一種家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化機(jī)器人，特別是涉及一種家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)物質(zhì)需求和生存壓力的不斷提高，青年人將越來(lái)越多的精力用于賺取金錢(qián)，相應(yīng)的，家庭工作所投入的時(shí)間則越來(lái)越少，特別是家中有老年人需要照顧的家庭，如何進(jìn)行取舍成個(gè)一個(gè)難以決定的問(wèn)題。而同時(shí)，在現(xiàn)代社會(huì)中，隨著出生率的不斷下降和醫(yī)療體系的發(fā)展，人口老齡化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。截止2013年底，我國(guó)60周歲及以上人口占總?cè)丝诘?4.9%，65周歲及以上人口占總?cè)丝诘?.7%ο中國(guó)現(xiàn)有老齡人口已超過(guò)2億，且每年以近1000萬(wàn)的速度增加，有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2050年，中國(guó)老齡人口將達(dá)到總?cè)丝诘娜种弧５覈?guó)現(xiàn)有的各類(lèi)老年福利機(jī)構(gòu)所能提供的服務(wù)，甚至不足老齡人口的1.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。由此，利用機(jī)器人彌補(bǔ)人手不足正成為一個(gè)新的解決途徑。家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人是一種為人類(lèi)服務(wù)的特種機(jī)器人，可以代替人工或護(hù)理人員(或護(hù)士)完成家庭服務(wù)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種能夠向老年人提供服務(wù)的家用和醫(yī)用機(jī)器人及其工作方法，以替代人工服務(wù)，同時(shí)滿足照顧老年人的日常所需。
[0004]本發(fā)明所述的家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人，包括機(jī)器人的機(jī)體，機(jī)體的底部裝有帶動(dòng)其移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)，機(jī)體上設(shè)有放置物品的容納腔，和可從容納腔內(nèi)將物品取出的抓取裝置；還有檢測(cè)機(jī)器人所在位置的定位機(jī)構(gòu)，包括安裝在房間內(nèi)或佩戴在人體上的定位儀，和安裝在機(jī)器人上的檢測(cè)儀，檢測(cè)儀檢測(cè)機(jī)器人與定位儀的相對(duì)位置而確認(rèn)當(dāng)前位置。
[0005]本發(fā)明所述的家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的工作方法，包括以下過(guò)程:機(jī)器人上的檢測(cè)儀檢測(cè)定位儀的位置，從而計(jì)算出兩者間的相對(duì)位置關(guān)系，然后行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)體移動(dòng)至所需的位置，如老人所在的位置，此后，行走機(jī)構(gòu)停止，抓取裝置工作并將容納腔內(nèi)的物品取出，老人即可將該物品從機(jī)器人的抓取裝置上取下。
[0006]本發(fā)明所述的家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人及其工作方法，機(jī)器人通過(guò)定位機(jī)構(gòu)確認(rèn)其與被服務(wù)人的相對(duì)位置，通過(guò)行走機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)，即可移動(dòng)至被服務(wù)人之處，而抓取裝置則可以方便地將物品送至被服務(wù)人的手上；容納腔內(nèi)可以放置各種物品，例如老人所需的各種藥物、老花鏡、水杯等，可以滿足老人的日常所需，特別善于照顧行動(dòng)不便或記憶力較差的老人。該種家庭服務(wù)機(jī)器人可以很好地替代人工，彌補(bǔ)了人工不足的問(wèn)題，也可以對(duì)老人進(jìn)行日常的照顧和幫助，減緩社會(huì)老齡人所帶來(lái)的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人容置腔打開(kāi)的狀態(tài)圖。
[0009]圖3-5是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖6是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的機(jī)體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖7是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的轉(zhuǎn)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖8是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的機(jī)罩打開(kāi)的狀態(tài)圖。
[0013]圖9是圖1所不家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的窗口板的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0014]圖10是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的抓取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖11是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的攝像儀的不同旋轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖。
[0016]圖12是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的wifi天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖13、14是一種收音機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖15是一種收音機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖16、17是圖1所示家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖18是家用和醫(yī)用機(jī)器人的行走方法示意圖。
[0021]圖19是圖1所不豕用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人的坐標(biāo)定位原理不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，一種家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人，包括機(jī)器人的機(jī)體1，機(jī)體的底部裝有帶動(dòng)其移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)2，機(jī)體上設(shè)有放置物品的容納腔3，和可從容納腔內(nèi)將物品取出的抓取裝置4 ;還有檢測(cè)機(jī)器人所在位置的定位機(jī)構(gòu)，包括安裝在房間內(nèi)或佩戴在人體上的定位儀，和安裝在機(jī)器人上的檢測(cè)儀，檢測(cè)儀檢測(cè)機(jī)器人與定位儀的相對(duì)位置而確認(rèn)當(dāng)前位置。
[0023]如圖2-5所示，行走機(jī)構(gòu)2包括安裝在機(jī)體I底部的底盤(pán)21，和裝有滾輪22的行走單元23，底盤(pán)21上還裝有探測(cè)障礙物和判定位置的探測(cè)裝置24，若底盤(pán)為四邊形結(jié)構(gòu)，則多個(gè)探測(cè)裝置分別安裝在底盤(pán)的四周外壁上；若底盤(pán)為圓形結(jié)構(gòu)，則多個(gè)探測(cè)裝置可以均勻地設(shè)置于底盤(pán)的外壁上。其中，探測(cè)裝置24包括一個(gè)或多個(gè)紅外探測(cè)器25。當(dāng)機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，行走單元驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)底盤(pán)機(jī)器上的機(jī)體運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中，底盤(pán)上的探測(cè)裝置對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行掃描，避開(kāi)障礙物以順利行走至被服務(wù)人處，其工作安全、穩(wěn)定，極為便于老年人的使用；而紅外探測(cè)器的應(yīng)用則更為成熟、安全，且成本低廉。行走結(jié)構(gòu)上還可以設(shè)置減震彈簧，以方便機(jī)器人跨過(guò)門(mén)檻。
[0024]如圖2、6所示，機(jī)體I包括外殼11，外殼的內(nèi)部裝有支架12，支架上設(shè)有托盤(pán)13，托盤(pán)包括上部的上托盤(pán)和下部的下托盤(pán)；還有處理機(jī)器人程序和控制機(jī)器人的計(jì)算機(jī)51，計(jì)算機(jī)固定安裝在支架12上。托盤(pán)可以用于放置物品，當(dāng)需要使用時(shí)只需通過(guò)抓取裝置取出即可，且為了放置更多的物品，可以設(shè)置分層地設(shè)置兩個(gè)托盤(pán)，甚至是多個(gè)托盤(pán)。而計(jì)算機(jī)則用于接收和處理發(fā)送機(jī)器人的數(shù)據(jù)，控制各部件之間的配合和工作，將其設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部，可以有效地對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
[0025]如圖2、7所示，機(jī)體I的托盤(pán)13上裝有可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)14(或托盤(pán)13即為轉(zhuǎn)盤(pán)14)，轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)設(shè)有多個(gè)放置物品的固定座15 ;固定座15可以是設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)的不同的分隔區(qū)，也可以是多個(gè)用于放置藥瓶的底座。轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)置可以在放入多個(gè)物品的同時(shí)，方便地對(duì)所需要的物品進(jìn)行選擇，另外，機(jī)器人可以在其中一個(gè)托盤(pán)上設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)，另一個(gè)托盤(pán)則用于放置其它物品，也可以同時(shí)在兩個(gè)托盤(pán)上設(shè)置轉(zhuǎn)盤(pán)。
[0026]如圖8、9所示，機(jī)體I的外殼11上開(kāi)有連通內(nèi)部的窗口，且窗口所在的位置正對(duì)外殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)盤(pán)14 ;機(jī)體I的窗口處裝有可遮蓋或打開(kāi)窗口的窗口板16，窗口板通過(guò)導(dǎo)軌副17安裝在外殼11或支架12上，窗口板上固定安裝有齒條18，還有驅(qū)動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)的齒輪19。窗口的設(shè)置可便于抓取裝置將轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)的物品取出，而窗口板則可以在非抓取狀態(tài)下有效保護(hù)內(nèi)部的物品和設(shè)備；窗口板可以設(shè)置為透明，以便于觀察機(jī)器人的內(nèi)部情況和轉(zhuǎn)盤(pán)上的物品；而導(dǎo)軌副的使用效果更為安全和安靜，齒輪與齒條的配合運(yùn)動(dòng)則可以快速、安全地使窗口板進(jìn)行開(kāi)合，且由于該種設(shè)備用到的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力非常小，另外因齒輪與齒條是非自鎖機(jī)構(gòu)，可避免夾手，也可增加傳感器避免夾手。
[0027]如圖10所示，抓取裝置4包括固定安裝在機(jī)體I上的安裝座41，安裝座上裝有可開(kāi)合地抓取物品的抓手42，和驅(qū)動(dòng)抓手開(kāi)合的推桿43 ;抓手42包括左、右兩只夾手，夾手的一端設(shè)有齒輪，且該端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在安裝座41上，推桿43的桿體設(shè)置于兩夾手之間，且其上設(shè)有與夾手的端部齒輪相配合的齒條。工作時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)將所需的物品轉(zhuǎn)動(dòng)至抓取裝置處，推桿再帶動(dòng)抓手將物品從轉(zhuǎn)盤(pán)上取出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且工作安全、快捷。
[0028]如圖2、8、11、19所示，所述的家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人，有可拍攝影像的攝像儀61，和可水平旋轉(zhuǎn)的機(jī)