本實(shí)用新型具體涉及一種老人看護(hù)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著上世紀(jì)五六十年代出生的人逐步進(jìn)入老年，中國進(jìn)入了人口老齡化快速發(fā)展階段。到截止2013年底，我國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％。中國現(xiàn)有老齡人口已超過2億，且每年以近1000萬的速度增加，有關(guān)專家預(yù)測，到2050年，中國老齡人口將達(dá)到總?cè)丝诘娜种?。與此同時(shí)，中國社會(huì)的很多家庭都是獨(dú)生子女家庭，很多情況都是夫妻二人需要照看四位老人。但很多時(shí)候由于各種原因，子女很難將老人照顧周全；隨著空巢老人的不斷增加，一旦發(fā)生突發(fā)狀況，如果老人不能得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和治療，將耽誤病情，造成不可挽回的嚴(yán)重后果，因而對老年人及時(shí)、有效的護(hù)理就顯得格外重要。但我國現(xiàn)有的各類老年福利機(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。

中國專利CN204748629U中共開了一種家用和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人，機(jī)器人上裝有行走機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，控制機(jī)器人移動(dòng)至被服務(wù)人處進(jìn)行服務(wù)，還裝有放置物品的容納腔和抓取裝置，抓取裝置從容納腔中取出被服務(wù)人所需的物品。該種家庭和醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人可以很好地替代人工，彌補(bǔ)了人工不足的問題，也可以對老人進(jìn)行日常的照顧和幫助，減緩社會(huì)老齡人所帶來的問題。但是這種機(jī)器人功能較少，只解決了幫助老人取用物品和播放收音機(jī)節(jié)目的問題。但是老人看護(hù)最重要的問題是健康問題，現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人仍不具有提供隨時(shí)監(jiān)測老人身體狀況，并及時(shí)尋求救助的功能。

鑒于此，設(shè)計(jì)一種可以隨時(shí)監(jiān)測老人身體狀況，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)危急情況并尋求救助的老人看護(hù)機(jī)器人具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的家庭服務(wù)機(jī)器人不能隨時(shí)監(jiān)控老人身體狀況，不能幫助老人求助的問題，本實(shí)用新型提供了一種老人看護(hù)機(jī)器人。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種老人看護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人頭部、身體部和底盤，所述頭部安裝于身體部上方，所述身體部安裝于底盤上方，所述頭部內(nèi)設(shè)有兩個(gè)舵機(jī)，分別控制頭部左右和上下的轉(zhuǎn)動(dòng)，頭部頂部和兩側(cè)設(shè)置有三個(gè)麥克風(fēng)用于接收聲音指令，頭部前面設(shè)有兩個(gè)眼睛裝置，所述眼睛裝置為兩個(gè)左右對稱布置的可旋轉(zhuǎn)攝像頭，所述眼睛裝置下方還設(shè)置有用于播放語音的語音模塊和用于輸入設(shè)置信息的液晶觸摸屏；

所述身體部分為外殼和內(nèi)部，所述身體部的外殼的前面裝有紅外測距傳感器和超聲測距傳感器，身體部內(nèi)部設(shè)有放置物品的容納腔，所述容納腔的開口在外殼上有對應(yīng)的容納腔門，所述容納腔中安裝有血壓測量裝置、心率測量裝置、體溫測量裝置和物品放置臺(tái)，所述身體部的內(nèi)部包括主控制模塊、檢測模塊、識(shí)別模塊、通訊模塊、求助模塊和驅(qū)動(dòng)模塊；

所述血壓測量裝置、心率測量裝置和體溫測量裝置的輸出信號傳送至檢測模塊，所述檢測模塊用于分析血壓測量裝置、心率測量裝置和體溫測量裝置的檢測數(shù)據(jù)；

所述識(shí)別模塊用于接收和分析麥克風(fēng)、液晶觸摸屏和攝像頭采集的信息；

所述通訊模塊由藍(lán)牙無線通信模塊和3G/4G無線通信模塊組成；

所述紅外測距傳感器、超聲測距傳感器、檢測模塊和識(shí)別模塊將信息通過通訊模塊發(fā)送到主控制模塊；

所述求助模塊用于撥打預(yù)設(shè)求助電話；

所述主控制模塊為嵌入式操作系統(tǒng)，所述主控制模塊通過通訊模塊與語音模塊、求助模塊和驅(qū)動(dòng)模塊交互式連接；

所述底盤包括電源系統(tǒng)、開關(guān)和行走機(jī)構(gòu)，所述行走機(jī)構(gòu)由底盤外殼、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、前后各一個(gè)彈性萬向輪、電機(jī)和伺服舵機(jī)組成，所述電機(jī)和伺服舵機(jī)由驅(qū)動(dòng)模塊控制。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的老人看護(hù)機(jī)器人中，所述的液晶觸摸屏為TFT多點(diǎn)可觸摸液晶屏。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的老人看護(hù)機(jī)器人中，所述身體部的背部還具有散熱風(fēng)扇。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的老人看護(hù)機(jī)器人中，所述底盤外殼上裝有防跌倒裝置37，所述防跌倒裝置是紅外測距傳感器。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的老人看護(hù)機(jī)器人中，所述電源系統(tǒng)包括充電電池和充電插口，所述充電插口為USB插口或2A、12V的直流電源充電接口。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的老人看護(hù)機(jī)器人中，還配有自動(dòng)充電裝置，自動(dòng)充電裝置通過紅外接收裝置尋找充電座，并利用余電行駛到充電座處進(jìn)行對接充電。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型的機(jī)器人具備健康指標(biāo)如心率、血壓、體溫的檢測功能，可以隨時(shí)監(jiān)測老人的身體狀況；

2、本實(shí)用新型的機(jī)器人具備求助模塊可以在發(fā)生緊急情況時(shí)自動(dòng)撥打預(yù)設(shè)的求助電話；

3、本實(shí)用新型的機(jī)器人具備存放和提醒功能，可以將日常服用的藥物、老花眼鏡、手機(jī)或遙控器等常用物品放置在機(jī)器人的物品放置臺(tái)上，方便隨時(shí)取用，并且通過語音提醒，防止老人忘記服藥。

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的老人看護(hù)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的老人看護(hù)機(jī)器人的底盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的老人看護(hù)機(jī)器人的控制關(guān)系示意圖；

圖中：1-頭部、2-身體部、3-底盤、4-舵機(jī)、5-麥克風(fēng)、6-眼睛裝置、7-攝像頭、8-語音模塊、9-液晶觸摸屏、10-外殼、11-內(nèi)部、12-紅外測距傳感器、13-血壓測量裝置、14-心率測量裝置、15-體溫測量裝置、16-物品放置臺(tái)、17-主控制模塊、18-檢測模塊、19-識(shí)別模塊、20-通訊模塊、21-求助模塊、22-驅(qū)動(dòng)模塊、23-容納腔、24-容納腔門、25-藍(lán)牙無線通信模塊、26-3G/4G無線通信模塊、27-電源系統(tǒng)、28-開關(guān)、29-行走機(jī)構(gòu)、30-底盤外殼、31-驅(qū)動(dòng)輪、32-彈性萬向輪、33-電機(jī)、34-散熱風(fēng)扇、35-充電電池、36-充電插口、37-防跌倒裝置、38-超聲測距傳感器、39-伺服舵機(jī)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細(xì)說明如下。

實(shí)施例1：

如圖1-3所示的老人看護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人頭部1、身體部2和底盤3，頭部1安裝于身體部2上方，身體部2安裝于底盤3上方，頭部1內(nèi)設(shè)有兩個(gè)舵機(jī)4，分別控制頭部左右和上下的轉(zhuǎn)動(dòng)，頭部1上部和兩側(cè)設(shè)置有三個(gè)麥克風(fēng)5用于接收聲音指令，頭部1前面設(shè)有兩個(gè)眼睛裝置6，眼睛裝置6為兩個(gè)左右對稱布置的可旋轉(zhuǎn)攝像頭7，眼睛裝置5下方還設(shè)置有用于播放語音的語音模塊8和用于輸入設(shè)置信息的液晶觸摸屏9；液晶觸摸屏9為TFT多點(diǎn)可觸摸液晶屏。

液晶觸摸屏9可以輸入設(shè)置信息，有慢性疾病需要按時(shí)服藥的老人可以設(shè)置服藥間隔信息，到達(dá)服藥時(shí)間機(jī)器人可以通過語音提醒，防止老人忘記服藥。

機(jī)器人的頭部采用仿人形的設(shè)計(jì)，由內(nèi)部骨架和外殼組成，頭部骨架采用兩個(gè)可控轉(zhuǎn)角舵機(jī)，可以讓頭部在機(jī)身不動(dòng)的情況下上下和左右轉(zhuǎn)動(dòng)。在內(nèi)部骨架上裝有兩個(gè)攝像頭，可以進(jìn)行拍照和錄制視頻。在頭部外殼的兩側(cè)和中間上部共有三個(gè)麥克風(fēng)，攝像頭的攝像部件位于頭部外殼的眼睛裝置的位置，麥克風(fēng)位于頭部的耳朵和頭頂部位置。攝像頭和麥克風(fēng)均為固定安裝。

身體部2分為外殼10和內(nèi)部11，身體部的外殼10的前面裝有紅外測距傳感器12和超聲測距傳感器38，身體部內(nèi)部11設(shè)有放置物品的容納腔23，容納腔23的開口在外殼10上有對應(yīng)的容納腔門24，容納腔23中安裝有血壓測量裝置13、心率測量裝置14、體溫測量裝置15和物品放置臺(tái)16，身體部2的內(nèi)部11包括主控制模塊17、檢測模塊18、識(shí)別模塊19、通訊模塊20、求助模塊21和驅(qū)動(dòng)模塊22。

身體部骨架采用金屬鈑金制作，在滿足使用性能的要求下盡量使其輕量化，這里選用鋁合金鈑材制作。身體部的容納腔還有物品放置臺(tái)，可以將日常服用的藥物、老花眼鏡、手機(jī)或遙控器等常用物品放置在機(jī)器人的物品放置臺(tái)上，方便隨時(shí)取用。避免了老人由于健忘經(jīng)常找不到一些小物品的煩惱。

紅外測距傳感器和超聲測距傳感器設(shè)置在機(jī)器人身體部的外殼表面，可以檢測機(jī)器人運(yùn)行過程中的各種物體。紅外測距傳感器發(fā)出的光的波長大約在幾百納米范圍內(nèi)，是短波長的電磁波。紅外傳感器不受電磁波的干擾、非噪聲源、可實(shí)現(xiàn)非接觸性測量。超聲波測距傳感器可以探測到近距離能到2cm，遠(yuǎn)距離可達(dá)4m，精度達(dá)到0.3cm，的障礙物，能穩(wěn)定可靠的測量正前方遮擋物的距離。主控制器根據(jù)紅外測距傳感器(12)和超聲測距傳感器測算信息即可根據(jù)當(dāng)前正前方遮擋物距離來控制驅(qū)動(dòng)模塊，使機(jī)器人前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)向。

血壓測量裝置13、心率測量裝置14和體溫測量裝置15的輸出信號傳送至檢測模塊18，檢測模塊18包含A/D轉(zhuǎn)換器具有信號轉(zhuǎn)換功能，主要用于分析血壓測量裝置13、心率測量裝置14和體溫測量裝置15的檢測數(shù)據(jù)。

血壓測量裝置13和心率測量裝置14為手環(huán)狀，均包含光學(xué)傳感器，由測量裝置發(fā)出光線照射手腕部皮膚，當(dāng)血液流經(jīng)毛細(xì)血管，光線亮度會(huì)有輕微變化，光學(xué)傳感器檢測反射光線的變化，通過算法就可得出心率、血壓、呼吸數(shù)據(jù)。體溫測量裝置具體為溫度傳感器。所使用芯片只要可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的功能均可，本實(shí)施例測量裝置選用AFE4403、MT2502和NRF51822芯片。

檢測模塊具有數(shù)據(jù)分析功能，可以將測試的血壓、心率、體溫等信息進(jìn)行存儲(chǔ)和將測試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)做對比。

識(shí)別模塊19用于接收和分析麥克風(fēng)5、液晶觸摸屏9和攝像頭7采集的語音、文字或圖像信息。通訊模塊20由藍(lán)牙無線通信模塊25和3G/4G無線通信模塊26組成。紅外測距傳感器12、超聲測距傳感器38、檢測模塊18和識(shí)別模塊19將信息通過通訊模塊20，具體為藍(lán)牙無線通信模塊22，發(fā)送到主控制模塊17。3G/4G無線通信模塊26用于機(jī)器人與家庭成員進(jìn)行交互式聯(lián)系。家庭成員可以使用移動(dòng)終端，通過3G/4G無線通信模塊26查詢老人的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)。

求助模塊21用于撥打預(yù)設(shè)求助電話；突發(fā)疾病或其他狀況時(shí)，老人可以通過語言求助，機(jī)器人麥克風(fēng)接收到的語音信息被識(shí)別模塊19識(shí)別后，經(jīng)藍(lán)牙無線通信模塊22發(fā)送到主控制模塊17，從而控制機(jī)器人開啟求助模塊功能，撥打急求電話或其他家庭成員電話。及時(shí)獲得幫助，避免意外發(fā)生。

主控制模塊17為嵌入式操作系統(tǒng)，主控制模塊17通過通訊模塊20與語音模塊8、求助模塊21和驅(qū)動(dòng)模塊22交互式連接。

主控制模塊為AT91SAM9263芯片。

身體部的背部還具有散熱風(fēng)扇34，身體部各組件與頭部各部件對應(yīng)連接構(gòu)成立體機(jī)器人。

底盤包括電源系統(tǒng)27、開關(guān)28和行走機(jī)構(gòu)29，行走機(jī)構(gòu)29由底盤外殼30、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪31、前后各一個(gè)彈性萬向輪32、電機(jī)33和伺服舵機(jī)39組成，電機(jī)33和伺服舵機(jī)39由驅(qū)動(dòng)模塊22控制。底盤外殼上裝有防跌倒裝置37，防跌倒裝置是紅外測距傳感器。

機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中底盤外殼采用金屬鈑金制作。底盤行走機(jī)構(gòu)采用充電電池供電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，萬向輪進(jìn)行導(dǎo)向并對機(jī)器人形成支撐，在底座殼體的下端面安裝有個(gè)向下發(fā)射的紅外測距傳感器，可以感知前方是否有凹坑以避開。機(jī)器人如果采用三輪傳動(dòng)方案時(shí)，重心在地面上的投影與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪軸線太近，而重心高度又太高，導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)行時(shí)繞此軸傾倒。為此，本實(shí)用新型將三輪行走機(jī)構(gòu)改成四輪行走機(jī)構(gòu)以增加其穩(wěn)定性，如圖2所示。機(jī)器人的4四輪行走方案也存在行走中一個(gè)輪被架空的缺陷，使驅(qū)動(dòng)力不足和通過障礙物的能力減弱，所以特將前轉(zhuǎn)向輪設(shè)計(jì)成彈性輪，可以上下伸縮。這樣可在不平地面或者遇到小的障礙物的時(shí)候改善其通過性能。

電源系統(tǒng)27包括充電電池35和充電插口36，所述充電插口36為USB插口或2A、12V的直流電源充電接口。

老人看護(hù)機(jī)器人中，還配有自動(dòng)充電裝置，自動(dòng)充電裝置通過紅外接收裝置尋找充電座，并利用余電行駛到充電座處進(jìn)行對接充電。

在實(shí)際使用中，本實(shí)用新型根據(jù)實(shí)際的使用情況如下：

1、需要檢測健康參數(shù)時(shí)可以通過裝有APP客戶端手機(jī)或點(diǎn)擊液晶觸摸屏或者用語音命令進(jìn)行指令控制，啟動(dòng)相應(yīng)的血壓測量裝置、心率測量裝置、體溫測量裝置，檢測結(jié)果經(jīng)過檢測模塊數(shù)據(jù)分析后，發(fā)送到主控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理結(jié)果以圖像和聲音的形式于液晶觸摸屏，也可以使用移動(dòng)客戶端通過通訊模塊進(jìn)行查詢。

2、根據(jù)預(yù)先的設(shè)定每天的指定時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測健康參數(shù)和服藥時(shí)間，到達(dá)指定時(shí)間后，語音模塊會(huì)語音提示老人進(jìn)行監(jiān)測和服藥。

3、需要通過麥克風(fēng)采集聲音，經(jīng)由識(shí)別模塊分析處理獲取人類語音指令并發(fā)送到主控制模塊，例如求助信息，機(jī)器人麥克風(fēng)接收到的語音信息被識(shí)別模塊識(shí)別后，經(jīng)藍(lán)牙無線通信模塊發(fā)送到主控制模塊，從而控制機(jī)器人開啟求助模塊功能，撥打急求電話或其他家庭成員電話。

4、通過識(shí)別模塊獲取人類語音指令，啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊的3G/4G無線通信模塊進(jìn)行智能語音互動(dòng)、播放音樂和視頻。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。