CN205184785U - 一种家庭看护机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种家庭看护机器人系统，其包括体感设备、工控机系统和移动机器人本体。体感设备被配置为监测家庭环境中用户的姿态，并且将监测到的用户姿态数据和定位数据发送给工控机系统。工控机系统被配置为接收体感设备发送的用户姿态数据和定位数据，并且对接收到的姿态数据进行分析，以识别用户的动作，当识别出用户的动作为预定义的动作类型时，将定位数据发送给移动机器人本体。移动机器人本体设置有药盒装置，被配置为接收工控机系统发送的定位数据，并且在工控机系统的控制下，驶向定位数据所表示的位置。根据本实用新型实施方式，可以实现家庭环境中的人员看护和救助工作。

Description

一种家庭看护机器人系统

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，更具体地，涉及一种家庭看护机器人系统。

背景技术

随着人口老龄化问题越来越严重而子女平时没有充足的时间照顾老人，当老人独自在家时，可能会发生跌倒、突发性疾病等严重问题，如果得不到及时的救治和帮助，很有可能引发严重的后果。家庭环境中的老年人可能发生的突发状况如下：1、老年人失足跌倒而周围没有人；2、老年人患有突发性疾病，但人保持清醒，能够自主进行简单救治，如吃药，打求救电话等；3、老年人患有突发性疾病，且人已经不清醒，不能进行自主救治，必须触发报警，通过外力实现紧急抢救。

此外，老年人由于记忆力衰退，经常忘记吃药等重要事情，尤其是对于心脏病、高血压等病人来说按时吃药十分重要，不按时吃药容易发生意外甚至导致死亡现象。

针对以上情况，有必要发明一套辅助老年人、提供紧急救助的家庭看护系统。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的之一在于提供一种智能机器人系统，以解决前述问题中的一个或多个问题。

根据本实用新型的实施方式，提供一种家庭看护机器人系统，其包括体感设备、工控机系统和移动机器人本体。体感设备被配置为监测家庭环境中用户的姿态，并且将监测到的用户姿态数据和定位数据发送给工控机系统。工控机系统被配置为接收体感设备发送的用户姿态数据和定位数据，并且对接收到的所述姿态数据进行分析，以识别用户的动作，当识别出用户的动作为预定义的动作类型时，将定位数据发送给移动机器人本体。移动机器人本体设置有药盒装置，被配置为接收工控机系统发送的定位数据，并且在工控机系统的控制下，驶向定位数据所表示的位置。药盒装置可以存放用户常用的救助物品，从而对用户提供看护和救助，例如，能够向在家庭环境中由于突发性疾病等突发状况而发生跌倒而需要立即服用应急药品的老年人提供救助。

在一个实施方式中，预定义的动作类型包括用户跌倒、用户匍匐、或者用户晕厥。根据此实施方式，药盒装置可以存放用户的应急药物和常用药物，因此可以向在家中由于突发性疾病等突发状况而发生跌倒的老年人提供救助药品。

在一个实施方式中，移动机器人本体被配置为在驶向定位数据所表示的位置的同时，打开所述药盒装置。

在一个实施方式中，体感设备为Kinect设备。

在一个实施方式中，移动机器人本体还包括语音模块，用于通过语音来控制所述移动机器人的行为。语音模块还可以实现用户与移动机器人本体的人机交互，从而当用户需要特殊帮助时，可以通过固定的语音指令实现家庭看护任务。

在一个实施方式中，移动机器人本体还包括超声波避障模块，用于使得所述移动机器人本体在移动过程中能够躲避障碍物。

在一个实施方式中，移动机器人本体还包括电话通讯装置，所述电话通讯装置被配置为使得用户能够拨打电话，或者能够自动拨打预存电话。

在一个实施方式中，移动机器人本体还包括报警装置，所述报警装置被配置为在接收到工控机系统发送的因识别出用户的动作为预定义的动作类型而确定用户需要救助的指令时，发出报警信号。

进一步地，发出报警信号还包括向指定用户设备发送现场图片或者视频。

在一个实施方式中，移动机器人本体还包括吃药提醒装置，所述吃药提醒装置被配置为提醒用户吃药。

从下文结合附图所做出的详细描述中，本实用新型的这些和其他优点和特征，连同其操作的组织和方式将变得明显，其中在整个下文描述的若干附图中，类似的元件将具有类似的编号。

附图说明

图1图示根据本实用新型的一个实施方式的家庭看护机器人系统的逻辑结构图；

图2图示根据本实用新型的另一个实施方式的家庭看护机器人系统的逻辑结构图；以及

图3图示根据本实用新型的一个实施方式的移动机器人本体的逻辑结构图。

具体实施方式

下文将参考附图更完整地描述本公开内容，其中在附图中显示了本公开内容的实施方式。但是这些实施方式可以用许多不同形式来实现并且不应该被解释为限于本文所述的实施方式。相反地，提供这些实例以使得本公开内容将是透彻和完整的，并且将全面地向本领域的熟练技术人员表达本公开内容的范围。

下面结合附图以示例的方式详细描述本实用新型的各种实施方式。

图1示出了根据本实用新型的一个实施方式的家庭看护机器人系统的逻辑结构图。如图1所示，家庭看护机器人系统包括体感设备1、工控机系统2和移动机器人本体5。体感设备1被配置为监测家庭环境中用户的姿态，并且将监测到的用户的姿态数据和定位数据发送给工控机系统2。工控机系统2被配置为接收体感设备发送的姿态数据，并且对接收到的姿态数据进行分析处理，以识别用户的动作，当监测到用户的动作为预定义的动作类型时，将用户的定位数据发送给移动机器人本体5。移动机器人本体5，设置有药盒装置8。移动机器人本体5被配置为接收工控机系统发送的定位数据，并且在工控机系统2的控制下，向定位数据所表示的位置进行驱动，以及可选地，打开所述药盒装置。药盒装置8被配置为放置用户的应急药品、常用药物、以及辅助吃药的物品(例如水杯、盛有水的密封水杯等)，从而用户可以快速进行自行救治。

根据本实用新型的一个实施方式，体感设备1可以利用Kinect设备来实现。Kinect设备是微软公司推出的一款体感设备，它能够发射红外线，从而可以对整个房间进行立体定位，其内置的摄像头模块可以借助红外线来识别人体的运动，并且可以对人体的各个部位和骨骼形状进行实时追踪。如图1所示，Kinect设备1通过自带的摄像头模块和图像识别算法，捕获人体肢体的动作信息和人在家庭环境中的定位信息，并且将所捕获的动作信息和定位信息发送给工控机系统2。图1中所示的在Kinect设备1和工控机系统2之间的动作信息和定位信息的发送可以是有线的方式或者无线的方式。

工控机系统2可以被配置为接收Kinect设备1发送的用户姿态数据和用户定位数据，并且对接收到的姿态数据进行进一步的分析处理，以识别用户的动作，并且发送控制指令给移动机器人本体5。当监测到用户的动作为预定义的动作类型时，将用户的定位数据发送给移动机器人本体5，并命令移动机器人本体5移动到指定定位点。

在一个实施例中，工控机系统2可以被配置为根据家庭环境情况，监测使用者的跌倒、匍匐等动作。在另一个实施例中，工控机系统2被配置为能够识别的预定义的动作类型可以为晕厥、或者通常伴随突发性疾病发生的其他动作，例如，当用户处于坐姿时，突然摔落在椅子里、或者连同椅子一起摔倒。应当理解，工控机系统2用于识别的预定义动作类型可以由机器人系统的制造商或者操作者进行丰富。

在图1所示的实施例中，工控机系统2集成有无线通信模块3，并且通过无线通信模块3向移动机器人本体3发送用户定位数据和/或控制命令。移动机器人本体3集成有无线通信模块4。当移动机器人本体3通过无线通信模块4接收到工控机系统2发送的使用者的定位数据后，驱动其驶向定位数据所指示的位置，和/或打开自身配备的药盒装置8。无线通信方式可以采用蓝牙、红外通信、射频通信等方式。可选地，体感设备1、工控机系统2和移动机器人本体3之间的通信也可以采用有线的方式。

药盒装置8包括常用药品存储结构，可以存放用户的药品和辅助使用者吃药的物品，例如盛有水的杯子等。药品比如是针对使用者的应急药品、常用药物等。药盒装置8还可以包括电控盖子，移动机器人本体3可以根据接收的工控机系统2的命令而打开或关闭电控盖子。可选地，药盒装置8的盖子也可以被手动打开或者关闭。

应当理解，虽然以上和以下的描述中将体感设备1描述为Kinect设备，但是本实用新型实施方式的体感设备1还可以有其他适当的实现方式，比如华硕公司推出的WAVXtion体感设备。工控机系统2可以包括处理单元和存储单元，处理单元可以利用任何商业可得CPU、数字信号处理器(DSP)或任何其他电子可编程逻辑器件实现，存储单元可以包括RAM存储器、ROM存储器、EEPROM存储器、闪存、硬盘或其任何组合形式。工控机系统2还可以包括各种硬件控制器(比如硬盘控制器、键盘控制器、串行接口控制器、并行接口控制器、显示控制器)、键盘、串行接口设备、并行接口设备、显示器等部件。

在图1中，体感设备1、工控机系统2和移动机器人本体5被实现为分体的设备，其中体感设备1被固定在室内的固定位置，例如墙壁的顶部，用来监视室内的使用者的动作，工控机系统2也被固定在室内的固定位置，而将移动机器人设置成与前述二者分离的部件。在此情形下，体感设备1可以是多个，不同的体感设备用来监控家庭环境中的不同的房间，这些体感设备1和工控机系统2之间的动作信息和/或定位信息的发送可以是有线的方式或者无线的方式。但是应当理解，它们也可以一体地实现，例如，将体感设备1和工控机系统2集成在移动机器人本体5中。图2示出了将体感设备1、工控机系统2和移动机器人本体5实现为一个整体移动装置的示意结构图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施方式的移动机器人本体5的逻辑结构图。移动机器人本体5可以包括药盒装置8、超声波壁障模块9、语音识别模块12、电话通讯装置10、无线通信模块6、报警模块7和吃药提醒装置13。但是应当理解，图3所示的逻辑结构框图仅仅为了示例的目的而示出的，而不是对本实用新型的限制。在某些情况下，可以根据需要增加或者减少其中的一些模块。

作为一个备选模块，语音识别模块12被配置为使得用户能够通过语音来控制移动机器人本体5的行为。语音识别模块12主要用于人与移动机器人本体5之间的交互，移动机器人系统内预置语音命令，移动机器人本体5可以识别的用户的语音命令控制机器人的行为，例如，移动机器人本体5根据用户的语音命令移动到用户身旁，并且打开药盒装置8。

在一个实施方式中，语音识别模块启动后，移动机器人本体可同时接受用户语音和工控机系统的控制。可选地，可以设置用户语音控制的优先级高于工控机系统的控制。

作为一个备选模块，超声波避障模块9被配置为使得移动机器人本体5在移动过程中能够躲避障碍物，比如室内的家具或者人，可以避免造成移动机器人与其发生碰撞。超声波避障模块9可以包括按一定的间隔分布在移动机器人本体5四周的多个超声传感器。工作时，移动机器人本体5根据超声传感器反馈的信息进行判断，完成在家庭环境中的避障行走，以尽快移动到被救助者处。

作为一个备选模块，电话通讯装置10被配置为使得用户能够拨打电话，或者能够自动拨打预存电话。电话通讯装置10设置有拨号按键11，可以进行语音自动拨号，也可以通过手动拨号按键拨号。作为示例，电话通讯装置10可以集成存储器、拨号按键11、语音接收器、扬声器以及通讯模块。存储器用于存储联系人号码，拨号按键用于拨号，语音接收器用于接收使用者的说话语音，扬声器用于播报对方通话的语音，通讯模块主要用于双方连通通讯，一方面接通对方并将语音接收器接收的语音发送出去，另一方面接收对方的语音并通过扬声器播报出来。

作为一个备选模块，报警模块7被配置为在移动机器人本体5接收到使用者需要救助的指令时，发出报警信号。例如，该指令是工控机系统识别出用户的动作为预定义的动作类型而确定用户需要救助的指令。报警信号可以是视觉信号、或者声音信号。例如，报警信号可以是向指定用户设备发送现场图片或者视频。该指定用户可以是预存的用户家属的移动设备。

作为一个备选模块，吃药提醒装置13被配置为提醒用户吃药。该吃药提醒装置可以受远程控制而启动，或者定时启动。吃药提醒装置13可以被配置为控制报警模块7发出报警信号而提醒用户吃药，该报警信号比如可以是播放预存的录音。吃药提醒装置13也可以被配置为通过机器人本地自带的扩音装置提醒用户吃药、或者以其他适当的方式提醒用户，比如闪烁的灯光。

应当理解，移动机器人本体5还可以包括驱动模块、供电装置等部件，驱动模块用于提供移动机器人主体移动的驱动力，可以包括前进后退装置和转向装置，供电装置用于移动机器人本体5的多个部件的工作提供电力。然而，为了避免对本实用新型的核心构思造成不必要的模糊，不再对这些部件进行详细描述。

根据本实用新型的一个实施方式，移动机器人本体搭载有药盒装置。移动机器人会自动分析用户行为，当发现用户跌倒或听到用户呼唤声音时，移动机器人将会行驶到用户旁边并打开携带有药物的药箱，便于用户快速自行救治。与此同时，机器人会将报警信息、现场图片或视频发送给用户家属，也可以支持直接电话呼叫功能，直接联系家属进行电话沟通。此外，移动机器人本体还可以受远程控制或定时地提醒用户吃药。

根据本实用新型的一个实施方式，当移动机器人本体5的无线通信模块6接收到工控机系统2的指令后，控制驱动模块以驶向Kinect设备1反馈的定位信息指定的位置。同时，移动机器人本体5控制简便药盒装置8使其自动打开，并且通过语音识别模块12发出语音提示指令，询问用户是否通过电话通讯装置10拨打预存在存储器内的急救电话号码。可选地，可以配置语音识别模块12使得如果一段时间(比如一分钟)内无人回应则自动拨打预存号码。预存号码可以是法律规定的急救电话(比如“120”、“999”)、和/或使用者的应急联系人(比如儿女、私人医生等)的电话。

根据本实用新型的一个实施方式，在移动机器人本体5未接收到工控机系统2发出的指令的情况下，使用者在需要帮助时，可以通过设定的语音控制指令启动移动机器人本体5。移动机器人本体5通过语音识别模块12识别语音指令后，反馈给工控机系统2，由Kinect设备1获取使用者在室内的定位信息，并将位置信息及时反馈给移动机器人本体5。收到反馈的位置信息后，移动机器人本体可以做出前述的“驱动至定位点——打开药盒装置8”的动作，进行救治工作。可选地，移动机器人本体5还可以启动报警模块进行报警。

根据本实用新型的一个实施方式，工控机系统2还能够利用自带的软件定时器控制机器人对用户进行吃药提醒，在定时器期满时，向吃药提醒装置13发送控制命令。从而，吃药提醒装置13被激活，以提醒用户吃药。在另外的实施方式中，可以通过语音识别模块12识别用户的特定设置命令，如用户对机器人系统说出“设置提醒时间：几点几分”，语音识别模块自动提取出时间信息并设定为闹铃。接着，用户根据机器人语音提示“请说出提示内容”后，对语音识别装置说出要提示的内容，机器人会自动录下提示语音，如“爸爸，该吃降压药了！”。当到达设定时间时，机器人本地自动启动吃药提醒装置13，并通过Kinect寻找用户，并在打开药盒装置的同时循环语音播报吃药提醒或者已经录下的语音提示内容。

根据本实用新型的一个实施方式，远程用户，比如家庭环境内用户的家属，可以通过电话通讯装置10连接机器人本体5，并且发送控制命令(例如，某一个特定电话按键号)以激活与电话通讯装置10相连或设置在其中的吃药提醒装置13。

已经出于示出和描述的目的给出了本实用新型的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的实用新型。本领域技术人员在阅读了本公开内容后，还可以想到很多修改和变体。上文描述的各种实施方式可以单独使用或者在各种组合中使用，除非上下文明确指出。

因此，实施方式是为了更好地说明本实用新型的原理、实际应用以及使本领域技术人员中的其他人员能够理解以下内容而选择和描述的，即，在不脱离本实用新型精神的前提下，做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种家庭看护机器人系统，其特征在于，包括：

体感设备，被配置为监测家庭环境中用户的姿态，并且将监测到的用户姿态数据和用户定位数据发送给工控机系统；

工控机系统，被配置为接收所述体感设备发送的用户姿态数据和用户定位数据，并且对接收到的所述姿态数据进行分析，以识别用户的动作，其中当识别出用户的动作为预定义的动作类型时，将所述定位数据发送给移动机器人本体；和

移动机器人本体，设置有药盒装置，所述移动机器人本体被配置为接收所述工控机系统发送的所述定位数据，并且在工控机系统的控制下，驶向所述定位数据所表示的位置。

2.根据权利要求1所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述预定义的动作类型包括用户跌倒、用户匍匐、或者用户晕厥。

3.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还被配置为在驶向所述定位数据所表示的位置的同时，打开所述药盒装置。

4.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述体感设备为Kinect设备。

5.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还包括语音模块，用于使得用户能够通过语音来控制所述移动机器人本体的行为。

6.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还包括超声波避障模块，用于使得所述移动机器人本体在移动过程中能够躲避障碍物。

7.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还包括电话通讯装置，所述电话通讯装置被配置为使得用户能够拨打电话，或者能够自动拨打预存电话。

8.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还包括报警装置，被配置为在接收到所述工控机系统发送的因识别出用户的动作为预定义的动作类型而确定用户需要救助的指令时，发出报警信号。

9.根据权利要求8所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述发出报警信号进一步包括：

向指定用户设备发送现场图片或者视频。

10.根据权利要求1或2所述的家庭看护机器人系统，其特征在于，所述移动机器人本体还包括吃药提醒装置，被配置为提醒用户吃药。