毕亮亮, 王成军, 胡海霞, 常博斌

(安徽理工大学a.机械工程学院,b.人工智能学院,安徽 淮南 232001)

0 引 言

我国人均寿命显著提升,老龄化现象愈发明显[1];人口老龄化与意外事故频发导致失能人数增加,辅助护理机器人逐渐成为医疗、家庭领域的一个研究热点[2-3]。刘玉鑫等人[4]研制出一种仿人背抱式移乘护理机器人构型,通过模仿人背人的动作可以实现患者的移乘护理。陆晨迪等人[5]在完成护理机器人设计的基础上,研究了一种主体由腰部和双臂组成的护理机器人,实现了对患者的抱举移动。许多学者利用TRIZ方法,研制出多种护理设备。贾丙琪等人[6]利用TRIZ进行创新设计,得到一款具有助力与缓冲两种工作状态的下肢外骨骼。张欣等人[7]采用功能裁剪法简化组件,优化一种养老护理床,降低了成本,增强系统可靠性。曾曦等人[8]基于QFD/TRIZ集成模型对老年轮椅进行改进设计,使得自主挪移或起身站立更加方便。

根据TRIZ在设计领域取得的成效[9],论文基于TRIZ理论设计出一种新型辅助护理机器人。新型吊带架采用并联机构可实现患者的调姿移位护理;悬吊臂与驱动装置组合实现了患者辅助行走、蹲起等康复训练。进一步对该机构关键结构件进行运动学分析,验证结构的合理性。

1 TRIZ理论对工程问题的分析

1.1 问题描述

如图1所示为电动移位机,使用坐垫承载患者,通过悬吊臂将患者吊起,利用电动推杆上下调节患者位置。该机构存在以下问题:(1)半失能患者无法进行身体姿态的调节,仅通过电动推杆移动患者,导致患者的舒适性差、稳定性不足和移位机整体自由度不足;(2)移位护理能力单一,不能满足半失能患者进行康复训练如辅助行走、辅助下蹲和直立等功能。……