CN111113453A - 一种老人智能供药机器人及供药方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及养老机器人技术领域，尤其涉及一种老人智能供药机器人及供药方法。采用在行走机器人本体中设置人机交互装置，人脸识别模块、定位模块、药物储存机构、控制单元、远程通信模块、数据存储单元和设置在本体底部的行走机构等，解决了为服药老人自动提供所需药物的问题，并通过远程通信模块为不同的服药老人或不同病情状态下的服药老人提供不同的药物，解决了为无人看守的服药老人提供紧急供药的问题，供药机器人的工作更高效准确。

Description

一种老人智能供药机器人及供药方法

技术领域

本发明涉及养老机器人技术领域，尤其涉及一种老人智能供药机器人及供药方法。

背景技术

在养老机构、医院或是家中独居的老人，由于老人年龄大，身体健康程度通常都欠佳，很多老人需要经常服药，而这些老人通常又腿脚不方便、记忆力差，这些问题容易造成服药老人正常服药出现问题，在养老机构或是医院中虽然会有专人看护这些老人，但老人的服药问题增加了看护人员的工作量，如果需要照看的老人数量增加，看护人员忙碌中容易出现差错，可能会造成无法挽回的损失，这时就需要一种能根据老人自身的具体情况，能自动为服药老人提供药物的供药机器人；同时，当老人无人看守发生急性突发病情时，通常这时服药老人的判断能力会受突发病情影响，容易造成将药物的数量或种类拿错的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种老人智能供药机器人及供药方法，采用在行走机器人本体中设置人机交互装置，人脸识别模块、定位模块、药物储存机构、控制单元、远程通信模块、数据存储单元和设置在本体底部的行走机构等，解决了为服药老人自动提供所需药物的问题，并通过远程通信模块为不同的服药老人或不同病情状态下的服药老人提供不同的药物，解决了为无人看守的服药老人提供紧急供药的问题，供药机器人的工作更高效准确。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种老人智能供药机器人包括本体、壳体、人机交互装置，人脸识别模块、定位模块、药物储存机构、控制单元、数据存储单元、远程通信模块和设置在本体底部的行走机构,所述本体的顶部设置有环形托盘，所述环形托盘的上部设置有药物储存机构，所述药物储存机构包括有由多个扇形储药腔组成的环形通槽，所述环形通槽的回转中心设置有安装孔，所述环形通槽通过设置的腹板与安装孔连接，所述安装孔内穿入有旋转驱动装置，所述环形通槽的底部设置有环形托板，所述环形托板与环形通槽同轴设置，所述环形托板中设置有扇形排药口，所述排药口的截面大小与其中一个所述储药腔的底面大小向适应，所述排药口的位置设置有扇形挡板，所述扇形挡板的一个圆弧边向两侧伸出有转轴，所述排药口的一侧且对应所述转轴的位置固定有轴套，所述转轴穿入在所述轴套内，在所述转轴远离扇形挡板的一侧设置有凸起，与所述凸起对应的上侧设置有衔铁可上下直线运动的电磁铁，所述轴套的上部固定有固定座，所述电磁铁通过固定座与环形托板固定，所述环形托盘设置有出药口，所述出药口的位置与所述排药口的位置上下对应，所述环形托板固定在所述托盘的上部。

进一步优化本技术方案，所述环形通槽的上部还设置有环形盖板，所述盖板通过外侧边缘设置的支座与环形托板固定，所述盖板中设置有加药口，所述加药口的位置与所述排药口的位置上下对应。

进一步优化本技术方案，所述旋转驱动装置为设置有角度传感装置的伺服电机。

进一步优化本技术方案，所述本体和壳体之间形成的腔体内还设置还所述液箱，所述液箱通过液管与设置的液体流向控制装置一端连接，所述液体流向控制装置的另一端设置有液口，所述液口和液体流向控制装置之间还设置有液体升温装置，所述壳体套设在本体的外侧，所述液口伸出在所述壳体的外侧，所述壳体与液口对应的下侧设置有取水槽，所述取水槽的一侧设置有物体探测装置，所述壳体与所述出药口对应的位置下侧设置有取药槽。

进一步优化本技术方案，所述控制单元与远程通讯模块电性连接，所述远程通讯模块与人脸识别模块电性连接，所述远程通讯模块可以实现控制数据、视频图像数据和音频数据的传输。

进一步优化本技术方案，所述人脸识别模块采用的相机为全景相机。

根据前述发明内容所述的一种老人智能供药机器人的供药方法，所述方法包括：步骤一：取药，控制单元接收到达取药房取药指令，控制单元根据定位模块提供的定位信息控制行走机构行进，到达供药室后本体顶部的人机交互装置和人脸识别模块被打开，显漏出药物储存机构。

步骤二：加药，控制单元控制电磁铁的衔铁处在向下伸出状态，此时扇形挡板与环形托板共面，向与排药口对应的储药腔内添加配比好的固体药物，控制单元通过旋转驱动装置获得添加好药物的储药腔位置信息，人机交互装置接收与所添加药物对应的服用者人脸信息，并将服用者人脸信息传送给控制单元，控制单元将储药腔位置信息和人脸信息进行绑定，控制单元将绑定好的数据传送给数据存储单元进行储存，控制单元控制旋转驱动装置将环形通槽旋转一个储药腔所占的角度。

步骤三：重复步骤二，当环形通槽中所有的储药腔都添加好所需提供的药物后终止重复步骤二。

步骤四：寻找药物服用者，行走机构根据定位模块提供的药物服用者的位置信息向目的地行进，设置的人脸识别模块识别药物服用者人脸信息，并将识别的人脸信息传动给控制单元，控制单元读取数据存储单元存储的人脸信息并进行检索，检索到对应的人脸信息后，控制单元读取与检索到的人脸信息绑定的储药腔位置信息，并控制旋转驱动装置旋转到相应位置，此时存有相应药物的储药腔旋转到排药口的正上方后停止，控制单元控制电磁铁通电，此时衔铁向上运动，此时扇形挡板由于重力作用绕转轴旋转，最终扇形挡板被打开，药物从排药口处掉出。

进一步优化本技术方案，步骤三和步骤四之间还有步骤五，所述步骤五为：向液箱中添加饮用水，将液口通过连接管与引用水源连通，控制单元控制液体流向控制装置向液箱内加饮用水，当液箱内饮用水达到使用要求后停止加水；

进一步优化本技术方案，骤四之后还有步骤六，所述步骤六为：服药老人将掉出的药物取出后，需要引用水时，药物服用者拿起水杯向物体探测装置靠近，当物体探测装置检测到有物体接近时，控制单元接收物体探测装置发送的接近信号，此时控制单元控制液体流向控制装置将液箱内的饮用水通过液口向外排出，同时控制液体升温装置对饮用水进行加热。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、药物储存机构通过将多个扇形储药腔组成环形通槽，可以实现储存多种不同药物目的，提高了供药能力；2、通过扇形挡板设置转轴和在转轴另一侧设置凸起构成了一个以转轴为支点的杠杆板，通过将电磁铁的伸缩运动作用在凸起上，能实现储药腔内药物的自动落下；3、通过控制单元将储药腔位置信息和人脸信息进行绑定，避免供药时出现差错，提高了供药准确性；4、通过在环形通槽的上部设置盖板，避免了行走机构运转时或供药机器人意外倾倒时造成药物储存机构内的药物撒出；5、通过设置的伺服电机能精确的为控制单元提供环形通槽中每个储药腔的角度位置信息，进一步提高了供药精度；6、通过设置的液箱和升温装置，此结构可以实现为服药老人自动提供热水，进一步方便了服药老人的服药；7、通过设置远程通讯模块看护人员可以远程控制供药机器人更灵活的为服药老人提供药物，紧急情况下通过图像和音频的传输，看护人员可判断老人病情为老人提供适宜的急救药物。8、通过将人脸识别模块的相机选用全景相机能便于使供药机器人更快速的发现服药老人，不受老人处于何种姿势的限制，减小行走机构的负荷。

附图说明

图1为一种老人智能供药机器人的外部结构示意图。

图2为图1的爆炸示意图。

图3为图2中药物储存机构的爆炸示意图。

图4为图3中排药口处的局部示意图。

图5为一种老人智能供药机器人的电控系统连接示意图。

图中：1、本体；101、托盘；102、出药口；2、壳体；201、取药槽；202、取水槽；203、物体探测装置203；3、人机交互装置；4、人脸识别模块；5、药物储存机构；501、环形通槽；5011、储药腔；5012、安装孔；5013、腹板；502、环形托板；5021、排药口；5022、轴套；5023、固定座；503、扇形挡板；5031、凸起；5032、转轴；504、电磁铁；5041、衔铁；5042、拉簧；505、旋转驱动装置；506、盖板；5061、支座；5062、加药口；6、液箱；601、液体流向控制装置；602、液体升温装置；603、液口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。除非另做定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式：结合图1-5所示，一种老人智能供药机器人，包括本体1、壳体2、人机交互装置3、人脸识别模块4、定位模块、药物储存机构5、控制单元、远程通讯模块、数据存储单元和设置在本体1底部的行走机构；所述控制单元与远程通讯模块电性连接，所述远程通讯模块与人脸识别模块4电性连接，所述远程通讯模块可以实现控制数据、视频图像数据和音频数据的传输。使用时，通过设置远程通讯模块看护人员可以远程控制供药机器人更灵活的为服药老人提供药物，紧急情况下通过图像和音频的传输，看护人员可判断老人病情为老人提供适宜的急救药物，通过远程通讯模块与控制单元通讯来控制药物储存机构5为发生急性病情的老人紧急供药。

所述本体1的顶部设置有环形托盘101，所述环形托盘101的上部设置有药物储存机构5，所述药物储存机构5包括有由多个扇形储药腔5011组成的环形通槽501，所述环形通槽501的回转中心设置有安装孔5012，所述环形通槽501通过设置的腹板5013与安装孔5012连接，所述安装孔5012内穿入有旋转驱动装置505，所述环形通槽501的底部设置有环形托板502，所述环形托板502与环形通槽501同轴设置，所述环形托板502中设置有扇形排药口5021，所述排药口5021的截面大小与其中一个所述储药腔5011的底面大小向适应，所述排药口5021的位置设置有扇形挡板503，所述扇形挡板503的一个圆弧边向两侧伸出有转轴5032，所述排药口5021的一侧且对应所述转轴5032的位置固定有轴套5022，所述转轴5032穿入在所述轴套5022内，在所述转轴5032远离扇形挡板503的一侧设置有凸起5031，与所述凸起5031对应的上侧设置有衔铁5041可上下直线运动的电磁铁504，在所述电磁铁504的上侧设置有拉簧5042，所述拉簧5024连接在所述电磁铁504和所述衔铁5041之间，所述轴套5022的上部固定有固定座5023，所述电磁铁504通过固定座5023与环形托板502固定，当电磁铁504断电时所述拉簧5042可使衔铁5041复位，此时扇形挡板503处于关闭状态，药物无法从储药腔5011内落出，所述环形托盘101设置有出药口102，所述出药口102的位置与所述排药口5021的位置上下对应，所述环形托板502固定在所述托盘101的上部。

进一步优化的实施例：所述环形通槽501的上部还设置有环形盖板506，所述盖板506通过外侧边缘设置的支座5061与环形托板502固定，所述盖板506中设置有加药口5062，所述加药口5062的位置与所述排药口5021的位置上下对应，所述加药口5062和排药口5021分别设置在储药腔5011的上、下两侧。

进一步优化的实施例：所述旋转驱动装置505为设置有角度传感装置的伺服电机。

进一步优化的实施例：所述本体1和壳体2之间形成的腔体内还设置还所述液箱6，所述液箱6通过液管与设置的液体流向控制装置601一端连接，所述液体流向控制装置601的另一端设置有液口603，所述液口603和液体流向控制装置601之间还设置有液体升温装置602，所述壳体2套设在本体1的外侧，所述液口603伸出在所述壳体2的外侧，所述壳体2与液口603对应的下侧设置有取水槽202，所述取水槽202的一侧设置有物体探测装置203，所述壳体2与所述出药口102对应的位置下侧设置有取药槽201。

进一步优化的实施例：所述人脸识别模块4采用的相机为全景相机。

前述实施例所述的一种老人智能供药机器人的供药方法，结合图1-5所示，所述方法包括：

步骤一：取药，控制单元通过远程通讯模块接收到达取药房取药指令，控制单元根据定位模块提供的定位信息控制行走机构行进，到达供药室后本体1顶部的人机交互装置3和人脸识别模块4被打开，漏出药物储存机构5；

步骤二：加药，控制单元控制电磁铁504的衔铁5041处在向下伸出状态，此时扇形挡板503与环形托板502共面，向与排药口5021对应的储药腔5011内添加配比好的固体药物，控制单元通过旋转驱动装置505获得添加好药物的储药腔5011位置信息，人机交互装置3接收与所添加药物对应的服用者人脸信息，并将服用者人脸信息传送给控制单元，控制单元将储药腔5011位置信息和人脸信息进行绑定，控制单元将绑定好的数据传送给数据存储单元进行储存，控制单元控制旋转驱动装置505将环形通槽501旋转一个储药腔5011所占的角度；

步骤三：重复步骤二，当环形通槽501中所有的储药腔5011都添加好所需提供的药物后终止重复步骤二；

步骤四：寻找药物服用者，当控制单元设定了开始供药时间时，到达供药时间后，行走机构根据定位模块提供的药物服用者的位置信息向目的地行进，设置的人脸识别模块4识别药物服用者人脸信息，并将识别的人脸信息传动给控制单元，控制单元读取数据存储单元存储的人脸信息并进行检索，检索到对应的人脸信息后，控制单元读取与检索到的人脸信息绑定的储药腔5011位置信息，并控制旋转驱动装置505旋转到相应位置，此时存有相应药物的储药腔5011旋转到排药口5021的正上方后停止，控制单元控制电磁铁504通电，此时衔铁5041向上运动，此时扇形挡板503由于重力作用绕转轴5032旋转，最终扇形挡板503被打开，药物从排药口5021处掉出，服药老人取出后即可服用。

进一步优化的供药方法：步骤三和步骤四之间还有步骤五，所述步骤五为：向液箱6中添加饮用水，将液口603通过连接管与引用水源连通，控制单元控制液体流向控制装置601向液箱6内加饮用水，当液箱6内饮用水达到使用要求后停止加水；

进一步优化的供药方法：骤四之后还有步骤六，所述步骤六为：服药老人将掉出的药物取出后，需要引用水时，药物服用者拿起水杯向物体探测装置203靠近，当物体探测装置203检测到有物体接近时，控制单元接收物体探测装置203发送的接近信号，此时控制单元控制液体流向控制装置601将液箱6内的饮用水通过液口603向外排出，同时控制液体升温装置602对饮用水进行加热。

本发明的控制方式是通过控制单元来自动控制，控制单元的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，所以本发明不再详细解释控制方式和具体电路连接。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种老人智能供药机器人，其特征在于：包括本体(1)、壳体(2)、人机交互装置(3)、人脸识别模块(4)、定位模块、药物储存机构(5)、控制单元、远程通讯模块、数据存储单元和设置在本体(1)底部的行走机构；

所述本体(1)的顶部设置有环形托盘(101)，所述环形托盘(101)的上部设置有药物储存机构(5)，所述药物储存机构(5)包括有由多个扇形储药腔(5011)组成的环形通槽(501)，所述环形通槽(501)的回转中心设置有安装孔(5012)，所述环形通槽(501)通过设置的腹板(5013)与安装孔(5012)连接，所述安装孔(5012)内穿入有旋转驱动装置(505)，所述环形通槽(501)的底部设置有环形托板(502)，所述环形托板(502)中设置有扇形排药口(5021)，所述排药口(5021)的截面大小与其中一个所述储药腔(5011)的底面大小向适应，所述排药口(5021)的位置设置有扇形挡板(503)，所述扇形挡板(503)的一个圆弧边向两侧伸出有转轴(5032)，所述排药口(5021)的一侧且对应所述转轴(5032)的位置固定有轴套(5022)，所述转轴(5032)穿入在所述轴套(5022)内，在所述转轴(5032)远离扇形挡板(503)的一侧设置有凸起(5031)，与所述凸起(5031)对应的上侧设置有衔铁(5041)可上下直线运动的电磁铁(504)，所述轴套(5022)的上部固定有固定座(5023)，所述电磁铁(504)通过固定座(5023)与环形托板(502)固定，所述环形托盘(101)设置有出药口(102)，所述出药口(102)的位置与所述排药口(5021)的位置上下对应，所述环形托板(502)固定在所述托盘(101)的上部。

2.根据权利要求1所述的一种老人智能供药机器人，其特征在于：所述环形通槽(501)的上部还设置有环形盖板(506)，所述盖板(506)通过外侧边缘设置的支座(5061)与环形托板(502)固定，所述盖板(506)中设置有加药口(5062)，所述加药口(5062)的位置与所述排药口(5021)的位置上下对应。

3.根据权利要求1所述的一种老人智能供药机器人，其特征在于：所述旋转驱动装置(505)为设置有角度传感装置的伺服电机。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种老人智能供药机器人，其特征在于：所述本体(1)和壳体(2)之间形成的腔体内还设置还所述液箱(6)，所述液箱(6)通过液管与设置的液体流向控制装置(601)一端连接，所述液体流向控制装置(601)的另一端设置有液口(603)，所述液口(603)和液体流向控制装置(601)之间还设置有液体升温装置(602)，所述壳体(2)套设在本体(1)的外侧，所述液口(603)伸出在所述壳体(2)的外侧，所述壳体(2)与液口(603)对应的下侧设置有取水槽(202)，所述取水槽(202)的一侧设置有物体探测装置(203)，所述壳体(2)与所述出药口(102)对应的位置下侧设置有取药槽(201)。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种老人智能供药机器人，其特征在于：所述控制单元与远程通讯模块电性连接，所述远程通讯模块与人脸识别模块(4)电性连接，所述远程通讯模块可以实现控制数据、视频图像数据和音频数据的传输。

6.根据权利要求5所述的一种老人智能供药机器人，其特征在于：所述人脸识别模块(4)采用的相机为全景相机。

7.根据权利要求1至6任意一项所述一种老人智能供药机器人的供药方法，其特征在于所述方法包括：

步骤一：取药，控制单元通过远程通讯模块接收到达取药房取药指令，控制单元根据定位模块提供的定位信息控制行走机构行进，到达供药室后本体(1)顶部的人机交互装置(3)和人脸识别模块(4)被打开，漏出药物储存机构(5)；

步骤二：加药，控制单元控制电磁铁(504)的衔铁(5041)处在向下伸出状态，此时扇形挡板(503)与环形托板(502)共面，向与排药口(5021)对应的储药腔(5011)内添加配比好的固体药物，控制单元通过旋转驱动装置(505)获得添加好药物的储药腔(5011)位置信息，人机交互装置(3)接收与所添加药物对应的服用者人脸信息，并将服用者人脸信息传送给控制单元，控制单元将储药腔(5011)位置信息和人脸信息进行绑定，控制单元将绑定好的数据传送给数据存储单元进行储存，控制单元控制旋转驱动装置(505)将环形通槽(501)旋转一个储药腔(5011)所占的角度；

步骤三：重复步骤二，当环形通槽(501)中所有的储药腔(5011)都添加好所需提供的药物后终止重复步骤二；

步骤四：寻找药物服用者，行走机构根据定位模块提供的药物服用者的位置信息向目的地行进，设置的人脸识别模块(4)识别药物服用者人脸信息，并将识别的人脸信息传动给控制单元，控制单元读取数据存储单元存储的人脸信息并进行检索，检索到对应的人脸信息后，控制单元读取与检索到的人脸信息绑定的储药腔(5011)位置信息，并控制旋转驱动装置(505)旋转到相应位置，此时存有相应药物的储药腔(5011)旋转到排药口(5021)的正上方后停止，控制单元控制电磁铁(504)通电，此时衔铁(5041)向上运动，此时扇形挡板(503)由于重力作用绕转轴(5032)旋转，最终扇形挡板(503)被打开，药物从排药口(5021)处掉出。

8.根据权利要求7所述一种老人智能供药机器人的供药方法，其特征在于：步骤三和步骤四之间还有步骤五，所述步骤五为：向液箱(6)中添加饮用水，将液口(603)通过连接管与引用水源连通，控制单元控制液体流向控制装置(601)向液箱(6)内加饮用水，当液箱(6)内饮用水达到使用要求后停止加水。

9.根据权利要求8所述一种老人智能供药机器人的供药方法，其特征在于：骤四之后还有步骤六，所述步骤六为：药物服用者拿起水杯向物体探测装置(203)靠近，当物体探测装置(203)检测到有物体接近时，控制单元接收物体探测装置(203)发送的接近信号，此时控制单元控制液体流向控制装置(601)将液箱(6)内的饮用水通过液口(603)向外排出，同时控制液体升温装置(602)对饮用水进行加热。

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