一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及寵物型陪護(hù)機(jī)器人及系統(tǒng)。該寵物型機(jī)器人包括寵物型外殼及設(shè)置在寵物型外殼內(nèi)部的傳感部件、主控制器及執(zhí)行部件；傳感部件，用于感應(yīng)人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化，其中傳感部件至少包括以下一種：用于感應(yīng)人體施加壓力的壓力傳感器、用于感應(yīng)環(huán)境光線變化的光電傳感器、用于感應(yīng)人體溫度的熱敏傳感器、用于檢測(cè)聲音的麥克風(fēng)、用于獲取視頻圖像的攝像頭以及用于檢測(cè)環(huán)境中煤氣濃度的煤氣檢測(cè)傳感器；主控制器，用于發(fā)出與人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作控制命令；執(zhí)行部件用于執(zhí)行動(dòng)作控制命令。本發(fā)明的寵物型機(jī)器人及系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與人的多種交互功能，適用于老年人的精神陪護(hù)，能夠有效減輕老人的孤獨(dú)感。
【專利說明】一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及寵物型陪護(hù)機(jī)器人及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上老年人口數(shù)量最多的國家。截至2013年底，我國60歲以上老年人口已達(dá)到2.02億，占總?cè)丝诘?4.8%。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉，我國的老年人口將達(dá)到4.5億，約占總?cè)丝诘?/3。老齡化、高齡化、空巢化、家庭小型化引發(fā)的老年生活照料、陪護(hù)等問題日益突出，其中“空巢老人”尤其引人關(guān)注。在2010年第六次人口普查時(shí)，空巢老人已達(dá)到31.77%，并且在空巢老人中存在心理問題的比例達(dá)到60%。因此，對(duì)于平時(shí)身邊無人陪伴的老人，如何能夠既有效的監(jiān)護(hù)其的安全，又能起到陪伴的作用，避免其心理疾病的發(fā)生，成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。
[0003]為了解決上述問題，近年來人們提出利用機(jī)器人來代替人進(jìn)行老年人監(jiān)護(hù)。目前已有一些研宄涉及老年人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)機(jī)器人，但是這些機(jī)器人的設(shè)計(jì)都是機(jī)器外型，缺乏與人的互動(dòng)，功能也比較單一，不能真正起到陪伴老年人，減輕心理孤獨(dú)的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供寵物型陪護(hù)機(jī)器人及系統(tǒng)，以增加機(jī)器人的交互功能。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人，包括:寵物型外殼及設(shè)置在所述寵物型外殼內(nèi)部的傳感部件、主控制器及執(zhí)行部件；所述傳感部件，用于感應(yīng)人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化，其中所述傳感部件至少包括以下一種:用于感應(yīng)人體施加壓力的壓力傳感器、用于感應(yīng)環(huán)境光線變化的光電傳感器、用于感應(yīng)人體溫度的熱敏傳感器、用于檢測(cè)聲音的麥克風(fēng)、用于獲取視頻圖像的攝像頭以及用于檢測(cè)環(huán)境中煤氣濃度的煤氣檢測(cè)傳感器；所述主控制器，用于發(fā)出與所述人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作控制命令；所述執(zhí)行部件，用于執(zhí)行所述動(dòng)作控制命令。
[0006]優(yōu)選地，所述執(zhí)行部件包括步進(jìn)電機(jī)及聲音播放器；其中，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與所述寵物型外殼的關(guān)節(jié)部位連接，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出相應(yīng)動(dòng)作；所述聲音播放器用于發(fā)出與所述人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的聲音。
[0007]優(yōu)選地，所述步進(jìn)電機(jī)包括:設(shè)置于所述寵物型外殼頸部用于控制所述寵物型外殼作出低頭/抬頭動(dòng)作的第一步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置于所述寵物型外殼頸部用于控制所述寵物型外殼作出頭部左右轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的第二步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左肩部位及右肩部位用于控制所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂張開/抱緊動(dòng)作的第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左肩部位及右肩部位用于控制所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂抬起/放下動(dòng)作的第五步進(jìn)電機(jī)及第六步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左腿及右腿與軀干連接處用于控制左腿及右腿作出抬起/放下動(dòng)作的第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，所述傳感部件包括多個(gè)壓力傳感器，多個(gè)所述壓力傳感器分別對(duì)應(yīng)分布于所述寵物型外殼的頭頂位置、下巴位置及軀干上；所述主控制器接收到位于頭頂位置的所述壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷所述人體施加壓力是否小于第一預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出低頭動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第一音頻文件；否則控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出低頭抬頭交替動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第二音頻文件；所述主控制器接收到位于下巴位置的所述壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷所述人體施加壓力是否小于第二預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出抬頭動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第一音頻文件；所述主控制器接收到位于軀干上的壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷該人體施加壓力是否小于第三預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂張開動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第一音頻文件；否則，控制所述第二步進(jìn)電機(jī)、第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述寵物型外殼作出頭部左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)、左腿右腿交替抬起動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第二音頻文件。
[0009]優(yōu)選地，所述傳感部件包括熱敏傳感器，所述熱敏傳感器的數(shù)量為兩個(gè)分別設(shè)置于所述寵物型外殼的左手掌及右手掌位置處；所述主控制器接收到所述熱敏傳感器傳輸?shù)娜梭w溫度時(shí)，控制與該熱敏傳感器相對(duì)應(yīng)的第五步進(jìn)電機(jī)或第六步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼相應(yīng)側(cè)的上臂作出抬起/放下動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第三音頻文件。
[0010]優(yōu)選地，所述傳感部件包括光電傳感器；所述主控制器接收到所述光電傳感器傳輸?shù)乃霏h(huán)境光線變化時(shí)，判斷當(dāng)前光線環(huán)境是否小于預(yù)設(shè)光線閾值，如果是，生成休眠控制指令，控制機(jī)器人進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選地，所述傳感部件中包括:煤氣檢測(cè)傳感器；所述主控制器接收到所述煤氣檢測(cè)傳感器傳輸?shù)拿簹鉂舛葧r(shí)，判斷所述煤氣濃度是否大于預(yù)設(shè)煤氣濃度值，如果是，則控制所述聲音播放器發(fā)出煤氣檢測(cè)報(bào)警。
[0012]優(yōu)選地，所述傳感部件中包括麥克風(fēng)；所述主控制器接收到所述麥克風(fēng)傳輸聲音時(shí)，控制所述聲音播放器進(jìn)行語音應(yīng)答。
[0013]優(yōu)選地，所述寵物型陪護(hù)機(jī)器人，還包括通信模塊；所述傳感部件中包括攝像頭；所述主控器，用于將所述攝像頭獲取的視頻圖像通過所述通信模塊傳輸給上位機(jī)。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括上位機(jī)及上述寵物型陪護(hù)機(jī)器人；所述寵物型陪護(hù)機(jī)器人與所述上位機(jī)連接。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例的寵物陪護(hù)型機(jī)器人及系統(tǒng)，在寵物型外殼內(nèi)部可以根據(jù)需要設(shè)置多種類型的傳感部件，如壓力傳感器、光電傳感器、熱敏傳感器、麥克風(fēng)、攝像頭及煤氣檢測(cè)傳感器等，可以實(shí)現(xiàn)多種人體動(dòng)作及環(huán)境變化的感應(yīng)，主控制器根據(jù)傳感部件采集的人體動(dòng)作及環(huán)境變化控制寵物型外殼執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)與人的多種交互功能，適用于老年人的精神陪護(hù)，能夠有效減輕老人的孤獨(dú)感。
[0016]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0018]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3及圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]本發(fā)明中提供了一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人，該機(jī)器人具有多種交互功能，能夠?qū)崿F(xiàn)與人的交互，因此可以利用到老人陪護(hù)中，實(shí)現(xiàn)與老人的肢體互動(dòng)、語音對(duì)話等情感交流活動(dòng)，減輕老人的孤獨(dú)感。
[0023]以下將對(duì)本發(fā)明的寵物陪護(hù)型機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，該寵物陪護(hù)型機(jī)器人主要包括寵物型外殼I及設(shè)置在寵物型外殼I內(nèi)部的傳感部件2、主控制器3及執(zhí)行部件4 ;傳感部件2，用于感應(yīng)人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化，其中傳感部件2至少包括以下一種:用于感應(yīng)人體施加壓力的壓力傳感器、用于感應(yīng)環(huán)境光線變化的光電傳感器、用于感應(yīng)人體溫度的熱敏傳感器、用于檢測(cè)聲音的麥克風(fēng)、用于獲取視頻圖像的攝像頭以及用于檢測(cè)環(huán)境中煤氣濃度的煤氣檢測(cè)傳感器，根據(jù)實(shí)際交互的需要，選擇在寵物型外殼I內(nèi)部設(shè)置的傳感部件2的類型及數(shù)量。
[0024]傳感部件2采集到人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化后，傳輸給主控制器3 ;主控制器3，用于發(fā)出與人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作控制命令；執(zhí)行部件4，用于執(zhí)行動(dòng)作控制命令，例如寵物型外殼I內(nèi)部設(shè)置的傳感部件2為壓力傳感器，當(dāng)壓力傳感器感應(yīng)到人體施加壓力時(shí)，主控制器3根據(jù)人體施加壓力的大小控制執(zhí)行部件4作出握手、擁抱等交互動(dòng)作和/或發(fā)出交互語音，實(shí)現(xiàn)與人的肢體及語音上的交互。
[0025]為了實(shí)現(xiàn)與人的多種交互，主控制器3控制執(zhí)行部件4執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作控制命令，執(zhí)行部件4動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)寵物型外殼I的相應(yīng)部位動(dòng)作。如圖2所示，執(zhí)行部件4中執(zhí)行動(dòng)作控制命令的部件包括步進(jìn)電機(jī)41及聲音播放器42 ;步進(jìn)電機(jī)41的輸出端與寵物型外殼I的關(guān)節(jié)部位連接，步進(jìn)電機(jī)41在主控制器3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)41的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出端帶動(dòng)寵物型外殼I作出相應(yīng)動(dòng)作；聲音播放器42在主控制器3的控制下發(fā)出與人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的聲音。在對(duì)一種人體動(dòng)作或一種環(huán)境變化進(jìn)行響應(yīng)時(shí)，可以僅有步進(jìn)電機(jī)41或僅有聲音播放器42響應(yīng)，也可以步進(jìn)電機(jī)41和聲音播放器42同時(shí)做出響應(yīng)，例如壓力傳感器21感應(yīng)到人體施加壓力時(shí)，步進(jìn)電機(jī)41帶動(dòng)寵物型外殼I作出擁抱動(dòng)作，同時(shí)聲音播放器42發(fā)出問候語音。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例的寵物型陪護(hù)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)與人的多種肢體交互，為了實(shí)現(xiàn)該多種肢體交互在寵物型外殼I內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)步進(jìn)電機(jī)41，分別在主控制器3的控制下作出不同的動(dòng)作。具體地，寵物型外殼I內(nèi)部的步進(jìn)電機(jī)41包括:設(shè)置于寵物型外殼I頸部用于控制寵物型外殼I作出低頭/抬頭動(dòng)作的第一步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置于寵物型外殼I頸部用于控制寵物型外殼I作出頭部左右轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的第二步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于寵物型外殼I左肩部位及右肩部位用于控制寵物型外殼I作出左上臂及右上臂張開/抱緊動(dòng)作的第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于寵物型外殼I左肩部位及右肩部位用于控制寵物型外殼I作出左上臂及右上臂抬起/放下動(dòng)作的第五步進(jìn)電機(jī)及第六步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于寵物型外殼I左腿及右腿與軀干連接處用于控制左腿及右腿作出抬起/放下動(dòng)作的第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)。
[0027]上述的第一步進(jìn)電機(jī)至第八步進(jìn)電機(jī)可以分別為一個(gè)步進(jìn)電機(jī)也可以分別為多個(gè)同時(shí)動(dòng)作的步進(jìn)電機(jī)。
[0028]如圖2所示，寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感部件2包括多個(gè)壓力傳感器21，多個(gè)壓力傳感器21分別對(duì)應(yīng)分布于寵物型外殼I的頭頂位置、下巴位置及軀干上。
[0029]主控制器3接收到位于頭頂位置的壓力傳感器21傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷人體施加壓力是否小于第一預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)寵物型外殼I作出低頭動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第一音頻文件；否則控制第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)寵物型外殼I作出低頭抬頭交替動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第二音頻文件；該方式下，當(dāng)人觸摸寵物型陪護(hù)機(jī)器人的頭頂部位時(shí)，位于寵物型外殼I頭頂部位的壓力傳感器21感應(yīng)人體施加壓力，主控制器3通過將人體施加壓力與第一預(yù)設(shè)閾值的比較，判斷人體作出的是輕柔觸摸動(dòng)作還是用力拍打動(dòng)作，當(dāng)人體施加壓力小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人體施加壓力較小，此時(shí)控制寵物型外殼I作出低頭動(dòng)作，優(yōu)選地，在寵物型外殼I作出低頭動(dòng)作的同時(shí)還可以配合發(fā)出交互聲音；當(dāng)人體施加壓力不小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人體施加壓力較大，此時(shí)控制寵物型外殼I作出低頭抬頭交替動(dòng)作，優(yōu)選地，在寵物型外殼I作出抬頭低頭交替動(dòng)作的同時(shí)還可以聲音播放器42發(fā)出表示憤怒的聲音，由此實(shí)現(xiàn)與人的一種肢體與語音上的交互。
[0030]主控制器3接收到位于下巴位置的壓力傳感器21傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷人體施加壓力是否小于第二預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)寵物型外殼I作出抬頭動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第一音頻文件；該方式下，人在寵物型外殼I的下巴部位施加壓力時(shí)，位于下巴位置的壓力傳感器21感應(yīng)人體施加壓力，主控器將該人體施加壓力與第二預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，從而判斷人在寵物型外殼I下巴位置施加的壓力大小，當(dāng)在下巴位置施加的壓力小于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人施加壓力較小，寵物型外殼I作出抬頭動(dòng)作，優(yōu)選地，在寵物型外殼I作出抬頭動(dòng)作的同時(shí)還可以配合發(fā)出輕柔的聲音實(shí)現(xiàn)與人的肢體與語音上的交互；當(dāng)人在下巴位置施加壓力不小于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人施加壓力較大，主控制器3可以控制第二步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)寵物型外殼I頭部作出左右轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作，同時(shí)控制聲音播放器42發(fā)出憤怒聲音。
[0031]主控制器3接收到位于軀干上的壓力傳感器21傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷該人體施加壓力是否小于第三預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)寵物型外殼I作出左上臂及右上臂張開動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第一音頻文件；否貝1J，控制第二步進(jìn)電機(jī)、第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)寵物型外殼I作出頭部左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)、左腿右腿交替抬起動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第二音頻文件。該方式下，人在寵物型外殼I的軀干上施加壓力時(shí)，位于軀干位置的壓力傳感器21感應(yīng)人體施加壓力，主控器將該人體施加壓力與第三預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，從而判斷人在寵物型外殼I的軀干上施加的壓力大小，當(dāng)在軀干上施加的壓力小于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人施加壓力較小，寵物型外殼I作出雙臂張開的擁抱動(dòng)作，優(yōu)選地，在寵物型外殼I作出擁抱動(dòng)作的同時(shí)還可以配合發(fā)出輕柔的聲音實(shí)現(xiàn)與人的肢體與語音上的交互；當(dāng)人在軀干上施加壓力不小于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，說明人施加壓力較大，主控制器3可以控制寵物型外殼I作出頭部左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)動(dòng)作，同時(shí)雙腿交替抬起，優(yōu)選地可以同時(shí)控制聲音播放器42發(fā)出憤怒聲音，令寵物型陪護(hù)機(jī)器人模仿生氣狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與人的肢體與語言上的交互。
[0032]另外，當(dāng)寵物型外殼I的軀干部分體積較大時(shí)，可以在寵物型外殼I的軀干上設(shè)置多個(gè)壓力傳感器21，實(shí)現(xiàn)從多個(gè)角度獲取人在寵物型外殼I上施加的壓力。
[0033]如圖2所示，在寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感部件2中還可以包括熱敏傳感器23，熱敏傳感器23的數(shù)量為兩個(gè)分別設(shè)置于寵物型外殼I的左手掌及右手掌位置處；主控制器3接收到熱敏傳感器23傳輸?shù)娜梭w溫度時(shí)，控制與該熱敏傳感器23相對(duì)應(yīng)的第五步進(jìn)電機(jī)或第六步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)寵物型外殼I相應(yīng)側(cè)的上臂作出抬起/放下動(dòng)作，并控制聲音播放器42播放第三音頻文件；該方式下，當(dāng)人握住寵物型外殼I的手掌部位時(shí)(左手掌和/或右手掌)，位于寵物型外殼I手掌部位的熱敏傳感器23感應(yīng)到人體溫度，主控制器3根據(jù)獲取的人體溫度控制寵物型外殼I相應(yīng)側(cè)的上臂作出抬起/放下動(dòng)作模擬與人握手，例如當(dāng)人握住寵物型外殼I的左手掌時(shí)，主控制器3控制寵物型外殼I的左上臂抬起/放下，在寵物型外殼I作出握手動(dòng)作的同時(shí)，還可以控制聲音播放器42發(fā)出問候語音。
[0034]如圖2所示，在寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感部件2中還包括光電傳感器22 ;主控制器3接收到光電傳感器22傳輸?shù)沫h(huán)境光線變化時(shí)，判斷當(dāng)前光線環(huán)境是否小于預(yù)設(shè)光線閾值，如果是，生成休眠控制指令，控制機(jī)器人進(jìn)入休眠狀態(tài)。
[0035]為了使寵物型陪護(hù)機(jī)器人更加形象逼真，光電傳感器22設(shè)置于寵物型外殼I的眼睛部位，當(dāng)光電傳感器22感應(yīng)到外界光線變化且當(dāng)前光線環(huán)境小于預(yù)設(shè)光線閾值時(shí)，較多地在夜晚人休息時(shí)，主控制器3控制機(jī)器人進(jìn)入休眠狀態(tài)，一方面可以降低寵物型陪護(hù)機(jī)器人的功耗，另一方面可以防止寵物型陪護(hù)機(jī)器人發(fā)出聲音影響老人的休息。
[0036]如圖2所示，在寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感部件2中還包括:煤氣檢測(cè)傳感器24 ;主控制器3接收到煤氣檢測(cè)傳感器24傳輸?shù)拿簹鉂舛葧r(shí)，判斷煤氣濃度是否大于預(yù)設(shè)煤氣濃度值，如果是，則控制聲音播放器42發(fā)出煤氣檢測(cè)報(bào)警，由此可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境中的煤氣監(jiān)測(cè)，防止煤氣中毒。
[0037]如圖2所示，在寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感部件2中還包括麥克風(fēng)25 ;主控制器3接收到麥克風(fēng)25傳輸聲音時(shí)，控制聲音播放器42進(jìn)行語音應(yīng)答；該方式下，當(dāng)人發(fā)出交互語音時(shí)，麥克風(fēng)25采集人的聲音，主控制器3根據(jù)人發(fā)出的交互語音進(jìn)行語音應(yīng)答，實(shí)現(xiàn)與人的語音交互。
[0038]如圖2所示，在寵物型陪護(hù)機(jī)器人中還包括通信模塊5 ;傳感部件2中還包括攝像頭26 ;主控器可以將攝像頭26獲取的視頻圖像通過通信模塊5傳輸給上位機(jī)b，實(shí)現(xiàn)對(duì)人狀態(tài)的圖像監(jiān)控。
[0039]優(yōu)選地，麥克風(fēng)25采集的語音和/或視頻圖像通過通信模塊傳輸給上位機(jī)b，上位機(jī)b將監(jiān)測(cè)方的語音傳輸給寵物型陪護(hù)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與老人的實(shí)時(shí)交互。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例的寵物型陪護(hù)機(jī)器人中包括控制模塊，控制模塊中包括主控制器3、電源電路33、時(shí)鐘電路34、AD轉(zhuǎn)換電路31及外圍接口電路32，電源電路33、時(shí)鐘電路34、AD轉(zhuǎn)換電路31及外圍接口電路32均與主控制器3連接。時(shí)鐘電路34能實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，通過時(shí)鐘電路34的定時(shí)功能可以實(shí)現(xiàn)叫醒、吃藥定時(shí)提醒等功能。
[0041]壓力傳感器21、光電傳感器22、熱敏傳感器23及煤氣檢測(cè)傳感器24通過AD轉(zhuǎn)換電路31與主控制器3連接；麥克風(fēng)25及攝像頭26通過外圍接口電路32與主控制器3連接，步進(jìn)電機(jī)41及聲音播放器42通過外圍接口電路32與主控制器3連接。
[0042]在寵物型陪護(hù)機(jī)器人中，通信模塊5包括計(jì)算機(jī)接口模塊51及無線通信模塊52用于與上位機(jī)的有線或無線通信。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)，如圖2所示，包括上位機(jī)b及上述寵物型陪護(hù)機(jī)器人a ;寵物型陪護(hù)機(jī)器人a與上位機(jī)b連接。
[0044]上位機(jī)中設(shè)置程序設(shè)置模塊bl與視頻監(jiān)控模塊b2，通過程序設(shè)置模塊bl實(shí)現(xiàn)對(duì)寵物型陪護(hù)機(jī)器人中程序的設(shè)置，視頻監(jiān)控模塊b2控制寵物型陪護(hù)機(jī)器人進(jìn)行視頻監(jiān)控。通信模塊5中的計(jì)算機(jī)接口模塊51通過USB接口實(shí)現(xiàn)主控制器3與上位機(jī)b之間的有線數(shù)據(jù)通信，支持USB連接線和藍(lán)牙無線傳輸兩種方式。無線通信模塊52通過連接無線互聯(lián)網(wǎng)或3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)主控制器3與上位機(jī)b之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例中還進(jìn)一步給出了寵物型陪護(hù)機(jī)器人的一種示例。
[0046]該寵物型陪護(hù)機(jī)器人包括寵物型外殼，優(yōu)選地寵物型外殼為毛絨性外殼。
[0047]在寵物型外殼內(nèi)部設(shè)置的傳感部件包含6個(gè)壓力傳感器Ibl(標(biāo)號(hào)分別為Ibl-1?lbl-6)、1個(gè)光電傳感器lb2、I個(gè)煤氣檢測(cè)傳感器lb3、2個(gè)熱敏傳感器lb4_l及l(fā)b4_2、I個(gè)攝像頭lb5和I個(gè)聲音傳感器(麥克風(fēng))lb6。其中壓力傳感器lbl、光電傳感器lb2、煤氣檢測(cè)傳感器lb3和熱敏傳感器lb4通過AD轉(zhuǎn)換電路連接到主控制器，將檢測(cè)到的信息發(fā)送到主控制器進(jìn)行信息處理。攝像頭lb5和麥克風(fēng)lb6通過外圍接口電路連接到主控制器，進(jìn)行解碼和識(shí)別。
[0048]執(zhí)行部件包括9個(gè)步進(jìn)電機(jī)Icl和I個(gè)揚(yáng)聲器lc2，通過外圍接口電路連接到主控制器，分別用于實(shí)現(xiàn)肢體運(yùn)動(dòng)和語音播放。
[0049]上位機(jī)包含程序設(shè)置模塊和視頻監(jiān)控模塊。其中，程序設(shè)置模塊具有設(shè)置服藥等事務(wù)提醒的內(nèi)容和時(shí)間，編輯語音對(duì)話內(nèi)容及音樂播放文件等功能。視頻監(jiān)控模塊能夠進(jìn)行寵物機(jī)器人攝像頭監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)畫面的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程播放和存儲(chǔ)，并具有拍照和照片存儲(chǔ)的功會(huì)K。
[0050]參照附圖3及圖4，寵物型陪護(hù)機(jī)器人的傳感器部件和執(zhí)行部件各自分布在寵物型外殼的不同部位。其中:
[0051]壓力傳感器Ibl-1位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的頭頂，用于感受頭部的撫摸和拍打；壓力傳感器lbl-2位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的下巴，用于感受下巴的撫摸；壓力傳感器lbl-3、壓力傳感器lbl-4、壓力傳感器lbl-5和壓力傳感器lbl_6并排分布于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的背部，用于感受背部的撫摸和拍打；光電傳感器lb2鑲嵌于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的左眼內(nèi)，用于檢測(cè)周圍環(huán)境的光暗變化；煤氣檢測(cè)傳感器lb3作為寵物型陪護(hù)機(jī)器人的鼻子，用于檢測(cè)周圍危險(xiǎn)氣體的存在；熱敏傳感器lb4-l和熱敏傳感器lb4-2分別位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的右手和左手手掌，用于檢測(cè)手掌溫度；攝像頭lb5鑲嵌于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的右眼內(nèi)，用于視頻監(jiān)測(cè)；麥克風(fēng)lb6安裝在寵物型陪護(hù)機(jī)器人的左耳內(nèi)，用于獲取周圍聲立曰ο
[0052]步進(jìn)電機(jī)Icl-1和步進(jìn)電機(jī)lcl-2并列位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的頸部，同步運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人抬頭/低頭的動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)lcl-3位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的頸部，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人頭部左右轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)lcl-4和步進(jìn)電機(jī)lcl-5分別位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的右肩和左肩，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人上臂張開/抱緊的動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)lcl-6和步進(jìn)電機(jī)lcl-7分別位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的右肩和左肩，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人上臂抬起/放下的動(dòng)作。步進(jìn)電機(jī)lcl-8和步進(jìn)電機(jī)lcl-9分別位于寵物型陪護(hù)機(jī)器人的右腿和左腿，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人腿部抬起/放下的動(dòng)作。揚(yáng)聲器lc2位于寵物機(jī)器人腹內(nèi)，用于播放聲音。
[0053]當(dāng)用戶撫摸機(jī)器人頭部時(shí)，壓力傳感器Ibl-1感受到較輕的壓力，主控制器控制電機(jī)Icl-1和電機(jī)lcl-2旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)低頭的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出舒服的叫聲；當(dāng)用戶撫摸機(jī)器人下巴時(shí)，壓力傳感器lbl-2感受到較輕的壓力，主控制器控制電機(jī)Icl-1和電機(jī)lcl-2旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)抬頭的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出舒服的叫聲；當(dāng)用戶拍打機(jī)器人頭部時(shí)，壓力傳感器Ibl-1感受到較重的壓力，主控制器控制電機(jī)Icl-1和電機(jī)lcl-2快速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)快速低頭再抬頭的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出生氣的叫聲。
[0054]當(dāng)用戶撫摸機(jī)器人背部時(shí)，壓力傳感器lbl-3/lbl-4/lbl-5/lbl_6感受到較輕的壓力，主控制器控制電機(jī)lcl-4和電機(jī)lcl-5旋轉(zhuǎn)，上臂張開，實(shí)現(xiàn)擁抱的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出舒服的叫聲；當(dāng)用戶拍打機(jī)器人背部時(shí)，壓力傳感器lbl-3/lbl-4/lbl-5/lbl-6感受到較重的壓力，主控制器控制電機(jī)Ic 1-8、電機(jī)Ic 1-9和電機(jī)Ic 1-3旋轉(zhuǎn)，頭部向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，腿部交替抬起，模仿生氣的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器Ic2發(fā)出生氣的叫聲。
[0055]當(dāng)用戶握住機(jī)器人左側(cè)手掌時(shí)，相應(yīng)的熱敏傳感器lb4_2感受到溫度變化，主控制器控制電機(jī)lcl-7旋轉(zhuǎn)，左側(cè)上臂抬起/放下，模仿握手的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出問候的語音；當(dāng)用戶握住機(jī)器人右側(cè)手掌時(shí)，相應(yīng)的熱敏傳感器lb4-l感受到溫度變化，主控制器控制電機(jī)lcl-6旋轉(zhuǎn)，右側(cè)上臂抬起/放下，模仿握手的動(dòng)作，同時(shí)揚(yáng)聲器lc2發(fā)出問候的語音。
[0056]當(dāng)麥克風(fēng)lb6檢測(cè)到聲音時(shí)，主控制器自動(dòng)進(jìn)行語音識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別的結(jié)果控制揚(yáng)聲器lc2播放相應(yīng)的回答語音。當(dāng)煤氣檢測(cè)傳感器lb3檢測(cè)到危險(xiǎn)氣體存在時(shí)，主控制器控制揚(yáng)聲器lc2播放相應(yīng)的提示報(bào)警語音。光電傳感器lb2能夠感受到光暗變化，在夜晚等黑暗條件下自動(dòng)開啟休眠模式，省電的同時(shí)避免打擾主人休息。
[0057]當(dāng)上位機(jī)b通過視頻監(jiān)控模塊b2開啟視頻監(jiān)控功能時(shí)，通過攝像頭26獲取視頻信息，并實(shí)現(xiàn)拍照功能。上位機(jī)b還可以通過程序設(shè)置模塊bl設(shè)置吃藥等事務(wù)提醒的時(shí)間、內(nèi)容等信息，主控制器在到達(dá)時(shí)間時(shí)自動(dòng)控制聲音播放器42播放相應(yīng)的提醒語音。
[0058]本發(fā)明的突出特點(diǎn)是陪護(hù)機(jī)器人具有寵物外型，便于老人懷抱和隨身攜帶，能實(shí)現(xiàn)與人的肢體互動(dòng)、語音對(duì)話等情感交流活動(dòng)，更具有親和力，容易廣泛受到老年人的喜愛，特別適用于獨(dú)居老人的精神陪護(hù)，能夠有效減輕老人的孤獨(dú)感。同時(shí)，機(jī)器人具有音樂播放、吃藥提醒、日常事務(wù)提醒等功能，能夠輔助老年人生活，對(duì)癡呆等記憶力不好的老人尤其有益；煤氣報(bào)警和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等安全監(jiān)護(hù)功能，能夠有效保障老人居家生活環(huán)境的安全。可廣泛用于老年人家庭、養(yǎng)老院等多種場所，具有廣闊的市場前景。
[0059]以上，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，包括:寵物型外殼及設(shè)置在所述寵物型外殼內(nèi)部的傳感部件、主控制器及執(zhí)行部件； 所述傳感部件，用于感應(yīng)人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化，其中所述傳感部件至少包括以下一種:用于感應(yīng)人體施加壓力的壓力傳感器、用于感應(yīng)環(huán)境光線變化的光電傳感器、用于感應(yīng)人體溫度的熱敏傳感器、用于檢測(cè)聲音的麥克風(fēng)、用于獲取視頻圖像的攝像頭以及用于檢測(cè)環(huán)境中煤氣濃度的煤氣檢測(cè)傳感器； 所述主控制器，用于發(fā)出與所述人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作控制命令； 所述執(zhí)行部件，用于執(zhí)行所述動(dòng)作控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述執(zhí)行部件包括步進(jìn)電機(jī)及聲音播放器； 其中，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與所述寵物型外殼的關(guān)節(jié)部位連接，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出相應(yīng)動(dòng)作； 所述聲音播放器用于發(fā)出與所述人體動(dòng)作和/或環(huán)境變化相對(duì)應(yīng)的聲音。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)包括:設(shè)置于所述寵物型外殼頸部用于控制所述寵物型外殼作出低頭/抬頭動(dòng)作的第一步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置于所述寵物型外殼頸部用于控制所述寵物型外殼作出頭部左右轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的第二步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左肩部位及右肩部位用于控制所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂張開/抱緊動(dòng)作的第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左肩部位及右肩部位用于控制所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂抬起/放下動(dòng)作的第五步進(jìn)電機(jī)及第六步進(jìn)電機(jī)、分別設(shè)置于所述寵物型外殼左腿及右腿與軀干連接處用于控制左腿及右腿作出抬起/放下動(dòng)作的第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述傳感部件包括多個(gè)壓力傳感器，多個(gè)所述壓力傳感器分別對(duì)應(yīng)分布于所述寵物型外殼的頭頂位置、下巴位置及軀干上； 所述主控制器接收到位于頭頂位置的所述壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷所述人體施加壓力是否小于第一預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出低頭動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第一音頻文件；否則控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出低頭抬頭交替動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第二音頻文件； 所述主控制器接收到位于下巴位置的所述壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷所述人體施加壓力是否小于第二預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第一步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼作出抬頭動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第一音頻文件； 所述主控制器接收到位于軀干上的壓力傳感器傳輸?shù)娜梭w施加壓力時(shí)，判斷該人體施加壓力是否小于第三預(yù)設(shè)閾值，如果是，控制所述第三步進(jìn)電機(jī)及第四步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述寵物型外殼作出左上臂及右上臂張開動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第一音頻文件；否則，控制所述第二步進(jìn)電機(jī)、第七步進(jìn)電機(jī)及第八步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述寵物型外殼作出頭部左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)、左腿右腿交替抬起動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放所述第二音頻文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述傳感部件包括熱敏傳感器，所述熱敏傳感器的數(shù)量為兩個(gè)分別設(shè)置于所述寵物型外殼的左手掌及右手掌位置處； 所述主控制器接收到所述熱敏傳感器傳輸?shù)娜梭w溫度時(shí)，控制與該熱敏傳感器相對(duì)應(yīng)的第五步進(jìn)電機(jī)或第六步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述寵物型外殼相應(yīng)側(cè)的上臂作出抬起/放下動(dòng)作，并控制所述聲音播放器播放第三音頻文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述傳感部件包括光電傳感器； 所述主控制器接收到所述光電傳感器傳輸?shù)乃霏h(huán)境光線變化時(shí)，判斷當(dāng)前光線環(huán)境是否小于預(yù)設(shè)光線閾值，如果是，生成休眠控制指令，控制機(jī)器人進(jìn)入休眠狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述傳感部件中包括:煤氣檢測(cè)傳感器； 所述主控制器接收到所述煤氣檢測(cè)傳感器傳輸?shù)拿簹鉂舛葧r(shí)，判斷所述煤氣濃度是否大于預(yù)設(shè)煤氣濃度值，如果是，則控制所述聲音播放器發(fā)出煤氣檢測(cè)報(bào)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，所述傳感部件中包括麥克風(fēng)； 所述主控制器接收到所述麥克風(fēng)傳輸聲音時(shí)，控制所述聲音播放器進(jìn)行語音應(yīng)答。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人，其特征在于，還包括通信模塊；所述傳感部件中包括攝像頭； 所述主控器，用于將所述攝像頭獲取的視頻圖像通過所述通信模塊傳輸給上位機(jī)。
10.寵物型陪護(hù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)及如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的寵物型陪護(hù)機(jī)器人；所述寵物型陪護(hù)機(jī)器人與所述上位機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】B25J13/08GK104440925SQ201410706366
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】張騰宇, 王喜太, 蘭陟, 單新穎, 張靜莎, 王強(qiáng), 宋亮 申請(qǐng)人:國家康復(fù)輔具研究中心