輔助推進系統(tǒng)、方法及底盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有輔助推進系統(tǒng)的底盤，以及涉及尤其適于用來在人力運輸作業(yè)、諸如負載(箱子、人員、動物等)的運動中提供輔助推進力的輔助推進系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]負載運輸系統(tǒng)在尺寸、負載容量和復(fù)雜性方面變化極大。人力操作的負載運輸系統(tǒng)通常被設(shè)計得易于使用、可控制且易于響應(yīng)。然而，于特定環(huán)境中在能夠運送期望負載的系統(tǒng)內(nèi)平衡這些要求往往是具有挑戰(zhàn)性的。
[0003]以健康護理環(huán)境中的患者運送和運輸為例?；颊叩娜肆\送使護理者尤其在其較低的背部處暴露于危險的高度扭傷中，從而造成可能的損傷。為此，人們已經(jīng)研發(fā)出用于將患者從一個位置運送至另一位置的患者運送設(shè)備。這些設(shè)備例如從輪式床和推車到移動式吊掛機和起重機、移動式框架及類似裝置而各有不同。這類設(shè)備現(xiàn)今在多種環(huán)境設(shè)定一一包括醫(yī)院、老人院和個人住宅一一中用于日常工作。這類設(shè)備的適當(dāng)使用能顯著降低護理者損傷的風(fēng)險，并且還降低患者滑倒、跌落、扭傷及敲擊的風(fēng)險。
[0004]然而，這類設(shè)備的引入并非不存在問題。眾所周知的是，人力醫(yī)用床等是沉重的，其難于開始運動或停止、難于引導(dǎo)且具有“自主的想法”，盡管其操作者盡了最大努力在期望的方向上推動。另外，可用于醫(yī)院環(huán)境的設(shè)備不一定適合用在住宅環(huán)境中，這例如意味著盡管用于相同或相似的目的，但不同的設(shè)備可能需要用在不同的環(huán)境中。
[0005]已研發(fā)出機動或動力輔助推進系統(tǒng)，二者均是內(nèi)置于設(shè)備一一例如床框架、擔(dān)架、起重機等一一的底盤的系統(tǒng)的形式及作為添加至現(xiàn)有底盤的裝置。雖然總體上是有幫助的，但這類系統(tǒng)往往并不在底盤能移動的所有方向上提供推進力。因此，如果底盤要在未被推進系統(tǒng)囊括的方向上(例如，側(cè)向)運動，那么推進系統(tǒng)必然會失效。
[0006]人們已引入一定數(shù)量的動力輔助推進系統(tǒng)來解決這個問題。然而，常見的情形是，出于用于操作動力輔助推進系統(tǒng)的使用者界面的固定位置的原因，操作者(驅(qū)動底盤的護理者或其它人員)仍需要從一定位置來驅(qū)動底盤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方案，提供一種借由驅(qū)動裝置沿著表面向輪式底盤提供推進力的方法，包括:
[0008]監(jiān)測所述驅(qū)動裝置的運行；
[0009]根據(jù)所述驅(qū)動裝置的運行來確定表面的一種或多種特性；
[0010]基于所述確定的一種或多種特性來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0011]監(jiān)測運行的步驟可以包括隨著驅(qū)動裝置在表面上通過，監(jiān)測該驅(qū)動裝置的至少一部分的加速度。
[0012]所述方法還可包括:
[0013]訪問對多種表面類型特征標記進行編碼的數(shù)據(jù)儲存庫，每種表面類型特征標記均包括關(guān)于驅(qū)動裝置在所述表面類型上運行時的加速度的數(shù)據(jù)；
[0014]基于所述表面類型特征標記對加速度進行分類；以及
[0015]與表面類型特征標記分類關(guān)聯(lián)地識別一個或多個運行參數(shù)，用于控制運行的步驟。
[0016]驅(qū)動裝置可以包括元件，該元件隨著底盤沿表面推進而在表面上運動，該元件基于表面的硬度特性引起驅(qū)動裝置的至少傳動部件的所述加速度的變化，所述方法還包括:
[0017]確定由元件引起的加速度并基于經(jīng)確定的由元件引起的加速度來確定表面的硬度特性。
[0018]所述方法還可包括以采樣頻率對加速計進行采樣以確定所述加速度。
[0019]所述方法還可包括利用施加至驅(qū)動裝置的動力的移動平均求取加速度的平均值，以及使檢測到的幅值與具有預(yù)定的幅值范圍的數(shù)據(jù)儲存庫相關(guān)聯(lián)，預(yù)定的幅值范圍中的每一者均與表面類型特征標記相對應(yīng)。
[0020]所述方法還包括:
[0021]監(jiān)測從包括驅(qū)動裝置的角速度、在測量時刻施加至驅(qū)動裝置的電機的動力、底盤的載荷、底盤的上傾角度、底盤的下斜角度和環(huán)境溫度的組中選定的一種或多種特性；以及
[0022]根據(jù)所述監(jiān)測到的特性來確定表面的一種或多種特性。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種用于沿著表面運送負載的底盤，該底盤包括:
[0024]布置在底盤周圍用于將該底盤支承在表面上的多個輪；
[0025]驅(qū)動裝置，其配置成沿著表面向底盤提供至少輔助推進力；
[0026]配置成監(jiān)測驅(qū)動裝置的運行的傳感器；和
[0027]控制器，其配置成根據(jù)來自傳感器的關(guān)于驅(qū)動裝置的運行的數(shù)據(jù)來確定表面的一種或多種特性，并且基于所述確定的一種或多種特性來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0028]驅(qū)動裝置可以包括傳動部件，驅(qū)動裝置的至少傳動部件借由具有彈性地支在彈簧上的連桿(resiliently sprung link)的安裝件連接至底盤，驅(qū)動裝置的至少傳動部件具有固定的取向并能獨立于底盤和多個輪在朝向表面的方向上運動，彈性地支在彈簧上的連桿配置成在所述輔助推進力提供期間將驅(qū)動裝置的至少傳動部件引導(dǎo)到表面上。
[0029]驅(qū)動裝置可以包括元件，該元件隨著傳動部件沿表面推進底盤而在表面上運動并基于表面的硬度特性引起驅(qū)動裝置的加速度的變化，傳感器配置成監(jiān)測該元件的運行，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以確定由元件引起的加速度并基于經(jīng)確定的由該元件引起的加速度來確定表面的硬度特性。
[0030]驅(qū)動裝置可以包括元件，該元件與傳動部件分隔開并隨著傳動部件沿表面推進底盤而在表面上運動，元件經(jīng)歷基于表面的硬度特性的加速度變化，傳感器配置成監(jiān)測該元件的運行，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以確定由元件引起的加速度并基于經(jīng)確定的由元件引起的加速度來確定表面的硬度特性。
[0031]控制器可以包括處理器，該處理器配置成執(zhí)行計算機程序代碼以基于關(guān)于加速度的數(shù)據(jù)來確定表面的一種或多種特性，控制器配置成基于表面的特性來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0032]底盤還可以包括對多個表面類型特征標記進行編碼的數(shù)據(jù)儲存庫，每個表面類型特征標記均包括有關(guān)關(guān)于所述表面類型的加速度的數(shù)據(jù)。
[0033]每個表面類型特征標記均可在數(shù)據(jù)儲存庫中與用于控制器的一個或多個運行參數(shù)關(guān)聯(lián)，其中處理器配置成執(zhí)行計算機程序代碼以訪問數(shù)據(jù)儲存庫、基于所述表面類型特征標記對關(guān)于自傳感器接收的所述加速度的數(shù)據(jù)進行分類并與表面類型特征標記分類關(guān)聯(lián)地識別用于控制器的一個或多個運行參數(shù)，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以將所述一個或多個運行參數(shù)傳送至控制器從而控制驅(qū)動裝置的運行。
[0034]元件可以包括不均勻部，該不均勻部在元件隨著傳動部件沿表面推進底盤而在表面上通過時引起加速度的變化。
[0035]傳動部件可以包括多個所述元件。
[0036]傳感器可以包括加速計、MEMS加速計、應(yīng)變儀機構(gòu)、光學(xué)傳感器、電氣傳感器、監(jiān)測供給多方向的驅(qū)動裝置以動力的電機的系統(tǒng)、和位移檢測器中的一者或多者。
[0037]控制器可配置成接收來自底盤的操作者的控制輸入，并配置成基于控制輸入和自傳感器接收到的數(shù)據(jù)來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0038]控制器可配置成確定驅(qū)動裝置的源自控制輸入的速度和/或加速度的變化，并配置成基于控制輸入和自傳感器接收到的數(shù)據(jù)來確定所述變化的大小。
[0039]底盤可以包括一對驅(qū)動裝置，該對驅(qū)動裝置在基本上平行于表面的平面內(nèi)相互分隔開并彼此獨立。
[0040]安裝件可配置成在除了基本上朝向或背離表面的方向以外的所有方向上將力從傳動部件傳遞至底盤，彈性地支在彈簧上的連桿配置成在所述基本上朝向或背離表面的方向上對來自傳動部件的力施加阻尼作用。
[0041]彈性地支在彈簧上的連桿可包括氣彈簧、壓縮彈簧、張力彈簧、主動受控壓力壓縮空氣缸中的一者或多者。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種包含前述底盤的患者運送設(shè)備。
[0043]患者運送設(shè)備可包括輪式床、推車、移動式吊掛機、起重機、移動框架、坐站裝置、被動患者升降機、主動患者升降機或衛(wèi)生椅中選定的一者。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種輔助推進系統(tǒng)，其用于能沿著表面運動的輪式底盤，該輔助推進系統(tǒng)包括:
[0045]驅(qū)動裝置，其能借由安裝件聯(lián)接至底盤并配置成沿著表面向底盤提供輔助推進力，安裝件使驅(qū)動裝置的至少傳動部件在基本上垂直于表面的方向上與底盤基本上斷開聯(lián)接，并配置成施加彈性彈簧力以在所述輔助推進力提供期間將驅(qū)動裝置的至少傳動部件引導(dǎo)到表面上；
[0046]配置成控制驅(qū)動裝置的運行的控制器；和
[0047]傳感器，其配置成監(jiān)測驅(qū)動裝置的至少一部分的加速度并將關(guān)于所述加速度的數(shù)據(jù)傳送至控制器，
[0048]其中，控制器配置成基于自傳感器接收到的數(shù)據(jù)來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0049]控制器可包括處理器，該處理器配置成執(zhí)行計算機程序代碼以基于關(guān)于所述加速度的數(shù)據(jù)來確定表面的一種或多種特性，控制器配置成基于表面的特性來控制驅(qū)動裝置的運行。
[0050]所述輔助推進系統(tǒng)還可包括對多個表面類型特征標記進行編碼的數(shù)據(jù)儲存庫，每個表面類型特征標記都包括關(guān)于驅(qū)動裝置在所述表面類型上運行時的加速度的數(shù)據(jù)。
[0051]每個表面類型特征標記均可在數(shù)據(jù)儲存庫中與用于控制器的一個或多個運行參數(shù)關(guān)聯(lián)，其中處理器配置成執(zhí)行計算機程序代碼以訪問數(shù)據(jù)儲存庫、基于所述表面類型特征標記對關(guān)于自所述傳感器接收的所述加速度的數(shù)據(jù)進行分類并與表面類型特征標記分類關(guān)聯(lián)地識別用于控制器的一個或多個運行參數(shù)，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以將所述一個或多個運行參數(shù)傳送至控制器從而控制驅(qū)動裝置的運行。
[0052]傳動部件可包括元件，該元件隨著傳動部件沿表面推進底盤而在表面上運動并基于表面的硬度特性引起驅(qū)動裝置的所述加速度的變化，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以確定由元件引起的加速度并基于經(jīng)確定的由元件引起的加速度來確定表面的硬度特性。
[0053]驅(qū)動裝置可包括元件，該元件與傳動部件分隔開以及隨著傳動部件沿表面推進底盤而在表面上運動，元件經(jīng)歷基于表面的硬度特性的加速度變化，傳感器配置成監(jiān)測元件的運行，處理器進一步配置成執(zhí)行計算機程序代碼以確定由元件引起的加速度并基于經(jīng)確定的由元件引起的加速度來確定表面的硬度特性。
[0054]元件可包括不均勻部，該不均勻部隨著傳動部件沿著表面推進底盤而在表面上通過。
[0055]所述輔助推進系統(tǒng)可包括多個所述元件。
[0056]傳感器可包括加速計、MEMS加速計、應(yīng)變儀機構(gòu)、光學(xué)傳感器、電氣傳感器、監(jiān)測供給多方向的驅(qū)動裝置以動力的電機的系統(tǒng)、和位移檢測器中的一者或多者。
[0057]控制器可配置成接收來自底盤的操作者的控制輸入，并配置成基于控制輸入和自傳感器接收到的數(shù)據(jù)來控制多方向的驅(qū)動裝置的運行。
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