CN107139184A - 一种智能陪护机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能陪护机器人，主要包括机器人本体、位于机器人本体两侧的机器人手臂、位于机器人本体上方的机器人头部、以及位于机器人本体下方的驱动轮，还包括饮水装置、照明装置、休息装置、牵引装置、常规健康检查装置、电机驱动装置、电源装置、显示屏、全方位摄像机、音频输入/输出设备、室内环境质量监测传感器、报警器、电话通讯装置，在所述机器人本体内部设有CPU主控模块、驱动控制模块、人机交互模块、室内环境质量控制模块、定位导航模块、数据存储模块、应急处理模块；本发明功能齐全，智能化程度高，为现代家庭提供了极大的便捷。

Description

一种智能陪护机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体是涉及一种智能陪护机器人。

背景技术

机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标 志和体现。由于传感器，控制，计算机，驱动及材料等领域技术的飞速发 展，机器人的设计与研究也向第三代机器人——智能机器人迈进。智能机 器人带有多种传感器，能够将多种传感器得到的信息进行融合，有效地适 应变化的环境，具有很强的自适应、学习能力和自治能力。

许多有老人的家庭，由于家人要工作外出等不能全天候陪护在老人身边，或者由于经常出差、旅游使老人无法得到照顾。另外，我国的空巢老人日益增多，老人独自在家无人陪伴容易寂寞，还容易出现各种危险，比如煤气泄漏而不自知容易引起火灾，而且分隔两地交流不便，不能实时知晓老人在家的状况。随着科技发展和社会进步，越来越多的家用智能机器人涌现出来，但目前市面上的大部分机器人的结构都较为复杂、实用功能单一，无法解决用户的日常生活需求。因此，提出本发明的设计构思。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有的陪护设备功能不够全面，无法解决用户的日常生活需求，进而提供一种智能陪护机器人。

本发明的技术方案是：一种智能陪护机器人，主要包括机器人本体、位于机器人本体两侧的机器人手臂、位于机器人本体上方的机器人头部、以及位于机器人本体下方的驱动轮，还包括饮水装置、照明装置、休息装置、牵引装置、常规健康检查装置、电机驱动装置、电源装置、显示屏、全方位摄像机、音频输入/输出设备、室内环境质量监测传感器、报警器、电话通讯装置，所述饮水装置位于机器人本体右侧上部位置，所述照明装置位于机器人其中一只手臂的末端，所述休息装置是位于机器人腰部且能够自动弹出和收回的硬板，所述牵引装置位于机器人另一只手臂末端，所述常规健康检查装置位于机器人本体右侧下部位置，所述电机驱动装置位于机器人本体左侧下部位置，所述电源装置位于所述电机驱动装置的下方，所述显示屏位于机器人本体上部正中间位置，所述全方位摄像机和所述音频输入/输出设备均位于机器人头部，所述室内环境质量监测传感器位于机器人本体左侧上部位置，所述报警器和电话通讯装置分别位于机器人其中一只手臂的上臂和下臂处；在所述机器人本体内部设有CPU主控模块、驱动控制模块、人机交互模块、室内环境质量控制模块、定位导航模块、数据存储模块、应急处理模块；所述驱动控制模块与CPU主控模块相连，控制电机驱动装置()的运行进而控制机器人的移动；所述人机交互模块与CPU主控模块相连，人机交互模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接受到的语音和图像数据传输至所述CPU主控模块；所述室内环境质量监测传感器将监测到的室内环境数据指标传输至CPU主控模块，由CPU主控模块进行分析和处理后，根据各项数据指标，控制所述室内环境质量控制模块发出操作指令，来控制吸尘器、空调、加湿器、负离子发生器、除湿机的工作以调节室内环境，所述定位导航模块与CPU主控模块相连，通过定位导航模块来确定机器人自身所在位置和方向，并根据用户输入的目的地进行路径规划，由CPU主控模块发出指令给驱动控制模块，由驱动控制模块控制电机驱动装置的运行，所述数据存储模块与CPU主控模块相连，将摄像机与音频输入/输出设备所接收的数据进行存储，并发送至CPU主控模块进行处理，所述应急处理模块与CPU主控模块相连，通过CPU主控模块对应急信号进行分析和处理后控制其发出应急操作指令；所述机器人还包括远程控制模块和无线通信模块，所述远程控制模块通过所述无线通信模块来对机器人实施远程控制。所述饮水装置包括小型饮水机和电加热装置。所述照明模块为手电筒或荧光照明装置。所述音频输入/输出设备包括麦克风和扬声器。

进一步地，在上述方案中，所述常规健康检查装置包括血压测量单元、体温测量单元、血糖测量单元、心率测量单元。

进一步地，在上述方案中，所述室内环境质量监测传感器包括灰尘传感器、温度传感器、可燃气体探测传感器、有毒有害气体探测传感器、湿度传感器。还可以加入室外雾霾探测传感器，若检测到室外雾霾污染较严重可通过报警器发出警报或语音提示，提醒用户缩短在室外停留 的时间。

进一步地，在上述方案中，所述人机交互模块主要包括语音聊天单元、新闻播报单元、天气预报单元、报时单元、音乐播放单元、语音故事播放单元、视频播放单元、远程语音通话单元、远程视频通信单元。所述报时单元是根据用户作息时间进行报时，例如在早晨6点半进行起床报时，早上7点钟进行早餐报时，上午9点钟进行饮水报时，上午10点钟进行散步运动报时，上午12点钟进行午餐报时，12点30分进行服药报时，下午14点钟进行午休报时，下午16点钟进行运动报时，下午18点钟进行晚餐报时，晚上21点钟进行睡眠报时等，这些报时时间可根据用户自身需求进行自行设定。

进一步地，在上述方案中，所述室内环境质量控制模块包括吸尘器遥控单元、空调遥控单元、加湿器遥控单元、负离子发生器遥控单元、除湿机遥控单元；所述吸尘器遥控单元控制吸尘器的工作，所述空调遥控单元控制空调的工作，所述加湿器遥控单元控制加湿器的工作，所述负离子发生器遥控单元控制负离子发生器的工作、所述除湿机遥控单元控制除湿机的工作。

进一步地，在上述方案中，所述定位导航模块包括环境地图存储单元、自我定位单元、路径规划单元、障碍检测单元，所述环境地图存储模块通过网络下载环境地图数据并进行存储，包括二维地图数据和三维地图数据；所述障碍检测模块包括距离传感器、悬崖探测传感器。

进一步地，在上述方案中，所述应急处理模块包括语音报警单元、自动拨号呼救单元。机器人根据用户发出的语音求救信号或者根据室内环境质量监测传感器检测到的可燃气体数据，传输至CPU主控模块后，CPU主控模块进行数据处理分析后发送至所述应急处理模块，通过语音报警单元和自动拨号呼救单元分别来发出指令，使报警器和电话通讯装置进行语音提示报警和自动电话拨号报警。所述自动电话拨号报警号码包括110、120、119，还包括与用户家属相关联的手机号。

进一步地，在上述方案中，所述远程控制模块包括远程计算机和手机APP，家属可以通过手机APP实现机器人的一键操控，并能接收机器人的语音提示报警信号。

本发明的有益效果是：本发明的智能陪护机器人具备多项功能，不仅可以陪护聊天，播放新闻、音乐、天气预报、看视频，讲故事，还可以实时监测室内的环境质量，并实时进行调整，自行操控各种家用智能电器的工作，保持室内空气质量处于较优水平，省时省力，解决了大多数老人不会使用现在家用电器的问题；本发明还能够为用户提供一些基本的健康检查，实时监控用户的身体健康状况；本发明还能够带老人出门散步，对其进行牵引，并能根据用户需要到达的目的地进行导航，带用户前往目的地，在外出时能够给用户提供短暂的休息，为用户提供饮水，并能在晚上为用户提供照明。本发明可以实现远程监控，同时对煤气泄漏等危险的发生具有预警功能，防止不可挽回的危险事故的发生，大大保障了用户和家庭的安全。

附图说明

图1是本发明的内部连接框图；

图2是本发明的外观结构示意图；

其中，1-机器人本体、2-机器人手臂、3-机器人头部、4-驱动轮、5-饮水装置、6-照明装置、7-休息装置、8-牵引装置、9-常规健康检查装置、10-电机驱动装置、11-电源装置、12-显示屏、13-全方位摄像机、14-音频输入/输出设备、15-室内环境质量监测传感器、16-报警器、17-电话通讯装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明。

如图1所示的一种智能陪护机器人，主要包括机器人本体1、位于机器人本体两侧的机器人手臂2、位于机器人本体上方的机器人头部3、以及位于机器人本体下方的驱动轮4，还包括饮水装置5、照明装置6、休息装置7、牵引装置8、常规健康检查装置9、电机驱动装置10、电源装置11、显示屏12、全方位摄像机13、音频输入/输出设备14、室内环境质量监测传感器15、报警器16、电话通讯装置17，饮水装置5位于机器人本体1右侧上部位置，照明装置6位于机器人其中一只手臂2的末端，休息装置7是位于机器人腰部且能够自动弹出和收回的硬板，牵引装置8位于机器人另一只手臂2末端，常规健康检查装置9位于机器人本体1右侧下部位置，电机驱动装置10位于机器人本体1左侧下部位置，电源装置11位于电机驱动装置10的下方，显示屏12位于机器人本体1上部正中间位置，全方位摄像机13和音频输入/输出设备14均位于机器人头部，室内环境质量监测传感器15位于机器人本体1左侧上部位置，报警器16和电话通讯装置16分别位于机器人其中一只手臂2的上臂和下臂处；

如图2所示，在机器人本体1内部设有CPU主控模块、驱动控制模块、人机交互模块、室内环境质量控制模块、定位导航模块、数据存储模块、应急处理模块；驱动控制模块与CPU主控模块相连，控制电机驱动装置(10)的运行进而控制机器人的移动；人机交互模块与CPU主控模块相连，人机交互模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接受到的语音和图像数据传输至CPU主控模块；室内环境质量监测传感器15将监测到的室内环境数据指标传输至CPU主控模块，由CPU主控模块进行分析和处理后，根据各项数据指标，控制室内环境质量控制模块发出操作指令，来控制吸尘器、空调、加湿器、负离子发生器、除湿机的工作以调节室内环境，定位导航模块与CPU主控模块相连，通过定位导航模块来确定机器人自身所在位置和方向，并根据用户输入的目的地进行路径规划，由CPU主控模块发出指令给驱动控制模块，由驱动控制模块控制电机驱动装置的运行，数据存储模块与CPU主控模块相连，将摄像机13与音频输入/输出设备14所接收的数据进行存储，并发送至CPU主控模块进行处理，应急处理模块与CPU主控模块相连，通过CPU主控模块对应急信号进行分析和处理后控制其发出应急操作指令；机器人还包括远程控制模块和无线通信模块，远程控制模块通过无线通信模块来对机器人实施远程控制。饮水装置5包括小型饮水机和电加热装置。照明模块6为手电筒。音频输入/输出设备14包括麦克风和扬声器。

常规健康检查装置包括血压测量单元、体温测量单元、血糖测量单元、心率测量单元。

室内环境质量监测传感器15包括灰尘传感器、温度传感器、可燃气体探测传感器、有毒有害气体探测传感器、湿度传感器。还可以加入室外雾霾探测传感器，若检测到室外雾霾污染较严重可通过报警器16发出警报或语音提示，提醒用户缩短在室外停留 的时间。

人机交互模块主要包括语音聊天单元、新闻播报单元、天气预报单元、报时单元、音乐播放单元、语音故事播放单元、视频播放单元、远程语音通话单元、远程视频通信单元。报时单元是根据用户作息时间进行报时，例如在早晨6点半进行起床报时，早上7点钟进行早餐报时，上午9点钟进行饮水报时，上午10点钟进行散步运动报时，上午12点钟进行午餐报时，12点30分进行服药报时，下午14点钟进行午休报时，下午16点钟进行运动报时，下午18点钟进行晚餐报时，晚上21点钟进行睡眠报时等，这些报时时间可根据用户自身需求进行自行设定。

述室内环境质量控制模块包括吸尘器遥控单元、空调遥控单元、加湿器遥控单元、负离子发生器遥控单元、除湿机遥控单元；吸尘器遥控单元控制吸尘器的工作，空调遥控单元控制空调的工作，加湿器遥控单元控制加湿器的工作，负离子发生器遥控单元控制负离子发生器的工作、除湿机遥控单元控制除湿机的工作。

定位导航模块包括环境地图存储单元、自我定位单元、路径规划单元、障碍检测单元，环境地图存储模块通过网络下载环境地图数据并进行存储，包括二维地图数据和三维地图数据；障碍检测模块包括距离传感器、悬崖探测传感器。

应急处理模块包括语音报警单元、自动拨号呼救单元。机器人根据用户发出的语音求救信号或者根据室内环境质量监测传感器15检测到的可燃气体数据，传输至CPU主控模块后，CPU主控模块进行数据处理分析后发送至应急处理模块，通过语音报警单元和自动拨号呼救单元分别来发出指令，使报警器16和电话通讯装置17进行语音提示报警和自动电话拨号报警。自动电话拨号报警号码包括110、120、119，还包括与用户家属相关联的手机号。

远程控制模块包括远程计算机和手机APP，家属可以通过手机APP实现机器人的一键操控，并能接收机器人的语音提示报警信号。

本发明的智能陪护机器人具备多项功能，不仅可以陪护聊天，播放新闻、音乐、天气预报、看视频，讲故事，还可以实时监测室内的环境质量，并实时进行调整，自行操控各种家用智能电器的工作，保持室内空气质量处于较优水平，省时省力，解决了大多数老人不会使用现在家用电器的问题；本发明还能够为用户提供一些基本的健康检查，实时监控用户的身体健康状况；本发明还能够带老人出门散步，对其进行牵引，并能根据用户需要到达的目的地进行导航，带用户前往目的地，在外出时能够给用户提供短暂的休息，为用户提供饮水，并能在晚上为用户提供照明。本发明可以实现远程监控，同时对煤气泄漏等危险的发生具有预警功能，防止不可挽回的危险事故的发生，大大保障了用户和家庭的安全。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种智能陪护机器人，其特征在于，主要包括机器人本体（1）、位于机器人本体两侧的机器人手臂（2）、位于机器人本体上方的机器人头部（3）、以及位于机器人本体下方的驱动轮（4），还包括饮水装置（5）、照明装置（6）、休息装置（7）、牵引装置（8）、常规健康检查装置（9）、电机驱动装置（10）、电源装置（11）、显示屏（12）、全方位摄像机（13）、音频输入/输出设备（14）、室内环境质量监测传感器（15）、报警器（16）、电话通讯装置（17），所述饮水装置（5）位于机器人本体（1）右侧上部位置，所述照明装置（6）位于机器人其中一只手臂（2）的末端，所述休息装置（7）是位于机器人腰部且能够自动弹出和收回的硬板，所述牵引装置（8）位于机器人另一只手臂（2）末端，所述常规健康检查装置（9）位于机器人本体（1）右侧下部位置，所述电机驱动装置（10）位于机器人本体（1）左侧下部位置，所述电源装置（11）位于所述电机驱动装置（10）的下方，所述显示屏（12）位于机器人本体（1）上部正中间位置，所述全方位摄像机（13）和所述音频输入/输出设备（14）均位于机器人头部，所述室内环境质量监测传感器（15）位于机器人本体（1）左侧上部位置，所述报警器（16）和电话通讯装置（16）分别位于机器人其中一只手臂（2）的上臂和下臂处；在所述机器人本体（1）内部设有CPU主控模块、驱动控制模块、人机交互模块、室内环境质量控制模块、定位导航模块、数据存储模块、应急处理模块；所述驱动控制模块与CPU主控模块相连，控制电机驱动装置(10)的运行进而控制机器人的移动；所述人机交互模块与CPU主控模块相连，人机交互模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接受到的语音和图像数据传输至所述CPU主控模块；所述室内环境质量监测传感器（15）将监测到的室内环境数据指标传输至CPU主控模块，由CPU主控模块进行分析和处理后，根据各项数据指标，控制所述室内环境质量控制模块发出操作指令，来控制吸尘器、空调、加湿器、负离子发生器、除湿机的工作以调节室内环境，所述定位导航模块与CPU主控模块相连，通过定位导航模块来确定机器人自身所在位置和方向，并根据用户输入的目的地进行路径规划，由CPU主控模块发出指令给驱动控制模块，由驱动控制模块控制电机驱动装置的运行，所述数据存储模块与CPU主控模块相连，将摄像机（13）与音频输入/输出设备（14）所接收的数据进行存储，并发送至CPU主控模块进行处理，所述应急处理模块与CPU主控模块相连，通过CPU主控模块对应急信号进行分析和处理后控制其发出应急操作指令；所述机器人还包括远程控制模块和无线通信模块，所述远程控制模块通过所述无线通信模块来对机器人实施远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述常规健康检查装置包括血压测量单元、体温测量单元、血糖测量单元、心率测量单元。

3.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述室内环境质量监测传感器15包括灰尘传感器、温度传感器、可燃气体探测传感器、有毒有害气体探测传感器、湿度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述人机交互模块主要包括语音聊天单元、新闻播报单元、天气预报单元、报时单元、音乐播放单元、语音故事播放单元、视频播放单元、远程语音通话单元、远程视频通信单元。

5.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述室内环境质量控制模块包括吸尘器遥控单元、空调遥控单元、加湿器遥控单元、负离子发生器遥控单元、除湿机遥控单元；所述吸尘器遥控单元控制吸尘器的工作，所述空调遥控单元控制空调的工作，所述加湿器遥控单元控制加湿器的工作，所述负离子发生器遥控单元控制负离子发生器的工作、所述除湿机遥控单元控制除湿机的工作。

6.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述定位导航模块包括环境地图存储单元、自我定位单元、路径规划单元、障碍检测单元，所述环境地图存储模块通过网络下载环境地图数据并进行存储，包括二维地图数据和三维地图数据；所述障碍检测模块包括距离传感器、悬崖探测传感器。

7.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述应急处理模块包括语音报警单元、自动拨号呼救单元。

8.机器人根据用户发出的语音求救信号或者根据室内环境质量监测传感器15检测到的可燃气体数据，传输至CPU主控模块后，CPU主控模块进行数据处理分析后发送至所述应急处理模块，通过语音报警单元和自动拨号呼救单元分别来发出指令，使报警器16和电话通讯装置17进行语音提示报警和自动电话拨号报警。

9.所述自动电话拨号报警号码包括110、120、119，还包括与用户家属相关联的手机号。

10.根据权利要求1所述的一种智能陪护机器人，其特征在于，所述远程控制模块包括远程计算机和手机APP，家属可以通过手机APP实现机器人的一键操控，并能接收机器人的语音提示报警信号。