CN206455673U - 老人看护机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种老人看护机器人，包括机器人头部身体和底盘，所述身体部分为外壳和内部，所述身体部的外壳的前面装有红外测距传感器和超声测距传感器，身体部内部设有放置物品的容纳腔，所述容纳腔中安装有血压测量装置、心率测量装置、体温测量装置和物品放置台，所述身体部的内部包括主控制模块、检测模块、识别模块、通讯模块、求助模块和驱动模块，机器人身体各组件与头部各部件对应连接构成立体机器人。本实用新型的老人看护机器人不仅具备健康指标如心率、血压、体温的检测功能，可以随时监测老人的身体状况；还具备求助模块可以在发生紧急情况时自动拨打预设的求助电话，有效避免意外发生。

Description

老人看护机器人

技术领域

本实用新型具体涉及一种老人看护机器人。

背景技术

随着上世纪五六十年代出生的人逐步进入老年，中国进入了人口老龄化快速发展阶段。到截止2013年底，我国60周岁及以上人口占总人口的14.9％，65周岁及以上人口占总人口的9.7％。中国现有老龄人口已超过2亿，且每年以近1000万的速度增加，有关专家预测，到2050年，中国老龄人口将达到总人口的三分之一。与此同时，中国社会的很多家庭都是独生子女家庭，很多情况都是夫妻二人需要照看四位老人。但很多时候由于各种原因，子女很难将老人照顾周全；随着空巢老人的不断增加，一旦发生突发状况，如果老人不能得到及时的发现和治疗，将耽误病情，造成不可挽回的严重后果，因而对老年人及时、有效的护理就显得格外重要。但我国现有的各类老年福利机构所能提供的服务，甚至不足老龄人口的1.5％，远远不能满足需要。由此，利用机器人弥补人手不足正成为一个新的解决途径。

中国专利CN204748629U中共开了一种家用和医用服务机器人，机器人上装有行走机构和定位机构，控制机器人移动至被服务人处进行服务，还装有放置物品的容纳腔和抓取装置，抓取装置从容纳腔中取出被服务人所需的物品。该种家庭和医用服务机器人可以很好地替代人工，弥补了人工不足的问题，也可以对老人进行日常的照顾和帮助，减缓社会老龄人所带来的问题。但是这种机器人功能较少，只解决了帮助老人取用物品和播放收音机节目的问题。但是老人看护最重要的问题是健康问题，现有的服务机器人仍不具有提供随时监测老人身体状况，并及时寻求救助的功能。

鉴于此，设计一种可以随时监测老人身体状况，能够及时发现危急情况并寻求救助的老人看护机器人具有非常重要的应用价值。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的家庭服务机器人不能随时监控老人身体状况，不能帮助老人求助的问题，本实用新型提供了一种老人看护机器人。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种老人看护机器人，包括机器人头部、身体部和底盘，所述头部安装于身体部上方，所述身体部安装于底盘上方，所述头部内设有两个舵机，分别控制头部左右和上下的转动，头部顶部和两侧设置有三个麦克风用于接收声音指令，头部前面设有两个眼睛装置，所述眼睛装置为两个左右对称布置的可旋转摄像头，所述眼睛装置下方还设置有用于播放语音的语音模块和用于输入设置信息的液晶触摸屏；

所述身体部分为外壳和内部，所述身体部的外壳的前面装有红外测距传感器和超声测距传感器，身体部内部设有放置物品的容纳腔，所述容纳腔的开口在外壳上有对应的容纳腔门，所述容纳腔中安装有血压测量装置、心率测量装置、体温测量装置和物品放置台，所述身体部的内部包括主控制模块、检测模块、识别模块、通讯模块、求助模块和驱动模块；

所述血压测量装置、心率测量装置和体温测量装置的输出信号传送至检测模块，所述检测模块用于分析血压测量装置、心率测量装置和体温测量装置的检测数据；

所述识别模块用于接收和分析麦克风、液晶触摸屏和摄像头采集的信息；

所述通讯模块由蓝牙无线通信模块和3G/4G无线通信模块组成；

所述红外测距传感器、超声测距传感器、检测模块和识别模块将信息通过通讯模块发送到主控制模块；

所述求助模块用于拨打预设求助电话；

所述主控制模块为嵌入式操作系统，所述主控制模块通过通讯模块与语音模块、求助模块和驱动模块交互式连接；

所述底盘包括电源系统、开关和行走机构，所述行走机构由底盘外壳、两个驱动轮、前后各一个弹性万向轮、电机和伺服舵机组成，所述电机和伺服舵机由驱动模块控制。

进一步地，本实用新型所述的老人看护机器人中，所述的液晶触摸屏为TFT多点可触摸液晶屏。

进一步地，本实用新型所述的老人看护机器人中，所述身体部的背部还具有散热风扇。

进一步地，本实用新型所述的老人看护机器人中，所述底盘外壳上装有防跌倒装置37，所述防跌倒装置是红外测距传感器。

进一步地，本实用新型所述的老人看护机器人中，所述电源系统包括充电电池和充电插口，所述充电插口为USB插口或2A、12V的直流电源充电接口。

进一步地，本实用新型所述的老人看护机器人中，还配有自动充电装置，自动充电装置通过红外接收装置寻找充电座，并利用余电行驶到充电座处进行对接充电。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的机器人具备健康指标如心率、血压、体温的检测功能，可以随时监测老人的身体状况；

2、本实用新型的机器人具备求助模块可以在发生紧急情况时自动拨打预设的求助电话；

3、本实用新型的机器人具备存放和提醒功能，可以将日常服用的药物、老花眼镜、手机或遥控器等常用物品放置在机器人的物品放置台上，方便随时取用，并且通过语音提醒，防止老人忘记服药。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的老人看护机器人的整体结构示意图；

图2是本实用新型的老人看护机器人的底盘结构示意图；

图3是本实用新型的老人看护机器人的控制关系示意图；

图中：1-头部、2-身体部、3-底盘、4-舵机、5-麦克风、6-眼睛装置、7-摄像头、8-语音模块、9-液晶触摸屏、10-外壳、11-内部、12-红外测距传感器、13-血压测量装置、14-心率测量装置、15-体温测量装置、16-物品放置台、17-主控制模块、18-检测模块、19-识别模块、20-通讯模块、21-求助模块、22-驱动模块、23-容纳腔、24-容纳腔门、25-蓝牙无线通信模块、26-3G/4G无线通信模块、27-电源系统、28-开关、29-行走机构、30-底盘外壳、31-驱动轮、32-弹性万向轮、33-电机、34-散热风扇、35-充电电池、36-充电插口、37-防跌倒装置、38-超声测距传感器、39-伺服舵机。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

如图1-3所示的老人看护机器人，包括机器人头部1、身体部2和底盘3，头部1安装于身体部2上方，身体部2安装于底盘3上方，头部1内设有两个舵机4，分别控制头部左右和上下的转动，头部1上部和两侧设置有三个麦克风5用于接收声音指令，头部1前面设有两个眼睛装置6，眼睛装置6为两个左右对称布置的可旋转摄像头7，眼睛装置5下方还设置有用于播放语音的语音模块8和用于输入设置信息的液晶触摸屏9；液晶触摸屏9为TFT多点可触摸液晶屏。

液晶触摸屏9可以输入设置信息，有慢性疾病需要按时服药的老人可以设置服药间隔信息，到达服药时间机器人可以通过语音提醒，防止老人忘记服药。

机器人的头部采用仿人形的设计，由内部骨架和外壳组成，头部骨架采用两个可控转角舵机，可以让头部在机身不动的情况下上下和左右转动。在内部骨架上装有两个摄像头，可以进行拍照和录制视频。在头部外壳的两侧和中间上部共有三个麦克风，摄像头的摄像部件位于头部外壳的眼睛装置的位置，麦克风位于头部的耳朵和头顶部位置。摄像头和麦克风均为固定安装。

身体部2分为外壳10和内部11，身体部的外壳10的前面装有红外测距传感器12和超声测距传感器38，身体部内部11设有放置物品的容纳腔23，容纳腔23的开口在外壳10上有对应的容纳腔门24，容纳腔23中安装有血压测量装置13、心率测量装置14、体温测量装置15和物品放置台16，身体部2的内部11包括主控制模块17、检测模块18、识别模块19、通讯模块20、求助模块21和驱动模块22。

身体部骨架采用金属钣金制作，在满足使用性能的要求下尽量使其轻量化，这里选用铝合金钣材制作。身体部的容纳腔还有物品放置台，可以将日常服用的药物、老花眼镜、手机或遥控器等常用物品放置在机器人的物品放置台上，方便随时取用。避免了老人由于健忘经常找不到一些小物品的烦恼。

红外测距传感器和超声测距传感器设置在机器人身体部的外壳表面，可以检测机器人运行过程中的各种物体。红外测距传感器发出的光的波长大约在几百纳米范围内，是短波长的电磁波。红外传感器不受电磁波的干扰、非噪声源、可实现非接触性测量。超声波测距传感器可以探测到近距离能到2cm，远距离可达4m，精度达到0.3cm，的障碍物，能稳定可靠的测量正前方遮挡物的距离。主控制器根据红外测距传感器(12)和超声测距传感器测算信息即可根据当前正前方遮挡物距离来控制驱动模块，使机器人前进、后退或转向。

血压测量装置13、心率测量装置14和体温测量装置15的输出信号传送至检测模块18，检测模块18包含A/D转换器具有信号转换功能，主要用于分析血压测量装置13、心率测量装置14和体温测量装置15的检测数据。

血压测量装置13和心率测量装置14为手环状，均包含光学传感器，由测量装置发出光线照射手腕部皮肤，当血液流经毛细血管，光线亮度会有轻微变化，光学传感器检测反射光线的变化，通过算法就可得出心率、血压、呼吸数据。体温测量装置具体为温度传感器。所使用芯片只要可以实现本实用新型的功能均可，本实施例测量装置选用AFE4403、MT2502和NRF51822芯片。

检测模块具有数据分析功能，可以将测试的血压、心率、体温等信息进行存储和将测试数据与标准数据做对比。

识别模块19用于接收和分析麦克风5、液晶触摸屏9和摄像头7采集的语音、文字或图像信息。通讯模块20由蓝牙无线通信模块25和3G/4G无线通信模块26组成。红外测距传感器12、超声测距传感器38、检测模块18和识别模块19将信息通过通讯模块20，具体为蓝牙无线通信模块22，发送到主控制模块17。3G/4G无线通信模块26用于机器人与家庭成员进行交互式联系。家庭成员可以使用移动终端，通过3G/4G无线通信模块26查询老人的健康监测数据。

求助模块21用于拨打预设求助电话；突发疾病或其他状况时，老人可以通过语言求助，机器人麦克风接收到的语音信息被识别模块19识别后，经蓝牙无线通信模块22发送到主控制模块17，从而控制机器人开启求助模块功能，拨打急求电话或其他家庭成员电话。及时获得帮助，避免意外发生。

主控制模块17为嵌入式操作系统，主控制模块17通过通讯模块20与语音模块8、求助模块21和驱动模块22交互式连接。

主控制模块为AT91SAM9263芯片。

身体部的背部还具有散热风扇34，身体部各组件与头部各部件对应连接构成立体机器人。

底盘包括电源系统27、开关28和行走机构29，行走机构29由底盘外壳30、两个驱动轮31、前后各一个弹性万向轮32、电机33和伺服舵机39组成，电机33和伺服舵机39由驱动模块22控制。底盘外壳上装有防跌倒装置37，防跌倒装置是红外测距传感器。

机器人底盘结构如图2所示，其中底盘外壳采用金属钣金制作。底盘行走机构采用充电电池供电，电动机带动驱动轮转动，万向轮进行导向并对机器人形成支撑，在底座壳体的下端面安装有个向下发射的红外测距传感器，可以感知前方是否有凹坑以避开。机器人如果采用三轮传动方案时，重心在地面上的投影与两个驱动轮轴线太近，而重心高度又太高，导致机器人运行时绕此轴倾倒。为此，本实用新型将三轮行走机构改成四轮行走机构以增加其稳定性，如图2所示。机器人的4四轮行走方案也存在行走中一个轮被架空的缺陷，使驱动力不足和通过障碍物的能力减弱，所以特将前转向轮设计成弹性轮，可以上下伸缩。这样可在不平地面或者遇到小的障碍物的时候改善其通过性能。

电源系统27包括充电电池35和充电插口36，所述充电插口36为USB插口或2A、12V的直流电源充电接口。

老人看护机器人中，还配有自动充电装置，自动充电装置通过红外接收装置寻找充电座，并利用余电行驶到充电座处进行对接充电。

在实际使用中，本实用新型根据实际的使用情况如下：

1、需要检测健康参数时可以通过装有APP客户端手机或点击液晶触摸屏或者用语音命令进行指令控制，启动相应的血压测量装置、心率测量装置、体温测量装置，检测结果经过检测模块数据分析后，发送到主控制模块进行数据处理，处理结果以图像和声音的形式于液晶触摸屏，也可以使用移动客户端通过通讯模块进行查询。

2、根据预先的设定每天的指定时间进行监测健康参数和服药时间，到达指定时间后，语音模块会语音提示老人进行监测和服药。

3、需要通过麦克风采集声音，经由识别模块分析处理获取人类语音指令并发送到主控制模块，例如求助信息，机器人麦克风接收到的语音信息被识别模块识别后，经蓝牙无线通信模块发送到主控制模块，从而控制机器人开启求助模块功能，拨打急求电话或其他家庭成员电话。

4、通过识别模块获取人类语音指令，启动网络模块的3G/4G无线通信模块进行智能语音互动、播放音乐和视频。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种老人看护机器人，包括机器人头部(1)、身体部(2)和底盘(3)，所述头部(1)安装于身体部(2)上方，所述身体部(2)安装于底盘(3)上方，其特征在于，

所述头部(1)内设有两个舵机(4)，分别控制头部左右和上下的转动，头部(1)顶部和两侧设置有三个麦克风(5)用于接收声音指令，头部(1)前面设有两个眼睛装置(6)，所述眼睛装置(6)为两个左右对称布置的可旋转摄像头(7)，所述眼睛装置(6)下方还设置有用于播放语音的语音模块(8)和用于输入设置信息的液晶触摸屏(9)；

所述身体部(2)分为外壳(10)和内部(11)，所述身体部的外壳(10)的前面装有红外测距传感器(12)和超声测距传感器(38)，身体部内部(11)设有放置物品的容纳腔(23)，所述容纳腔(23)的开口在外壳(10)上有对应的容纳腔门(24)，所述容纳腔(23)中安装有血压测量装置(13)、心率测量装置(14)、体温测量装置(15)和物品放置台(16)，所述身体部(2)的内部(11)包括主控制模块(17)、检测模块(18)、识别模块(19)、通讯模块(20)、求助模块(21)和驱动模块(22)；

所述血压测量装置(13)、心率测量装置(14)和体温测量装置(15)的输出信号传送至检测模块(18)，所述检测模块(18)用于分析血压测量装置(13)、心率测量装置(14)和体温测量装置(15)的检测数据；

所述识别模块(19)用于接收和分析麦克风(5)、液晶触摸屏(9)和摄像头(7)采集的信息；

所述通讯模块(20)由蓝牙无线通信模块(25)和3G/4G无线通信模块(26)组成；

所述红外测距传感器(12)、超声测距传感器(38)、检测模块(18)和识别模块(19)将信息通过通讯模块(20)发送到主控制模块(17)；

所述求助模块(21)用于拨打预设求助电话；

所述主控制模块(17)为嵌入式操作系统，所述主控制模块(17)通过通讯模块(20)与语音模块(8)、求助模块(21)和驱动模块(22)交互式连接；

所述底盘包括电源系统(27)、开关(28)和行走机构(29)，所述行走机构(29)由底盘外壳(30)、两个驱动轮(31)、前后各一个弹性万向轮(32)、电机(33)、伺服舵机(39)组成，所述电机(33)和伺服舵机(39)由驱动模块(22)控制。

2.根据权利要求1所述的老人看护机器人，其特征在于：所述的液晶触摸屏(9)为TFT多点可触摸液晶屏。

3.根据权利要求1所述的老人看护机器人，其特征在于：所述身体部的背部还具有散热风扇(34)。

4.根据权利要求1所述的老人看护机器人，其特征在于，所述电源系统(27)包括充电电池(35)和充电插口(36)，所述充电插口(36)为USB插口或2A、12V的直流电源充电接口。

5.根据权利要求1所述的老人看护机器人，其特征在于，所述底盘外壳上装有防跌倒装置(37)，所述防跌倒落装置是红外测距传感器。

6.根据权利要求1所述的老人看护机器人，其特征在于，还配有自动充电装置，自动充电装置通过红外接收装置寻找充电座，并利用余电行驶到充电座处进行对接充电。