CN106671105A - 面向老人的智能陪护机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了面向老人的智能陪护机器人，包括用于与老人进行人机交互的机器人本体，能够使老人控制操作机器人简易化，还具有紧急救助、娱乐等功能，通过智能手环，可以对老人的血压和心率等生理信号进行测量监控，突发意外情况下可及时报警或通知家属，可以作为陪护老人的辅助工具。其结合智能终端应用和智能手环可以有效的保证老人的健康，方便老人使用和控制机器人，其亲人能及时的获取老人的信息并在出现意外境况下控制机器人第一时间处理意外。而通过移动装置可以让机器人在家中走动，以及时跟踪老人的情况。

Description

面向老人的智能陪护机器人

技术领域

本发明涉及一种面向老人的家庭医疗及陪护系统，特别是面向老人的智能陪护机器人。

背景技术

众所周知，中国是个人口大国，目前超过60岁的老人达到1.49亿人，占总人口的11％。由于老龄化的加剧，我国老人的人口还会继续增加。大部分家庭由于儿女长年不在家或工作比较忙，基本没有时间照看老人，那么老人独自生活是有很多安全问题存在的，此时老人的养老护理成了一个棘手的问题，使得养老陪护成为一个巨大的市场。

随着越来越多的人关注机器人市场，已有很多陪护机器人的出现，功能也都是健康监测，紧急救助等一些基本的功能。虽然对老人有所帮助，但没有结合现代科技，使其功能较少，实用价值低，而且没有进一步的关心老人的心理健康，而且不能在家中随意走动，作用有限。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种突发情况下可及时报警和通知家属。陪老人聊天等娱乐功能可以满足老人心里的需求，并可实现移动式陪护的智能陪护机器人。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

面向老人的智能陪护机器人，包括放置于家中的机器人本体和穿戴在老人手上用于监测老人身体状况数据的智能手环，所述机器人本体上设置有用于在室内移动的移动装置和控制模块，还包括用于与老人进行人机交换的显示屏、用于采集和用于拍摄环境及老人脸部的摄像头，所述显示屏、拾音模块、扬声器和摄像头分别与控制模块连接，机器人本体还包括用于连接到医疗网络平台的社区网络通信模块和用于与智能手环连接的无线通信模块Ⅰ，所述社区网络通信模块、无线通信模块Ⅰ分别与控制模块连接，所述机器人本体通过移动装置和摄像头在室内进行巡查，及时跟踪监控老人的状况。

进一步，所述智能手环包括用于采集老人血压数据的血压传感器、用于采集心率数据的心率传感器、用于测量老人体温的红外传感器、用于测量智能手环加速度数据的加速度传感器、用于检测老人是否移动的运动传感器、用于与机器人本体连接的无线通信模块Ⅱ和MCU单元，所述血压传感器、心率传感器、红外传感器、加速度传感器、运动传感器、无线通信模块Ⅱ分别与MCU单元连接，所述无线通信模块Ⅱ与无线通信模块Ⅰ无线传输数据。通过血压传感器、心率传感器、红外传感器，可以对老人的生理数据进行监测，而通过加速度传感器和运动传感器，可以判断老人的运动状态，而综合上述的数据，即可对老人是否摔倒、是否存在危险作出准确的判断。

具体地，所述移动装置为设置于机器人本体底部的万向轮。通过万向轮，可以方便让机器人本体在室内移动。

进一步，所述摄像头对老人的脸部及面部表情进行检测，若发现陌生脸孔，则进行提示及报警，控制模块通过摄像头读取老人的面部表情，分析老人的心理状况，在人机交互中根据不同的心理状况给出不同的反馈信息。通过陌生脸孔的识别，可以在小偷等陌生人进屋时，进行识别报警。而根据老人面部表情进行相应的反馈信息，使陪护机器人可以懂得聊天者的心情，提高用户体验。

具体地，所述反馈信息包括语音信息及文字信息。拾音模块接受来自用户的语音命令，并将其传输到控制模块，然后在通过相应的模块执行命令。

进一步，所述机器人本体上设置有用于帮老人取物的机械臂，所述机械臂与控制模块连接。通过机械臂，可以帮助家中患病卧床的老人取药、端水、到冰箱里取食物并用微波炉加热，如果家里来了客人，还会去帮助开门。

基于上述机械臂，还可让机器人实现定时、定点在家中自动巡逻，发现水、电、气等出现异常情况时会立刻报警。

进一步，所述智能手环实时监测老人的身体状况数据，控制模块计算通过身体状况数据计算老人摔倒的可能性，当监测结果不正常时，在老人还未发生摔倒前向医疗网络平台发出预警信号，当检测到老人摔倒时，立即向医疗网络平台发出报警信号。

进一步，所述智能手环内设置有麦克风，在摔倒发生时通过对传感器得到的数据和麦克风得到的音频信息使用算法分析判断是否摔倒。

作为上述的进一步改进，当麦克风获取音频信息后，分析并判断是否为老人所发出的声音，通过进一步分析判断是老人的呻吟声还是求救声，为判断老人是否摔倒提供依据。

进一步，所述手环内设置有距离传感器，所述距离传感器检测与地面的距离，所获取的数据在一段时间内有较大幅度和较频繁的变化，可为判断老人是否摔倒提供依据。

进一步，所述智能手环还包括用于显示时间和身体健康数据的液晶显示屏，所述液晶显示屏与MCU单元连接。通过液晶显示屏，不仅能让智能手环作为时间显示用途，而且能让老人通过液晶显示屏查看自身的身体健康数据。

进一步，所述智能手环还包括用于进行报警的报警触发端，所述报警触发端与MCU单元连接。通过报警触发端可以实现一键呼救功能，当使用者感觉身体不适时可以通过该报警触发端进行求助。当触发报警求助时，求助信息依次通过智能手环、机器人本体发送至医疗网络平台上，医疗网络平台通知社区医院或小区安全部门进行处理。

具体地，所述报警触发端为设置于智能手环上的触摸式报警按键或SOS按钮。

进一步，所述摄像头对老人正在阅读的文本进行拍摄，由控制模块识别并通过扬声器进行播放。 这样可以帮助老人读书读报，便利性好。

进一步，所述摄像头通过转动云台安装在机器人本体上。摄像头随着机器人的移动而移动，也可通过转动云台自由转动来获得监控目标，以更好地实时对老人的位置、动作进行监控。

进一步，当摄像头监控中的老人消失时向医疗网络平台发送老人走失的信息，老人可在离开前通过机器人本体记录离开的意图，以更准确地记录老人的情况。

进一步，所述机器人本体包括用于检测室内温度及接收、发送红外指令的红外传感器,所述红外传感器与控制模块连接。通过红外传感器，可以对室内温度进行检测，当出现火灾时可及时报警，另外通过红外传感器可以向电视、空调等家用电器进行遥控，也可以结合拾音模块实现语音遥控。

进一步，所述机器人本体还包括用于为机器人本体进行供电的电源模块，所述电源模块与控制模块连接。

进一步，所述机器人本体还包括用于与家庭网络连接的家庭网络通信模块，所述家庭网络通信模块与控制模块连接。通过家庭网络通信模块可将老人家中的环境信息及老人的身体健康数据实施传输到子女或相关监护人员的智能终端设备上。让相关人员能实时获知老人的情况。

本发明的有益效果是：本发明采用的面向老人的智能陪护机器人，包括用于与老人进行人机交互的机器人本体，能够使老人控制操作机器人简易化，还具有紧急救助、娱乐等功能，通过智能手环，可以对老人的血压和心率等生理信号进行测量监控，突发意外情况下可及时报警或通知家属，可以作为陪护老人的辅助工具。其结合智能终端应用和智能手环可以有效的保证老人的健康，方便老人使用和控制机器人，其亲人能及时的获取老人的信息并在出现意外境况下控制机器人第一时间处理意外。而通过移动装置可以让机器人在家中走动，以及时跟踪老人的情况。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明陪护机器人的系统原理图；

图2是本发明医疗网络平台的功能实现原理图；

图3是本发明机器人本体的结构视图。

具体实施方式

参照图1、图3所示，本发明的面向老人的智能陪护机器人，包括放置于家中的机器人本体1和穿戴在老人手上用于监测老人身体状况数据的智能手环2，所述机器人本体1上设置有用于在室内移动的移动装置3和控制模块11，还包括用于与老人进行人机交换的显示屏12、用于采集和用于拍摄环境及老人脸部的摄像头17，所述显示屏12、拾音模块13、扬声器14和摄像头17分别与控制模块11连接，机器人本体1还包括用于连接到医疗网络平台的社区网络通信模块15和用于与智能手环2连接的无线通信模块Ⅰ16，所述社区网络通信模块15、无线通信模块Ⅰ16分别与控制模块11连接，所述机器人本体1通过移动装置3和摄像头17在室内进行巡查，及时跟踪监控老人的状况。

本发明采用的面向老人的智能陪护机器人，包括用于与老人进行人机交互的机器人本体1，能够使老人控制操作机器人简易化，还具有紧急救助、娱乐等功能，通过智能手环2，可以对老人的血压和心率等生理信号进行测量监控，突发意外情况下可及时报警或通知家属，可以作为陪护老人的辅助工具。其结合智能终端应用和智能手环可以有效的保证老人的健康，方便老人使用和控制机器人，其亲人能及时的获取老人的信息并在出现意外境况下控制机器人第一时间处理意外。而通过移动装置3可以让机器人在家中走动，以及时跟踪老人的情况。

参照图2所示，所述医疗网络平台接收来自陪护机器人的数据，包括陪护机器人对家中环境的监测数据和老人身体健康监测数据，社区医院和小区安全部门可通过该医疗平台获取上述的数据并接收来自陪护机器人的报警信息。

进一步，所述智能手环2包括用于采集老人血压数据的血压传感器22、用于采集心率数据的心率传感器23、用于测量老人体温的红外传感器24、用于测量智能手环2加速度数据的加速度传感器25、用于检测老人是否移动的运动传感器26、用于与机器人本体1连接的无线通信模块Ⅱ27和MCU单元21，所述血压传感器22、心率传感器23、红外传感器24、加速度传感器25、运动传感器26、无线通信模块Ⅱ27分别与MCU单元21连接，所述无线通信模块Ⅱ27与无线通信模块Ⅰ16无线传输数据。通过血压传感器22、心率传感器23、红外传感器24，可以对老人的生理数据进行监测，而通过加速度传感器25和运动传感器26，可以判断老人的运动状态，而综合上述的数据，即可对老人是否摔倒、是否存在危险作出准确的判断。

具体地，所述运动传感器26为陀螺仪。

所述的智能手环2模块能够监测的老人的血压、心率、温度、脉搏等，当血压不在安全范围内90<收缩压<140，90<舒张压<140，或则心率脉搏超过100次/分钟，或者温度高于38摄氏度，将信息传到机器人进行处理，通过智能处理算法综合判断异常情况，一旦出现异常，则立刻通过机器人向老人家属或者社区医院发出警报；智能手环中还安装有陀螺仪、加速度传感器等以判断老人的摔倒情况，由于手环判断摔倒容易出现误判，通过视频监考模块，利用人脸视频跟踪检测算法来辅助判断老人摔倒，如果老人运动状态静止并且出现摔倒或者平躺的情况，再通过智能手环的血压、心率以及判断摔倒功能综合算法判断老人当前的身体状况，则立刻发出警报求助。

具体地，所述移动装置3为设置于机器人本体1底部的万向轮。通过万向轮，可以方便让机器人本体1在室内移动。

进一步，所述摄像头17对老人的脸部及面部表情进行检测，若发现陌生脸孔，则进行提示及报警，控制模块11通过摄像头17读取老人的面部表情，分析老人的心理状况，在人机交互中根据不同的心理状况给出不同的反馈信息。通过陌生脸孔的识别，可以在小偷等陌生人进屋时，进行识别报警。而根据老人面部表情进行相应的反馈信息，使陪护机器人可以懂得聊天者的心情，提高用户体验。

具体地，所述反馈信息包括语音信息及文字信息。拾音模块13接受来自用户的语音命令，并将其传输到控制模块11，然后在通过相应的模块执行命令。

进一步，所述机器人本体1上设置有用于帮老人取物的机械臂4，所述机械臂4与控制模块11连接。通过机械臂，可以帮助家中患病卧床的老人取药、端水、到冰箱里取食物并用微波炉加热，如果家里来了客人，还会去帮助开门。

基于上述机械臂4，还可让机器人实现定时、定点在家中自动巡逻，发现水、电、气等出现异常情况时会立刻报警。

进一步，所述智能手环2实时监测老人的身体状况数据，控制模块11计算通过身体状况数据计算老人摔倒的可能性，当监测结果不正常时，在老人还未发生摔倒前向医疗网络平台发出预警信号，当检测到老人摔倒时，立即向医疗网络平台发出报警信号。

进一步，所述智能手环2内设置有麦克风，在摔倒发生时通过对传感器得到的数据和麦克风得到的音频信息使用算法分析判断是否摔倒。

作为上述的进一步改进，当麦克风获取音频信息后，分析并判断是否为老人所发出的声音，通过进一步分析判断是老人的呻吟声还是求救声，为判断老人是否摔倒提供依据。

进一步，所述手环内设置有距离传感器，所述距离传感器检测与地面的距离，所获取的数据在一段时间内有较大幅度和较频繁的变化，可为判断老人是否摔倒提供依据。

进一步，所述智能手环2还包括用于显示时间和身体健康数据的液晶显示屏28，所述液晶显示屏28与MCU单元21连接。通过液晶显示屏28，不仅能让智能手环2作为时间显示用途，而且能让老人通过液晶显示屏28查看自身的身体健康数据。

进一步，所述智能手环2还包括用于进行报警的报警触发端29，所述报警触发端29与MCU单元21连接。通过报警触发端29可以实现一键呼救功能，当使用者感觉身体不适时可以通过该报警触发端29进行求助。当触发报警求助时，求助信息依次通过智能手环2、机器人本体1发送至医疗网络平台上，医疗网络平台通知社区医院或小区安全部门进行处理。

具体地，所述报警触发端29为设置于智能手环2上的触摸式报警按键或SOS按钮。

进一步，所述摄像头17对老人正在阅读的文本进行拍摄，由控制模块11识别并通过扬声器14进行播放。 这样可以帮助老人读书读报，便利性好。

进一步，所述摄像头17通过转动云台安装在机器人本体1上。摄像头17随着机器人的移动而移动，也可通过转动云台5自由转动来获得监控目标，以更好地实时对老人的位置、动作进行监控。

进一步，当摄像头17监控中的老人消失时向医疗网络平台发送老人走失的信息，老人可在离开前通过机器人本体1记录离开的意图，以更准确地记录老人的情况。

进一步，所述机器人本体1包括用于检测室内温度及接收、发送红外指令的红外传感器18,所述红外传感器18与控制模块11连接。通过红外传感器18，可以对室内温度进行检测，当出现火灾时可及时报警，另外通过红外传感器18可以向电视、空调等家用电器进行遥控，也可以结合拾音模块13实现语音遥控。

进一步，所述机器人本体1还包括用于为机器人本体1进行供电的电源模块19，所述电源模块19与控制模块11连接。

进一步，所述机器人本体1还包括用于与家庭网络连接的家庭网络通信模块111，所述家庭网络通信模块111与控制模块11连接。通过家庭网络通信模块111可将老人家中的环境信息及老人的身体健康数据实施传输到子女或相关监护人员的智能终端设备上。让相关人员能实时获知老人的情况。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：包括放置于家中的机器人本体（1）和穿戴在老人手上用于监测老人身体状况数据的智能手环（2），所述机器人本体（1）上设置有用于在室内移动的移动装置（3）和控制模块（11），还包括用于与老人进行人机交换的显示屏（12）、用于采集和用于拍摄环境及老人脸部的摄像头（17），所述显示屏（12）、拾音模块（13）、扬声器（14）和摄像头（17）分别与控制模块（11）连接，机器人本体（1）还包括用于连接到医疗网络平台的社区网络通信模块（15）和用于与智能手环（2）连接的无线通信模块Ⅰ（16），所述社区网络通信模块（15）、无线通信模块Ⅰ（16）分别与控制模块（11）连接，所述机器人本体（1）通过移动装置（3）和摄像头（17）在室内进行巡查，及时跟踪监控老人的状况。

2.根据权利要求1所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述智能手环（2）包括用于采集老人血压数据的血压传感器（22）、用于采集心率数据的心率传感器（23）、用于测量老人体温的红外传感器（24）、用于测量智能手环（2）加速度数据的加速度传感器（25）、用于检测老人是否移动的运动传感器（26）、用于与机器人本体（1）连接的无线通信模块Ⅱ（27）和MCU单元（21），所述血压传感器（22）、心率传感器（23）、红外传感器（24）、加速度传感器（25）、运动传感器（26）、无线通信模块Ⅱ（27）分别与MCU单元（21）连接，所述无线通信模块Ⅱ（27）与无线通信模块Ⅰ（16）无线传输数据。

3.根据权利要求2所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述智能手环（2）实时监测老人的身体状况数据，控制模块（11）计算通过身体状况数据计算老人摔倒的可能性，当监测结果不正常时，在老人还未发生摔倒前向医疗网络平台发出预警信号，当检测到老人摔倒时，立即向医疗网络平台发出报警信号。

4.根据权利要求3所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述智能手环（2）内设置有麦克风，在摔倒发生时通过对传感器得到的数据和麦克风得到的音频信息使用算法分析判断是否摔倒。

5.根据权利要求4所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：当麦克风获取音频信息后，分析并判断是否为老人所发出的声音，通过进一步分析判断是老人的呻吟声还是求救声，为判断老人是否摔倒提供依据。

6.根据权利要求2所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述手环内设置有距离传感器，所述距离传感器检测与地面的距离，所获取的数据在一段时间内有较大幅度和较频繁的变化，可为判断老人是否摔倒提供依据。

7.根据权利要求1至6任一所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述摄像头（17）对老人正在阅读的文本进行拍摄，由控制模块（11）识别并通过扬声器（14）进行播放。

8.根据权利要求1至6任一所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述摄像头（17）通过转动云台安装在机器人本体（1）上。

9.根据权利要求8所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：当摄像头（17）监控中的老人消失时向医疗网络平台发送老人走失的信息，老人可在离开前通过机器人本体（1）记录离开的意图。

10.根据权利要求1至6任一所述的面向老人的智能陪护机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）包括用于检测室内温度及接收、发送红外指令的红外传感器（18）,所述红外传感器（18）与控制模块（11）连接。