CN110978011A - 一种医院多功能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医院多功能机器人，属于医疗机器人领域，所述的医院多功能机器人包括导诊分诊模块、宣教模块、导览模块、科普模块、主控中心、数据存储模块、数据交互模块、服务器、触摸显示屏、行走机构，所述的主控中心与导诊分诊模块、宣教模块、导览模块、科普模块连接、数据存储模块、数据上传模块、服务器、触摸显示屏、行走机构连接。本发明通过集成各种模块，能够将提高现有医院用机器人的使用效率，降低使用成本。

Description

一种医院多功能机器人

技术领域

本发明属于智能机器人领域，更具体的说涉及一种医院多功能机器人。

背景技术

民群众日益增长的服务需求相比，我们的医疗卫生资源总量相对不足。在我国不仅优质医疗资源不足，而且分配也存在很大问题，好的医疗资源主要集中在“北上广深”等大的中心城市。农村和城市之间，各省份之间医疗资源配置存在巨大差异。比如中西部地区相对于东部地区医院的诊疗水平和接待能力都需要进一步的加强和提高。在医院中也存在着医护人员数量不够、工作不细的问题。每千人执业(助理)医师与每千人注册护士比不足1比1，处于倒置状态。这些都影响着医疗卫生服务的公平和效率，同时也使医护人员的压力巨大。因此，社会急需一种新型、多功能的机器人来帮助医护人员工作，分担医护人员的压力，更好的服务病人。

发明内容

本发明通过多功能机器人解决了病人的一些简单问题，也解决了医患比例不足的问题，为医院节约了成本开支，也为患者提供了更好的服务，一种机器人能够有效的多种问题，使得医院的采购单一后期维护效率更高。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：所述的医院多功能机器人包括用于为病患提供医院内部地图、医生介绍、就医流程资料，指导患者快速就医导诊分诊模块1；

能够为患者测量血压、血氧，收集患者入院时的部分身体情况，并进行统一管理的自助体检模块2；能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度的宣教模块3；

用于介绍医院情况以及导游作用的导览模块4，用于介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介科普模块5，用于处理数据与控制机器人行走的主控中心13，用于存储机器人现场采集数据和机器人运动数据的本地数据库6；

用于机器人与远程服务器8进行数据交互的数据交互模块7，用于长期存储数据以及为机器人提供医院地图数据以及医院药品和简介数据的远程服务器8，用于机器人与患者进行交互的触摸显示屏9，用于机器人运动的行走机构10，用于机器人与患者进行语音交互的音频交互模块11；用于环境感知以及机器人状态感知的感知模块12。

优选的，所述的导诊分诊模块1包括导诊模块与分诊模块，导诊模块用于引导患者快速就医，提供医院科室电子地图及到达路径指示；分诊模块用于对患者病情进行分诊，引导患者应该挂哪种科室号，导诊分诊模块1与本地数据库6进行数据交互，导诊分诊模块1从本地数据库6中提取出需要为患者显示的相关数据内容，并通过主控中心13送入触摸显示屏9进行显示，并通过音频交互模块11进行播报。

优选的，所述的自助体检模块2采用电子血压测量仪进行血压体检，电子血压测量仪将体检后的患者血压情况送入主控中心13，主控中心13通过数据交互模块7将患者血压信息存入远程服务器8内进行存档保存，可为医生后期治疗以及体检提供患者历史数据。

优选的，所述的宣教模块3能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度，宣教模块3与本地数据库6进行数据交互，将患者需要的信息通过主控中心13控制触摸显示屏9进行显示，并通过音频交互模块11进行播报。

优选的，所述的导览模块4能够为患者提供医院导航以及介绍作用，远程服务器8将医院地图下发到本地数据库6，导览模块4确定患者前往地点后，主控中心13控制行走机构10进行行走，将患者带往需要前往的地点，如遇患者需要进行医院接受，导览模块4从本地数据库6中提取医院信息，通过音频交互模块11进行播放介绍；

所述的科普模块5为患者介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介，远程服务器8将需要进行科普讲解的数据信息下发到本地数据库6，科普模块5将本地数据库6接收到的通过触摸显示屏9进行显示，并同时通过音频交互模块11进行播放介绍。

优选的，所述的主控中心13采用ARM系列处理器，主控中心13为行走机构10提供驱动信号，将音频交互模块11与触摸显示屏9采集到的信息进行识别，识别结果进行分类，确定患者需要解决的问题，并将该问题分发给各种不同的模块，协调各个模块之间的工作；将各类数据进行处理后，控制触摸显示屏9、音频交互模块11或行走机构10工作；将感知模块12采集到的环境数据，以及机器人自身状态数据进行处理，用于控制机器人保持平衡以及避障。

优选的，所述的行走机构10包括驱动模块101、步进电机102、驱动轮103，所述的驱动模块101驱动信号输入端与主控中心13驱动信号输出端连接，驱动模块101输出端与步进电机102连接，驱动轮103安装于步进电机102的转轴上，步进电机102分别对称安装于机器人的底部四角，机器人通过四个角步进电机102的转速控制，来带动机器人转向、前进以及后退。

优选的，所述的音频交互模块11包括语音识别模块111、扬声器112、音频解码模块113、降噪模块114、麦克风115，所述的麦克风115输出端与降噪模块114连接，降噪模块114输出端与语音识别模块111连接，语音识别模块111输出端与主控中心13连接，音频解码模块113输入端与主控中心13输出端连接音频解码模块113输出端与扬声器112连接。

优选的，所述的感知模块12包括环境感知模块、自身环境感知模块，环境感知模块包括图像传感器CMOS121、避障雷达122、环境温湿度传感器123，自身环境感知模块包括加速度传感器124、倾角传感器125、惯性导航传感器126、速度传感器127，所述的图像传感器CMOS121、避障雷达122、环境温湿度传感器123、加速度传感器124、倾角传感器125、惯性导航传感器126与主控中心13连接，图像传感器CMOS121用于检测机器人周围是否存在人类活动，避障雷达122用于检测机器人运动前方是否有障碍物，且主控中心13能计算出障碍物的距离，环境温湿度传感器123用于检测机器人周围的环境温湿度，加速度传感器124用于感知机器人自身的运动方向，倾角传感器125用于检测机器人自身的倾斜角度，防止机器人倾倒，惯性导航传感器126用于与地图数据进行匹配，来判定机器人当前所处位置，速度传感器127用于检测机器人运行速度。

优选的，所述的主控中心13感知模块12配合可以让机器人在第一次使用时，对医院内部情况进行自动测绘，自动形成测绘地图，存储于本地数据库6，用于机器人后续工作过程中的导航地图，存储于本地数据库6中的导航地图在机器人运行过程中提取数据更快，导航反应时间更低，提高了机器人的行走效率。

本发明有益效果：

本发明通过多功能机器人解决了病人的一些简单问题，也解决了医患比例不足的问题，为医院节约了成本开支，也为患者提供了更好的服务，一种机器人能够有效的多种问题，使得医院的采购单一后期维护效率更高。

附图说明

图1为本发明控制结构框图；

图2为本发明机器人行走过程控制框图；

图3为本发明功能实现控制框图；

图4为本发明结构图；

图5为本发明主控中心电路原理图。

图中，1-导诊分诊模块、2-自助体检模块、3-宣教模块、4-导览模块、5-科普模块、6-本地数据库、7-数据交互模块、8-远程服务器、9-触摸显示屏、10-行走机构、11-音频交互模块、12-感知模块、13-主控中心、101-驱动模块、102-步进电机、103-驱动轮、111-语音识别模块、112-扬声器、113-音频解码模块、114-降噪模块、115-麦克风、121-图像传感器CMOS、122-避障雷达、123-环境温湿度传感器、124-加速度传感器、125-倾角传感器、126-惯性导航传感器、127-速度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和附图，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。

所述的医院多功能机器人包括用于为病患提供医院内部地图、医生介绍、就医流程资料，指导患者快速就医导诊分诊模块1；导诊分诊模块1包括导诊模块与分诊模块，导诊模块用于引导患者快速就医，提供医院科室电子地图及到达路径指示；分诊模块用于对患者病情进行分诊，引导患者应该挂哪种科室号，导诊分诊模块1与本地数据库6进行数据交互，导诊分诊模块1从本地数据库6中提取出需要为患者显示的相关数据内容，并通过主控中心13送入触摸显示屏9进行显示，并通过音频交互模块11进行播报。

能够为患者测量血压、血氧，收集患者入院时的部分身体情况，并进行统一管理的自助体检模块2；所述的自助体检模块2采用电子血压测量仪进行血压体检，电子血压测量仪将体检后的患者血压情况送入主控中心13，主控中心13通过数据交互模块7将患者血压信息存入远程服务器8内进行存档保存，可为医生后期治疗以及体检提供患者历史数据。

能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度的宣教模块3；宣教模块3能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度，宣教模块3与本地数据库6进行数据交互，将患者需要的信息通过主控中心13控制触摸显示屏9进行显示，并通过音频交互模块11进行播报。

用于介绍医院情况以及导游作用的导览模块4，所述的导览模块4能够为患者提供医院导航以及介绍作用，远程服务器8将医院地图下发到本地数据库6，导览模块4确定患者前往地点后，主控中心13控制行走机构10进行行走，将患者带往需要前往的地点，如遇患者需要进行医院接受，导览模块4从本地数据库6中提取医院信息，通过音频交互模块11进行播放介绍；

用于介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介科普模块5，所述的科普模块5为患者介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介，远程服务器8将需要进行科普讲解的数据信息下发到本地数据库6，科普模块5将本地数据库6接收到的通过触摸显示屏9进行显示，并同时通过音频交互模块11进行播放介绍。

用于处理数据与控制机器人行走的主控中心13，所述的主控中心13采用ARM系列处理器，主控中心13为行走机构10提供驱动信号，将音频交互模块11与触摸显示屏9采集到的信息进行识别，识别结果进行分类，确定患者需要解决的问题，并将该问题分发给各种不同的模块，协调各个模块之间的工作；将各类数据进行处理后，控制触摸显示屏9、音频交互模块11或行走机构10工作；将感知模块12采集到的环境数据，以及机器人自身状态数据进行处理，用于控制机器人保持平衡以及避障。

用于存储机器人现场采集数据和机器人运动数据的本地数据库6；本地数据库6用于存储本地导航地图，简单的医院简介信息，以及一些零时数据，与远程服务器8进行数据交互，将远程服务器8内的数据按照本地所需下载到本地数据库6进行保存。

用于机器人与远程服务器8进行数据交互的数据交互模块7，数据交互模块7采用5G无线网络通信模块，利用5G网络的高带宽、低延迟等特性，能够快速的与远程服务器8进行数据交互，提高机器人的响应效率以及工作速度，带来更好的用户体验。

远程服务器8内置有数据库，用于长期存储数据以及为机器人提供医院地图数据以及医院药品和简介数据，且能够与机器人本地数据库6进行数据交换，远程服务器8内的数据库与医院诊疗数据库以及药品管理数据库，患者管理数据库互相连通，能够与上述几个数据库进行数据交互，医生可以直接在医用诊疗软件上查看机器人远程服务器8数据库内的相关信息，比如病人自主体检后的血压相关信息。实现了大数据的整合，更有利于医院对患者情况的了解，以及医院病人流动情况的了解。

用于机器人与患者进行交互的触摸显示屏9，触摸显示屏9用于患者与机器人进行互动人机交互，患者可以在触摸显示屏9上通过人机界面选择需要机器人提供的服务器，机器人也能够在界面上显示出需要显示的服务器内容信息。

用于机器人运动的行走机构10，所述的行走机构10包括驱动模块101、步进电机102、驱动轮103，所述的驱动模块101驱动信号输入端与主控中心13驱动信号输出端连接，驱动模块101输出端与步进电机102连接，驱动轮103安装于步进电机102的转轴上，步进电机102分别对称安装于机器人的底部四角，机器人通过四个角步进电机102的转速控制，来带动机器人转向、前进以及后退。

用于机器人与患者进行语音交互的音频交互模块11；所述的音频交互模块11包括语音识别模块111、扬声器112、音频解码模块113、降噪模块114、麦克风115，所述的麦克风115输出端与降噪模块114连接，降噪模块114输出端与语音识别模块111连接，语音识别模块111输出端与主控中心13连接，音频解码模块113输入端与主控中心13输出端连接音频解码模块113输出端与扬声器112连接。降噪模块114能够在患者对机器人进行语音咨询时，降低环境噪音，提高患者语音清晰度，更有利于语音识别模块111进行语音识别，语音识别模块111识别出患者的咨询请求后，主控中心13对患者咨询请求自动分类，然后调用相应的模块进行工作，处理相关数据后通过扬声器112与触摸显示屏9为患者提供相关问题答案数据。

用于环境感知以及机器人状态感知的感知模块12，所述的感知模块12包括环境感知模块、自身环境感知模块，环境感知模块包括图像传感器CMOS121、避障雷达122、环境温湿度传感器123，自身环境感知模块包括加速度传感器124、倾角传感器125、惯性导航传感器126、速度传感器127，所述的图像传感器CMOS121、避障雷达122、环境温湿度传感器123、加速度传感器124、倾角传感器125、惯性导航传感器126与主控中心13连接，图像传感器CMOS121用于检测机器人周围是否存在人类活动，避障雷达122用于检测机器人运动前方是否有障碍物，且主控中心13能计算出障碍物的距离，环境温湿度传感器123用于检测机器人周围的环境温湿度，加速度传感器124用于感知机器人自身的运动方向，倾角传感器125用于检测机器人自身的倾斜角度，防止机器人倾倒，惯性导航传感器126用于与地图数据进行匹配，来判定机器人当前所处的位置位于导航地图上的精确位置，来实现导航的目的，速度传感器127用于检测机器人运行速度。

所述的主控中心13感知模块12配合可以让机器人在第一次使用时，对医院内部情况进行自动测绘，自动形成测绘地图，存储于本地数据库6，用于机器人后续工作过程中的导航地图，存储于本地数据库6中的导航地图在机器人运行过程中提取数据更快，导航反应时间更低，提高了机器人的行走效率。

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明专利并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的医院多功能机器人包括用于为病患提供医院内部地图、医生介绍、就医流程资料，指导患者快速就医导诊分诊模块（1）；

能够为患者测量血压、血氧，收集患者入院时的部分身体情况，并进行统一管理的自助体检模块（2）；能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度的宣教模块（3）；

用于介绍医院情况以及导游作用的导览模块（4），用于介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介科普模块（5），用于处理数据与控制机器人行走的主控中心（13），用于存储机器人现场采集数据和机器人运动数据的本地数据库（6）；

用于机器人与远程服务器（8）进行数据交互的数据交互模块（7），用于长期存储数据以及为机器人提供医院地图数据以及医院药品和简介数据的远程服务器（8），用于机器人与患者进行交互的触摸显示屏（9），用于机器人运动的行走机构（10），用于机器人与患者进行语音交互的音频交互模块（11）；用于环境感知以及机器人状态感知的感知模块（12）。

2.根据权利要求1所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的导诊分诊模块（1）包括导诊模块与分诊模块，导诊模块用于引导患者快速就医，提供医院科室电子地图及到达路径指示；分诊模块用于对患者病情进行分诊，引导患者应该挂哪种科室号，导诊分诊模块（1）与本地数据库（6）进行数据交互，导诊分诊模块（1）从本地数据库（6）中提取出需要为患者显示的相关数据内容，并通过主控中心（13）送入触摸显示屏（9）进行显示，并通过音频交互模块（11）进行播报。

3.根据权利要求1所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的自助体检模块（2）采用电子血压测量仪进行血压体检，电子血压测量仪将体检后的患者血压情况送入主控中心（13），主控中心（13）通过数据交互模块（7）将患者血压信息存入远程服务器（8）内进行存档保存，可为医生后期治疗以及体检提供患者历史数据。

4.根据权利要求1所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的宣教模块（3）能够帮助医护人员将药品运输给病患，告知病患药品使用情况，注意事项，正确指导病患用药，降低医护人员劳动强度，宣教模块（3）与本地数据库（6）进行数据交互，将患者需要的信息通过主控中心（13）控制触摸显示屏（9）进行显示，并通过音频交互模块（11）进行播报。

5.根据权利要求1所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的导览模块（4）能够为患者提供医院导航以及介绍作用，远程服务器（8）将医院地图下发到本地数据库（6），导览模块（4）确定患者前往地点后，主控中心（13）控制行走机构（10）进行行走，将患者带往需要前往的地点，如遇患者需要进行医院接受，导览模块（4）从本地数据库（6）中提取医院信息，通过音频交互模块（11）进行播放介绍；

所述的科普模块（5）为患者介绍简单病情常用药物情况及查询特定药品简介，远程服务器（8）将需要进行科普讲解的数据信息下发到本地数据库（6），科普模块（5）将本地数据库（6）接收到的通过触摸显示屏（9）进行显示，并同时通过音频交互模块（11）进行播放介绍。

6.根据以上任意一条权利所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的主控中心（13）采用ARM系列处理器，主控中心（13）为行走机构（10）提供驱动信号，将音频交互模块（11）与触摸显示屏（9）采集到的信息进行识别，识别结果进行分类，确定患者需要解决的问题，并将该问题分发给各种不同的模块，协调各个模块之间的工作；将各类数据进行处理后，控制触摸显示屏（9）、音频交互模块（11）或行走机构（10）工作；将感知模块（12）采集到的环境数据，以及机器人自身状态数据进行处理，用于控制机器人保持平衡以及避障。

7.根据以上任意一条权利所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的行走机构（10）包括驱动模块（101）、步进电机（102）、驱动轮（103），所述的驱动模块（101）驱动信号输入端与主控中心（13）驱动信号输出端连接，驱动模块（101）输出端与步进电机（102）连接，驱动轮（103）安装于步进电机（102）的转轴上，步进电机（102）分别对称安装于机器人的底部四角，机器人通过四个角步进电机（102）的转速控制，来带动机器人转向、前进以及后退。

8.根据以上任意一条权利所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的音频交互模块（11）包括语音识别模块（111）、扬声器（112）、音频解码模块（113）、降噪模块（114）、麦克风（115），所述的麦克风（115）输出端与降噪模块（114）连接，降噪模块（11）输出端与语音识别模块（111）连接，语音识别模块（111）输出端与主控中心（13）连接，音频解码模块（113）输入端与主控中心（13）输出端连接音频解码模块（113）输出端与扬声器（112）连接。

9.根据以上任意一条权利所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的感知模块（12）包括环境感知模块、自身状态感知模块，环境感知模块（12）包括图像传感器CMOS（121）、避障雷达（122）、环境温湿度传感器（123），自身状态感知模块（12）包括加速度传感器（124）、倾角传感器（125）、惯性导航传感器（126）、速度传感器（127），所述的图像传感器CMOS（121）、避障雷达（122）、环境温湿度传感器（123）、加速度传感器（124）、倾角传感器（125）、惯性导航传感器（126）与主控中心（13）连接，图像传感器CMOS（121）用于检测机器人周围是否存在人类活动，避障雷达（122）用于检测机器人运动前方是否有障碍物，且主控中心（13）能计算出障碍物的距离，环境温湿度传感器（123）用于检测机器人周围的环境温湿度，加速度传感器（124）用于感知机器人自身的运动方向，倾角传感器（125）用于检测机器人自身的倾斜角度，防止机器人倾倒，惯性导航传感器（126）用于与地图数据进行匹配，来判定机器人当前所处位置，速度传感器（127）用于检测机器人运行速度。

10.根据以上任意一条权利所述的一种医院多功能机器人，其特征在于：所述的主控中心（13）感知模块（12）配合可以让机器人在第一次使用时，对医院内部情况进行自动测绘，自动形成测绘地图，存储于本地数据库（6），用于机器人后续工作过程中的导航地图，存储于本地数据库（6）中的导航地图在机器人运行过程中提取数据更快，导航反应时间更低，提高了机器人的行走效率。

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