远程控制医疗陪护机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程控制医疗陪护机器人，包括机器人的基座，以及设置在基座上的A处理器、行走驱动装置、机械臂、视频系统、语音系统和医疗系统，所述行走驱动装置、机械臂、视频系统、语音系统和医疗系统分别连接于A处理器；还包括由B处理器和计算机构成的控制器，所述B处理器通过无线通信装置与A处理器通信。本实用新型通过无线通信方式连接服务端与控制端，实现远程控制机器人陪护老人，在一定程度上解决的空巢老人的陪护问题；机器人搭载的医疗系统，可以对空巢老人进行身体状况的检查，以及空巢老人居住环境的监测，实时掌握空巢老人的生活状况，便于远程照顾老人的起居。
【专利说明】远程控制医疗陪护机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种远程控制医疗陪护机器人。
【背景技术】
[0002]随着医学水平和生活质量的提高，各国人民的平均寿命均有一定的提升，老年人口占人口总数的比例也有较大的增长，很多国家已步入老龄化社会行列，中国便是其中之一；随着社会的发展，生活压力增加，以及计划生育政策的影响，越来越多的独生子女离开家，所谓空巢老人的数量每年以相当惊人的速度在增长，而且受中国人的传统观念影响，大多数老人不愿意去养老院生活，空巢老人无人陪伴与护理的问题越来越突出。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种远程控制医疗陪护机器人，可以解决子女不在身边，无法陪伴与护理空巢老人无人的问题。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005]远程控制医疗陪护机器人，包括机器人的基座，以及设置在基座上的A处理器、行走驱动装置、机械臂、视频系统、语音系统和医疗系统，所述行走驱动装置、机械臂、视频系统、语音系统和医疗系统分别连接于A处理器；还包括由B处理器和计算机构成的控制器，所述B处理器通过无线通信装置与A处理器通信。
[0006]本实用新型的进一步改进方案是，行走驱动装置为设置于机器人基座的下表面的车轮以及对应的减速电机，所述机器人基座的上表面设有升降滑轨，所述机械臂的机械爪通过移动副连接于升降滑轨，所述升降滑轨顶部设有固定板，所述机械臂的第一传动装置以及视频系统、语音系统、医疗系统分别连接于固定板。
[0007]本实用新型的进一步改进方案是，第一传动装置为360度连续旋转舵机，所述360度连续旋转舵机的舵盘上安装有带轮，所述带轮通过绳子连接机械爪。
[0008]本实用新型的进一步改进方案是，机械爪由夹爪、曲柄摇杆机构和第二传动装置组成，曲柄摇杆机构的摇杆与夹爪连接，曲柄摇杆机构的曲柄与第二传动装置连接。
[0009]本实用新型的进一步改进方案是，第二传动装置为180度旋转舵机。
[0010]本实用新型的进一步改进方案是，视频系统包括连接于固定板的舵机云台和安装在舵机云台上的无线摄像头，舵机云台的控制器与A处理器连接，所述无线摄像头的信号接收器通过视频采集卡连接于计算机。
[0011]本实用新型的进一步改进方案是，语音系统由语音识别模块和语音合成模块组成；所述语音识别模块包括LD3320语音识别芯片、51单片机和麦克风，所述LD3320语音识别芯片通过串行通信接口与51单片机连接，麦克风连接于LD3320语音识别芯片的麦克风接口 ；所述语音合成模块包括SYN6288中文语音合成芯片和音箱，所述音箱连接于SYN6288中文语音合成芯片的输出接口。
[0012]本实用新型的进一步改进方案是，医疗系统包括远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器，所述远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器分别连接于A处理器的传感器接口。
[0013]本实用新型的进一步改进方案是，A处理器和B处理器均为MC9S12XS128单片机。
[0014]本实用新型的进一步改进方案是，无线通信装置包括两个分别连接于A处理器和B处理器的nRF24L01单片无线收发器芯片。
[0015]本实用新型的优点在于:
[0016]一、通过无线通信方式连接服务端与控制端，进行视频、语音互动，以机械臂辅助老人做一些抓取动作，实现远程控制机器人陪护老人，在一定程度上解决的空巢老人的陪护问题；
[0017]二、机器人搭载的医疗系统，可以对空巢老人进行身体状况的检查，以及空巢老人居住环境的监测，实时掌握空巢老人的生活状况，便于远程照顾老人的起居。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为远程控制医疗陪护机器人的结构示意图。
[0019]图2为图1的A方向视图。
[0020]图3为服务端结构框图。
[0021]图4为服务端软件流程图。
[0022]图5为控制端结构框图。
【具体实施方式】
[0023]远程控制医疗陪护机器人，包括机器人的基座1，以及设置在基座I上的A处理器、行走驱动装置2、机械臂、视频系统、语音系统13和医疗系统14，所述行走驱动装置2、机械臂、视频系统、语音系统13和医疗系统14分别连接于A处理器；还包括由B处理器和计算机构成的控制器，所述B处理器通过无线通信装置与A处理器通信，所述A处理器和B处理器均为MC9S12XS128单片机。
[0024]所述行走驱动装置2为设置于机器人基座I的下表面的四个车轮以及对应的减速电机，减速电机连接于A处理器，通过无线通信模块接收连接于B处理器传感器接口的PS2摇杆信号，实时控制机器人的行走动作。所述机器人基座I的上表面设有升降滑轨3，所述机械臂的机械爪5通过移动副6连接于升降滑轨3，所述升降滑轨3顶部设有固定板4，所述机械臂的360度连续旋转舵机以及视频系统、语音系统13、医疗系统14分别连接于固定板4，所述360度连续旋转舵机的舵盘上安装有带轮8，所述带轮8通过绳子9连接机械爪5，360度连续旋转舵机的舵盘转动时便可把机械爪5提起，当舵盘反向转动时机械爪由于重力便随之下降，实现机械臂的运动控制。
[0025]所述机械爪5由夹爪、曲柄摇杆机构和180度旋转舵机组成，曲柄摇杆机构的摇杆与夹爪连接，曲柄摇杆机构的曲柄与180度旋转舵机连接，180度旋转舵机旋转时，带动夹爪夹紧；180度旋转舵机复位时，带动夹爪复位。
[0026]所述视频系统包括连接于固定板4的舵机云台11和安装在舵机云台11上的无线摄像头12，舵机云台11的控制器与A处理器的舵机控制口连接，A处理器通过无线通信模块接收B处理器发送的动作信号，控制舵机云台11进行水平和垂直方向的旋转；所述无线摄像头12的信号接收器通过视频采集卡连接于计算机，从计算机显示器实施观察无线摄像头拍摄的图像。
[0027]所述语音系统13由语音识别模块和语音合成模块组成；所述语音识别模块包括LD3320语音识别芯片、51单片机和麦克风，所述LD3320语音识别芯片通过串行通信接口与51单片机连接，麦克风连接于LD3320语音识别芯片的麦克风接口 ；当LD3320语音识别芯片识别到麦克风传来的语音信息，便会把相应的代码通过51单片机的串口送到A处理器，A处理器通过对比预先设定好的程序控制机器人做出相应的动作，同时会调用预先写好的文本送给语音合成模块做出相应的语音回复，优化的人机交互界面。所述语音合成模块包括SYN6288中文语音合成芯片和音箱，所述音箱连接于SYN6288中文语音合成芯片的输出接口。SYN6288中文语音合成芯片通过异步串口(UART)通讯方式，接收待合成的文本数据，实现文本到语音的转换。服务端的A处理器不仅预先设置好一定数量的常用文本来供给日常语音识别答复，还在通信通道内开辟了一定的字节宽度用来接收计算机传来的文本，在计算机中有一个语音交流的文本输入框，在此输入要说的文本点击“发送”，便可以把信息送入SYN6288中文语音合成芯片，SYN6288中文语音合成芯片会自动把文本合成语音，并通过音箱播放出来。
[0028]所述医疗系统14包括远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器，所述远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器分别连接于A处理器的传感器接口，还可以在传感器接口增加其他功能的医学设备，以扩展机器人的功能。
[0029]无线通信装置由两个分别连接于A处理器和B处理器的nRF24L01单片无线收发器芯片搭建而成。nRF24L01 —次性可以收发32个字节的数据，把信息数据分成了若干段分别加载在这32个字节的不同区域来实现多路信号的同时传输。nRF24L01的数据传输方式有 Shock2Burst 和 Enhanced ShockBurst 两种模式，Enhanced ShockBurst 模式比Shock2BUrst模式多了数据传输的握手信号，可以保证数据传输的可靠性，当配置为Enhanced ShockBurst时nRF24L01发送数据后会自动切换到接收模式以接收返回的握手信号，当收到确认信号后IRQ引脚产生数据发送完成中断，如果没有握手信号返回表示发送失败，芯片会自动重新发送如果重新发送的次数超过在ARC_CNT寄存器里面设定的值则会在IRQ引脚产生中断。MCU查询status寄存器的值即可知道是发送完成中断还是重发次数超限中断。为了保证系统通信的稳定性，选择Enhanced ShockBurst模式,并规定在接收相同数据时要连续接受多次，以保证得到的数据不会丢失。
[0030]机器人上电后程序便自动进行初始化设置，A处理器首先判断是否接收到关机命令，如果接受到关机指令便会接入休眠状态，主程序停止运行；关机指令由服务端的按键或者语音识别系统给出，设计两种关机指令以防止环境嘈杂语音识别错乱。如果没有接收到关机指令则判断是否接收到计算机的指令，若接收到计算机指令则执行相应的动作，动作执行完以后服务端便会向计算机返回一个状态代码，如果没有则返回再次判断是否接收到计算机指令。
【权利要求】
1.远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:包括机器人的基座(1)，以及设置在基座(I)上的A处理器、行走驱动装置(2)、机械臂、视频系统、语音系统(13)和医疗系统(14)，所述行走驱动装置(2)、机械臂、视频系统、语音系统(13)和医疗系统(14)分别连接于A处理器；还包括由B处理器和计算机构成的控制器，所述B处理器通过无线通信装置与A处理器通信。
2.如权利要求1所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述行走驱动装置(2)为设置于基座(I)的下表面的车轮以及对应的减速电机，所述基座(I)的上表面设有升降滑轨(3)，所述机械臂的机械爪(5)通过移动副(6)连接于升降滑轨(3)，所述升降滑轨(3)顶部设有固定板(4)，所述机械臂的第一传动装置(7)以及视频系统、语音系统(13)、医疗系统(14)分别连接于固定板(4)。
3.如权利要求2所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述第一传动装置(7)为360度连续旋转舵机，所述360度连续旋转舵机的舵盘上安装有带轮(8)，所述带轮(8)通过绳子(9 )连接机械爪(5 )。
4.如权利要求2所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述机械爪(5)由夹爪、曲柄摇杆机构和第二传动装置(10)组成，曲柄摇杆机构的摇杆与夹爪连接，曲柄摇杆机构的曲柄与第二传动装置(10)连接。
5.如权利要求4所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述第二传动装置(10)为180度旋转舵机。
6.如权利要求2所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述视频系统包括连接于固定板(4)的舵机云台(11)和安装在舵机云台(11)上的无线摄像头(12)，舵机云台(II)的控制器与A处理器连接，所述无线摄像头(12)的信号接收器通过视频采集卡连接于计算机。
7.如权利要求2所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述语音系统(13)由语音识别模块和语音合成模块组成；所述语音识别模块包括LD3320语音识别芯片、51单片机和麦克风，所述LD3320语音识别芯片通过串行通信接口与51单片机连接，麦克风连接于LD3320语音识别芯片的麦克风接口 ；所述语音合成模块包括SYN6288中文语音合成芯片和音箱，所述音箱连接于SYN6288中文语音合成芯片的输出接口。
8.如权利要求2所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述医疗系统(14)包括远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器，所述远红外体温计、红外心率测量仪、温度/湿度传感器分别连接于A处理器的传感器接口。
9.如权利要求1所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述A处理器和B处理器均为MC9S12XS128单片机。
10.如权利要求1所述的远程控制医疗陪护机器人，其特征在于:所述无线通信装置包括两个分别连接于A处理器和B处理器的nRF24L01单片无线收发器芯片。
【文档编号】B25J19/00GK203401486SQ201320484286
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】殷聪聪 申请人:殷聪聪, 杨杰