阅读说明：本技术 一种野外急救用的担架机器人 (Stretcher robot for field first aid ) 是由 杨雪梅 沈叶 王玉波 李力 李昆霖 封明霞 王勤 于 2020-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明创造属于野外急救领域,具体涉及了一种野外急救用的担架机器人。一种野外急救用的担架机器人,包括能源系统和支撑板,还包括：运动系统,与能源系统电连接,与支撑板转动连接,承担机器人的运动功能；担架系统,与能源系统电连接,与支撑板转动连接,承担机器人的搬动病人的功能；驱动系统,与能源系统电连接,安装在运动系统和担架系统上,用于驱动运动系统和担架系统的运动；控制系统,与能源系统电连接,固定安装在支撑板上,用于控制驱动系统的运动；信息采集系统,与能源系统电连接,安装在运动系统、担架系统和驱动系统上,用于采集外界信息。本申请的机器人具有在复杂的路况平稳运送伤患的能力,并且可以独自将伤患放置到滑动板上。(The invention belongs to the field of field first aid, and particularly relates to a stretcher robot for field first aid. A stretcher robot for field emergency treatment, comprising an energy system and a supporting plate, further comprising: the motion system is electrically connected with the energy system, is rotatably connected with the supporting plate and takes the motion function of the robot; the stretcher system is electrically connected with the energy system, is rotatably connected with the supporting plate and takes the function of the robot for moving the patient; the driving system is electrically connected with the energy system, is arranged on the moving system and the stretcher system and is used for driving the moving system and the stretcher system to move; the control system is electrically connected with the energy system, is fixedly arranged on the supporting plate and is used for controlling the movement of the driving system; and the information acquisition system is electrically connected with the energy system, is arranged on the motion system, the stretcher system and the driving system and is used for acquiring external information. The robot has the capability of stably conveying the injury on complex road conditions, and can independently place the injury on the sliding plate.)

一种野外急救用的担架机器人

技术领域

本发明创造属于野外急救领域，具体涉及了一种野外急救用的担架机器人。

背景技术

随着社会的发展，人们参加户外运动的人数渐渐增加，同时还出现了许多极限运动，但伴随着这些运动的出现，出现受伤的概率也在增大。

随着科技的进步，担架也在不断地改进与发展，从以前功能单一的担架发展到现在的升降担架、走轮担架、铲式担架、负压充气垫式固定担架等等，担架的种类越来越多，功能也越来越丰富。虽然担架得到了长足的发展，但其本身特性决定了它需要用人抬。

在野外救生情况下，往往路途较远，路面情况复杂，抬担架非常费力，如果要从山上转移伤患下来，则更为困难，耗时耗力。目前使用的带万向轮担架车虽然可以省时省力，但其主要应用于室内，用于野外救生的担架车很少。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明创造提出了一种野外急救用的担架机器人。

为了实现上述目的，本发明创造所采用的技术方案是，一种野外急救用的担架机器人，包括能源系统和支撑板，还包括：运动系统，与能源系统电连接，与支撑板转动连接，承担机器人的运动功能；担架系统，与能源系统电连接，与支撑板转动连接，承担机器人的搬动病人的功能；驱动系统，与能源系统电连接，安装在运动系统和担架系统上，用于驱动运动系统和担架系统的运动；控制系统，与能源系统电连接，固定安装在支撑板上，用于控制驱动系统的运动；信息采集系统，与能源系统电连接，安装在运动系统、担架系统和驱动系统上，用于采集外界信息。

作为优选，所述的担架系统包括：滑动块，安装在支撑板的一端，与支撑板滑动连接，由驱动系统驱动在支撑板的端面上下滑动；辅助臂，与滑动块位于支撑板的同一端，一端与支撑板转动连接，由驱动系统控制转动；折叠杆，一端安装在滑动块上，与滑动块转动连接，由驱动系统驱动；滑动板，安装在折叠杆的另一端，与折叠杆滑动连接，由驱动系统控制滑动板沿着折叠杆的延伸方向往复运动；牵引结构，安装在滑动块上，由驱动系统控制，与滑动板固定连接。

作为优选，所述的滑动板包括：板体、辅助轮和固定柱，所述的板体两面皆设置有若干凹槽，所述的凹槽中皆安装在有辅助轮，所述的辅助轮与板体转动连接；所述的辅助轮的转动方向与折叠杆的延伸方向相同；所述的板体的两侧开设有用于与折叠杆连接的滑槽；所述固定柱固定安装在板体的背面，且靠近支撑板所在的位置。

作为优选，所述的折叠杆包括：一号支撑杆，一端与滑动块转动连接；二号支撑杆，一端与一号支撑杆的另一端转动连接；一号液压杆，一端与一号支撑杆铰接，另一端与二号支撑杆铰接，由控制系统控制伸缩；滑轮，安装在二号支撑杆的另一端，与二号支撑杆转动连接。

作为优选，所述的牵引结构包括：一号牵引轮，安装在滑动块上，由驱动系统控制；一号牵引绳，一端缠绕在一号牵引轮上，另一端穿过滑轮与固定柱固定连接；二号牵引轮，安装在滑动块上，由驱动系统控制；二号牵引绳，一端缠绕在二号牵引轮上，另一端与固定柱固定连接。

作为优选，所述的滑动板靠近支撑板的一端设置有V字形缺口；所述的V字形缺口的棱边设置为弧形斜面。

作为优选，所述的辅助臂上设置有脚蹬板和探路板；所述的脚蹬板固定安装在辅助臂上；所述的探路板固定安装在辅助臂的自由端。

作为优选，所述的运动系统至少包含有两列运动足；所述的运动足对称设置在支撑板的两侧；所述的每排运动足至少由三根运动足组成；所述的运动足由驱动系统驱动，由控制系统控制。

作为优选，所述的信息采集系统包括：摄像头，固定安装在滑动块上，与控制系统电连接，用于观测周边环境；红外感应器，固定安装在滑动块上，与控制系统电连接，用于观测病人的位置以及探测周边环境；一号压力传感器，安装在脚蹬板的一面，与控制系统电连接，用于测量脚蹬板与病人的接触关系以及地面压力；二号压力传感器，安装在探路板的一面，与控制系统电连接，用于测量探路板与路面之间的压力；水平传感器，安装在支撑板上，与控制系统电连接，用于在运送病人过程中保持病人的水平。

作为优选，所述的支撑板的正面设置有用于容纳折叠杆的凹槽。

本发明创造的有益效果：本申请的机器人具有在复杂的路况平稳运送伤患的能力，并且可以独自将伤患放置到滑动板上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明创造

具体实施方式

，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为机器人各系统间的关系示意图

图2为机器人运输伤患时的结构示意图

图3为机器人展开状态的结构示意图

图4为折叠杆以及滑动板的结构示意图

图5为运动足的结构示意图

图6为信息采集系统组成示意图

附图标记：

1-控制系统，2-能源系统，3-运动系统，31-第一运动节，32-第二运动节，33-避震弹簧，34-四边形，35-第三运动节，36-脚盘，4-担架系统，41-滑动板，411-辅助轮，412-V字形缺口，413-固定柱，42-折叠杆，421-二号支撑杆，422-一号液压杆，423-一号支撑杆，424-滑轮，43-滑动块，441-一号牵引轮，442-一号牵引绳，443-二号牵引轮，444-二号牵引绳，45-辅助臂，451-脚蹬板，452-探路板，5-驱动系统，6-信息采集系统，61-摄像头，62-一号压力传感器，63-二号压力传感器，64-水平传感器，65-红外感应器，7-支撑板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明创造技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明创造的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明创造的保护范围。

如图1所示，一种野外急救用的担架机器人，包括能源系统2和支撑板7，还包括：运动系统3、担架系统4、驱动系统5、控制系统1和信心采集系统。驱动系统5与能源系统2电连接，安装在运动系统3和担架系统4上，用于驱动运动系统3和担架系统4的运动。控制系统1与能源系统2电连接，固定安装在支撑板7上，用于控制驱动系统5的运动。

如图1和图5所示，运动系统3与能源系统2电连接，与支撑板7转动连接，承担机器人的运动功能。运动系统3至少包含有两列运动足。运动足对称设置在支撑板7的两侧。每排运动足至少由三根运动足组成。运动足由驱动系统5驱动，由控制系统1控制。

运动足包括有脚盘36、运动肢节和减震结构。其中运动肢解至少有三节，运动肢节的一端与支撑板7转动连接，脚盘36安装在运动肢节的另一端。其中运动肢节包括第一运动节31、第二运动节32和第三运动节35。其中在第一运动节31的一端与支撑板7转动连接，由驱动系统5驱动，可以使得第一肢节进行前后摆动。第一肢节的另一端与第二肢节的一端铰接。第二肢节与第一肢节之间安装有由驱动系统5控制的液压杆，使得第二肢节可以实现上下摆动。第三肢节的一端与第二肢节的另一端形成一个四边形34结构，且在连接处设置了避震弹簧33。所以在遇到不平或者路边时，四边形34的不稳定性可以形成一个缓冲空间，使得不平的地面不会影响到支撑板7，再配合避震弹簧33，使得运动肢节具有减震的功能。

而脚盘36与第三肢节的另一端铰接。脚盘36本身具有较重的重量，同时可以依据环境在脚盘36与地面接触面附加各种防滑结构。铰接的脚盘36由于自身较重，所以在运动足落地时会更加稳定。

运动足在运动时，由控制系统1通过驱动系统5对运动足的运动方式进行控制。具体的运动足在运动时，可以采用对角足成组进行移动的方式进行移动。即将前运动足、与前运动足相邻一排的另一列的运动足、以及与前足同列但间隔一排的运动足设置为一个运动组，而剩下的运动足作为另一个运动组，使得两个运动组轮换前进。而每个运动组的运动足在不运动时，都会形成一个三角形，具有极强的稳定性，所以在进行移动时，对于支撑板7来说，并不会产生颠簸和晃动。当然，也可以是八个运动足甚至更多的运动足，满足在运动的过程中重心不会发生左右移动的要求即可。

如图2、图3和图4所示，担架系统4与能源系统2电连接，与支撑板7转动连接，承担机器人的搬动病人的功能。担架系统4包括：滑动块43、辅助臂45、折叠杆42、滑动板41和牵引结构。滑动块43安装在支撑板7的一端，与支撑板7滑动连接，由驱动系统5驱动，使得滑动块43可以在支撑板7的端面上下滑动。

折叠杆42的一端安装在滑动块43上，与滑动块43转动连接，由驱动系统5驱动。折叠杆42包括：一号支撑杆423、二号支撑杆421、一号液压杆422和滑轮。一号支撑杆423的一端与滑动块43转动连接。二号支撑杆421的一端与一号支撑杆423的另一端转动连接。一号液压杆422的一端与一号支撑杆423铰接，另一端与二号支撑杆421铰接，由控制系统1控制伸缩。滑轮安装在二号支撑杆421的另一端，与二号支撑杆421转动连接。支撑板7的正面设置有用于容纳折叠杆42的凹槽。

滑动板41安装在折叠杆42的另一端，与折叠杆42滑动连接，由驱动系统5控制滑动板41沿着折叠杆42的延伸方向往复运动。滑动板41包括：板体、辅助轮411和固定柱413。板体两面皆设置有若干凹槽，凹槽中皆安装在有辅助轮411。辅助轮411的转动方向与折叠杆42的延伸方向相同。板体的两侧开设有用于与折叠杆42连接的滑槽。固定柱413固定安装在板体的背面，且靠近支撑板7所在的位置。滑动板41靠近支撑板7的一端设置有V字形缺口412。V字形缺口412的棱边设置为弧形斜面。

牵引结构，安装在滑动块43上，由驱动系统5控制，与滑动板41固定连接。牵引结构包括：一号牵引轮441、一号牵引绳442、二号牵引绳444和二号牵引轮。一号牵引轮441安装在滑动块43上，由驱动系统5控制。一号牵引绳442的一端缠绕在一号牵引轮441上，另一端穿过滑轮与固定柱413固定连接。二号牵引轮安装在滑动块43上，由驱动系统5控制。二号牵引绳444的一端缠绕在二号牵引轮上，另一端与固定柱413固定连接。为了滑动板41平稳的运动，所以在牵引结构设置了两套，使得滑动板41在运动时左右受力平衡。

辅助臂45与滑动块43位于支撑板7的同一端，一端与支撑板7转动连接，由驱动系统5控制转动。辅助臂45上设置有脚蹬板451和探路板452。脚蹬板451固定安装在辅助臂45上。探路板452固定安装在辅助臂45的自由端。

具体的，在帮助伤患上担架时，先将支撑板7的下表面贴地，并将折叠杆42伸长放平并使得滑动板41达到离滑动块43的最远端，同时将滑动块43移动到支撑板7端面的最低处。使得伤患位于两根折叠杆42之间以及位于滑动板41与支撑板7之间。再将辅助臂45伸展，并将辅助臂45上的脚蹬板451放置于伤患的脚底所对应位置，使得伤患的脚抵在脚蹬板451上。

然后控制控制一号牵引轮441回收一号牵引绳442，同时控制二号牵引轮转动放出二号牵引绳444，使得滑动板41将沿着二号支撑杆421向支撑板7方向进行运动。由于滑动板41靠近支撑板7的一端设置有V字形缺口412，且V字形缺口412的棱边设置为弧形斜面。所以滑动板41会逐渐移动到伤患的身体下方，使得伤患的身体逐渐移动到滑动板41上，其中脚蹬板451可以放置病人在滑动板41移动的过程中被滑动板41推走。

而本申请中又在滑动板41上设置了辅助轮411，辅助轮411可以减少滑动板41在移动过程中与地面的摩擦力，同时也可以减小伤患在移动到滑动板41过程中与滑动板41的摩擦力，减小伤患受的推力，降低了一些腿部受伤患者的痛苦。当滑动板41接触到脚蹬板451后，说明伤患已经全部位于滑动板41上，此时控制系统1控制驱动系统5，使得滑动块43上移，并同时对折叠杆42进行折叠。使得一号支撑杆423与二号支撑杆421进行重叠，并使得一号支撑杆423位于支撑板7上表面的凹槽中。进行使得伤患到达了担架机器人的背部。

当需要将伤患从担架机器人上放下时，先将支撑板7的下表面与目标平台水平，并将滑动块43移动到支撑板7端面的最低处。再将辅助臂45伸展，并将辅助臂45上的脚蹬板451放置于伤患的脚踝所对应位置，使得伤患的脚蹬板451卡主伤患的脚踝。

此时控制二号牵引轮回收二号牵引绳444，同时控制一号牵引轮441放出一号牵引绳442时。在二号牵引绳444的作用下，滑动板41将沿着二号支撑杆421远离支撑板7。而伤患就逐渐的脱离了滑动板41。当滑动板41运动到二号支撑杆421的最远端时，说明伤患已经彻底离开了滑动板41。此时收回辅助臂45以及再将折叠杆42折叠收回。

如图6所示，信息采集系统6，与能源系统2电连接，安装在运动系统3、担架系统4和驱动系统5上，用于采集外界信息。信息采集系统6包括：摄像头61、红外感应器65、一号压力传感器62、二号压力传感器63和水平传感器64。摄像头61固定安装在滑动块43上，与控制系统1电连接，用于观测周边环境。红外感应器65固定安装在滑动块43上，与控制系统1电连接，用于观测病人的位置以及探测周边环境。一号压力传感器62安装在脚蹬板451的一面，与控制系统1电连接，用于测量脚蹬板451与病人的接触关系以及地面压力。二号压力传感器63安装在探路板452的一面，与控制系统1电连接，用于测量探路板452与路面之间的压力。水平传感器64安装在支撑板7上，与控制系统1电连接，用于在运送病人过程中保持病人的水平。

本申请中的信息采集系统6，摄像头61用于观测周边的整体环境以及对一些大型障碍物观测，并通过控制系统1制定行动路线。而红外传感器可以用来寻找伤患所在的位置，以及观测前方近距离的阻碍物的密度和厚度，以及是否可以平稳穿过，尤其是在植物茂盛的树林中更加适用。一号压力传感器62除了用在伤患上担架时的反馈外，还可以与二号压力传感器63配合使用进行探路。

在探路时，有时候地面上会有坑洞等情况，而当坑洞较深且大于探路板452直径时，此时脚蹬板451会卡在坑洞的洞口并且一号压力传感器62会受到压力，然后将一号压力传感器62以及二号压力传感器63的数据便可以得知辅助臂45受到未知影响进入了一个坑洞中，进而对运动足的落脚点进行规划。具体的，辅助臂45在进行探路动作时，每次的运动量都会被计算，并由控制系统1对路况形成一个分析，进而指定出运动足的落脚点，尽可能的保证了担架机器人的平稳性。

其中的水平传感器64可以用来保证伤患的平稳性，虽然可以在滑动板41的两侧添加挡板用来防止伤患从左右两侧滚下，但是由于本申请在滑动板41上面设置了辅助轮411，所以伤患与滑动板41之间的摩擦力会很小，所以当机器人出现前后不水平的情况下时，伤患会存在从滑动板41画下的危险。所以此时控制系统1通过水平传感器64采集的沿着支撑板7延伸方向的水平情况，来一号支撑杆423与二号支撑杆421以及一号支撑杆423与支撑板7之间的夹角，来保证伤患的水平，避免伤患从滑动板41上滑落的情况。

所以，本申请的机器人对一些路面情况复杂、人工抬担架非常费力以及转移伤患困难的环境具有很好的适应性，具有很好的代替人工在复杂且困难的环境将伤患放置到担架上并进行转移的能力。

以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明创造进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明创造各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明创造的权利要求和说明书的范围当中。