CN110842929B - 一种带有仿真机械臂的哄睡机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有仿真机械臂的哄睡机器人，包括机器人系统和便携式管理系统；机器人系统包括安装在婴儿车体上的分贝检测模块、温度检测模块、嵌入式微处理器、计时器、仿真机械臂、扬声器、WiFi模块和摄像头；便携式管理系统采用手机APP形式，通过WiFi模块与机器人系统实现信息交互；本发明提供的仿真柔软手型机械臂可以模拟母亲的轻拍动作，辅助播放母亲的哄睡声音，可以较好地实现哄睡功能；同时使用配套的具有远程监控功能的便携式管理系统，实现了信息传输和交互，也实现了远程监控功能。

Description

一种带有仿真机械臂的哄睡机器人

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，主要涉及一种带有仿真机械臂的哄睡机器人。

背景技术

随着国家二胎政策的放开，许多家庭选择生二胎。然而这个年龄段的二胎母亲大多数是70后、80后高龄产妇，她们大多数身兼多职，不仅要照顾家里的老人、大宝，还是工作的中坚力量。这时候二宝的出现无疑会打乱母亲原有的工作节奏，甚至是雪上加霜，导致有的母亲出现抑郁、脾气暴躁、失眠等等不良症状。影响母亲的身体健康和家庭的和睦。宝宝哭闹主要原因有：宝宝饿了，需要喝奶；拉尿不舒服，需要换尿布；宝宝惊厥缺少安全感，需要母亲的抚触和安抚。本发明致力于减轻母亲的工作量，通过机器自检自控以及人机交互的方式，实现对小宝的看护，减轻母亲的负担。

当今现有的哄睡工具大多需要母亲手动操控，需要母亲一直在小宝身边，人工检测小宝状况后再做出响应。此外，哄睡器械一般没有给待哄睡的婴儿以触感，难以让婴儿有母亲在身旁的安全感。本发明致力于将母亲从小宝身边解放出来，实现机器自我检测，以半自动化的方式对小宝的行为做出评价，从而产生相应的回应，实现相对解放母亲的作用。

发明内容

发明目的：本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，通过仿真柔软手型机械臂可以模拟母亲的轻拍动作，辅助播放母亲的哄睡声音，可以较好地实现哄睡功能。同时使用配套的具有远程监控功能的便携式管理系统，实现了信息传输和交互，也实现了远程监控功能。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种带有仿真机械臂的哄睡机器人，包括机器人系统和便携式管理系统；

所述机器人系统包括安装在婴儿车体上的分贝检测模块、温度检测模块、嵌入式微处理器、计时器、仿真机械臂、扬声器、WiFi模块和摄像头；

所述婴儿车体侧壁边缘设有机械臂平移轨道，仿真机械臂安装于机械臂平移轨道，供给机械臂运动；所述分贝检测模块包括安装于婴儿车体靠近头部一侧的分贝传感器；所述温度监测模块包括设置于婴儿车体底部的多个温度传感器；所述摄像头设置于婴儿车体侧壁，用于拍摄婴儿睡眠影像；所述扬声器自动调节音量，播放预先录制的哄睡声音；所述计时器用于记录喂奶量和喂奶时间；所述嵌入式微处理器作为信息处理中心，接收并处理分贝检测模块、温度监测模块和计时器获得的信息，并控制仿真机械臂、扬声器工作；

所述便携式管理系统采用手机APP形式，通过WiFi模块与机器人系统实现信息交互。

进一步地，所述仿真机械臂端部设计为人手形状，外部包裹有纺织材料；所述仿真机械臂通过红外摄像头确定婴儿位置，并沿机械臂平移轨道运动调整位置，采用升降式工作模式，通过距离传感器测量机械臂与婴儿垂直距离，自动配置机械臂移动的速度；所述机械臂带有压力传感器，通过传感器数据调整移动模式，基于训练好的卷积神经网络，标记需要轻拍的部位，嵌入式微处理器根据标记信息自动调整机械臂的位置，自动调整机械臂需要轻拍的位置；可以模拟人手抚摸拍打，实现轻抚哄睡功能。

进一步地，所述哄睡机器人包括睡眠模式和离开模式；

在睡眠模式下，摄像头记录婴儿睡眠情况，并传输至APP；当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，由嵌入式微处理器控制扬声器启动音乐播放功能，同时仿真机械臂工作，安抚婴儿；当温度检测模块检测到由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化时，嵌入式微处理器将信息通过WiFi模块传输至手机APP，通过响铃提醒监护人更换尿布；

在离开模式下，当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，启动摄像头，将婴儿影像传输至APP，此时温度检测模块检测婴儿床温度是否由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化；当检测到温度变化时，将相关信息传输至APP，提醒监护人更换尿布；未检测到温度变化时，则启动仿真机械臂，轻抚婴儿，直至婴儿入睡，不再啼哭。

进一步地，所述便携式管理系统包括：控制模块、提醒模块和记录模块；

所述控制模块控制婴儿床电源开关，同时可以单独控制扬声器、仿真机械臂和摄像头工作；

所述提醒模块在接收到嵌入式微处理器发出的提醒信息时，可以通过响铃或震动提醒监护人；

所述记录模块用于记录婴儿的喂奶和更换尿布次数以及时间，同时可以在另一端记录下母亲的哄睡音频并进行WiFi传输录入，提高婴儿照看的效率。

进一步地，所述婴儿车体外侧还设有控制面板，与嵌入式微处理器连通，用于设定工作模式。

有益效果：本系统具备以下优点：

本发明基于分贝检测仪，温度传感器，WiFi无线传输设备、以及仿真柔软手型机械臂等哄睡婴儿的功能。仿真柔软手型机械臂可以模拟母亲的轻拍动作，辅助播放母亲的哄睡声音，可以较好地实现哄睡功能。同时使用配套的具有远程监控功能的便携式管理系统，实现了信息传输和交互，也实现了远程监控功能。

附图说明

图1是哄睡机器人结构侧视图；

图2是哄睡机器人结构俯视图；

图3是本发明系统示意图；

图4是本发明提供的机器人结构框图；

图5是哄睡机器人工作模式示意图；

图6是哄睡机器人睡眠模式工作流程示意图；

图7是哄睡机器人离开模式工作流程示意图。

附图标记说明：

1-婴儿车体；2-分贝检测模块；3-扬声器；4-机械臂平移轨道；5-仿真机械臂；6-控制面板；7-温度检测模块；8-摄像头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-2所示的一种带有仿真机械臂的哄睡机器人，包括机器人系统和便携式管理系统；

机器人系统包括安装在婴儿车体1上的分贝检测模块2、扬声器3、机械臂平移轨道4、仿真机械臂5、控制面板6、温度检测模块7和摄像头8，还包括计时器和嵌入式微处理器。

婴儿车体1侧壁边缘设有机械臂平移轨道4，仿真机械臂5安装于机械臂平移轨道4上，供给机械臂运动。分贝检测模块2包括安装于婴儿车体1靠近头部一侧的分贝传感器。温度监测模块7包括设置于婴儿车体1底部的多个温度传感器。摄像头8设置于婴儿车体1侧壁，用于拍摄婴儿睡眠影像。扬声器3自动调节音量，播放预先录制的哄睡声音。嵌入式微处理器作为信息处理中心，接收并处理分贝检测模块2、温度监测模块7获得的信息，并控制仿真机械臂5、扬声器3工作。存储器用于存储操作信息。计时器则用于记录喂奶量和喂奶时间，每隔一段时间向移动终端发出提醒。婴儿车体1外侧还设有控制面板6，与嵌入式微处理器连通，用于人工设定工作模式。

便携式管理系统采用手机APP形式，通过WiFi模块与机器人系统实现信息交互。

仿真机械臂5端部设计为人手形状，外部包裹有纺织材料.仿真机械臂5通过红外摄像头确定婴儿位置，并沿机械臂平移轨道4运动调整位置.采用升降式工作模式，通过距离传感器测量机械臂与婴儿垂直距离，自动配置机械臂移动的速度。机械臂4带有压力传感器，通过传感器数据调整移动模式。通过红外摄像机获取带有婴儿位置信息的图像，基于训练好的卷积神经网络，标记需要轻拍的部位，嵌入式微处理器根据标记信息自动调整机械臂的位置。可以模拟人手抚摸拍打，实现轻抚哄睡功能。

哄睡机器人的工作模式包括睡眠模式和离开模式，如图3-7所示：

在睡眠模式下，摄像头记录婴儿睡眠情况，并传输至APP。当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，由嵌入式微处理器控制扬声器启动音乐播放功能，同时仿真机械臂工作，安抚婴儿。当温度检测模块检测到由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化时，嵌入式微处理器将信息通过WiFi模块传输至手机APP，通过响铃提醒监护人更换尿布，如图6所示

在离开模式下，当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，启动摄像头，将婴儿影像传输至APP，此时温度检测模块检测婴儿床温度是否由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化；当检测到温度变化时，将相关信息传输至APP，提醒监护人更换尿布；未检测到温度变化时，则启动仿真机械臂，轻抚婴儿，直至婴儿入睡，不再啼哭，如图7所示。

便携式管理系统通过手机终端APP实现，主要包括控制模块、提醒模块和记录模块。

控制模块通过WiFi等渠道将移动终端与婴儿床连接，并且与控制台实现交互控制。APP可以控制整个婴儿床的电源开关，也可以实现遥控控制蜂鸣器、仿真手臂的功能开关以及模式切换。同时它也可以控制婴儿床的摄像头，这样可以让母亲在远程情况下监控婴儿的情况。

提醒模块在有WiFi等渠道的连接时，当婴儿床的温度传感器检测到婴儿尿床时，APP将会收到信号然后通过振动或是铃声提醒母亲去更换尿布，同样的，当分贝传感器检测到婴儿啼哭时或到达喂奶时间时，也会通过APP提醒母亲。

记录模块指APP可以记录婴儿的喂奶和更换尿布次数以及时间，也可以在另一端记录下母亲的哄睡音频并进行WiFi传输录入，使照顾婴儿的效率提高。

使用时，通过分贝监控检测啼哭，通过温度监控检测尿湿，啼哭时进入哄睡流程，尿湿时发出提醒。准备哄婴儿入睡或检测到哭声后进入哄睡功能，自动播放预先录制的哄睡声音，并自动调节音量、选择音频，机械臂模拟轻拍动作。仿真手臂为可调节位置的升降式机械臂，机械臂外部包裹有柔软的缓冲层，可自动调节拍打频次和力度。机器人通过计时器记录上次喂奶量和距离上次喂奶时间，每间隔设定好的时间进行提醒，实现喂奶时间提醒功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种带有仿真机械臂的哄睡机器人，其特征在于：包括机器人系统和便携式管理系统；

所述机器人系统包括安装在婴儿车体上的分贝检测模块、温度检测模块、嵌入式微处理器、计时器、仿真机械臂、扬声器、WiFi模块和摄像头；

所述婴儿车体侧壁边缘设有机械臂平移轨道，仿真机械臂安装于机械臂平移轨道，供给机械臂运动；所述仿真机械臂端部设计为人手形状，外部包裹有纺织材料；所述仿真机械臂通过红外摄像头确定婴儿位置，并沿机械臂平移轨道运动调整位置，采用升降式工作模式，通过距离传感器测量机械臂与婴儿垂直距离，自动配置机械臂移动的速度；所述机械臂带有压力传感器，通过传感器数据调整移动模式，基于预训练的卷积神经网络，标记需要轻拍的部位，嵌入式微处理器根据标记信息自动调整机械臂的位置，自动调整机械臂需要轻拍的位置，可以模拟人手抚摸拍打，实现轻抚哄睡功能；所述分贝检测模块包括安装于婴儿车体靠近头部一侧的分贝传感器；温度检测 模块包括设置于婴儿车体底部的多个温度传感器；所述摄像头设置于婴儿车体侧壁，用于拍摄婴儿睡眠影像；所述扬声器自动调节音量，播放预先录制的哄睡声音；所述计时器用于记录喂奶量和喂奶时间；所述嵌入式微处理器作为信息处理中心，接收并处理分贝检测模块、温度检测 模块和计时器获得的信息，并控制仿真机械臂、扬声器工作；

所述便携式管理系统包括控制模块、提醒模块和记录模块；

所述控制模块控制婴儿床电源开关，同时可以单独控制扬声器、仿真机械臂和摄像头工作；

所述提醒模块在接收到嵌入式微处理器发出的提醒信息时，可以通过响铃或震动提醒监护人；

所述记录模块用于记录婴儿的喂奶和更换尿布次数以及时间，同时可以在另一端记录下母亲的哄睡音频并进行WiFi传输录入，提高婴儿照看的效率；采用手机APP形式，通过WiFi模块与机器人系统实现信息交互；

所述哄睡机器人包括睡眠模式和离开模式；

在睡眠模式下，摄像头记录婴儿睡眠情况，并传输至APP；当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，由嵌入式微处理器控制扬声器启动音乐播放功能，同时仿真机械臂工作，安抚婴儿；当温度检测模块检测到由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化时，嵌入式微处理器将信息通过WiFi模块传输至手机APP，通过响铃提醒监护人更换尿布；

在离开模式下，当分贝检测模块检测到婴儿啼哭时，启动摄像头，将婴儿影像传输至APP，此时温度检测模块检测婴儿床温度是否由于婴儿尿床导致的婴儿床温度变化；当检测到温度变化时，将相关信息传输至APP，提醒监护人更换尿布；未检测到温度变化时，则启动仿真机械臂，轻抚婴儿，直至婴儿入睡，不再啼哭。

2.根据权利要求1所述的一种带有仿真机械臂的哄睡机器人，其特征在于：所述婴儿车体外侧还设有控制面板，与嵌入式微处理器连通，用于人工设定工作模式。

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