本发明涉及沐浴设备技术领域，特别是一种面向体弱人群的沐浴辅助智能机器人。
背景技术：
体弱人群在沐浴的过程中需要多人进行帮扶，同时至少一人帮洗，这给体弱人群的家人在帮助体弱人群沐浴的过程中造成了极大的困难。沐浴辅助设备的出现，在一定程度上可以帮助体弱人群更方便的完成沐浴。但是，现有的沐浴辅助设备均为半自动化设备，体弱人群运用这些设备进行沐浴时，不能享受连贯成套的服务体系，并且沐浴时身体受较多约束，引发使用人群抵触、反感。半自动化设备的工作方式存在诸多问题,如效率低、动作僵硬、对人体约束较多等，导致体弱沐浴人群在舒适度、自由度、便捷度等方面的体验较差。而且由于现有的半自动化设备的结构笨重复杂，且造价昂贵，导致实用价值不高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种面向体弱人群的沐浴辅助智能机器人，可以通过一系列有序连贯的动作，实现帮扶体弱人群完成相对独立的沐浴。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种面向体弱人群的沐浴辅助智能机器人，包括驱动总成、搀扶支架总成、旋转座椅总成以及用于控制各总成的plc控制系统；
所述驱动总成包括驱动底座，所述驱动底座的下端固定有第一伺服电机和第一行星齿轮减速器，所述第一伺服电机的输出端与第一行星齿轮减速器的输入端连接，所述第一行星齿轮减速器的输出端通过联轴器连接有竖直向上的第一滚珠丝杠；所述驱动底座的上端固定有第二伺服电机和第二行星齿轮减速器，所述第二伺服电机的输出端与第二行星齿轮减速器的输入端连接，所述第二行星齿轮减速器的输出端通过联轴器连接有竖直向下的第二滚珠丝杠；所述驱动底座的两边沿竖直方向对称设有两条丝杠滑轨；
所述搀扶支架总成包括搀扶支架底座，所述搀扶支架底座与第二滚珠丝杠的丝杠螺母固定连接，搀扶支架底座的两端分别与两条丝杠滑轨活动连接；所述搀扶支架底座内固定有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出端通过联轴器连接有蜗轮蜗杆减速器，所述蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装有主动齿轮，所述主动齿轮的邻侧设有定轴转动的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮和从动齿轮上分别固定有两个旋转扶手；随所述第三伺服电机的驱动，所述两个旋转扶手打开或闭合；
所述旋转座椅总成包括旋转座椅底座，所述旋转座椅底座与第一滚珠丝杠的丝杠螺母固定连接，旋转座椅底座的两端分别与两条丝杠滑轨活动连接；所述旋转座椅底座上固定有第四伺服电机和第三行星齿轮减速器，所述第四伺服电机的输出端通过联轴器与第三行星齿轮减速器的输入端连接，所述第三行星齿轮减速器的输出端竖直向上并连接有旋转座椅；随所述第四伺服电机的驱动，所述旋转座椅旋转。
进一步，所述旋转扶手和旋转座椅上均设有压力传感器，所述压力传感器与plc控制系统连接。
进一步，所述旋转座椅底座上固定有u形管支架，所述第四伺服电机和第三行星齿轮减速器均位于u形管支架的外端竖管内，所述旋转座椅位于u形管支架的外端竖管的顶端。
进一步，所述驱动底座包括上固定座、下固定座以及沿竖直方向连接于上固定座和下固定座之间的固定板。
本发明的有益效果在于：本发明采用全自动化操作，解决了传统体弱人群沐浴必须由多人帮洗的难题，通过本发明只需一人协助就可以完成对体弱人群的沐浴；本发明的旋转座椅总成使体弱人群可以随时调整沐浴角度，搀扶支架总成位于体弱人群腋下，可以随时代替辅助人员进行搀扶工作，同时旋转座椅总成与搀扶支架总成可以随时进行竖直方向上的位置调整和间距调整，辅助体弱人群完成坐着洗、站着洗和转着洗的操作，具备了沐浴搀扶、调姿、姿态自适应等功能，能够有效降低护理强度和人工成本，同时也能提升护理质量，使体弱人群能够在单人协助的情况下享受到舒适、自由、相对独立的沐浴环境，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是驱动总成的结构示意图；
图3是搀扶支架总成的结构示意图；
图4是旋转座椅总成的结构示意图；
图5是本发明的操作示意图；
其中：1-驱动总成、2-搀扶支架总成、3-旋转座椅总成、4-旋转扶手、5-主动齿轮、6-蜗轮蜗杆减速器、7-联轴器、8-第三伺服电机、9-从动齿轮、10-旋转扶手、11-第一伺服电机、12-第一行星齿轮减速器、13-联轴器、14-第一滚珠丝杠、15-旋转座椅底座、16-丝杠螺母、17-上固定座、18-第二伺服电机、19-第二行星齿轮减速器、20-联轴器、21-第二滚珠丝杠、22-搀扶支架底座、23-丝杠螺母、24-固定板、25-下固定座、26-第四伺服电机、27-联轴器、28-第三行星齿轮减速器、29-旋转座椅、30-丝杠滑轨、31-丝杠滑轨、32-u形管支架、33-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
参照图1所示的一种面向体弱人群的沐浴辅助智能机器人，包括驱动总成1、搀扶支架总成2、旋转座椅总成3以及plc控制系统。
参照图2所示，所述驱动总成1包括驱动底座，作为本实施例的一种实施方式，驱动底座1包括上固定座17、下固定座25以及沿竖直方向连接于上固定座17和下固定座25之间的固定板24。
所述下固定座25上固定有第一伺服电机11和第一行星齿轮减速器12，所述第一伺服电机11的输出轴与第一行星齿轮减速器12的输入轴连接，所述第一行星齿轮减速器12的输出孔通过联轴器13连接有竖直向上的第一滚珠丝杠14。
所述上固定座17上固定有第二伺服电机18和第二行星齿轮减速器19，所述第二伺服电机18的输出轴与第二行星齿轮减速器19的输入轴连接，所述第二行星齿轮减速器19的输出孔通过联轴器20连接有竖直向下的第二滚珠丝杠21。
所述固定板24的两边，于上固定座17和下固定座25之间沿竖直方向对称固定有两条丝杠滑轨30、31。
参照图3所示，所述搀扶支架总成2包括搀扶支架底座22，所述搀扶支架底座22与第二滚珠丝杠21的丝杠螺母23固定连接，搀扶支架底座22的两端分别与两条丝杠滑轨30、31活动连接（本实施例中是通过在搀扶支架底座的两端设置具有通孔的凸起部，将丝杠滑轨插入对应的通孔中，形成滑动配合）；通过第二伺服电机18的驱动，从而可以调节搀扶支架总成2的竖直高度。
所述搀扶支架底座22内固定有第三伺服电机8，所述第三伺服电机8的输出轴通过联轴器7连接有蜗轮蜗杆减速器6，所述蜗轮蜗杆减速器6的输出轴上安装有主动齿轮5，所述主动齿轮5的邻侧设有定轴转动的从动齿轮9，所述主动齿轮5与从动齿轮9相互啮合，所述主动齿轮5和从动齿轮9上分别固定有两个旋转扶手4、10。随所述第三伺服电机8的驱动，可以实现两个旋转扶手4、10的打开或闭合。
参照图4所示，所述旋转座椅总成3包括旋转座椅底座15，所述旋转座椅底座15与第一滚珠丝杠14的丝杠螺母16固定连接，旋转座椅底座15的两端分别与两条丝杠滑轨30、31活动连接（本实施例中同样是通过在旋转座椅底座的两端设置具有通孔的凸起部，将丝杠滑轨插入对应的通孔中，形成滑动配合）；通过第一伺服电机11的驱动，从而可以调节旋转座椅总成3的竖直高度。
作为本实施例的一种实施方式，所述旋转座椅底座上固定有u形管支架32，所述u形管支架32的外端竖管内自下而上依次固定有第四伺服电机26和第三行星齿轮减速器28，所述第四伺服电机26的输出轴通过联轴器27与第三行星齿轮减速器28的输入轴连接，所述第三行星齿轮减速器28的输出孔竖直向上并连接有旋转座椅29（旋转座椅29参照市面上常用的旋转座椅结构，此处不再详述）。随所述第四伺服电机26的驱动，可以实现旋转座椅29的旋转。
作为本实施例的一种实施方式，参照图5所示，所述旋转扶手4、10和旋转座椅29上均设有压力传感器33，所述压力传感器33与plc控制系统连接。
为了使体弱沐浴者在不同的姿态下都能有舒服姿态，精准调节旋转座椅总成3与搀扶支架总成2的竖直高度与二者的间距是关键，通过设置在旋转座椅29和旋转扶手4、10上的压力传感器33，可以获得力参数并传递至plc控制系统，经分析和处理后，plc控制系统控制驱动第一伺服电机11和第二伺服电机18，自动调整旋转座椅总成3与搀扶支架总成2之间的距离，至达到人体工学上的合适距离。
plc控制系统可以通过语音输入、按键、遥控器、触摸屏等多种方式进行输入操作或设定；plc控制系统除了用于控制各伺服电机的动作外，还可以用于对淋浴过程中旋转座椅总成3的高度、搀扶支架总成2的高度等参数进行收集和处理，通过网络，可与其它信息系统进行连接，实现信息共享，以及智能设备或终端功能。
本发明的具体工作过程如下：
第一步：辅助人员将体弱的沐浴对象扶坐在旋转座椅29上，第一伺服电机11工作，通过第一行星齿轮减速器12、联轴器13带动第一滚珠丝杠14进行旋转运动，丝杠螺母16带动旋转座椅底座15沿丝杠滑轨30、丝杠滑轨31上下运动，使沐浴对象与地面达到人体工学上适宜的距离。
第二步：第二伺服电机18工作，通过第二行星齿轮减速器19、联轴器20带动第二滚珠丝杠21进行旋转运动，丝杠螺母23带动搀扶支架底座22沿丝杠滑轨30、丝杠滑轨31上下运动，使旋转扶手4、10到达沐浴对象腋下位置。第三伺服电机8工作，通过联轴器7、蜗轮蜗杆减速器6带动主动齿轮5运转，主动齿轮5通过啮合传动带动从动齿轮9转动，从而使得旋转扶手4和旋转扶手10向内闭合至适当的位置，夹抱住沐浴对象。由此，可以对沐浴对象进行坐姿清洗。
第三步：第一伺服电机11与第二伺服电机18同时工作，第一伺服电机11工作，通过第一行星齿轮减速器12、联轴器13带动第一滚珠丝杠14进行旋转运动，丝杠螺母16带动旋转座椅底座15沿丝杠滑轨30、丝杠滑轨31向上运动；第二伺服电机18工作，通过第二行星齿轮减速器19、联轴器20带动第二滚珠丝杠21进行旋转运动，丝杠螺母23带动搀扶支架底座22沿丝杠滑轨30、丝杠滑轨31向上运动。由此，可以使得沐浴对象由坐姿变换为站姿，进行站姿清洗。
第四步：在对沐浴对象坐姿清洗和站姿清洗的过程中，第四伺服电机26工作，通过联轴器27、第三行星齿轮减速器28带动旋转座椅29旋转运动，以调整沐浴对象面向辅助人员的清洁部位，完成对沐浴对象的全方位清洗。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。