CN112060101A - 智能护士机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能护士机器人系统，包括：主控单元、支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元、电源单元；所述支撑单元上安装所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元和电源单元；所述主控单元与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元通过通讯单元连接，并实现信息交互，所述电源单元向所述支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元的用电器件供电。本发明具有听命到达指定地点、视频交流安慰病号、语音识别、人脸识别、基本信号传感器、联网信息上报等功能，解决了传染病诊治过程中的交叉传染问题，有效节省和保护了服务人员。

Description

智能护士机器人系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种智能护士机器人系统。

背景技术

在医院，特别是在一些传染病医院或传染病科室，当有传染病发生的时候，为了防止交叉传染，要么让医护人员在重重保护下开展工作，即医护人员要穿戴如防护服、防护镜、口罩等进行工作，这不仅对穿戴者带来很大的生活不便利性，工作效率低下，而且价格昂贵，在穿脱的过程中还有被感染的风险、脱下的防护衣物和器具有可能成为新的污染源。

因此，对本领域专业技术人员来说，迫切需要发明一种能够先期对疑似传染病患进行初步接待、通过语音、视频、操作键、传感器对病患进行是否传染进行初步判别，然后正确引导到疑似传染病区和非传染病区的智能设备，解决服务人员短缺和医护人员传染问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：提供一种智能护士机器人系统，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明实施例的一个方面，公开一种智能护士机器人系统，包括：

调度中心、主控单元、支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元、电源单元；

所述支撑单元用于感知病人接触支撑单元本体，并支撑病人稳定的坐在支撑单元本体上，所述支撑单元上安装所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元和电源单元；

所述主控单元与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元通过通讯单元连接，并实现信息交互，所述主控单元通过远程控制方式，控制所述地面运动单元的运动速度、方向，并控制所述地面运动单元向指定的目的地行进，所述主控单元通过语音单元与坐在支撑单元上的病人进行语音交互，所述主控单元通过视频单元与坐在支撑单元上的病人进行视频交互，所述主控单元通过医疗传感器单元获取坐在支撑单元上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息；

所述地面运动单元设置在所述支撑单元的下部，所述地面运动单元通过自身运动带动所述支撑单元的运动，所述地面运动单元在所述主控单元的控制下按照自动设定的运行轨迹或在病人的手动操作下行进；

所述语音单元用于病人语音的接收和主控单元语音的输出，实现病人与主控单元的语音交互；

所述视频单元用于病人与主控单元的视频交互，并采集所述地面运动单元行进时的前方物象，在所述主控单元的控制下进行自动躲避障碍物；

所述医疗传感器单元用于检测病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，并发送至主控单元；

所述通讯单元用于完成所述主控单元与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、调度中心的通讯，并负责相互之间的数据传输；

所述电源单元向所述支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元的用电器件供电；

所述调度中心与多个主控单元通讯，用于控制多个主控单元的同时工作。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述主控单元包括：处理器模块、显示模块、遥控模块、判断模块、通讯模块、数据库模块；

所述处理器模块通过所述通讯模块接收所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元数据，并通过遥控模块实现对地面运动单元的远程遥控，对语音单元、视频单元、医疗传感器单元的数据进行分析处理，通过显示模块进行显示，通过数据库模块进行数据存储，并通过判断模块对接收的数据和数据库模块中存储的数据进行比对分析，判断接收数据的参数状况，从而判断所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的工作状况；

所述显示模块显示所述处理器模块实时处理的数据，包括和坐在支撑单元上的病人交互的图像信息、医疗传感器数据信息、判断模块判断结果信息、遥控模块的遥控信息；

所述遥控模块接收所述调度中心发送的控制信息，并将所述控制信息转换为所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的控制指令，实现所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的功能的远程控制；

所述判断模块通过比对算法和辅助决策算法，对接收的地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的数据与所述数据库模块中的数据进行比对，判断病人的状况；

所述通讯模块采用与所述通讯单元相适配的通讯协议，完成相互之间的数据交互；

所述数据库模块实时同步接收并存储所述调度中心、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元发送的数据，并结合医生的诊断信息生成对应参数下的病人病情诊断结果，所述数据库模块实现数据的存储、查询；

所述处理器模块与所述语音单元、视频单元配合，通过语音单元采集病人的咳嗽频度和烈度，通过视频单元采集病人咳嗽时的身体幅度和面部状况，判断病人的病情，并自动搜索数据库模块中存储的语音数据和图像，对病人进行自动语音和图像安慰，自动指导病人进行相关治疗程序和缓解措施；

所述处理器模块与所述视频单元相配合，通过采集支撑单元前端的图像信息，控制所述地面运动单元的运动方向和速度，或根据所示视频单元采集的标志物信息或引导信息控制所述地面运动单元按照指定方向运动；

所述处理器模块接收所述视频单元采集的病人人脸图像，并将病人人脸图像与数据库模块中的人脸图像信息进行对比识别，自动获取病人信息。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述主控单元还包括：传感器信号故障探测模块、视频系统故障探测模块、语音系统故障探测模块、通讯系统故障探测模块、驱动系统故障探测模块、转向系统故障探测模块、挡板故障探测模块、故障处理模块；

所述传感器信号故障探测模块通过接收并解析所述医疗传感器单元发送的数据，判断所述医疗传感器单元接收数据是否正常或是否接收数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述视频系统故障探测模块通过接收并解析所述视频单元中摄像机拍摄的数据，判断视频图像数据是否正常或是否接收图像数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述语音系统故障探测模块通过接收并解析所述语音单元的工作数据，判断语音数据是否正常或是否接收语音数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述通讯系统故障探测模块通过检测与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的通讯状况，判断能否正常收发各模块的数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述驱动系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元的行进数据，判断所述地面运动单元的行进数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述转向系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元的转向数据，判断所述地面运动单元的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述挡板故障探测模块通过接收并解析所述支撑单元的挡板工作数据，判断所述支撑单元的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述故障处理模块用于接收故障数据，并将故障数据上传数据库，通过与数据库中存储数据的比对，确定故障问题，并将故障问题显示至调度中心。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述支撑单元包括：

支撑座椅、挡板、挡板控制电机；

所述支撑座椅用于承载病人，所述支撑座椅为沙发式结构，所述挡板置于所述支撑座椅的前端，在病人使用支撑座椅前，所述挡板控制电机控制所述挡板打开，并方便病人坐在所述支撑座椅上；

当所述支撑座椅感应到病人坐上时，所述挡板控制电机手动或自动控制所述挡板关闭在所述支撑座椅上，保护病人，同时所述挡板控制电机向所述挡板供电。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述地面运动单元包括：驱动轮、转向轮、驱动电机、转向电机；

所述驱动轮、转向轮设置在所述支撑座椅下侧，使所述支撑座椅变成轮椅式结构；

所述驱动轮与所述驱动电机连接，由所述驱动电机控制所述驱动轮的行进方向、行进速度，所述驱动轮的行进方向包括向前行进和向后行进；

所述转向轮与所述转向电机连接，由所述转向电机控制所述转向轮的转向方向，所述转向轮的转向方向包括向左转向和向右转向；

所述驱动电机、转向电机的工作参数由所述调度中心远程控制或人工手动控制。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述语音单元包括麦克风、喇叭、语音识别系统；

所述麦克风设置在所述挡板上，所述麦克风与所述语音识别系统连接，所述麦克风采集病人的语音信息，并将语音信息发送至语音识别系统，通过语音识别系统将语音信息发送至主控单元；

所述喇叭设置在所述支撑座椅上或挡板上，所述喇叭与所述语音识别系统的连接，所述主控单元的语音信息通过语音识别系统发送至喇叭；

所述语音识别系统与所述调度中心进行语音信息的交互，实现病人语音信息与所述调度中心的自动语音交互，所述语音识别系统根据麦克风接收的病人的话音信息，根据解析语音信息的语义和存储的语音内容对病人的问题进行自动答复，实现语音识别系统与病人的自动语音交互。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述视频单元包括：

第一摄像头、第二摄像头、显示器；

所述第一摄像头、第二摄像头、显示器分别设置在所述挡板的正面和反面，所述正面为所述挡板打开后朝向病人的面板；

所述第一摄像头面向病人，用于采集病人的图像信息，所述第一摄像头将采集的病人图像信息发送至主控单元和调度中心，供本医疗机构内其它部门使用和自动完成人脸图像识别，自动获取病人信息和进行自动门禁控制；

所述第二摄像头面向支撑座椅的正前方，用于采集支撑座椅前方的图像信息；

所述显示器用于显示调度中心和主控单元发送的指示信息，所述医疗传感器单元获取坐在支撑单元上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，诊断医生的图像信息；

所述第一摄像头将病人的图像信息发送至主控单元，由主控单元获取病人的图像信息，并将病人图像信息发送至调度中心的数据库中，进行病人图像状态的比对；

所述第二摄像头实时采集支撑座椅的前端图像并发送至主控单元，并在所述地面运动单元驱动所述支撑座椅行进时，由主控单元根据图像中障碍物信息，控制所述地面运动单元自动进行转向、调整速度，实现障碍物的躲避。

基于本发明上述智能护士机器人系统的另一个实施例中，所述医疗传感器单元包括：红外温度传感器、电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计、压力传感器；

所述红外温度传感器设置在所述支撑座椅上，其位置设置在靠近病人的头部或手臂部，用于通过红外方式获取病人的体温状况，发送至主控单元并通过视频单元进行显示，所述红外温度传感器在所述主控单元的控制下工作或人工手动方式工作；

所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计均设置在所述支撑座椅的相应位置，分别用于测量病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计在所述主控单元的控制下工作或人工手动方式工作，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计完成病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息后发送至主控单元，并通过视频单元进行显示；

所述压力传感器设置在所述支撑座椅的坐位位置上，所述压力传感器用于测量病人的体重信息，所述支撑座椅由压力传感器的重力信息判断病人是否坐在支撑座椅上，当所述支撑座椅感应到病人坐在支撑座椅上时，所述挡板控制电机自动控制挡板关闭并锁紧，所述主控单元接收到所述压力传感器发送的病人坐在支撑座椅的重力信息后，主控制器被自动唤醒并控制所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元启动工作。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的智能护士机器人系统具有听命到达指定地点、携带病号自动移动、自动导航到指定地方、视频交流安慰病号、语音交流和键盘获取病号信息、基础病理专家系统、语音识别、人脸识别、基本信号传感器、联网信息上报、自动建档、自动消毒、自动充电等功能，解决了传染病诊治过程中的交叉传染问题，有效节省和保护了医护人员。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的智能护士机器人系统的一个实施例的结构示意图。

图中：1主控单元、2支撑单元、3地面运动单元、4语音单元、5视频单元、6医疗传感器单元、7通讯单元、8电源单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只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。

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种智能护士机器人系统进行更详细地说明。

图1是本发明的智能护士机器人系统的一个实施例的结构示意图，如图 1所示，该实施例的智能护士机器人系统包括：

调度中心、主控单元1、支撑单元2、地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6、通讯单元7、电源单元8；

所述支撑单元2用于感知病人接触支撑单元2本体，并支撑病人稳定的坐在支撑单元2本体上，所述支撑单元2上安装所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6、通讯单元7和电源单元8；

所述主控单元1与所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6通过通讯单元7连接，并实现信息交互，所述主控单元1通过远程控制方式，控制所述地面运动单元3的运动速度、方向，并控制所述地面运动单元3向指定的目的地行进，所述主控单元1通过语音单元4与坐在支撑单元2上的病人进行语音交互，所述主控单元1通过视频单元5与坐在支撑单元2上的病人进行视频交互，所述主控单元1通过医疗传感器单元6 获取坐在支撑单元2上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息；

所述地面运动单元3设置在所述支撑单元2的下部，所述地面运动单元 3通过自身运动带动所述支撑单元2的运动，所述地面运动单元3在所述主控单元1的控制下按照自动设定的运行轨迹或在病人的手动操作下行进；

所述语音单元4用于病人语音的接收和主控单元1语音的输出，实现病人与主控单元1的语音交互；

所述视频单元5用于病人与主控单元1的视频交互，并采集所述地面运动单元3行进时的前方物象，在所述主控单元1的控制下进行自动躲避障碍物；

所述医疗传感器单元6用于检测病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，并发送至主控单元1；

所述通讯单元7用于完成所述主控单元1与所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6、调度中心的通讯，并负责相互之间的数据传输；

所述电源单元8向所述支撑单元2、地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6、通讯单元7的用电器件供电；

所述调度中心与多个主控单元1通讯，用于控制多个主控单元1的同时工作。

所述主控单元1包括：处理器模块、显示模块、遥控模块、判断模块、通讯模块、数据库模块；

所述处理器模块通过所述通讯模块接收所述地面运动单元3、语音单元 4、视频单元5、医疗传感器单元6数据，并通过遥控模块实现对地面运动单元3的远程遥控，对语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6的数据进行分析处理，通过显示模块进行显示，通过数据库模块进行数据存储，并通过判断模块对接收的数据和数据库模块中存储的数据进行比对分析，判断接收数据的参数状况，从而判断所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6的工作状况；

所述处理器模块与所述语音单元、视频单元配合，通过语音单元采集病人的咳嗽频度和烈度，通过视频单元采集病人咳嗽时的身体幅度和面部状况，判断病人的病情，并自动搜索数据库模块中存储的语音数据和图像，对病人进行自动语音和图像安慰，自动指导病人进行相关治疗程序和缓解措施；

所述处理器模块与所述视频单元相配合，通过采集支撑单元前端的图像信息，控制所述地面运动单元的运动方向和速度，或根据所示视频单元采集的标志物信息或引导信息控制所述地面运动单元按照指定方向运动；

所述处理器模块接收所述视频单元采集的病人人脸图像，并将病人人脸图像与数据库模块中的人脸图像信息进行对比识别，自动获取病人信息。

所述显示模块显示所述处理器模块实时处理的数据，包括图像信息、医疗传感器数据信息、判断模块判断结果信息、遥控模块的遥控信息；

所述遥控模块接收所述处理器模块发送的控制信息，并将所述控制信息转换为所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6 的控制指令，实现所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6的功能的远程控制；

所述判断模块通过比对算法和辅助决策算法，对接收的地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6的数据与所述数据库模块中的数据进行比对，判断病人的状况；

所述通讯模块采用与所述通讯单元7相适配的通讯协议，完成相互之间的数据交互；

所述数据库模块实时同步接收并存储地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6发送的数据，并结合医生的诊断信息生成对应参数下的病人病情诊断结果，所述数据库模块实现数据的存储、查询。

所述主控单元1还包括：传感器信号故障探测模块、视频系统故障探测模块、语音系统故障探测模块、通讯系统故障探测模块、驱动系统故障探测模块、转向系统故障探测模块、挡板故障探测模块、故障处理模块；

所述传感器信号故障探测模块通过接收并解析所述医疗传感器单元6发送的数据，判断所述医疗传感器单元6接收数据是否正常或是否接收数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述视频系统故障探测模块通过接收并解析所述视频单元5中摄像机拍摄的数据，判断视频图像数据是否正常或是否接收图像数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述语音系统故障探测模块通过接收并解析所述语音单元4的工作数据，判断语音数据是否正常或是否接收语音数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述通讯系统故障探测模块通过检测与所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6的通讯状况，判断能否正常收发各模块的数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述驱动系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元3的行进数据，判断所述地面运动单元3的行进数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述转向系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元3的转向数据，判断所述地面运动单元3的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述挡板故障探测模块通过接收并解析所述支撑单元2的挡板工作数据，判断所述支撑单元2的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述故障处理模块用于接收故障数据，并将故障数据上传数据库，通过与数据库中存储数据的比对，确定故障问题，并将故障问题报告至调度中心。

所述支撑单元2包括：

支撑座椅、挡板、挡板控制电机；

所述支撑座椅用于承载病人，所述支撑座椅为沙发式结构，所述挡板置于所述支撑座椅的前端，在病人使用支撑座椅前，所述挡板控制电机控制所述挡板打开，并方便病人坐在所述支撑座椅上；

当所述支撑座椅感应到病人坐上时，所述挡板控制电机手动或自动控制所述挡板关闭在所述支撑座椅上，保护病人，同时所述挡板控制电机向所述挡板供电；

所述支撑座椅的座椅靠背倾斜度可调，当座椅靠背接近水平位置时，使所述支撑座椅即变成电动病床。

所述地面运动单元3包括：驱动轮、转向轮、驱动电机、转向电机；

所述驱动轮、转向轮设置在所述支撑座椅下侧，使所述支撑座椅变成轮椅式结构；

所述驱动轮与所述驱动电机连接，由所述驱动电机控制所述驱动轮的行进方向、行进速度，所述驱动轮的行进方向包括向前行进和向后行进；

所述转向轮与所述转向电机连接，由所述转向电机控制所述转向轮的转向方向，所述转向轮的转向方向包括向左转向和向右转向；

所述驱动电机、转向电机的工作参数由所述主控单元1控制。

所述语音单元4包括麦克风、喇叭、语音识别系统；

所述麦克风设置在所述挡板上，所述麦克风与所述语音识别系统连接，所述麦克风采集病人的语音信息，并将语音信息发送至语音识别系统，通过语音识别系统将语音信息发送至主控单元1；

所述喇叭设置在所述支撑座椅上或挡板上，所述喇叭与所述语音识别系统的连接，所述主控单元1的语音信息通过语音识别系统发送至喇叭；

所述语音识别系统与所述主控单元1进行语音信息的交互，实现病人语音信息与网络之间的语音交互。

所述视频单元5包括：

第一摄像头、第二摄像头、显示器；

所述第一摄像头、第二摄像头、显示器分别设置在所述挡板的正面和反面，所述正面为所述挡板打开后朝向病人的面板；

所述第一摄像头面向病人，用于采集病人的图像信息，所述第一摄像头将采集的病人图像信息发送至主控单元1和调度中心，供本医疗机构内其它部门使用和自动完成人脸图像识别，自动获取病人信息和进行自动门禁控制；

所述显示器用于显示主控单元1发送的指示信息，所述医疗传感器单元 6获取坐在支撑单元2上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，诊断医生的图像信息；

所述第一摄像头将病人的图像信息发送至主控单元1，由主控单元1获取病人的图像信息，并将病人图像信息发送至调度中心的数据库中，进行病人图像状态的比对；

所述第二摄像头实时采集支撑座椅的前端图像并发送至主控单元1，并在所述地面运动单元3驱动所述支撑座椅行进时，由主控单元1根据图像中障碍物信息，控制所述地面运动单元3自动进行转向、调整速度，实现障碍物的躲避。

所述医疗传感器单元6包括：红外温度传感器、电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计、压力传感器；

所述红外温度传感器设置在所述支撑座椅上，用于通过红外方式获取病人的体温状况，发送至主控单元1并通过视频单元5进行显示，所述红外温度传感器在所述主控单元1的控制下工作；

所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计均设置在所述支撑座椅的相应位置，分别用于测量病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计在所述主控单元 1的控制下工作或人工手动方式工作，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计完成病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息后发送至主控单元1，并通过视频单元5进行显示；

所述压力传感器设置在所述支撑座椅的坐位位置上，所述压力传感器用于测量病人的体重信息，所述支撑座椅由压力传感器的重力信息判断病人是否坐在支撑座椅上，当所述支撑座椅感应到病人坐在支撑座椅上时，所述挡板控制电机自动控制挡板关闭并锁紧，所述主控单元1接收到所述压力传感器发送的病人坐在支撑座椅的重力信息后，控制所述地面运动单元3、语音单元4、视频单元5、医疗传感器单元6启动工作。

所述通讯单元7包括WiFi网络通讯、电话通讯、蓝牙通讯。

所述电源单元8包括充电模块、储能模块、电源输出模块；

所述充电模块用于连接外部电源，并将电源转换为与所述储能模块相适配的直流电，并将转换后的直流电输出至储能模块；

所述储能模块包括多块储能电池，用于储存电源；

所述电源输出模块与所述储能模块连接，用于将所述储能模块存储的电能按照设定的电压处置至相应的功能模块。

本发明所述的智能护士机器人的工作流程如下：

病人坐上支撑座椅后，支撑座椅上的压力传感器感知病人入座后唤醒主控单元1，主控单元1也可以根据接收到的调度中心的指令自动唤醒并根据指令到指定地点等待接收病人，支撑座椅的挡板自行关闭以防止病人跌落。挡板上安装的显示器位于病人的前方。显示器上的第一摄像头将病人的图像传输到主控单元1。主控单元1根据自动启动后的语音单元4中的麦克风和喇叭开始与病人对话，并根据对话质量判定病人的行为能力。显示器上显示设定的图像或者诊断医生的实时图像，或者正在执行的一些文字信息，如能正常沟通，就利用已存储的语音信息安慰病人和告知病人行动计划，并向病人了解情况，比如姓名、生日、性别、住址、电话号码、联系人、身体感觉、病史等。其中的语音识别模块将获取的信息整理成个人信息文字数据加上语音单元4分析到的病人语音特征、再加上视频单元5分析出的人脸特征等从而得出病人的基本信息。对于无人脸识别的医疗设施，病人可在音频和视频信号的帮助下将独一无二的ID带套在手腕。ID带套可一路自动发送ID信号。对话中可指导病人摇头或点头、按某个按键、或语音确定记录内容。这些活动可进一步确定病人的健康状态。如果语音无反应就自动加大音量直到病人有反应，如实在无反应就关掉语音。医疗感应单元6自动启动的红外温度传感器检测病人的温度，如果病人状态较好，意识清晰，可在语音和视频图像的指导下将手套入电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计等配合测试血压、心跳速率、血液中氧含量等参数。语音单元4对病人的咳嗽频率和烈度进行检测，咳嗽的烈度不但通过麦克风信号的相对大小，还通过视频单元5分析病人咳嗽时身体的变化大小程度进行确定。这些信息组成了病人的基本健康状态。根据这些个人信息和个人健康状态，通讯单元7发给指定数据库。这些数据可供医生、其它智能护士机器人系统、管理部门共享和更新。语音单元4进行录音，视频单元5进行录像，这些数据都是第一手资料用于日后的研究和备查。

在病人完全无交流能力时，需要人工在扶入支撑座椅后协助输入信息。

调度中心可根据系统发出的信息，自动快速对病人进行分类并安排正确的医疗资源，如急诊还是普通、住院还是先门诊、是传染病还是非传染病。根据这些分类指定目的地和前进路线。如果是传染病，将走传染病通道，如通道无消毒设施，智能护士机器人系统在身后自动喷雾消毒。病号的分类是由调度中心1的医疗专家系统根据收到的病情判断。

在地面运动单元2接收到指挥中心的目的地和路径信号后，通过视频单元5上的第二摄像头探测前进方向和自动辨识路径。为了简化辨识系统和提高准确度，医院的墙上可设置有显性或隐性的标记。地面运动单元3确定转弯角度大小，然后转向电机控制转向轮进行转向、驱动电机控制驱动轮前进和后退。电机的能量都有电源单元8提供，第二摄像头不仅探测前进方向，还辨识路径是否有障碍物，感知传感器能感知是否碰到障碍物。

根据不同实施的不同要求，通讯单元7带有ID卡和蓝牙通讯，供门禁系统自动开门和开电梯门让其通过或允许进出电梯并请求到达所需楼层。或通过上传了的人脸识别信息供门禁系统自动开门和开电梯门让其通过或允许进出电梯并请求到达所需楼层。

将病人护送到指定地点后，由专人按键或刷卡接受病人，医生和护士对信息进行再确认和进行相应治疗。

系统在整个开启运行过程中周期性地对各个部分实施自我故障诊断，如电池电量、电池温度、电机温度、传感器功能状态等并实时报告总管服务器。如地面运动单元3探知电量较低，主控单元1会发指令要求系统到达安全充电区充电，如有故障会向调度中心报告等待救援或缓行到达病人目的地或去维修区进行维修。

交接病人后，智能护士机器人系统将根据指令进入消毒室进行全身消毒或返回待命。

智能护士机器人系统不仅仅是接待疑似病患，还可以为病患送物品、食品、饮料、药品等。大大减少了人与人的直接或近距离接触，但又不让病患感觉孤独和无助。

智能护士机器人系统和病人聊天可依赖网络智能语音系统进行问答，智能护士机器人系统只是将病人的问话送到和网络连接的服务端，并接受服务端回答的内容并传递给病人。和网络连接的服务端有一个巨大的信息数据库可以回答很多基本问题。智能护士机器人系统可接受乘员语音指令拨通所告诉的电话号码对外进行通话。

调度中心通过网络同时调度所管辖区域内的所有智能护士机器人系统。调度中心掌握着所有智能护士机器人系统的即时位置和目的地。并掌握着所有智能护士机器人系统正在护理、运送的乘员信息，这些信息实时发动到目的地的服务系统做准备，等到达目的地交接人员时也完成了信息的交付。在同一个服务机构的智能护士机器人系统们共享调度中心服务器上同一套信息数据库、患者数据库、医疗专家系统、导航系统。智能护士机器人系统和调度中心密切配合，完成服务工作。这样可以简化智能护士机器人系统的成本并便于维护和更新。

通过音频和视频来确定咳嗽频率和烈度和温度探测来协助确定是否传染病；根据语音反应和图像来确定病的程度；利用在运输过程中的对话获取病者个人信息和医疗部门共享加快速度；语音和图像安慰病人以减缓病情；语音和图像指导病人了解有关设施和治疗流程；根据墙上显性或隐形标记自动导航到指定位置；自我进入消毒室和充电地；人脸识别和个人信号上传后全设施同步共享反应快速和消除错漏，所以原申请资料中特别提出调度系统。调度系统能简化个体机器人的很多软件需求，比如会话系统、信息系统、人脸识别系统、医疗专家系统、导航系统、故障处理系统、门禁电梯通报系统、数据库都是共享，而不需要每个护士机器人都具备。简化了系统、降低了成本。

以上对本发明所提供的一种智能护士机器人系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能护士机器人系统，其特征在于，包括：

调度中心、主控单元、支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元、电源单元；

所述支撑单元用于感知病人接触支撑单元本体，并支撑病人稳定地坐在支撑单元本体上，所述支撑单元上安装所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元和电源单元；

所述主控单元与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元通过通讯单元连接，并实现信息交互，所述主控单元通过远程控制方式，控制所述地面运动单元的运动速度、方向，并控制所述地面运动单元向指定的目的地行进，所述主控单元通过语音单元与坐在支撑单元上的病人进行语音交互，所述主控单元通过视频单元与坐在支撑单元上的病人进行视频交互，所述主控单元通过医疗传感器单元获取坐在支撑单元上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息；

所述地面运动单元设置在所述支撑单元的下部，所述地面运动单元通过自身运动带动所述支撑单元的运动，所述地面运动单元在所述主控单元的控制下按照自动设定的运行轨迹或在病人的手动操作下行进；

所述语音单元用于病人语音的接收和主控单元语音的输出，实现病人与主控单元的语音交互；

所述视频单元用于病人与主控单元的视频交互，并采集所述地面运动单元行进时的前方物象，在所述主控单元的控制下进行自动躲避障碍物；

所述医疗传感器单元用于检测病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，并发送至主控单元；

所述通讯单元用于完成所述主控单元与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、调度中心的通讯，并负责相互之间的数据传输；

所述电源单元向所述支撑单元、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元、通讯单元的用电器件供电；

所述调度中心与通信范围内的控单元通讯，用于控制多个主控单元的同时工作。

2.根据权利要求1所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述主控单元包括：处理器模块、显示模块、遥控模块、判断模块、通讯模块、数据库模块；

所述处理器模块通过所述通讯模块接收所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元数据，并通过遥控模块实现对地面运动单元的远程遥控，对语音单元、视频单元、医疗传感器单元的数据进行分析处理，通过显示模块进行显示，通过数据库模块进行数据存储，并通过判断模块对接收的数据和数据库模块中存储的数据进行比对分析，判断接收数据的参数状况，从而判断所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的工作状况；

所述显示模块显示所述处理器模块实时处理的数据，包括和坐在支撑单元上的病人交互的图像信息、医疗传感器数据信息、判断模块判断结果信息、遥控模块的遥控信息；

所述遥控模块接收所述调度中心发送的控制信息，并将所述控制信息转换为所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的控制指令，实现所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的功能的远程控制；

所述判断模块通过比对算法和辅助决策算法，对接收的地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的数据与所述数据库模块中的数据进行比对，判断病人的状况；

所述通讯模块采用与所述通讯单元相适配的通讯协议，完成相互之间的数据交互；

所述数据库模块实时同步接收并存储所述调度中心、地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元发送的数据，并结合医生的诊断信息生成对应参数下的病人病情诊断结果，所述数据库模块实现数据的存储、查询；

所述处理器模块与所述语音单元、视频单元配合，通过语音单元采集病人的咳嗽频度和烈度，通过视频单元采集病人咳嗽时的身体幅度和面部状况，判断病人的病情，并自动搜索数据库模块中存储的语音数据和图像，对病人进行自动语音和图像安慰，自动向病人介绍相关治疗程序和缓解措施；

所述处理器模块与所述视频单元相配合，通过采集支撑单元前端的图像信息，控制所述地面运动单元的运动方向和速度，或根据所示视频单元采集的标志物信息或引导信息控制所述地面运动单元按照指定方向运动；

所述处理器模块接收所述视频单元采集的病人人脸图像，并将病人人脸图像与数据库模块中的人脸图像信息进行对比识别，自动获取病人信息。

3.根据权利要求2所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述主控单元还包括：传感器信号故障探测模块、视频系统故障探测模块、语音系统故障探测模块、通讯系统故障探测模块、驱动系统故障探测模块、转向系统故障探测模块、挡板故障探测模块、故障处理模块；

所述传感器信号故障探测模块通过接收并解析所述医疗传感器单元发送的数据，判断所述医疗传感器单元接收数据是否正常或是否接收数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述视频系统故障探测模块通过接收并解析所述视频单元中摄像机拍摄的数据，判断视频图像数据是否正常或是否接收图像数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述语音系统故障探测模块通过接收并解析所述语音单元的工作数据，判断语音数据是否正常或是否接收语音数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述通讯系统故障探测模块通过检测与所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元的通讯状况，判断能否正常收发各模块的数据，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述驱动系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元的行进数据，判断所述地面运动单元的行进数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述转向系统故障探测模块通过接收并解析所述地面运动单元的转向数据，判断所述地面运动单元的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述挡板故障探测模块通过接收并解析所述支撑单元的挡板工作数据，判断所述支撑单元的转向数据是否正常，并根据故障分析结果上报至故障处理模块；

所述故障处理模块用于接收故障数据，并将故障数据上传数据库，通过与数据库中存储数据的比对，确定故障问题，并将故障问题显示至调度中心。

4.根据权利要求1所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述支撑单元包括：

支撑座椅、挡板、挡板控制电机；

所述支撑座椅用于承载病人，所述支撑座椅为沙发式结构，所述挡板置于所述支撑座椅的前端，在病人使用支撑座椅前，所述挡板控制电机控制所述挡板打开，并方便病人坐在所述支撑座椅上；

当所述支撑座椅感应到病人坐上时，所述挡板控制电机手动或自动控制所述挡板关闭在所述支撑座椅上，保护病人，同时所述挡板控制电机向所述挡板供电。

5.根据权利要求4所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述地面运动单元包括：驱动轮、转向轮、驱动电机、转向电机；

所述驱动轮、转向轮设置在所述支撑座椅下侧，使所述支撑座椅变成轮椅式结构；

所述驱动轮与所述驱动电机连接，由所述驱动电机控制所述驱动轮的行进方向、行进速度，所述驱动轮的行进方向包括向前行进和向后行进；

所述转向轮与所述转向电机连接，由所述转向电机控制所述转向轮的转向方向，所述转向轮的转向方向包括向左转向和向右转向；

所述驱动电机、转向电机的工作参数由所述调度中心远程控制或人工手动控制。

6.根据权利要求4所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述语音单元包括麦克风、喇叭、语音识别系统；

所述麦克风设置在所述挡板上，所述麦克风与所述语音识别系统连接，所述麦克风采集病人的语音信息，并将语音信息发送至语音识别系统，通过语音识别系统将语音信息发送至主控单元；

所述喇叭设置在所述支撑座椅上或挡板上，所述喇叭与所述语音识别系统的连接，所述主控单元的语音信息通过语音识别系统发送至喇叭；

所述语音识别系统与所述调度中心进行语音信息的交互，实现病人语音信息与所述调度中心的自动语音交互，所述语音识别系统根据麦克风接收的病人的话音信息，根据解析语音信息的语义和存储的语音内容对病人的问题进行自动答复，实现语音识别系统与病人的自动语音交互。

7.根据权利要求4所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述视频单元包括：

第一摄像头、第二摄像头、显示器；

所述第一摄像头、第二摄像头、显示器分别设置在所述挡板的正面和反面，所述正面为所述挡板打开后朝向病人的面板；

所述第一摄像头面向病人，用于采集病人的图像信息，所述第一摄像头将采集的病人图像信息发送至主控单元和调度中心，供本医疗机构内其它部门使用和自动完成人脸图像识别，自动获取病人信息和进行自动门禁控制；

所述第二摄像头面向支撑座椅的正前方，用于采集支撑座椅前方的图像信息；

所述显示器用于显示调度中心和主控单元发送的指示信息，所述医疗传感器单元获取坐在支撑单元上的病人的体重信息、血压信息、心跳速率信息、血液中氧含量信息，诊断医生的图像信息；

所述第一摄像头将病人的图像信息发送至主控单元，由主控单元获取病人的图像信息，并将病人图像信息发送至调度中心的数据库中，进行病人图像状态的比对；

所述第二摄像头实时采集支撑座椅的前端图像并发送至主控单元，并在所述地面运动单元驱动所述支撑座椅行进时，由主控单元根据图像中障碍物信息，控制所述地面运动单元自动进行转向、调整速度，实现障碍物的躲避。

8.根据权利要求4所述的智能护士机器人系统，其特征在于，所述医疗传感器单元包括：红外温度传感器、电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计、压力传感器；

所述红外温度传感器设置在所述支撑座椅上，其位置设置在靠近病人的头部或手臂部，用于通过红外方式获取病人的体温状况，发送至主控单元并通过视频单元进行显示，所述红外温度传感器在所述主控单元的控制下工作或人工手动方式工作；

所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计均设置在所述支撑座椅的相应位置，分别用于测量病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计在所述主控单元的控制下工作或人工手动方式工作，所述电子血压计、电子心率计、电子手指血氧含量计完成病人的血压信息、心率信息和手指血氧含量信息后发送至主控单元，并通过视频单元进行显示；

所述压力传感器设置在所述支撑座椅的坐位位置上，所述压力传感器用于测量病人的体重信息，所述支撑座椅由压力传感器的重力信息判断病人是否坐在支撑座椅上，当所述支撑座椅感应到病人坐在支撑座椅上时，所述挡板控制电机自动控制挡板关闭并锁紧，所述主控单元接收到所述压力传感器发送的病人坐在支撑座椅的重力信息后，主控制器被自动唤醒并控制所述地面运动单元、语音单元、视频单元、医疗传感器单元启动工作。

Images