专利名称：一种骨折伤员救援机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及突发公共卫生事件救援与机器人技术领域，更具体讲，是一种用于对危险场所的受伤人员实施撤离任务的机器人。
背景技术：
目前，救援机器人执行机构多采用类似工业机器人末端执行器常采用的钳式、夹式等技术形式，此类执行机构结构简单，可快速实现对救援物资的取放操作。然而，由于人体结构的特殊性其并不适用于对人体的搬运操作，特别是对骨折或脊柱伤员实施操作时，极易造成灾难性后果甚至致使伤员永久残疾或死亡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于进入危险地域，满足对骨折或脊柱伤员实施救援并将之撤离危险区的救援机器人。本发明一种骨折伤员救援机器人，通过下述技术方案予以实现，由车体和执行机构组成，所述执行机构包括升降机构、滑动担架和两个六自由度操作臂，所述滑动担架分上下两层，下层为保护罩壳，上层为带式传动装置；所述升降机构由与车体固定的车体伸缩连杆、与下层活动担架固定的担架连杆和伸缩杆组成，车体伸缩连杆的一端和担架连杆的一端活动连接，伸缩杆两端分别连接下层活动担架和车体，所述车体伸缩连杆和伸缩杆分别由涡轮蜗杆驱动；所述两个六自由度操作臂对称安装于滑动担架前部，六自由度操作臂为腕臂分离运动解耦结构由六个转动关节组成，其具有三个平移自由度和三个转动自由度，每个关节分别由伺服电机驱动。所述滑动担架上层带式传动装置由伺服电机驱动。本发明具有如下技术效果:
本发明执行机构主要由下落式滑动担架和双操作臂辅助结构组成，主要作用是利用双操作臂将人的头颈部同时抬起，达到有效保护伤员头部和颈部的目的，随之滑动担架上层(皮带层)向前移动至工作位置利用传送带与人体之间的摩擦力将人体运至滑动担架上，使搬运过程避免对骨折或脊柱伤员造成二次伤害，通过对人体搬运力的优化，为骨折或脊柱伤员提供了最优的受力条件，从而可实现无痛救援。本发明通过对滑动担架、双六自由度操作臂的布局，实现了操作臂折叠体积与展开体积比最小化，最大限度地缩小了车体的体积，从而提高了机器人移动车体的地域适应性。两个六自由度操作臂为腕臂分离 运动解耦结构，其具有三个平移自由度和三个转动自由度，在收起时完全贴于移动载体壁板内侧，其收拢体积此时最小，展开时第一关节外旋至工作位置，此时操作空间达到最大。本发明所述救援机器人执行机构，充分考虑了人体结构与损伤的特殊性，其操作流程符合人体急救操作规范，且最大程度地降低了操作过程对人体造成的损伤。
图1是本发明的执行机构主视 图2是本发明的执行机构收缩状态 图3是本发明的执行机构工作状态 图4是本发明的六自由度操作臂结构示意 图5是本发明的六自由度操作臂运动示意图。
具体实施例方式以下结合图示对本发明作进一步的详细说明。如图1所示，骨折伤员救援机器人由车体和执行机构组成，执行机构安装于车体I，主要包括升降机构2，滑动担架上层带式传动装置3，滑动担架下层保护罩壳4，六自由度操作臂5等主要部件组成。所述滑动担架分上下两层，下层为保护罩壳，上层为带式传动装置；所述升降机构由与车体固定的车体伸缩连杆6、与下层活动担架固定的担架连杆8和伸缩杆9组成，车体伸缩连杆的一端和担架连杆的一端活动连接，伸缩杆两端分别连接下层活动担架和车体，所述车体伸缩连杆和伸缩杆分别由涡轮蜗杆驱动；所述两个六自由度操作臂对称安装于滑动担架前部，六自由度操作臂为腕臂分离运动解耦结构由六个转动关节组成，其具有三个平移自由度和三个转动自由度，每个关节分别由伺服电机驱动。图2为滑动担架在车内的情况，两个六自由度操作臂在收起时完全贴于移动载体壁板内侧，其收拢体积此时最小。图3为滑动担架和操作臂完全展开的情况。所述滑动担架接近人体后，上下层同时向前移动，上层带式传动装置以反方向运转，为人体创造光滑无摩擦的运动环境，从而使人体以最小受力运动至滑动担架上。如图3所示，机器人到达救援位置后，滑动担架上层带式传动装置3，滑动担架下层保护罩壳4，连同六自由度操作臂5在升降机构2的作用下伸至工作位置，六自由度操作臂5旋转展开，其末端执行器为仿人型曲面，由人体头部前端插入，连同颈部同时抬起一定角度，滑动担架上层皮带传动装置3连同保护罩壳4 一起向前移动直至与人体背部接触，之后六自由度操作臂5撤离人体返回至折叠位置；滑动担架上层皮带传动装置3连同保护罩壳4继续向前移动，同时上层皮带装置3开始反方向旋转，直至将人体运至滑动担架上方。如图4所示，六自由度操作臂由六个转动关节组成，分别为第一转动关节
ζ1、第二转动关节在ξ2、第三转动关节ξ3、第四转动关节 ξ4、第五转动关节ξ5、第六转动关
节ξ6和末端执行器7，其运动旋量满足关系
权利要求
1.一种骨折伤员救援机器人，其特征是，由车体和执行机构组成，所述执行机构包括升降机构、滑动担架和两个六自由度操作臂，所述滑动担架分上下两层，下层为保护罩壳，上层为带式传动装置；所述升降机构由与车体固定的车体伸缩连杆、与下层活动担架固定的担架连杆和伸缩杆组成，车体伸缩连杆的一端和担架连杆的一端活动连接，伸缩杆两端分别连接下层活动担架和车体，所述车体伸缩连杆和伸缩杆分别由涡轮蜗杆驱动；所述两个六自由度操作臂布置安装于滑动担架前部，六自由度操作臂为腕臂分离运动解耦结构由六个转动关节组成，其具有三个平移自由度和三个转动自由度，每个关节分别由伺服电机驱动。
2.根据权利要求1所述的骨折伤员 救援机器人，其特征是，所述滑动担架上层带式传动装置由伺服电机驱动。
全文摘要
本发明公开了一种骨折伤员救援机器人。本发明由车体和执行机构组成，所述执行机构包括升降机构、滑动担架和两个六自由度操作臂，所述滑动担架分上下两层，下层为保护罩壳，上层为带式传动装置；所述升降机构由与车体固定的车体伸缩连杆、与下层活动担架固定的担架连杆和伸缩杆组成，车体伸缩连杆的一端和担架连杆的一端活动连接，伸缩杆两端分别连接下层活动担架和车体，所述车体伸缩连杆和伸缩杆分别由涡轮蜗杆驱动；所述两个六自由度操作臂对称安装于滑动担架前部。本发明所述救援机器人执行机构，充分考虑了人体结构与损伤的特殊性，其操作流程符合人体急救操作规范，且最大程度地降低了操作过程对人体造成的损伤。
文档编号A61G3/00GK103083142SQ20131004437
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者苏卫华, 孙景工, 孙晓军, 张文昌, 吴丽华, 牛福, 谭树林, 李鹏, 盛以龙 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所