遠程控制醫(yī)療陪護機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種遠程控制醫(yī)療陪護機器人，包括機器人的基座，以及設置在基座上的A處理器、行走驅動裝置、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，所述行走驅動裝置、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計算機構成的控制器，所述B處理器通過無線通信裝置與A處理器通信。本實用新型通過無線通信方式連接服務端與控制端，實現(xiàn)遠程控制機器人陪護老人，在一定程度上解決的空巢老人的陪護問題；機器人搭載的醫(yī)療系統(tǒng)，可以對空巢老人進行身體狀況的檢查，以及空巢老人居住環(huán)境的監(jiān)測，實時掌握空巢老人的生活狀況，便于遠程照顧老人的起居。
【專利說明】遠程控制醫(yī)療陪護機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機器人領域，具體涉及一種遠程控制醫(yī)療陪護機器人。
【背景技術】
[0002]隨著醫(yī)學水平和生活質量的提高，各國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，很多國家已步入老齡化社會行列，中國便是其中之一；隨著社會的發(fā)展，生活壓力增加，以及計劃生育政策的影響，越來越多的獨生子女離開家，所謂空巢老人的數(shù)量每年以相當驚人的速度在增長，而且受中國人的傳統(tǒng)觀念影響，大多數(shù)老人不愿意去養(yǎng)老院生活，空巢老人無人陪伴與護理的問題越來越突出。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種遠程控制醫(yī)療陪護機器人，可以解決子女不在身邊，無法陪伴與護理空巢老人無人的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0005]遠程控制醫(yī)療陪護機器人，包括機器人的基座，以及設置在基座上的A處理器、行走驅動裝置、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)，所述行走驅動裝置、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)和醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計算機構成的控制器，所述B處理器通過無線通信裝置與A處理器通信。
[0006]本實用新型的進一步改進方案是，行走驅動裝置為設置于機器人基座的下表面的車輪以及對應的減速電機，所述機器人基座的上表面設有升降滑軌，所述機械臂的機械爪通過移動副連接于升降滑軌，所述升降滑軌頂部設有固定板，所述機械臂的第一傳動裝置以及視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)分別連接于固定板。
[0007]本實用新型的進一步改進方案是，第一傳動裝置為360度連續(xù)旋轉舵機，所述360度連續(xù)旋轉舵機的舵盤上安裝有帶輪，所述帶輪通過繩子連接機械爪。
[0008]本實用新型的進一步改進方案是，機械爪由夾爪、曲柄搖桿機構和第二傳動裝置組成，曲柄搖桿機構的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機構的曲柄與第二傳動裝置連接。
[0009]本實用新型的進一步改進方案是，第二傳動裝置為180度旋轉舵機。
[0010]本實用新型的進一步改進方案是，視頻系統(tǒng)包括連接于固定板的舵機云臺和安裝在舵機云臺上的無線攝像頭，舵機云臺的控制器與A處理器連接，所述無線攝像頭的信號接收器通過視頻采集卡連接于計算機。
[0011]本實用新型的進一步改進方案是，語音系統(tǒng)由語音識別模塊和語音合成模塊組成；所述語音識別模塊包括LD3320語音識別芯片、51單片機和麥克風，所述LD3320語音識別芯片通過串行通信接口與51單片機連接，麥克風連接于LD3320語音識別芯片的麥克風接口 ；所述語音合成模塊包括SYN6288中文語音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語音合成芯片的輸出接口。
[0012]本實用新型的進一步改進方案是，醫(yī)療系統(tǒng)包括遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、溫度/濕度傳感器，所述遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、溫度/濕度傳感器分別連接于A處理器的傳感器接口。
[0013]本實用新型的進一步改進方案是，A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機。
[0014]本實用新型的進一步改進方案是，無線通信裝置包括兩個分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無線收發(fā)器芯片。
[0015]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0016]一、通過無線通信方式連接服務端與控制端，進行視頻、語音互動，以機械臂輔助老人做一些抓取動作，實現(xiàn)遠程控制機器人陪護老人，在一定程度上解決的空巢老人的陪護問題；
[0017]二、機器人搭載的醫(yī)療系統(tǒng)，可以對空巢老人進行身體狀況的檢查，以及空巢老人居住環(huán)境的監(jiān)測，實時掌握空巢老人的生活狀況，便于遠程照顧老人的起居。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為遠程控制醫(yī)療陪護機器人的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1的A方向視圖。
[0020]圖3為服務端結構框圖。
[0021]圖4為服務端軟件流程圖。
[0022]圖5為控制端結構框圖。
【具體實施方式】
[0023]遠程控制醫(yī)療陪護機器人，包括機器人的基座1，以及設置在基座I上的A處理器、行走驅動裝置2、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)13和醫(yī)療系統(tǒng)14，所述行走驅動裝置2、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)13和醫(yī)療系統(tǒng)14分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計算機構成的控制器，所述B處理器通過無線通信裝置與A處理器通信，所述A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機。
[0024]所述行走驅動裝置2為設置于機器人基座I的下表面的四個車輪以及對應的減速電機，減速電機連接于A處理器，通過無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，實時控制機器人的行走動作。所述機器人基座I的上表面設有升降滑軌3，所述機械臂的機械爪5通過移動副6連接于升降滑軌3，所述升降滑軌3頂部設有固定板4，所述機械臂的360度連續(xù)旋轉舵機以及視頻系統(tǒng)、語音系統(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)旋轉舵機的舵盤上安裝有帶輪8，所述帶輪8通過繩子9連接機械爪5，360度連續(xù)旋轉舵機的舵盤轉動時便可把機械爪5提起，當舵盤反向轉動時機械爪由于重力便隨之下降，實現(xiàn)機械臂的運動控制。
[0025]所述機械爪5由夾爪、曲柄搖桿機構和180度旋轉舵機組成，曲柄搖桿機構的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機構的曲柄與180度旋轉舵機連接，180度旋轉舵機旋轉時，帶動夾爪夾緊；180度旋轉舵機復位時，帶動夾爪復位。
[0026]所述視頻系統(tǒng)包括連接于固定板4的舵機云臺11和安裝在舵機云臺11上的無線攝像頭12，舵機云臺11的控制器與A處理器的舵機控制口連接，A處理器通過無線通信模塊接收B處理器發(fā)送的動作信號，控制舵機云臺11進行水平和垂直方向的旋轉；所述無線攝像頭12的信號接收器通過視頻采集卡連接于計算機，從計算機顯示器實施觀察無線攝像頭拍攝的圖像。
[0027]所述語音系統(tǒng)13由語音識別模塊和語音合成模塊組成；所述語音識別模塊包括LD3320語音識別芯片、51單片機和麥克風，所述LD3320語音識別芯片通過串行通信接口與51單片機連接，麥克風連接于LD3320語音識別芯片的麥克風接口 ；當LD3320語音識別芯片識別到麥克風傳來的語音信息，便會把相應的代碼通過51單片機的串口送到A處理器，A處理器通過對比預先設定好的程序控制機器人做出相應的動作，同時會調用預先寫好的文本送給語音合成模塊做出相應的語音回復，優(yōu)化的人機交互界面。所述語音合成模塊包括SYN6288中文語音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語音合成芯片的輸出接口。SYN6288中文語音合成芯片通過異步串口(UART)通訊方式，接收待合成的文本數(shù)據(jù)，實現(xiàn)文本到語音的轉換。服務端的A處理器不僅預先設置好一定數(shù)量的常用文本來供給日常語音識別答復，還在通信通道內開辟了一定的字節(jié)寬度用來接收計算機傳來的文本，在計算機中有一個語音交流的文本輸入框，在此輸入要說的文本點擊“發(fā)送”，便可以把信息送入SYN6288中文語音合成芯片，SYN6288中文語音合成芯片會自動把文本合成語音，并通過音箱播放出來。
[0028]所述醫(yī)療系統(tǒng)14包括遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、溫度/濕度傳感器，所述遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、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)學設備，以擴展機器人的功能。
[0029]無線通信裝置由兩個分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無線收發(fā)器芯片搭建而成。nRF24L01 —次性可以收發(fā)32個字節(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個字節(jié)的不同區(qū)域來實現(xiàn)多路信號的同時傳輸。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?，可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，當配置為Enhanced ShockBurst時nRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)后會自動切換到接收模式以接收返回的握手信號，當收到確認信號后IRQ引腳產(chǎn)生數(shù)據(jù)發(fā)送完成中斷，如果沒有握手信號返回表示發(fā)送失敗，芯片會自動重新發(fā)送如果重新發(fā)送的次數(shù)超過在ARC_CNT寄存器里面設定的值則會在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)時要連續(xù)接受多次，以保證得到的數(shù)據(jù)不會丟失。
[0030]機器人上電后程序便自動進行初始化設置，A處理器首先判斷是否接收到關機命令，如果接受到關機指令便會接入休眠狀態(tài)，主程序停止運行；關機指令由服務端的按鍵或者語音識別系統(tǒng)給出，設計兩種關機指令以防止環(huán)境嘈雜語音識別錯亂。如果沒有接收到關機指令則判斷是否接收到計算機的指令，若接收到計算機指令則執(zhí)行相應的動作，動作執(zhí)行完以后服務端便會向計算機返回一個狀態(tài)代碼，如果沒有則返回再次判斷是否接收到計算機指令。
【權利要求】
1.遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:包括機器人的基座(1)，以及設置在基座(I)上的A處理器、行走驅動裝置(2)、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)(13)和醫(yī)療系統(tǒng)(14)，所述行走驅動裝置(2)、機械臂、視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)(13)和醫(yī)療系統(tǒng)(14)分別連接于A處理器；還包括由B處理器和計算機構成的控制器，所述B處理器通過無線通信裝置與A處理器通信。
2.如權利要求1所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述行走驅動裝置(2)為設置于基座(I)的下表面的車輪以及對應的減速電機，所述基座(I)的上表面設有升降滑軌(3)，所述機械臂的機械爪(5)通過移動副(6)連接于升降滑軌(3)，所述升降滑軌(3)頂部設有固定板(4)，所述機械臂的第一傳動裝置(7)以及視頻系統(tǒng)、語音系統(tǒng)(13)、醫(yī)療系統(tǒng)(14)分別連接于固定板(4)。
3.如權利要求2所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述第一傳動裝置(7)為360度連續(xù)旋轉舵機，所述360度連續(xù)旋轉舵機的舵盤上安裝有帶輪(8)，所述帶輪(8)通過繩子(9 )連接機械爪(5 )。
4.如權利要求2所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述機械爪(5)由夾爪、曲柄搖桿機構和第二傳動裝置(10)組成，曲柄搖桿機構的搖桿與夾爪連接，曲柄搖桿機構的曲柄與第二傳動裝置(10)連接。
5.如權利要求4所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述第二傳動裝置(10)為180度旋轉舵機。
6.如權利要求2所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述視頻系統(tǒng)包括連接于固定板(4)的舵機云臺(11)和安裝在舵機云臺(11)上的無線攝像頭(12)，舵機云臺(II)的控制器與A處理器連接，所述無線攝像頭(12)的信號接收器通過視頻采集卡連接于計算機。
7.如權利要求2所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述語音系統(tǒng)(13)由語音識別模塊和語音合成模塊組成；所述語音識別模塊包括LD3320語音識別芯片、51單片機和麥克風，所述LD3320語音識別芯片通過串行通信接口與51單片機連接，麥克風連接于LD3320語音識別芯片的麥克風接口 ；所述語音合成模塊包括SYN6288中文語音合成芯片和音箱，所述音箱連接于SYN6288中文語音合成芯片的輸出接口。
8.如權利要求2所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述醫(yī)療系統(tǒng)(14)包括遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、溫度/濕度傳感器，所述遠紅外體溫計、紅外心率測量儀、溫度/濕度傳感器分別連接于A處理器的傳感器接口。
9.如權利要求1所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述A處理器和B處理器均為MC9S12XS128單片機。
10.如權利要求1所述的遠程控制醫(yī)療陪護機器人，其特征在于:所述無線通信裝置包括兩個分別連接于A處理器和B處理器的nRF24L01單片無線收發(fā)器芯片。
【文檔編號】B25J19/00GK203401486SQ201320484286
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】殷聰聰 申請人:殷聰聰, 楊杰