CN113635279A - 一种针对居家养老的机器人 - Google Patents

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CN113635279A CN202110997505.XA CN202110997505A CN113635279A CN 113635279 A CN113635279 A CN 113635279A CN 202110997505 A CN202110997505 A CN 202110997505A CN 113635279 A CN113635279 A CN 113635279A
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庄光彤
熊婵
喻杉
曾帅
高晓丽
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Abstract

本发明提供了一种针对居家养老的机器人，涉及医用机器人领域。本发明通过将机器人的各传感部件拟人化设置，能增加亲密度，使装置变得生动形象，并且可以添加语音对话功能，从而起到语音控制和陪伴机器人的作用；通过人体关键核心坐标点便能对人体骨骼进行建模，从而掌握居家养老人员骨骼结构是否正常，通过对肌肉进行重绘；得到人体体态模型，从而对居家养老人员体态进行判断，如：是否发生驼背、肌肉是否过度紧张等；在语音合成时通过采集居家养老人员家人的声学特征，从而合成对应的声音，在对话时，通过家人的声音来与居家养老人员进行对话，能有效缓解独处时的孤独感，从而达到陪伴的效果。

Description

一种针对居家养老的机器人
技术领域
本发明涉及医用机器人领域，尤其涉及一种针对居家养老的机器人。
背景技术
居家老人常常行动不便，而老年人往往需要定时吃药，定时测血压，定时测体重，定时进行综合体征测量等，而这些测量又需要老年人往返于各种医疗器械和药物放置地之间，由于居家养老环境复杂，当老人经过楼梯或者过道有障碍物时，极容易发生跌倒的情况。而跌倒极容易造成老年人严重的损坏，甚至会危机生命。
为此，公开号为：CN108500987A的发明申请提供了一种基于护理机器人的养老护理系统，包括中央控制器、药盒机器人和送药机器人，中央控制器、药盒机器人和送药机器人两两之间通过无线传输的方式传输数据及控制指令；药盒机器人设置有呈矩阵分布的药盒，药盒之上设置有RFID模块；送药机器人设置有电机驱动模块、RFID识别模块和SLAM激光雷达；送药机器人通过RFID识别模块获取保存于RFID模块中的目标信息，利用SLAM激光雷达进行地图构建及目标定位，自动把药品送达目标位置。因此，本发明的养老护理系统，能够针对目标进行准确的自动送药，减轻养老院护工的工作量，达到养老院管理自动化、高效化的目的。
但是，在居家养老的过程中，老年人不仅需要对其进行送药照看等，还需要对其进行行为监测，如在跌倒时及时提醒医护人员进行搀扶，在需要陪伴时，陪伴老人进行自然交谈等，而该申请未就这些需求提出合适的技术方案加以解决。
因此，有必要提供一种辅助老年人进行居家养老时的医疗操作，并能自动巡航的养老机器人来解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种针对居家养老的机器人，包括人形头部、躯体和移动底座；所述人形头部安置于躯体上方并呈人形头颅状金属结构，人形头部内部设置有控制单元，人形头部的外部设置有人形五官；所述人形五官包括人形眼部、人形耳部、人形口部和人形颈部；所述人形眼部、人形耳部、人形口部和人形颈部均设置于人形五官对应为位置且均与人形头部内部的控制单元电性连接；所述人形眼部为用于采集图像信息并进行识别定位的双目成像摄像头；所述人形耳部为用于采集声音信息的麦克风组；所述人形口部为用于将控制单元所提供的音频信息进行播放的扬声器；；所述人形颈部用于连接人形头部与躯体，且人形颈部内还预留有线路走线空间；所述躯体固定于移动底座上；所述移动底座包括：移动底座壳体和分别设置在移动底座的底部边缘四角处的四个驱动轮；四个驱动轮分别固定在四个驱动马达的转动轴上并组成前驱和后驱结构，在移动底座的前驱处还设置有红外循迹模块，在移动底座的侧面还开设有电池置换口，电源开关和高容锂电池；所述高容锂电池安置在电池置换口内并通过电池挡板进行密封，在移动底座的另一侧面还设置有充电插口，所述驱动马达、红外循迹模块、高容锂电池和充电插口均与控制单元电性连接。
作为更进一步的解决方案，所述人形颈部包括固定件，固定在躯体上的旋转台和固定在人形头部底部的机调轮轴，所述机调轮轴通过进步马达控制人形头部进行上仰和下俯的视觉调整动作，所述固定件用于连接旋转台和机调轮轴，所述旋转台包括固定座、旋转轴和旋转马达，旋转轴安置在固定座中部，并通过放置在固定座内的旋转马达控制进行旋转，所述旋转马达与进步马达分别和控制单元电性连接。
作为更进一步的解决方案，所述躯体包括上躯体和下躯体；
所述上躯体和下躯体均为金属龙骨空箱结构并在，并通过置于中部的隔断层进行分隔；
所述上躯体正面处设置有触摸显示屏，所述触摸显示屏与控制单元电性连接；
所述下躯体正面处设置有药物放置盒，所述药物放置盒包括用于放置药物的药仓和挡板，所述药仓通过铰链与挡板连接，并通过挡板进行密封。
作为更进一步的解决方案，所述药仓和挡板之间还设置有电子开关，所述电子开关与控制单元电性连接，所述挡板上还设置有用于显示用药时间与用药名称的LED显示屏、用于指示需要用药的用药指示灯和开关把手，所述LED显示屏和用药指示灯均与控制单元电性连接。
作为更进一步的解决方案，所述上躯体的侧面设置有血压检测单元；所述血压检测单元包括手臂放置板和血压仪器放置仓，所述手臂放置板通过阻尼支撑铰链固定于上躯体的侧面处，所述血压仪器放置仓开设在手臂放置板的上方，血压仪器置放于血压仪器放置仓中，并通过仓门挡板进行密封，所述仓门挡板上还设置有仓门把手。
作为更进一步的解决方案，在所述上躯体的血压检测单元相对侧面处还设置有综合检测模块单元；所述综合检测模块单元通过开关挡板进行密封，所述开关挡板上还安装有挡板把手，所述综合检测模块单元内放置有血糖检测仪、指套式血氧心率检测仪、便携心电检测仪、医用压缩式雾化器和电子温度计。
作为更进一步的解决方案，所述移动底座的侧面处还设置有便携电子称，所述便携电子称包括电子秤面和秤坐，所述电子秤面通过铰链安置在移动底座侧面处并与控制单元电性连接，并能进行收拢和放置操作；所述秤坐用于在电子秤面执行放置操作时，与铰链共同组成支撑面并支撑电子秤面平铺放置。
作为更进一步的解决方案，所述人形头部内还设置有信息接收器；所述信息接收器与控制单元电性连接，并能接收来自远程遥控器的控制信息。
作为更进一步的解决方案，所述移动底座的底部边缘处的驱动轮均是型号为MW的麦克纳姆轮；所述移动底座是云台式麦克纳姆车。
作为更进一步的解决方案，还包括人体体态动作识别端，所述人体体态动作识别端通过通过双目成像摄像头采集居家养老人员的实时人体图像数据，并对人体关键核心坐标点进行识别和锚点；得到人体实时体态动作数据。
作为更进一步的解决方案，还包括通人体体态动作监测系统；所述人体体态动作监测系统包括体态监测端、动作监测端和报告生成端；
所述体态监测端通过人体实时体态动作数据中的关键核心坐标点计算骨骼位置和相对角度，并得到人体骨骼模型；通过人体骨骼模型和人体图像数据，对肌肉进行重绘；得到人体体态模型；将人体体态模型和标准体态模型进行比对，得到体态异常数据；
所述动作监测端通过人体实时体态动作数据得到关键核心坐标点的实时运动轨迹，并通过人体骨骼模型将关键核心坐标点的实时运动轨迹转化为实时动作，并对实时动作进行识别和记录，得到动作历史数据；
所述报告生成端通过体态异常数据和动作历史数据，定期生成体态动作监测报告并进行文字和/或图像输出；所述体态动作监测报告包括，体态异常部位、体态异常程度、体态异常改善措施、历史动作占比、历史作息状况和历史活动量。
作为更进一步的解决方案，所述人体体态动作监测系统还包括人体异常行为识别端，所述人体异常行为识别端通过对实时动作进行分析识别，得到当前人体行为；将人体行为分类为人体正常行为和人体异常行为，正常活动行为均属于人体正常行为，所述人体异常行为包括跌倒、抽搐、晕厥；当识别到人体异常行为后，人体异常行为识别端进行异常行为报警。
作为更进一步的解决方案，还包括自然语言对话系统，所述自然语言对话系统包括对话管理端和语音合成端；
所述对话管理端用于理解用户意图，并根据意图提供对应的应答对话，应答对话通过自然语音进行表示；应答对话包括聊天型应答对话、问答型应答对话和任务型应答对话；
所述语音合成端用于将应答对话内容合成为对应的自然合成语音数据，并通过扬声器进行实时输出，其中，所述语音合成端能通过麦克风采集说话人的声学特征信息，并合成对应的自然合成语音数据。
作为更进一步的解决方案，还包括面部识别系统，所述面部识别系统能对居家养老人员的面部图像数据进行实时采集，并进行识别；识别内容包括人脸表情特征、人脸状态特征和人脸动作特征；所述人脸表情特征用于监测居家养老人员的心理状态情况，所述人脸状态特征用于识别人物身份和人物脸部是否出现异常，所述人脸动作特征用于通过低头、仰头、摇头、点头动作信息进行远程机器人控制。
与相关技术相比较，本发明提供的用于一种针对居家养老的机器人具有如下有益效果：
1、本发明通过将机器人的各传感部件拟人化设置，能增加亲密度，使装置变得生动形象，并且可以添加语音对话功能，从而起到语音控制和陪伴机器人的作用；
2、本发明通过在机器人躯体正面设置触摸显示屏，方便用户与机器人进行互动操作，而药物放置盒能将药物放置在专门放置药物的环境中，避免药物受潮或者丢失；
3、本发明通过人体关键核心坐标点便能对人体骨骼进行建模，从而掌握居家养老人员骨骼结构是否正常，通过对肌肉进行重绘；得到人体体态模型，从而对居家养老人员体态进行判断，如：是否发生驼背、肌肉是否过度紧张等；
4、本发明在语音合成时通过采集居家养老人员家人的声学特征，从而合成对应的声音，在对话时，通过家人的声音来与居家养老人员进行对话，能有效缓解独处时的孤独感，从而达到陪伴的效果。
附图说明
图1为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的较佳实施例正视图；
图2为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的较佳实施例侧视一图；
图3为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的较佳实施例侧视图二图；
图4为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的较佳实施例局部展开图；
图5为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的较佳实施例局部图；
图6为本发明提供的远程遥控器的较佳实施例正视图；
图7为本发明提供的一种针对居家养老的机器人的系统示意图。
其中，附图标记号：1、人形头部；12、人形眼部；13、人形耳部；14、人形口部；15、人形颈部；151、机调轮轴；152、固定架；153、旋转台；2、上躯体；21、触摸显示屏；22、手臂放置板；221、阻尼支撑铰链；23、血压仪器放置仓；231、仓门把手；3、下躯体；31开关把手；32用药指示灯；33、LED显示屏；34、综合检测模块单元；341、挡板把手；342、开关挡板；343、血糖检测仪；344、指套式血氧心率检测仪；345、医用压缩式雾化器；346、电子温度计；347、便携心电检测仪；4、移动底座；41、驱动轮；421、电子秤面；422、秤坐；5、远程遥控器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，如果本发明的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
此外，在本发明中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图7所示，一种针对居家养老的机器人，包括人形头部1、躯体和移动底座4；所述人形头部1安置于躯体上方并呈人形头颅状金属结构，人形头部1内部设置有控制单元，人形头部1的外部设置有人形五官；所述人形五官包括人形眼部12、人形耳部13、人形口部14和人形颈部15；所述人形眼部12、人形耳部13、人形口部14和人形颈部15均设置于人形五官对应为位置且均与人形头部1内部的控制单元电性连接；所述人形眼部12为用于采集图像信息并进行识别定位的双目成像摄像头；所述人形耳部13为用于采集声音信息的麦克风组；所述人形口部14为用于将控制单元所提供的音频信息进行播放的扬声器；；所述人形颈部15用于连接人形头部1与躯体，且人形颈部15内还预留有线路走线空间；所述躯体固定于移动底座4上；所述移动底座4包括：移动底座壳体和分别设置在移动底座4的底部边缘四角处的四个驱动轮41；四个驱动轮41分别固定在四个驱动马达的转动轴上并组成前驱和后驱结构，在移动底座4的前驱处还设置有红外循迹模块，在移动底座4的侧面还开设有电池置换口，电源开关和高容锂电池；所述高容锂电池安置在电池置换口内并通过电池挡板进行密封，在移动底座4的另一侧面还设置有充电插口，所述驱动马达、红外循迹模块、高容锂电池和充电插口均与控制单元电性连接。
需要说明的是：将机器人的各传感部件拟人化设置，能增加亲密度，使装置变得生动形象，并且可以添加语音对话功能，从而起到语音控制和陪伴机器人的作用。
作为更进一步的解决方案，所述人形颈部15包括固定件152，固定在躯体上的旋转台153和固定在人形头部1底部的机调轮轴151，所述机调轮轴151通过进步马达控制人形头部1进行上仰和下俯的视觉调整动作，所述固定件152用于连接旋转台153和机调轮轴151，所述旋转台153包括固定座、旋转轴和旋转马达，旋转轴安置在固定座中部，并通过放置在固定座内的旋转马达控制进行旋转，所述旋转马达与进步马达分别和控制单元电性连接。
具体的，设置人形颈部15是为了机器人能随时调整自己的视角，旋转台153用于头部的360度旋转，而机调轮轴151用于进行上仰和下俯的视觉调整动作，将旋转台153和机调轮轴151通过固定件152进行连接，便能实现全方位的调整。
作为更进一步的解决方案，所述躯体包括上躯体2和下躯体3；
所述上躯体2和下躯体3均为金属龙骨空箱结构并在，并通过置于中部的隔断层进行分隔；
所述上躯体2正面处设置有触摸显示屏，所述触摸显示屏与控制单元电性连接；
所述下躯体3正面处设置有药物放置盒，所述药物放置盒包括用于放置药物的药仓和挡板，所述药仓通过铰链与挡板连接，并通过挡板进行密封。
需要说明的是：在机器人躯体正面设置触摸显示屏是为了用户方便与机器人进行互动操作，可以设置用药提醒，检测体征提醒等；而药物放置盒能将药物放置在专门放置药物的环境中，避免药物受潮或者丢失。
作为更进一步的解决方案，所述药仓和挡板之间还设置有电子开关，所述电子开关与控制单元电性连接，所述挡板上还设置有用于显示用药时间与用药名称的LED显示屏33、用于指示需要用药的用药指示灯32和开关把手31，所述LED显示屏33和用药指示灯32均与控制单元电性连接。
具体的：在药仓和挡板之间设置电子开关是为了机器人能控制一些敏感药物的使用，避免误服，而在药仓上面设置LED显示屏33是为了方便观察药仓内放置药物名称，药物的上次用药时间，以及下次用药时间；用药指示灯32是用来提醒用户应当服用哪种具体药物的。
作为更进一步的解决方案，所述上躯体2的侧面设置有血压检测单元；所述血压检测单元包括手臂放置板22和血压仪器放置仓23，所述手臂放置板22通过阻尼支撑铰链221固定于上躯体2的侧面处，所述血压仪器放置仓23开设在手臂放置板22的上方，血压仪器置放于血压仪器放置仓23中，并通过仓门挡板进行密封，所述仓门挡板上还设置有仓门把手231。
需要说明的是：血压是日常老年人需要关注的身体指标，而血压检测由于仪器较大，且需要将手部放置在固定位置，故很难实现便携化，而老年人往返于血压检测仪器与用药区域之间，会增加潜在的跌倒风险，为了解决上述问题，本实施例通过在机器人躯体侧面设置血压检测单元来实现机器人主动靠近用户进行血压测量，
作为更进一步的解决方案，在所述上躯体2的血压检测单元相对侧面处还设置有综合检测模块单元34；所述综合检测模块单元34通过开关挡板342进行密封，所述开关挡板342上还安装有挡板把手341，所述综合检测模块单元34内放置有血糖检测仪343、指套式血氧心率检测仪344、便携心电检测仪347、医用压缩式雾化器345和电子温度计346。
需要说明的是：通过集成综合检测模块单元34能快速进行综合体征的测量，从而达到随时掌握健康信息的目的。
作为更进一步的解决方案，所述移动底座4的侧面处还设置有便携电子称，所述便携电子称包括电子秤面421和秤坐422，所述电子秤面421通过铰链安置在移动底座4侧面处并与控制单元电性连接，并能进行收拢和放置操作；所述秤坐422用于在电子秤面421执行放置操作时，与铰链共同组成支撑面并支撑电子秤面421平铺放置。
进一步地，一些老年人对于体重体征极其敏感，需要随时测量，本实施例通过在移动底座的侧面处设置便携电子称，在不增大占用空间的情况下，使使用者能方便快捷地进行体重测量。
作为更进一步的解决方案，所述人形头部1内还设置有信息接收器；所述信息接收器与控制单元电性连接，并能接收来自远程遥控器5的控制信息。
进一步地，通过远程遥控器5能快捷地对机器人进行控制，从而达到巡逻，返航等操作。
作为更进一步的解决方案，所述移动底座4的底部边缘处的驱动轮41均是型号为MW203的麦克纳姆轮；所述移动底座4是云台式麦克纳姆车。
需要说明的是：由于麦克纳姆轮能适应各种地形地貌，且能精活地进行方位旋转和改变，故本实施采用云台式麦克纳姆车和麦克纳姆轮。
作为更进一步的解决方案，还包括人体体态动作识别端，所述人体体态动作识别端通过通过双目成像摄像头采集居家养老人员的实时人体图像数据，并对人体关键核心坐标点进行识别和锚点；得到人体实时体态动作数据。
具体的：本实施例采用双目成像摄像头进行图像的实时采集，主要是因为双目成像摄像头能采集到更加精准的细节和图像深度数据，本实施例通过TOF深度定位法得到图像深度数据图像深度数据能用于对周围的活动场景进行实时建模，从而实现避障和自寻迹的功能，TOF深度定位法是成熟的定位方法，本实施例不做赘述，此外，通过图像深度数据能对居家养老人员进行位置定位和动作捕捉并进行实时建模；而位置定位和动作捕捉能用于体态监测、动作监测和异常行为监测中，对人体关键核心坐标点进行识别和锚点主要是采用成熟的Openpose+Tensorflow方案，对超过168个关键点进行实时锚点，通过各锚点能得到人体的姿态、动作，再结合机器学习模型对行为动作进行学习和训练，就能判断人体的实时行为。
作为更进一步的解决方案，还包括通人体体态动作监测系统；所述人体体态动作监测系统包括体态监测端、动作监测端和报告生成端；
所述体态监测端通过人体实时体态动作数据中的关键核心坐标点计算骨骼位置和相对角度，并得到人体骨骼模型；通过人体骨骼模型和人体图像数据，对肌肉进行重绘；得到人体体态模型；将人体体态模型和标准体态模型进行比对，得到体态异常数据；
所述动作监测端通过人体实时体态动作数据得到关键核心坐标点的实时运动轨迹，并通过人体骨骼模型将关键核心坐标点的实时运动轨迹转化为实时动作，并对实时动作进行识别和记录，得到动作历史数据；
所述报告生成端通过体态异常数据和动作历史数据，定期生成体态动作监测报告并进行文字和/或图像输出；所述体态动作监测报告包括，体态异常部位(驼背、骨骼情况)、体态异常程度、体态异常改善措施、历史动作占比、历史作息状况和历史活动量。
需要说明的是：体态监测端主要是对人体进行体态检测，我们知道居家养老人员由于年龄的增加，其骨骼的密实程度和肌肉的强健度都会有所下降，故我们要及时对这些状况进行监控和掌握，我们通过人体关键核心坐标点便能对人体骨骼进行建模，从而掌握居家养老人员骨骼结构是否正常，通过对肌肉进行重绘；得到人体体态模型，从而对居家养老人员体态进行判断，如：是否发生驼背、肌肉是否过度紧张等。
动作监测端主要是对居家养老人员动作和活动进行监测，如：平躺、站立、行走、运动等动作进行识别，并记录时长，这些记录有助于监控居家养老人员的运动量、活动轨迹和动作偏好等。这些动作信息还能有助于分析居家养老人员的错误动作方式，从而进行纠正。
作为更进一步的解决方案，所述人体体态动作监测系统还包括人体异常行为识别端，所述人体异常行为识别端通过对实时动作进行分析识别，得到当前人体行为；将人体行为分类为人体正常行为和人体异常行为，正常活动行为均属于人体正常行为，所述人体异常行为包括跌倒、抽搐、晕厥；当识别到人体异常行为后，人体异常行为识别端进行异常行为报警。
具体的：不同的动作代表不同的行为，如走路、穿鞋等，这些都是正常行为，但是有一些异常行为需要进行及时的报警，例如跌倒、抽搐、晕厥，这些行为都有明显的特征，我们可以通过训练识别模型对动作进行实时分析，便能对这些异常行为进行识别和报警。
作为更进一步的解决方案，还包括自然语言对话系统，所述自然语言对话系统包括对话管理端和语音合成端；
所述对话管理端用于理解用户意图，并根据意图提供对应的应答对话，应答对话通过自然语音进行表示；应答对话包括聊天型应答对话、问答型应答对话和任务型应答对话；
所述语音合成端用于将应答对话内容合成为对应的自然合成语音数据，并通过扬声器进行实时输出，其中，所述语音合成端能通过麦克风采集说话人的声学特征信息，并合成对应的自然合成语音数据。
需要说明的是：自然语音对话系统通过Rasa框架来实现；在语音合成时通过采集居家养老人员家人的声学特征，从而合成对应的声音，在对话时，通过家人的声音来与居家养老人员进行对话，能有效缓解独处时的孤独感，从而达到陪伴的效果。
作为更进一步的解决方案，还包括面部识别系统，所述面部识别系统能对居家养老人员的面部图像数据进行实时采集，并进行识别；识别内容包括人脸表情特征、人脸状态特征和人脸动作特征；所述人脸表情特征用于监测居家养老人员的心理状态情况，所述人脸状态特征用于识别人物身份和人物脸部是否出现异常，所述人脸动作特征用于通过低头、仰头、摇头、点头动作信息进行远程机器人控制。
需要说明的是：面部识别系统能识别各人员的身份，在进行居家养老时，能对应进行不同的服务，此外，通过脸动作特征识别，还能通过低头、仰头、摇头、点头动作信息进行远程机器人控制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种针对居家养老的机器人，其特征在于，包括人形头部(1)、躯体和移动底座(4)；
所述人形头部(1)安置于躯体上方并呈人形头颅状金属结构，人形头部(1)内部设置有控制单元，人形头部(1)的外部设置有人形五官；所述人形五官包括人形眼部(12)、人形耳部(13)、人形口部(14)和人形颈部(15)；所述人形眼部(12)、人形耳部(13)、人形口部(14)和人形颈部(15)均设置于人形五官对应为位置且均与人形头部(1)内部的控制单元电性连接；
所述人形眼部(12)为用于采集图像信息并进行识别定位的双目成像摄像头；所述人形耳部(13)为用于采集声音信息的麦克风组；所述人形口部(14)为用于将控制单元所提供的音频信息进行播放的扬声器；；所述人形颈部(15)用于连接人形头部(1)与躯体，且人形颈部(15)内还预留有线路走线空间；
所述躯体固定于移动底座(4)上；
所述移动底座(4)包括：移动底座壳体和分别设置在移动底座(4)的底部边缘四角处的四个驱动轮(41)；四个驱动轮(41)分别固定在四个驱动马达的转动轴上并组成前驱和后驱结构，在移动底座(4)的前驱处还设置有红外循迹模块，在移动底座(4)的侧面还开设有电池置换口，电源开关和高容锂电池；所述高容锂电池安置在电池置换口内并通过电池挡板进行密封，在移动底座(4)的另一侧面还设置有充电插口，所述驱动马达、红外循迹模块、高容锂电池和充电插口均与控制单元电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，所述人形颈部(15)包括固定件(152)，固定在躯体上的旋转台(153)和固定在人形头部(1)底部的机调轮轴(151)，所述机调轮轴(151)通过进步马达控制人形头部(1)进行上仰和下俯的视觉调整动作，所述固定件(152)用于连接旋转台(153)和机调轮轴(151)，所述旋转台(153)包括固定座、旋转轴和旋转马达，旋转轴安置在固定座中部，并通过放置在固定座内的旋转马达控制进行旋转，所述旋转马达与进步马达分别和控制单元电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，所述躯体包括上躯体(2)和下躯体(3)；
所述上躯体(2)和下躯体(3)均为金属龙骨空箱结构并在，并通过置于中部的隔断层进行分隔；
所述上躯体(2)正面处设置有触摸显示屏(21)，所述触摸显示屏(21)与控制单元电性连接；
所述下躯体(3)正面处设置有药物放置盒，所述药物放置盒包括用于放置药物的药仓和挡板，所述药仓通过铰链与挡板连接，并通过挡板进行密封。
4.根据权利要求3所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，所述药仓和挡板之间还设置有电子开关，所述电子开关与控制单元电性连接，所述挡板上还设置有用于显示用药时间与用药名称的LED显示屏(33)、用于指示需要用药的用药指示灯(32)和开关把手(31)，所述LED显示屏(33)和用药指示灯(32)均与控制单元电性连接；所述上躯体(2)的侧面设置有血压检测单元；所述血压检测单元包括手臂放置板(22)和血压仪器放置仓(23)，所述手臂放置板(22)通过阻尼支撑铰链(221)固定于上躯体(2)的侧面处，所述血压仪器放置仓(23)开设在手臂放置板(22)的上方，血压仪器置放于血压仪器放置仓(23)中，并通过仓门挡板进行密封，所述仓门挡板上还设置有仓门把手(231)，在所述上躯体(2)的血压检测单元相对侧面处还设置有综合检测模块单元(34)；所述综合检测模块单元(34)通过开关挡板(342)进行密封，所述开关挡板(342)上还安装有挡板把手(341)，所述综合检测模块单元(34)内放置有血糖检测仪(343)、指套式血氧心率检测仪(344)、便携心电检测仪(347)、医用压缩式雾化器(345)和电子温度计(346)。
5.根据权利要求4所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，所述移动底座(4)的侧面处还设置有便携电子称，所述便携电子称包括电子秤面(421)和秤坐(422)，所述电子秤面(421)通过铰链安置在移动底座(4)侧面处并与控制单元电性连接，并能进行收拢和放置操作；所述秤坐(422)用于在电子秤面(421)执行放置操作时，与铰链共同组成支撑面并支撑电子秤面(421)平铺放置，所述人形头部(1)内还设置有信息接收器；所述信息接收器与控制单元电性连接，并能接收来自远程遥控器(5)的控制信息；所述移动底座(4)的底部边缘处的驱动轮(41)均是型号为MW203的麦克纳姆轮；所述移动底座(4)是云台式麦克纳姆车。
6.根据权利要求5所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，还包括人体体态动作识别端，所述人体体态动作识别端通过通过双目成像摄像头采集居家养老人员的实时人体图像数据，并对人体关键核心坐标点进行识别和锚点；得到人体实时体态动作数据。
7.根据权利要求6所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，还包括通人体体态动作监测系统；所述人体体态动作监测系统包括体态监测端、动作监测端和报告生成端；
所述体态监测端通过人体实时体态动作数据中的关键核心坐标点计算骨骼位置和相对角度，并得到人体骨骼模型；通过人体骨骼模型和人体图像数据，对肌肉进行重绘；得到人体体态模型；将人体体态模型和标准体态模型进行比对，得到体态异常数据；
所述动作监测端通过人体实时体态动作数据得到关键核心坐标点的实时运动轨迹，并通过人体骨骼模型将关键核心坐标点的实时运动轨迹转化为实时动作，并对实时动作进行识别和记录，得到动作历史数据；
所述报告生成端通过体态异常数据和动作历史数据，定期生成体态动作监测报告并进行文字和/或图像输出；所述体态动作监测报告包括，体态异常部位、体态异常程度、体态异常改善措施、历史动作占比、历史作息状况和历史活动量。
8.根据权利要求7所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，所述人体体态动作监测系统还包括人体异常行为识别端，所述人体异常行为识别端通过对实时动作进行分析识别，得到当前人体行为；将人体行为分类为人体正常行为和人体异常行为，正常活动行为均属于人体正常行为，所述人体异常行为包括跌倒、抽搐、晕厥；当识别到人体异常行为后，人体异常行为识别端进行异常行为报警。
9.根据权利要求8所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，还包括自然语言对话系统，所述自然语言对话系统包括对话管理端和语音合成端；
所述对话管理端用于理解用户意图，并根据意图提供对应的应答对话，应答对话通过自然语音进行表示；应答对话包括聊天型应答对话、问答型应答对话和任务型应答对话；
所述语音合成端用于将应答对话内容合成为对应的自然合成语音数据，并通过扬声器进行实时输出，其中，所述语音合成端能通过麦克风采集说话人的声学特征信息，并合成对应的自然合成语音数据。
10.根据权利要求9所述的一种针对居家养老的机器人，其特征在于，还包括面部识别系统，所述面部识别系统能对居家养老人员的面部图像数据进行实时采集，并进行识别；识别内容包括人脸表情特征、人脸状态特征和人脸动作特征；所述人脸表情特征用于监测居家养老人员的心理状态情况，所述人脸状态特征用于识别人物身份和人物脸部是否出现异常，所述人脸动作特征用于通过低头、仰头、摇头、点头动作信息进行远程机器人控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117152928A (zh) * 2023-09-20 2023-12-01 深圳市源流科技有限公司 一种用于智慧养老服务的远程控制型传声喇叭
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