[0001] 本发明涉及医疗康复技术领域，特别涉及一种生活辅助装置。

[0002] 现如今，老年人或者残疾人的照护和生活辅助的必要性持续增加。特别是大部分福利机构，如养老院护工人员稀缺，造成了老年人及残障人士等人群行走难，生活难，康复难的问题，生活困难。现有的轮椅产品基本能够满足大部分残疾人和老年人日常出行的需求，但是却忽略了这类人群在家中生活起居的需求。许多残疾人和独立生活的老年人，在生活中没有人能够长时间的照顾他们的起居和作息，许多事情需要自己完成，很多正常人能够轻松完成的动作对他们来说会十分困难。比如上下轮椅，上下楼梯以及穿衣，均需要他人协助才能顺利完成，独自一人会十分不便。

[0003] 因此，为解决以上问题，本发明设计了一种生活辅助装置，能够解放劳动力，提高针对老年人及残障人士等人群的服务能力。

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0044] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。

[0045] 本发明目的是提供一种生活辅助装置，能够解放劳动力，提高针对老年人及残障人士等人群的服务能力。

[0046] 为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

[0047] 请参阅图1至图14，本实施例所提供了一种生活辅助装置，包括：识别系统100、控制系统200、行进系统300、座椅系统400、穿衣系统500，座椅系统400和穿衣系统500均安装至行进系统300，行进系统300可自由移动，座椅系统400固定安装在行进系统300的中部位置，用于承载使用者，穿衣系统500设置于座椅系统400的两侧，用于帮助使用者进行穿衣工作，控制系统200挂载在座椅系统400的底部，用于控制行进系统300、座椅系统400和穿衣系统500的动作，识别系统100分布设置在控制系统200、行进系统300、座椅系统400和穿衣系统500中，用于接收外部信息并传递至控制系统200。

[0048] 具体地，如图所示，本实施例所提供的生活辅助装置由识别系统100、控制系统200、行进系统300、座椅系统400、穿衣系统500组成；其中，行进系统300接触地面，承载生活辅助装置的其它零部件；座椅系统400和穿衣系统500位于行进系统300的上方，其中，座椅系统400位于整个装置的中央位置，穿衣系统500位于座椅系统400的两侧；控制系统200挂载在座椅系统400下方，而识别系统100在整个装置各个系统中均有布置。

[0049] 识别系统100包括由摄像头、距离传感器和力传感器；摄像头固定在穿衣系统500前端和座椅系统400的末端，主要用于识别人体位置和人体轮廓；此外，行进系统300的前方和后方安装了摄像头及距离传感器，用于识别判断行进过程中的路况及障碍物；力传感器安装于座椅系统400的下方，座椅系统400变形后，用于监测使用者大腿的受力状况和运动趋势。

[0050] 控制系统200主要包括智能控制模块和急停按钮组成；其中，智能控制模块收集并处理各传感器的信息，并下达指令，控制各个系统进行相应动作。

[0051] 行进系统300是整个生活辅助装置的基础，能够承载穿衣系统500和座椅系统400；行进系统300具有多个转动自由度，并包含伸缩组件，能够适应各种工作环境，可以实现不同的行驶方式，使生活辅助装置对上下台阶，跨越障碍物等不同工况具有普遍适应性。

[0052] 座椅系统400位于行进系统300正上方，用于承载使用者，本发明实施例所提供的生活辅助装置中的座椅系统400可以变形以及位置的移动，座椅系统400可以根据使用者的实际情况来调整至相对适应的位置和姿势。

[0053] 穿衣系统500位于行进系统300的上方，座椅系统400两侧，穿衣系统500不仅可以辅助使用者进行穿衣的动作，还可以在使用者坐于座椅系统400上时，作为一个保护装置来固定使用者，这样在可以行进系统300工作时，防止使用者从座椅系统400中脱离，提高了生活辅助装置的安全性。

[0054] 该装置能够进行局部变形以适应不同工况，装置处于初始模式时，整体呈现轮椅状，此时穿衣系统500固定于座椅系统400两侧充当扶手，座椅系统400将调整至使用者相对适应的位置和姿势，提高使用者静坐时间的舒适性；装置处于待命模式时，座椅系统400和穿衣系统500能够在指定范围自由活动，同时行进系统300处于激发状态；在该模式下，通过识别系统100识别人体轮廓并将信息传入控制系统200，装置在控制系统200的控制下能够位移到合适位置，并能够控制控制穿衣系统500为使用者更换衣物；当装置处于功能模式时，装置的所有系统将配合发挥作用，座椅系统400整体将升高至合适位置，承载使用者，此时使用者可通过穿衣系统500保证安全，控制系统200将感应使用者腿部发力情况并提供相应辅助力；与此同时，行进系统300将根据使用者腿部做出相应前进或后退等动作，为使用者复健运动提供积极的反馈。

[0055] 作为优选的，行进系统300包括：基座310和四组行进机械臂组件；基座310，包括：基座盘311、阶梯内环312和阶梯外环313，基座盘311上端面上设有用于安装座椅系统400和穿衣系统500的圆形凹槽，基座盘311底部设有用于容纳电池的空间，阶梯内环312和阶梯外环313均为环状结构，且均通过环架314呈阶梯状的固定在基座盘311上；四组行进机械臂组件，四组行进机械臂组件呈环形均匀的通过换向组件330与基座310连接，换向组件330用于控制行进机械臂组件的朝向，行进机械臂组件包括：根部臂321、中间臂322、末梢臂323、行进伸缩臂324，根部臂321、中间臂322、末梢臂323和行进伸缩臂324通过行进舵机依次相连，且根部臂321背离中间臂322的一端与换向组件330连接。

[0056] 具体地，如图2所示，行进系统300主要包括基座310、行进机械臂组件和换向组件330；基座310是整个装置的受力中心，行进机械臂组件通过换向组件330与基座310进行连接，且换向组件330通过舵机控制行进机械臂组件与基座310的相对位置；当行进系统300工作时，换向组件330能够使行进机械臂组件相对于基座310进行转动，从而改变基座310的受力状况。同时，行进机械臂组件能够进行多自由度的运动，大幅增加了其末端落点范围，提高了行进系统300对不同地形的适应性，使装置能够实现上下台阶，跨越障碍物等多项功能。

[0057] 如图3所示，基座310为焊接一体式零件。基座盘311上表面布置三个圆形凹槽，其中，中部的凹槽用于安装座椅系统400，两侧的凹槽用于安装穿衣系统500，凹槽的设置还可以便于座椅系统400的座椅系统400和穿衣系统500的定位；除此之外，基座310的底部有一个圆形空间，用于容纳为整个装置提供能源的电池；阶梯内环312和阶梯外环313均为环状结构，且其均通过环架314呈阶梯状地固定在基座盘311上；其中，阶梯内环312用于换向组件330的固定，阶梯外环313用于平衡换向组件330的受力；如图6所示，换向组件330整体包括两端的塑形环扣、换向舵机和中间的换向丝杠，换向组件330一端环扣固定于基座310内环上，另一端环扣挂载在外环上，并与行进机械臂组件直接连接；当基座310受力不均衡时，换向组件330工作，换向丝杠在换向舵机的控制下伸长或缩短，换向组件330的环扣在丝杠作用力和不均衡力的共同作用下在阶梯内环312和阶梯外环313上有较小的移动，由此可以控制行进机械臂组件的朝向，从而改变其对基座310的作用力方向，使基座310在任何工况下能够受力平衡。

[0058] 如图4所示，行进机械臂组件主要包括根部臂321、中间臂322、末梢臂323、行进伸缩臂324；行进机械臂组件具有多段多足的特点，这样设置能够提高生活辅助装置的稳定性；根部臂321一端通过螺纹连接与换向组件330相连，另一端通过舵机与中间臂322连接，使其能够实现可控的相对转动，末梢臂323前端与中间臂322末端结构特征相似，同样通过舵机与中间臂322，末梢臂323的末端与行进伸缩臂324结构连接。

[0059] 这样一来，行进机械臂组件具有多个转动自由度，并包含伸缩组件，能够适应各种工作环境，比如上下楼梯等。

[0060] 作为优选的，行进伸缩臂324包括：行进伸缩外臂3241、行进伸缩内臂3242和行进伸缩小臂3243，行进伸缩外臂3241与行进伸缩内臂3242均为空心圆柱型结构，行进伸缩内臂3242嵌套在行进伸缩外臂3241内部，行进伸缩小臂3243嵌套在行进伸缩内臂3242内部，行进伸缩外臂3241与行进伸缩内臂3242内表面均设有梯形螺纹，行进伸缩内臂3242与行进伸缩小臂3243外表面均设有与梯形螺纹配合齿牙。

[0061] 具体地，如图5所示，行进伸缩臂324固定在末梢臂323后端，主要包括行进伸缩外臂3241、行进伸缩内臂3242和行进伸缩小臂3243；其中，行进伸缩臂324整体为圆筒状嵌套结构，行进伸缩外臂3241、行进伸缩内臂3242和行进伸缩小臂3243依次嵌套，具体为行进伸缩内臂3242嵌套在行进伸缩外臂3241内部，行进伸缩小臂3243嵌套在行进伸缩内臂3242内部，行进伸缩臂324的伸缩主要由行进伸缩外臂3241与行进伸缩内臂3242内表面的梯形螺纹配合行进伸缩内臂3242与行进伸缩小臂3243外表面的齿牙，在行进伸缩内臂3242与行进伸缩小臂3243上端面上分别固定有旋转电机，旋转电机控制行进伸缩内臂3242与行进伸缩小臂3243的转动从而实现行进伸缩臂324的伸缩；这样一来，通过行进伸缩臂324可以使得生活辅助装置可以适应更多的路况，也可以根据使用者的情况调整生活装置的高度。

[0062] 作为优选的，行进伸缩小臂3243背离基座310的端部设有车轮组件340，车轮组件340包括：翻转轮毂341、车轮342和轮毂电机343，车轮342通过翻转舵机安装在翻转轮毂341上，翻转轮毂341用于将车轮342翻转至端面贴合地面，轮毂电机343用于当作车轮342的驱动机构。

[0063] 具体地，如图7所示，本发明实施例中的行进机械臂组件还包括车轮组件340，车轮组件340设置在行进伸缩小臂3243背离基座310的端部，翻转轮毂341出还设有用于翻转车轮342用的翻转舵机，翻转舵机可以控制车轮342进行翻转，轮毂电机343则用于生活辅助装置的正常行驶；车轮组件340在正常行走状态时，车轮342端面始终处于垂直于地面，当生活辅助装置在静置时，在翻转舵机控制下，四个车轮342依次翻转使其端面与地面接触，这样设置可以增加装置的稳定性。

[0064] 作为优选的，座椅系统400包括：位移组件410和背部适应性组件420，背部适应性组件420通过位移组件410安装在基座310上，位移组件410用于控制背部适应性组件420的转向和位移，背部适应性组件420可通过控制系统200改变其形状用于适应使用者的动作。

[0065] 具体地，如图8所示，座椅系统400主要包括位移组件410和背部适应组件；位移组件410固定安装在上述基座盘311上的中间位置凹槽内，能够控制背部适应组件转向和位移，背部适应组件具有高自由度，能够通过底部识别系统100中的力传感器调节其形状；座椅系统400变形时，位移组件410将升高，背部适应组件竖立，托住使用者大腿和小腿，监测使用者的运动状态及趋势，并进行反应，助力使用者完成行走动作。

[0066] 这样设置可以转向和位移，且可以根据使用者当前位置和姿势调整其形状的座椅系统400，可以极大的提高了生活辅助装置的便利用和舒适性。

[0067] 作为优选的，位移组件410包括：位移转向臂411和位移伸缩臂，位移转向臂411包括第一臂4111和第二臂4112，第一臂4111的端部可旋转的安装在基座310上，第二臂4112可旋转地连接在第一臂4111背离基座310的端部，位移伸缩臂可旋转的连接在第二臂4112背离第一臂4111的端部。

[0068] 如图9所示，位移组件410主要包括位移转向臂411和位移伸缩臂，而位移转向臂411包括第一臂4111和第二臂4112，其中，第一臂4111底座为圆盘，通过舵机与基座盘311上表面的圆形凹槽相连接，使其能够竖直轴向旋转；第二臂4112一端通过舵机与第一臂4111相连，另一端通过舵机与位移伸缩臂相连接，这样可以提供两个转动自由度，在本实施例中，位移伸缩臂为液压控制的伸缩结构，其顶端固定一转动轴臂，通过舵机与背部适应组件连接，控制背部适应组件始终位于合适姿态。

[0069] 如图10所示，位移伸缩臂的内部包括齿轮油泵4121、配油腔4122、复位弹簧4123、活塞4124；其中，齿轮油泵4121装载于配油腔4122上方，通过电机控制齿轮油泵4121的进出油口和流量。当电机正转时，齿轮油泵4121从配油腔4122向缸体泵油，即位移伸缩臂最外层的壳体，缸体内油压增大，压迫活塞4124，从而使位移伸缩臂伸长，当电机反转时，齿轮油泵4121从缸体向配油腔4122回油，缸体内油压减小，在复位弹簧4123的作用下，活塞4124收缩，使位移伸缩臂缩短，从而实现位移伸缩臂长度的调节。

[0070] 作为优选的，背部适应性组件420包括：万向骨架421、树枝状机械臂422和树叶状皮垫423，树叶状皮垫423通过树枝状机械臂422连接在万向骨架421上。

[0071] 具体地，如图11所示，背部适应组件主要包括万向骨架421、树枝状机械臂422、树叶状皮垫423；万向骨架421为背部适应组件提供了极高的自由度，使其能够适应不同体型的患者；同时，树枝状机械臂422为万向骨架421提供了补充，将平面的自由度扩充到空间上，使其能够适应患者的不同坐姿。树叶状皮垫423有效增大了人体的受力面积，同时给人体提供缓冲其内部装载有识别系统100中的力传感器，能够收集人体各部位受力状况，通过控制系统200分析并调整万向骨架421和树枝状机械臂422姿态，提高舒适性。

[0072] 作为优选的，万向骨架421包括若干个万向骨节4211和若干个旋转骨架4212，万向骨节4211和旋转骨架4212相互交叉依次连接。

[0073] 如图12所示，万向骨架421由多个万向骨节4211和旋转骨架4212阵列组成，且万向骨节4211和旋转骨架4212相互交叉；万向骨节4211由一个十字轴万向节组成，万向节两端分别通过舵机与旋转骨架4212连接；通过控制舵机的旋转，能够实现万向骨架421的仿生蛇的姿态变化，从而可以调整至不同的形状来适应使用者的姿态。

[0074] 而且，本实施例中的树枝状机械臂422，如图13所示，树枝状机械臂422包括旋转轴4221、枝杈臂4222、旋转枝杈臂42234222和末梢枝杈臂42244222；末梢枝杈臂42244222末端与树叶状皮垫423连接，各级臂间通过舵机连接，具有极高自由度，使固定其上的树叶状皮垫423能够灵活调节位置，当装置处于功能模式下，该结构能进行变形，起到辅助使用者发力的作用。

[0075] 作为优选的，穿衣系统500包括穿衣位移臂510、穿衣小臂520和穿衣机械爪530，穿衣位移臂510可旋转的连接在基座310上，穿衣小臂520可转动的与穿衣位移臂510，穿衣机械爪530安装在穿衣小臂520端部。

[0076] 如图14所示，穿衣系统500由穿衣位移臂510、穿衣小臂520、穿衣机械爪530组成；其中穿衣位移臂510结构与位移组件410相似，其末端通过螺纹紧固件与穿衣小臂520相连，且相比于位移组件410，穿衣系统500机械臂延伸性更好，能够到达更远的位置，同时穿衣小臂520为机械臂提供了三个转动自由度，增大了穿衣系统500的灵活性，使其能够更加灵活地进行穿衣工作；除此之外穿衣小臂520扶手上存在急停按钮，当使用者按下急停按钮时，装置将停止行进状态，再次按下急停按钮时，装置进入行进状态。

[0077] 在本实施例中，穿衣系统500不仅可以辅助使用者进行穿衣动作片，其机械臂也可以将使用者搬运至座椅系统400上，还可以将充当安全带以环抱住使用者腰腹部来保护使用者。

[0078] 作为优选的，穿衣机械爪530包括：爪盘531和两个夹爪532，夹爪532可转动的与爪盘531连接，且夹爪532外周包有柔性材质。

[0079] 在本实施例中，如图15所示，穿衣机械爪530由爪盘531和两个夹爪532组成，爪盘531和夹爪532之间通过舵机连接，爪盘531可旋转，能够给予夹爪532更高的自由度，夹爪
532上包裹海绵及人造皮革等柔性材料，能够防止使用者被刮伤。

[0080] 综上，本实施例所提供的生活辅助装置，进入程序后，装置的识别系统100会自动检测座椅系统400是否承重，以此来判断使用者是否已经位于装置上。当未检测到使用者重量时，装置将进入待机模式，此模式是为了寻找使用者，并通过穿衣系统500自动为使用者穿衣，最后穿衣系统500机械臂将使用者搬运至座椅上；随后，装置将识别人体，检测座椅受力状况，调整万向骨架421变形以调整使用者坐姿，提高舒适度；再判断使用者是否有复健意图，当使用者需要进行复健运动时，装置将切换为功能模式，万向骨架421变形，保持使用者的站立状态，检测使用者腿部行为并提供辅助力，同时装置将切换为足式行走模式，模拟使用者行走，为使用者提供更加安全的复健环境。

[0081] 需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

[0082] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0083] 以上对本发明所提供的实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。