CN109676617A - 一种智能家庭机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家庭机器人，包括执行部件和机器人系统，所述执行部件为机器人的硬件部分，执行部件用于执行机器人系统的控制命令，执行部件内设置有医疗模块，医疗模块用于采集生理指标的数据信息，医疗模块内设置音频采集模块、视频采集模块和医疗传感器；机器人系统内设置有上位系统和下位系统；下位系统包括DSP模块和多个单片机控制模块，多个单片机控制模块用于直接控制执行部件执行物理动作，DSP模块作为主系统模块协调多个单片机控制模块之间的控制信息；DSP模块设置医疗无线通信模块，用于与医疗传感器通信。本发明的智能家庭机器人满足人们对智能化生活的要求。

Description

一种智能家庭机器人

技术领域

本发明涉及智能家庭机器人设备领域，尤其涉及一种智能家庭机器人。

背景技术

数字化家庭是未来智能小区系统的重要组成部分。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部网络，提供全方位的覆盖整个家庭的智能化服务；包括数据通讯、家庭娱乐和信息家电控制三大功能的智能家庭。数字化家庭 设计的一项主要内容是通信功能的实现，包括家庭与外部世界的通信以及家庭内部相关设施的通信。从现在的发展来看，外部的通信主要通过宽带接入，而家庭内部的通信本文作者采用目前比较具有竞争力的蓝牙无线接入技术。的优势在于全球标准的统一，具有互操作性，以及能非常方便地实现快速、灵活、安全、低成本、低功耗的数据和语音通信，因此技术在家庭无线网络系统中的发展潜力巨大。传统数字化家庭的实现采用P C进行总体控制，缺乏人性化。

家庭服务机器人是为人类服务的特种机器人，能够代替人完成家庭服务工作的机器人，它包括行进装置、感知装置、接收装置、发送装置、控制装置、执行装置、存储装置、交互装置等。家庭服务机器人是为人类服务的特种机器人，能够代替人完成家庭服务工作的机器人，它包括行进装置、感知装置、接收装置、发送装置、控制装置、执行装置、存储装置、交互装置等；所述感知装置将在家庭居住环境内感知到的信息传送给控制装置，控制装置指令执行装置作出响应，并进行防盗监测、安全检查、清洁卫生、物品搬运、家电控制，以及家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒、家用统计等工作。

为了更好的让人们体验智能化的生活，现有的家庭机器人已经无法人们对满足智能化生活的要求。

发明内容

有鉴于此，为了解决了现有的家庭机器人已经无法满足人们对智能化生活要求的问题，本发明提供一种智能家庭机器人。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种智能家庭机器人，包括执行部件和机器人系统，所述执行部件为机器人的硬件部分，所述执行部件用于执行所述机器人系统的控制命令；

所述执行部件内设置有医疗模块，所述医疗模块用于采集生理指标的数据信息，所述医疗模块内设置音频采集模块、视频采集模块和医疗传感器；

所述机器人系统内设置有上位系统和下位系统，所述上位系统用于所述执行部件的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口以及远程处理；所述下位系统包括DSP模块和多个单片机控制模块，多个所述单片机控制模块用于直接控制所述执行部件执行物理动作，所述DSP模块作为主系统模块协调多个所述单片机控制模块之间的控制信息；

所述DSP模块设置医疗无线通信模块，用于与所述医疗传感器通信。

优选的，所述DSP模块采用TMS320C54X。

优选的，所述DSP模块与多个所述单片机控制模块之前设置有多选一串口通信模块。

优选的，所述多选一串口通信模块采用RS-232 接口模块。

优选的，所述机器人系统内还设置有医疗专家系统，所述医疗专家系统内设置有医疗数据库。

优选的，所述医疗模块内还设置有蓝牙模块组。

优选的，每个所述蓝牙模块组内包括一个主蓝牙模块，7个副蓝牙模块，所述主蓝牙模块与所述医疗专家通信连接，所述副蓝牙模块安装在分别安装所述音频采集模块、所述视频采集模块和所述医疗传感器上。

优选的，所述执行部件内还设置有运行电机和转向电机，所述运行电机带动所述执行部件运行，所述转向电机带动所述执行部件转向。

优选的，所述下位系统内还设置有与所述转向电机相匹配的转向罗盘，所述转向罗盘控制发出位移信息控制所述转向电机进行转向。

优选的，所述转向罗盘采用PID控制器。

有益效果：

本发明通过设置有医疗模块，以及医疗无线通信模块，智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务：①医疗监护通过集成有医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测，通过机器人的处理系统提供本地结果。②远程诊断和会诊，通过机器人的视觉、听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据，结合各项生理参数数据进行远程传输，远程对家庭成员的健康状况进行会诊。实现智能化的生活。

附图说明

图1为本发明一种智能家庭机器人的结构框图；

图2为本发明一种智能家庭机器人的运行原理图；

图3为本发明中的蓝牙模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3，本发明实施例提出了一种智能家庭机器人，包括执行部件和机器人系统，执行部件为机器人的硬件部分，执行部件用于执行机器人系统的控制命令；

执行部件内设置有医疗模块，医疗模块用于采集生理指标的数据信息，医疗模块内设置音频采集模块、视频采集模块和医疗传感器；机器人的视频采集模块采集的视频信号有两个作用：一是提供机器人视觉；二是采集家庭成员的图像和动态画面。

机器人系统内设置有上位系统和下位系统，上位系统用于执行部件的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口以及远程处理；下位系统包括DSP模块和多个单片机控制模块，多个单片机控制模块用于直接控制执行部件执行物理动作，DSP模块作为主系统模块协调多个单片机控制模块之间的控制信息；DSP对信号的处理非常擅长，而且对此智能机器人来 说，经常需要信号处理、图像处理和语音识别，所以我们采用DSP作为智能机器人控制系统的控制器。

DSP模块设置医疗无线通信模块，用于与医疗传感器通信。

DSP模块采用TMS320C54X。

DSP模块与多个单片机控制模块之前设置有多选一串口通信模块。

多选一串口通信模块采用RS-232接口模块。TMS320C54只有一个串行口，而单片机控制模块大多采用异步串行通信，所以必须设计一个多选一串口通信模块进行转换处理。

机器人系统内还设置有医疗专家系统，医疗专家系统内设置有医疗数据库。

医疗模块内还设置有蓝牙模块组。

每个蓝牙模块组内包括一个主蓝牙模块，7个副蓝牙模块，主蓝牙模块与医疗专家通信连接，副蓝牙模块安装在分别安装音频采集模块、视频采集模块和医疗传感器上。蓝牙技术支持点到点和点对多点的通信，用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网。每个微微网由一个主设备和若干个从设备组成，且从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，M A C地址用3位来表示，即在1个微微网内可寻址8个设备 (互联的设备数量实际是没有限 制的，只不过在同一时刻只能激活8个，其中1个为主，7个为从)；而从设备则受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。蓝牙模块组将医疗模块内的各部件的信息整合，然后通过医疗无线通信模块传输给医疗专家系统。

蓝牙技术是一种用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波 选用在全球公用的2 . 4 G H z(实际射频通道为f=2402+ k* 1MHz，k=0，1，2…，7，8)ISM频带，并采用跳频方式来扩展频带，跳频速率为1600跳/秒，可得到79个1M H带宽的信道。蓝牙设备采用的是GFSK调制技术，其通信速率为1Mbit/s，实际有效速率最高可达721Kbit/s，通信距离为10m(发射功率为1mW；当发射功率为100 mW时，通信距离可达100m)，可以满足数字化家庭需要。

还设置有运行电机和转向电机，运行电机带动执行部件运行，转向电机带动执行部件转向。

下位系统内还设置有与转向电机相匹配的转向罗盘，转向罗盘控制发出位移信息控制转向电机进行转向。

转向罗盘采用PID控制器。

最后需要说明的是：以上仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能家庭机器人，包括执行部件和机器人系统，所述执行部件为机器人的硬件部分，所述执行部件用于执行所述机器人系统的控制命令，其特征在于，

所述执行部件内设置有医疗模块，所述医疗模块用于采集生理指标的数据信息，所述医疗模块内设置音频采集模块、视频采集模块和医疗传感器；

所述机器人系统内设置有上位系统和下位系统，所述上位系统用于所述执行部件的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口以及远程处理；所述下位系统包括DSP模块和多个单片机控制模块，多个所述单片机控制模块用于直接控制所述执行部件执行物理动作，所述DSP模块作为主系统模块协调多个所述单片机控制模块之间的控制信息；所述DSP模块设置医疗无线通信模块，用于与所述医疗传感器通信。

2.如权利要求1所述的智能家庭机器人，其特征在于，其特征在于，所述DSP模块采用TMS320C54X。

3.如权利要求1所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述DSP模块与多个所述单片机控制模块之前设置有多选一串口通信模块。

4.如权利要求3所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述多选一串口通信模块采用RS-232 接口模块。

5.如权利要求1所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述机器人系统内还设置有医疗专家系统，所述医疗专家系统内设置有医疗数据库。

6.如权利要求5所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述医疗模块内还设置有蓝牙模块组。

7.如权利要求6所述的智能家庭机器人，其特征在于，每个所述蓝牙模块组内包括一个主蓝牙模块，7个副蓝牙模块，所述主蓝牙模块与所述医疗专家通信连接，所述副蓝牙模块安装在分别安装所述音频采集模块、所述视频采集模块和所述医疗传感器上。

8.如权利要求1所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述执行部件内还设置有运行电机和转向电机，所述运行电机带动所述执行部件运行，所述转向电机带动所述执行部件转向。

9.如权利要求8所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述下位系统内还设置有与所述转向电机相匹配的转向罗盘，所述转向罗盘控制发出位移信息控制所述转向电机进行转向。

10.如权利要求9中任一项所述的智能家庭机器人，其特征在于，所述转向罗盘采用PID控制器。