遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人的基座，以及設(shè)置在基座上的A處理器、行走驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，所述行走驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制器，所述B處理器通過(guò)無(wú)線通信裝置與A處理器通信。本實(shí)用新型通過(guò)無(wú)線通信方式連接服務(wù)端與控制端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人陪護(hù)老人，在一定程度上解決的空巢老人的陪護(hù)問(wèn)題；機(jī)器人搭載的醫(yī)療系統(tǒng)，可以對(duì)空巢老人進(jìn)行身體狀況的檢查，以及空巢老人居住環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握空巢老人的生活狀況，便于遠(yuǎn)程照顧老人的起居。
【專利說(shuō)明】遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著醫(yī)學(xué)水平和生活質(zhì)量的提高，各國(guó)人民的平均壽命均有一定的提升，老年人口占人口總數(shù)的比例也有較大的增長(zhǎng)，很多國(guó)家已步入老齡化社會(huì)行列，中國(guó)便是其中之一；隨著社會(huì)的發(fā)展，生活壓力增加，以及計(jì)劃生育政策的影響，越來(lái)越多的獨(dú)生子女離開(kāi)家，所謂空巢老人的數(shù)量每年以相當(dāng)驚人的速度在增長(zhǎng)，而且受中國(guó)人的傳統(tǒng)觀念影響，大多數(shù)老人不愿意去養(yǎng)老院生活，空巢老人無(wú)人陪伴與護(hù)理的問(wèn)題越來(lái)越突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，可以解決子女不在身邊，無(wú)法陪伴與護(hù)理空巢老人無(wú)人的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人的基座，以及設(shè)置在基座上的A處理器、行走驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，所述行走驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制器，所述B處理器通過(guò)無(wú)線通信裝置與A處理器通信。
[0006]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，行走驅(qū)動(dòng)裝置為設(shè)置于機(jī)器人基座的下表面的車輪以及對(duì)應(yīng)的減速電機(jī)，所述機(jī)器人基座的上表面設(shè)有升降滑軌，所述機(jī)械臂的機(jī)械爪通過(guò)移動(dòng)副連接于升降滑軌，所述升降滑軌頂部設(shè)有固定板，所述機(jī)械臂的第一傳動(dòng)裝置以及視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于固定板。
[0007]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，第一傳動(dòng)裝置為360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，所述360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的舵盤上安裝有帶輪，所述帶輪通過(guò)繩子連接機(jī)械爪。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，機(jī)械爪由夾爪、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)裝置組成，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄與第二傳動(dòng)裝置連接。
[0009]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，第二傳動(dòng)裝置為180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，視頻系統(tǒng)包括連接于固定板的舵機(jī)云臺(tái)和安裝在舵機(jī)云臺(tái)上的無(wú)線攝像頭，舵機(jī)云臺(tái)的控制器與A處理器連接，所述無(wú)線攝像頭的信號(hào)接收器通過(guò)視頻采集卡連接于計(jì)算機(jī)。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，語(yǔ)音系統(tǒng)由語(yǔ)音識(shí)別模塊和語(yǔ)音合成模塊組成；所述語(yǔ)音識(shí)別模塊包括LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片、51單片機(jī)和麥克風(fēng)，所述LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片通過(guò)串行通信接口與51單片機(jī)連接，麥克風(fēng)連接于LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片的麥克風(fēng)接口 ；所述語(yǔ)音合成模塊包括SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片的輸出接口。
[0012]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，醫(yī)療系統(tǒng)包括遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器，所述遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器分別連接于A處理器的傳感器接口。
[0013]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，無(wú)線通信裝置包括兩個(gè)分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無(wú)線收發(fā)器芯片。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]一、通過(guò)無(wú)線通信方式連接服務(wù)端與控制端，進(jìn)行視頻、語(yǔ)音互動(dòng)，以機(jī)械臂輔助老人做一些抓取動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人陪護(hù)老人，在一定程度上解決的空巢老人的陪護(hù)問(wèn)題；
[0017]二、機(jī)器人搭載的醫(yī)療系統(tǒng)，可以對(duì)空巢老人進(jìn)行身體狀況的檢查，以及空巢老人居住環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握空巢老人的生活狀況，便于遠(yuǎn)程照顧老人的起居。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1的A方向視圖。
[0020]圖3為服務(wù)端結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖4為服務(wù)端軟件流程圖。
[0022]圖5為控制端結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人的基座1，以及設(shè)置在基座I上的A處理器、行走驅(qū)動(dòng)裝置2、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)13和醫(yī)療系統(tǒng)14，所述行走驅(qū)動(dòng)裝置2、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)13和醫(yī)療系統(tǒng)14分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制器，所述B處理器通過(guò)無(wú)線通信裝置與A處理器通信，所述A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機(jī)。
[0024]所述行走驅(qū)動(dòng)裝置2為設(shè)置于機(jī)器人基座I的下表面的四個(gè)車輪以及對(duì)應(yīng)的減速電機(jī)，減速電機(jī)連接于A處理器，通過(guò)無(wú)線通信模塊接收連接于B處理器傳感器接口的PS2搖桿信號(hào)，實(shí)時(shí)控制機(jī)器人的行走動(dòng)作。所述機(jī)器人基座I的上表面設(shè)有升降滑軌3，所述機(jī)械臂的機(jī)械爪5通過(guò)移動(dòng)副6連接于升降滑軌3，所述升降滑軌3頂部設(shè)有固定板4，所述機(jī)械臂的360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)以及視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)13、醫(yī)療系統(tǒng)14分別連接于固定板4，所述360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的舵盤上安裝有帶輪8，所述帶輪8通過(guò)繩子9連接機(jī)械爪5，360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)便可把機(jī)械爪5提起，當(dāng)舵盤反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械爪由于重力便隨之下降，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制。
[0025]所述機(jī)械爪5由夾爪、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)組成，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄與180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)連接，180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)夾爪夾緊；180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)復(fù)位時(shí)，帶動(dòng)夾爪復(fù)位。
[0026]所述視頻系統(tǒng)包括連接于固定板4的舵機(jī)云臺(tái)11和安裝在舵機(jī)云臺(tái)11上的無(wú)線攝像頭12，舵機(jī)云臺(tái)11的控制器與A處理器的舵機(jī)控制口連接，A處理器通過(guò)無(wú)線通信模塊接收B處理器發(fā)送的動(dòng)作信號(hào)，控制舵機(jī)云臺(tái)11進(jìn)行水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)；所述無(wú)線攝像頭12的信號(hào)接收器通過(guò)視頻采集卡連接于計(jì)算機(jī)，從計(jì)算機(jī)顯示器實(shí)施觀察無(wú)線攝像頭拍攝的圖像。
[0027]所述語(yǔ)音系統(tǒng)13由語(yǔ)音識(shí)別模塊和語(yǔ)音合成模塊組成；所述語(yǔ)音識(shí)別模塊包括LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片、51單片機(jī)和麥克風(fēng)，所述LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片通過(guò)串行通信接口與51單片機(jī)連接，麥克風(fēng)連接于LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片的麥克風(fēng)接口 ；當(dāng)LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片識(shí)別到麥克風(fēng)傳來(lái)的語(yǔ)音信息，便會(huì)把相應(yīng)的代碼通過(guò)51單片機(jī)的串口送到A處理器，A處理器通過(guò)對(duì)比預(yù)先設(shè)定好的程序控制機(jī)器人做出相應(yīng)的動(dòng)作，同時(shí)會(huì)調(diào)用預(yù)先寫好的文本送給語(yǔ)音合成模塊做出相應(yīng)的語(yǔ)音回復(fù)，優(yōu)化的人機(jī)交互界面。所述語(yǔ)音合成模塊包括SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片的輸出接口。SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片通過(guò)異步串口(UART)通訊方式，接收待合成的文本數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)文本到語(yǔ)音的轉(zhuǎn)換。服務(wù)端的A處理器不僅預(yù)先設(shè)置好一定數(shù)量的常用文本來(lái)供給日常語(yǔ)音識(shí)別答復(fù)，還在通信通道內(nèi)開(kāi)辟了一定的字節(jié)寬度用來(lái)接收計(jì)算機(jī)傳來(lái)的文本，在計(jì)算機(jī)中有一個(gè)語(yǔ)音交流的文本輸入框，在此輸入要說(shuō)的文本點(diǎn)擊“發(fā)送”，便可以把信息送入SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片，SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片會(huì)自動(dòng)把文本合成語(yǔ)音，并通過(guò)音箱播放出來(lái)。
[0028]所述醫(yī)療系統(tǒng)14包括遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器，所述遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器分別連接于A處理器的傳感器接口，還可以在傳感器接口增加其他功能的醫(yī)學(xué)設(shè)備，以擴(kuò)展機(jī)器人的功能。
[0029]無(wú)線通信裝置由兩個(gè)分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無(wú)線收發(fā)器芯片搭建而成。nRF24L01 —次性可以收發(fā)32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，把信息數(shù)據(jù)分成了若干段分別加載在這32個(gè)字節(jié)的不同區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的同時(shí)傳輸。nRF24L01的數(shù)據(jù)傳輸方式有 Shock2Burst 和 Enhanced ShockBurst 兩種模式，Enhanced ShockBurst 模式比Shock2BUrst模式多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐中盘?hào)，可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，?dāng)配置為Enhanced ShockBurst時(shí)nRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)切換到接收模式以接收返回的握手信號(hào)，當(dāng)收到確認(rèn)信號(hào)后IRQ引腳產(chǎn)生數(shù)據(jù)發(fā)送完成中斷，如果沒(méi)有握手信號(hào)返回表示發(fā)送失敗，芯片會(huì)自動(dòng)重新發(fā)送如果重新發(fā)送的次數(shù)超過(guò)在ARC_CNT寄存器里面設(shè)定的值則會(huì)在IRQ引腳產(chǎn)生中斷。MCU查詢status寄存器的值即可知道是發(fā)送完成中斷還是重發(fā)次數(shù)超限中斷。為了保證系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性，選擇Enhanced ShockBurst模式,并規(guī)定在接收相同數(shù)據(jù)時(shí)要連續(xù)接受多次，以保證得到的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
[0030]機(jī)器人上電后程序便自動(dòng)進(jìn)行初始化設(shè)置，A處理器首先判斷是否接收到關(guān)機(jī)命令，如果接受到關(guān)機(jī)指令便會(huì)接入休眠狀態(tài)，主程序停止運(yùn)行；關(guān)機(jī)指令由服務(wù)端的按鍵或者語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)給出，設(shè)計(jì)兩種關(guān)機(jī)指令以防止環(huán)境嘈雜語(yǔ)音識(shí)別錯(cuò)亂。如果沒(méi)有接收到關(guān)機(jī)指令則判斷是否接收到計(jì)算機(jī)的指令，若接收到計(jì)算機(jī)指令則執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，動(dòng)作執(zhí)行完以后服務(wù)端便會(huì)向計(jì)算機(jī)返回一個(gè)狀態(tài)代碼，如果沒(méi)有則返回再次判斷是否接收到計(jì)算機(jī)指令。
【權(quán)利要求】
1.遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:包括機(jī)器人的基座(1)，以及設(shè)置在基座(I)上的A處理器、行走驅(qū)動(dòng)裝置(2)、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)(13)和醫(yī)療系統(tǒng)(14)，所述行走驅(qū)動(dòng)裝置(2)、機(jī)械臂、視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)(13)和醫(yī)療系統(tǒng)(14)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制器，所述B處理器通過(guò)無(wú)線通信裝置與A處理器通信。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述行走驅(qū)動(dòng)裝置(2)為設(shè)置于基座(I)的下表面的車輪以及對(duì)應(yīng)的減速電機(jī)，所述基座(I)的上表面設(shè)有升降滑軌(3)，所述機(jī)械臂的機(jī)械爪(5)通過(guò)移動(dòng)副(6)連接于升降滑軌(3)，所述升降滑軌(3)頂部設(shè)有固定板(4)，所述機(jī)械臂的第一傳動(dòng)裝置(7)以及視頻系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)(13)、醫(yī)療系統(tǒng)(14)分別連接于固定板(4)。
3.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述第一傳動(dòng)裝置(7)為360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，所述360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的舵盤上安裝有帶輪(8)，所述帶輪(8)通過(guò)繩子(9 )連接機(jī)械爪(5 )。
4.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)械爪(5)由夾爪、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和第二傳動(dòng)裝置(10)組成，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄與第二傳動(dòng)裝置(10)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述第二傳動(dòng)裝置(10)為180度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)。
6.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述視頻系統(tǒng)包括連接于固定板(4)的舵機(jī)云臺(tái)(11)和安裝在舵機(jī)云臺(tái)(11)上的無(wú)線攝像頭(12)，舵機(jī)云臺(tái)(II)的控制器與A處理器連接，所述無(wú)線攝像頭(12)的信號(hào)接收器通過(guò)視頻采集卡連接于計(jì)算機(jī)。
7.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述語(yǔ)音系統(tǒng)(13)由語(yǔ)音識(shí)別模塊和語(yǔ)音合成模塊組成；所述語(yǔ)音識(shí)別模塊包括LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片、51單片機(jī)和麥克風(fēng)，所述LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片通過(guò)串行通信接口與51單片機(jī)連接，麥克風(fēng)連接于LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片的麥克風(fēng)接口 ；所述語(yǔ)音合成模塊包括SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語(yǔ)音合成芯片的輸出接口。
8.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述醫(yī)療系統(tǒng)(14)包括遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器，所述遠(yuǎn)紅外體溫計(jì)、紅外心率測(cè)量?jī)x、溫度/濕度傳感器分別連接于A處理器的傳感器接口。
9.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機(jī)。
10.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程控制醫(yī)療陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于:所述無(wú)線通信裝置包括兩個(gè)分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無(wú)線收發(fā)器芯片。
【文檔編號(hào)】B25J19/00GK203401486SQ201320484286
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】殷聰聰 申請(qǐng)人:殷聰聰, 楊杰