧，要保证l形侧板1的水平板一侧靠近床边，同时，病人转运机器人与病人所处的床铺对位精度要求不同，转运机器人与床侧间的间隙在10mm内即可，不需要紧靠着床侧。
当机器人与病床对位后，病人处于静卧状态，操作人员要观测病人转运机器人的搬运机构的水平部分是否能够插入到病人身体下，观察核实后，操作人员按住取按键，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过平移电机驱动电路驱动平移驱动电机21顺时针旋转，在驱动皮带23和两根轨道25作用下将搬运机构的水平部分开始向着病人方向移动插入，与此同时，机器人的控制器通过搬运电机驱动电路控制搬运驱动电机26运转，带动搬运皮带2以与插入方向相反的运动，插入速度与搬运皮带2的速度大小保持一致，从而在搬运机构的水平部分插入过程中，搬运皮带2与病人的接触点不发生改变，保持一个相对静止状态，减少病人的痛苦。
当病人身体移动到搬运机构的水平部分上方后，操作人员松开取按键，此时，搬运驱动电机26和平移驱动电机21停止运转，病人已静躺在搬移机构的水平部分上；此时再按住带回按键，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过平移电机驱动电路驱动平移驱动电机21逆时针旋转，在驱动皮带23和两根轨道25作用下将静躺着病人往机器人方向靠近，搬运机构恢复到原位后，松开带回按键，操作人员检查核对后，再次遥控机器人运动将病人送往所需目的地。
在完成一个取病人的过程后，到达目的后，操作人员再根据现场情况通过前进、后退、左移、右移以及原地旋转按键，完成病人转送机器人与床位的对位。
在将病人从机器人上运输到床位时，操作人员按住带去按键，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过平移电机驱动电路驱动平移驱动电机21顺时针旋转，在驱动皮带23和两根轨道25作用下将静躺着病人往病床方向靠近，待搬运机构的水平部分距离病床另一侧距离在40mm左右时，操作人员松开带去按键，再按住送按键，遥控器的红外通信模块将该控制指令发送给机器人的红外通信模块，由机器人的控制器通过平移电机驱动电路驱动平移驱动电机21逆时针旋转，搬运机构往机器人方向运动，与此同时，机器人的控制器通过搬运电机驱动电路控制搬运驱动电机26运转，搬运驱动电机26带动搬运皮带2以与搬运机构运动方向相反方向运动，搬运皮带2的速度与搬运机构水平运动速度大小保持一致，从而在组件回撤过程中，搬运皮带2与病人的接触点不发生改变，保持一个相对静止状态，病人身体慢慢接触到病床床铺，待搬运机构恢复原位后，再松开送按键，至此，完成病人从机器人到床位的搬运。
在搬运过程中，操作人员要专心观察搬运机构的水平部分与病人接触情况，如果遇到突发情况，松开当前按键，按下遥控器上的急停按钮，病人转运机器人将保持突发情况时的状态，静止不动，等待操作人员的下一步指令。
本发明提供病人转运服务机器人，利用四个独立驱动的全向电驱轮7可以实现机器人原地旋转、横向、纵向及斜向运动等平面内任意方向上移动，极大提高了转运装置的机动性和灵活性；搬运机构利用搬运机构的水平部分构成直插式结构，利用搬运皮带2实现搬运机构与病人接触时的相对静止，病人在静躺情况下实现安全舒适的换乘；与现有以纯人工操作或纯机械操作为主的转送器械相比，能降低病人转运过程中痛苦和医护人员的数量，医护人员只需要通过遥控器控制机器人，即可实现病人的搬移和机器人移动；该病人转运服务机器人机动性强，自动化程度高，可极大降低病人转送过程中的安全性和舒适性，同时降低了医护人员的劳动强度和身心健康的影响，且操作简便。