CN111203888B - 一种婴儿服务机器人控制系统和操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种婴儿服务机器人控制系统，包括状态采集模块、自动控制模块、人工调试模块和中控模块；自动控制模块，通过内置的初始数据控制设置在机器人上的执行器使机器人做出初始服务动作；人工调试模块，对机器人的初始服务动作进行调试分析，并将调试分析产生的数据与初始数据进行匹配替换；状态采集模块，用于采集自动控制模块以及人工调试模块工作时婴儿的状态数据，本发明能够满足不同年龄段婴儿的服务需求，且在对婴儿进行服务时能够对婴儿的状态进行实时反馈调整机器人的服务动作，适应婴儿不确定性的活动需求，令婴儿有着更好的使用体验，且机器人的服务动作能够不断进行调试优化，提升服务动作的执行效果。
Description
技术领域
本发明涉及服务机器人技术领域，具体涉及一种婴儿服务机器人控制系统和操作方法。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，各行各业军向着智能化和自动化发展，智能化渗透到各个产业中，例如机械生产制造中的数控机床、智能家居以及智能机器人等，智能机器人的出现丰富了人们的生活，生产效率和生活水平得到很大提高，但机器人的智能化离不开控制。
现有的服务类型的机器人多为语音交互类型机器人，应用到婴儿服务行业的较少，控制系统的设计有着一定的缺陷，一般均为进行单一重复动作的机器人，完成的任务单一且基本无信息反馈和调节，但在婴儿的日常活动中存在的不确定性较多，且身体状况不同，功能单一、动作重复的机器人并不能满足服务婴儿的需求，因此，需要设计一种婴儿服务机器人控制系统和操作方法。
发明内容
为此，本发明提供一种婴儿服务机器人控制系统和操作方法，解决了现有的婴儿服务机器人功能单一，所提供的服务无法满足于日常活动不确定的婴儿的需求的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，包括状态采集模块、自动控制模块、人工调试模块和中控模块；
自动控制模块，通过内置的初始数据控制设置在机器人上的执行器使机器人做出初始服务动作；
所述自动控制模块还包括：工作模式和睡眠模式；
所述工作模式用于控制执行器执行初始服务动作，所述工作模式在状态采集模块未采集到婴儿状态信息后关闭并激活睡眠模式工作，所述睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源；
人工调试模块，对机器人的初始服务动作进行调试分析，并将调试分析产生的数据与初始数据进行匹配替换；所述人工调试模块通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试分析；
状态采集模块，用于采集自动控制模块以及人工调试模块工作时婴儿的状态数据，并将状态数据传送至中控模块；
中控模块，所述中控模块包括：用于手动输入基本信息数据的控制面板，以及对系统工作时的数据进行计算分析的主机；用于存储人工调试模块和自动控制模块工作时的机器人状态数据以及婴儿状态数据的数据库，所述数据库用于接收机器人状态数据以及婴儿状态数据，并进行筛选形成条件反射库；
所述条件反射库用于中控模块在接收到婴儿状态数据时控制执行器作出相应的服务动作；所述中控模块中形成条件反射库的筛选方式是将人工调试模块和自动控制模块工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，以及将对应状态的机器人状态数据进行提取存储。
作为本发明的一种优选方案，所述控制面板输入的基本信息包括婴儿的年龄、体重、性别、身高和执行器的执行参数信息，且所述控制面板上实时显示婴儿的状态信息和机器人的状态参数信息。
作为本发明的一种优选方案，通过所述控制面板对自动控制模块控制的执行器的执行参数进行修改。
作为本发明的一种优选方案，所述中控模块还包括用于连接其它终端设备的无线通讯模块，所述无线通讯模块将机器人状态数据和婴儿状态数据实时传输至其它终端设备。
本发明还公开了一种婴儿服务机器人操作方法，包括以下步骤：
S100、通过控制面板输入婴儿的相关生理信息以及输入机器人的执行器执行服务动作的相关运行参数，同时执行器依据输入的运行参数执行服务动作，进入工作模式；
S200、对机器人和婴儿在执行器执行服务动作的过程中的状态数据进行采集，对工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，并且将对应状态的机器人状态数据进行提取存储，进行筛选形成条件反射库；条件反射库用于在机器人接收到婴儿状态数据时控制执行器作出与之相对应的服务动作；
S300、随后依据采集的婴儿状态数据对执行器执行的服务动作的运行参数进行调试优化，通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试优化；
S400、将执行器调试优化后的运行参数将执行器调试优化之前的运行参数进行覆盖替换，执行器依据调试优化后的运行参数继续执行服务动作；
S500、依据采集到的婴儿状态数据对执行器是否需要继续执行服务动作进行判定，在未采集到婴儿状态数据后关闭工作模式并激活睡眠模式，执行器结束服务动作的继续执行，睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明能够满足不同年龄段婴儿的服务需求，且在对婴儿进行服务时能够对婴儿的状态进行实时反馈调整机器人的服务动作，适应婴儿不确定性的活动需求，令婴儿有着更好的使用体验，且机器人的服务动作能够不断进行调试优化，提升服务动作的执行效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中一种婴儿服务机器人控制系统操作方法的原理示意图；
图2为本发明实施方式中一种婴儿服务机器人控制系统的系统框图；
图3为本发明实施方式中一种婴儿服务机器人控制系统的原理示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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2和图3所示，本发明提供了一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，包括状态采集模块、自动控制模块、人工调试模块和中控模块；
自动控制模块，通过内置的初始数据控制设置在机器人上的执行器使机器人做出初始服务动作；
所述自动控制模块还包括：工作模式和睡眠模式；
所述工作模式用于控制执行器执行初始服务动作，所述工作模式在状态采集模块未采集到婴儿状态信息后关闭并激活睡眠模式工作，所述睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源；
人工调试模块，对机器人的初始服务动作进行调试分析，并将调试分析产生的数据与初始数据进行匹配替换；所述人工调试模块通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试分析；
状态采集模块，用于采集自动控制模块以及人工调试模块工作时婴儿的状态数据，并将状态数据传送至中控模块；
中控模块，所述中控模块包括：用于手动输入基本信息数据的控制面板，以及对系统工作时的数据进行计算分析的主机；用于存储人工调试模块和自动控制模块工作时的机器人状态数据以及婴儿状态数据的数据库，所述数据库用于接收机器人状态数据以及婴儿状态数据，并进行筛选形成条件反射库；
所述条件反射库用于中控模块在接收到婴儿状态数据时控制执行器作出相应的服务动作；所述中控模块中形成条件反射库的筛选方式是将人工调试模块和自动控制模块工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，以及将对应状态的机器人状态数据进行提取存储。
人工调试模块用于对自动控制模块控制执行器执行的服务动作进行调试优化，并将优化后的服务动作数据进行匹配替换。
状态采集模块采集婴儿的状态信息进行采集反馈，优选的通过设置在机器人上的传感器组对婴儿状态信息进行采集和反馈。
中控模块用于输入基本信息和对接收的数据进行分析计算，依据计算分析的结果反馈至人工调试模块和自动控制模块，用于对服务动作进行优化调整。
多个模块组合的控制系统不仅能够控制执行器执行不同的服务动作，且在执行器执行服务动作的过程中不断对服务动作进行信息反馈优化，提升服务动作的执行效果。
所述人工调试模块通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试分析。
对于初始服务动作的调试方式有两种，一是人站在机器人前方，扫描系统将人体手臂的动作进行扫描并计算分析出人体手臂的伸展角度，执行器依据计算分析处的结果进行模拟；
二是人为对初始服务动作进行调整，由角度传感器对调整过程中的服务动作的角度进行测量和记录。
所述控制面板输入的基本信息包括婴儿的年龄、体重、性别、身高和执行器的执行参数信息，且所述控制面板上实时显示婴儿的状态信息和机器人的状态参数信息。
形成的条件反射库用于机器人快速对婴儿的某种状态数据进行反应，通过中控模块控制执行器执行对应此状态数据的服务动作，减去了中间计算分析的过程，执行器服务动作调整的时间减少。
优选的，数据库内存储的机器人状态数据和婴儿状态数据可以用于婴儿发生意外情况下的追责。
状态采集模块对婴儿的状态数据进行采集，确定执行器执行的相应的服务动作产生效果，并将执行器执行的此服务动作数据和婴儿的状态数据提取存储，形成条件反射库。
当中控模块在对接收到的婴儿状态数据计算分析后发现包括有婴儿平静或开心的数据时，直接调用条件反射库内的机器人的状态数据控制执行器调整服务动作。
通过所述控制面板对自动控制模块控制的执行器的执行参数进行修改。
通过控制面板对执行器执行的服务动作的参数进行修改，调整执行器的运行状态。
所述中控模块还包括用于连接其它终端设备的无线通讯模块，所述无线通讯模块将机器人状态数据和婴儿状态数据实时传输至其它终端设备。
通过终端设备接收机器人状态数据和婴儿状态数据，用于远程监视婴儿的生理状态和机器人的工作状态。
优选的，所述无线通讯模块还可以在状态采集模块检测到婴儿的状态数据有异常时对持有终端设备的使用者发出提醒信号，用以保护婴儿的安全。
所述自动控制模块还包括工作模式和睡眠模式，所述工作模式用于控制执行器执行初始服务动作，所述工作模式在状态采集模块未采集到婴儿状态信息后关闭并激活睡眠模式工作，所述睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源。
在睡眠模式的执行过程中，机器人保持自身的状态不变且处于待机状态，保持最低功耗，不浪费资源，若状态采集模块在一段时间内没有采集到婴儿状态数据，睡眠模式内部设置的关机指令激活，机器人关机，若状态采集模块在一段时间内重新采集到婴儿状态数据，则结束睡眠模式进入工作模式，免去了机器人重新开机进行工作模式需要的时间。
如图1所示，本发明提供了一种婴儿服务机器人操作方法，包括以下步骤：
S100、通过控制面板输入婴儿的相关生理信息以及输入机器人的执行器执行服务动作的相关运行参数，同时执行器依据输入的运行参数执行服务动作，进入工作模式；
S200、对机器人和婴儿在执行器执行服务动作的过程中的状态数据进行采集，对工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，并且将对应状态的机器人状态数据进行提取存储，进行筛选形成条件反射库；条件反射库用于在机器人接收到婴儿状态数据时控制执行器作出与之相对应的服务动作；
S300、随后依据采集的婴儿状态数据对执行器执行的服务动作的运行参数进行调试优化，通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试优化；
S400、将执行器调试优化后的运行参数将执行器调试优化之前的运行参数进行覆盖替换，执行器依据调试优化后的运行参数继续执行服务动作；
S500、依据采集到的婴儿状态数据对执行器是否需要继续执行服务动作进行判定，在未采集到婴儿状态数据后关闭工作模式并激活睡眠模式，执行器结束服务动作的继续执行，睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源。
对机器人的执行的运行参数进行不断反馈、调试和优化，提升服务动作的执行效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，包括状态采集模块、自动控制模块、人工调试模块和中控模块；
自动控制模块，通过内置的初始数据控制设置在机器人上的执行器使机器人做出初始服务动作；
所述自动控制模块还包括：工作模式和睡眠模式；
所述工作模式用于控制执行器执行初始服务动作，所述工作模式在状态采集模块未采集到婴儿状态信息后关闭并激活睡眠模式工作，所述睡眠模式在工作一段时间后激活内置的关机指令关闭机器人的电源；
人工调试模块，对机器人的初始服务动作进行调试分析，并将调试分析产生的数据与初始数据进行匹配替换；所述人工调试模块通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试分析；
状态采集模块，用于采集自动控制模块以及人工调试模块工作时婴儿的状态数据，并将状态数据传送至中控模块；
中控模块，所述中控模块包括：用于手动输入基本信息数据的控制面板，以及对系统工作时的数据进行计算分析的主机；用于存储人工调试模块和自动控制模块工作时的机器人状态数据以及婴儿状态数据的数据库，所述数据库用于接收机器人状态数据以及婴儿状态数据，并进行筛选形成条件反射库；
所述条件反射库用于中控模块在接收到婴儿状态数据时控制执行器作出相应的服务动作；所述中控模块中形成条件反射库的筛选方式是将人工调试模块和自动控制模块工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，以及将对应状态的机器人状态数据进行提取存储。
2.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，所述控制面板输入的基本信息包括婴儿的年龄、体重、性别、身高和执行器的执行参数信息，且所述控制面板上实时显示婴儿的状态信息和机器人的状态参数信息。
3.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，通过所述控制面板对自动控制模块控制的执行器的执行参数进行修改。
4.根据权利要求1所述的一种婴儿服务机器人控制系统，其特征在于，所述中控模块还包括用于连接其它终端设备的无线通讯模块，所述无线通讯模块将机器人状态数据和婴儿状态数据实时传输至其它终端设备。
5.一种婴儿服务机器人操作方法，其特征在于，包括步骤：
S100、通过控制面板输入婴儿的相关生理信息以及输入机器人的执行器执行服务动作的相关运行参数，同时执行器依据输入的运行参数执行服务动作，进入工作模式；
S200、对机器人和婴儿在执行器执行服务动作的过程中的状态数据进行采集，对工作时的婴儿状态数据中记录有婴儿开心或平静的数据进行提取存储，并且将对应状态的机器人状态数据进行提取存储，进行筛选形成条件反射库；条件反射库用于在机器人接收到婴儿状态数据时控制执行器作出与之相对应的服务动作；
S300、随后依据采集的婴儿状态数据对执行器执行的服务动作的运行参数进行调试优化，通过扫描系统对人体手臂动作的角度进行扫描分析并控制执行器模拟出相应的动作，或通过人为调整初始服务动作，并通过设置在机器人上的角度传感器对调整过程中服务动作的角度进行测量和记录，完成调试优化；
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| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20200529 Assignee: Chongqing Shuaicheng Network Technology Co.,Ltd. Assignor: XIANGTAN University Contract record no.: X2024980002572 Denomination of invention: A control system and operation method for a baby service robot Granted publication date: 20211015 License type: Common License Record date: 20240307 |
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