CN206795815U - 一种灵活机械手的智能护理小车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种灵活机械手的智能护理小车，包括控制模块、驱动模块，传感器模块以及音频模块；所述控制模块包括主控制板，电机驱动板及舵机驱动板；所述驱动模块包括车底板、四个驱动轮、回转台、支架和机械手，所述车底板下安装驱动轮，所述支架下端设于车底板上，支架上端依次连接第一手臂架与第二手臂架和机械手；所述传感器模块包括激光传感器、超声波测距传感器；所述音频模块包括声音模块以及WIFI摄像头。本实用新型的灵活机械手的智能护理小车可应用于养老院等医疗场所，帮助医护人员精确抓取，运送并精确放置物件，替护工在固定时间段完成病房巡逻工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗辅助设备技术领域，具体涉及一种灵活机械手的智能护理小车。
背景技术
当下，国民经济及科技水平大幅提高，国内兴办养老院等大批医疗服务机构，然而在护理方面，专业护理人员数量远不能满足实际需求，全天的看护工作使大批医护人员疲劳工作，以致工作效率低下，从而进一步加剧了医疗事故的高发率。国内的一些智能医疗执行小车，机械手臂自由度少，灵活性差，不能精准抓取物件，对于无轨迹线的位置，不能直线行走，对于障碍物，不能及时减速并避障。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种灵活机械手的智能护理小车，缓解人力资源紧张，推进安全医疗护理的实施，帮助医护人员完成精确抓取，运送并精确放置物件的工作，代替护工在固定时间段完成病房巡逻的任务。
为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案是：
一种灵活机械手的智能护理小车，包括控制模块、驱动模块，传感器模块以及音频模块；所述控制模块包括主控制板，电机驱动板及舵机驱动板；所述驱动模块包括车底板、四个驱动轮、回转台、支架和机械手，所述车底板下安装驱动轮，所述驱动轮与驱动轮电机相连，主控制板传输PWM信号给电机驱动板，再由电机驱动板传输PWM控制信号给驱动轮电机，所述支架下端设于车底板上，支架上端依次连接第一手臂架与第二手臂架和机械手；所述传感器模块包括与主控制板信号连接的激光传感器、超声波测距传感器，所述激光传感器倾斜安装在车底板上；所述音频模块包括与主控制板信号连接的声音模块以及WIFI摄像头。
进一步的，所述车底板下安装第一驱动轮、第二驱动轮、第三驱动轮、第四驱动轮，由主控制板传输四路PWM信号给电机驱动板，再由电机驱动板传输PWM控制信号给第一电机，第二电机，第三电机以及第四电机。
进一步的，所述回转台下安装第一舵机，支架处安装第二舵机，第一手臂架与第二手臂架处安装第三舵机，机械手处安装第四舵机。
进一步的，所述传感器模块包括第一激光传感器、第二激光传感器、超声波测距传感器、第一灰度组、第二灰度组、第三灰度组，每组灰度模块各个灰度传感器，由输入接口将路线情况反馈给主控制板，由主控制板控制小车准确寻迹行动。
进一步的，所述音频模块包括第一声音模块，第二声音模块以及WIFI摄像头；在超声波测距传感器检测到障碍物后，声音模块发声提醒移开障碍物；在病房巡逻过程中，WIFI摄像头将特定地点的影像通过WIFI传输给控制室上位机。
进一步的，所述主控制板包括电源模块，电机驱动接口，舵机驱动接口，声音接口，视频数传模块，以及电子罗盘模块。其中，电子罗盘模块可以保证在线路损坏的情况下，小车继续直行。
进一步的，所述回转台包括第一底座支撑杆、第二底座支撑杆、第三底座支撑杆、第四底座支撑杆、第一舵机、回转台下底板、回转支承和回转台上底盘；所述回转支承内圈固定在回转台下底板上，回转支承外圈与回转台上底板固定，通过舵机转动带动回转支承外圈与回转台上底板。
进一步的，所述机械手包括机械手左爪、机械手右爪以及第四舵机，所述机械手左爪与机械手右爪通过齿轮啮合，从而通过舵机控制手爪抓取或松开物件。
本实用新型的灵活机械手的智能护理小车可应用于养老院等医疗场所，帮助医护人员精确抓取，运送并精确放置物件，替护工在固定时间段完成病房巡逻工作。小车在高速行驶过程中检测到障碍物，可减速并及时停车，在线路遭到破坏的地域，可继续完成任务。对缓解人力资源紧张，促进医疗安全有着一定帮助。
附图说明
图1：智能护理小车的整体结构示意图。
图2：智能护理小车的俯视结构示意图。
图3：智能护理小车的左视结构示意图。
图4：车身底部结构示意图。
图5：抓取机构结构示意图。
图6：回转台结构示意图。
图7：机械手结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
一种灵活机械手的智能护理小车，主要包括驱动模块，传感器模块，音频模块以及控制模块。
驱动模块包括车底板8，车底板8下安装第一驱动轮1，第二驱动轮2，第三驱动轮3，第四驱动轮4，由主控制板18传输四路PWM信号给电机驱动板19，再由电机驱动板19传输PWM控制信号给第一电机11，第二电机12，第三电机13以及第四电机14，回转台20下安装第一舵机27，支架21处安装第二舵机31，第一手臂架22与第二手臂架23处安装第三舵机30，机械手24处安装第四舵机25。
传感器模块包括第一激光传感器5，第二激光传感器6，超声波测距传感器7，第一灰度组15，第二灰度组16，第三灰度组17，第一激光传感器5、第二激光传感器6倾斜安装，可提前侦测轨迹线，超声波测距传感器7可预知前方障碍物情况，将信号反馈回主控制板18，在线路损坏的情况下，由主控制板18控制小车直行，或在检测到障碍物的情况，由主控制板18控制四路电机提前减速并及时停止。第一灰度组15、第二灰度组16、第三灰度组17，每组各9个灰度传感器，由输入接口将路线情况反馈给主控制板18，由主控制板18控制小车准确寻迹行动。
音频模块包括第一声音模块9，第二声音模块10以及WIFI摄像头26。在超声波测距传感器7检测到障碍物后，声音模块会发声，提醒移开障碍物；在病房巡逻过程中，WIFI摄像头26会将特定地点的影像通过WIFI传输给控制室上位机。
控制模块包括主控制板18，电机驱动板19及舵机驱动板32。主控制板包括电源模块，电机驱动接口，舵机驱动接口，声音接口，视频数传模块，以及电子罗盘模块。其中，电子罗盘模块可以保证在线路损坏的情况下，小车继续直行。
激光传感器提前侦测道路情况，超声波测距传感器检测障碍物。二者将信号反馈回主控制板18，在线路损坏的情况下，由控制板18的电子罗盘控制小车直行，或在检测到障碍物的情况，由主控制板18控制四路电机提前减速并及时停止。多种传感器的综合运用以及电子罗盘的使用使小车安全行驶及避障。
驱动电机为四驱方式，根据第一激光传感器5、第二激光传感器6、超声波测距传感器7、第一灰度组15、第二灰度组16、第三灰度组17，传回主控制板18的信号，主控制板18通过各驱动板控制电机加速减速以及正反转，来控制小车前进后退及转弯等动作。
图4为车身底部的展示图，包括第一电机11,第二电机12,第三电机13,第四电机14,第一灰度组15,第二灰度组16,第三灰度组17。
图5为整体抓取机构，包括回转台20,机械手，其中，机械手由以下机械结构组成：第一手臂架22,第二手臂架23,机械手抓24,左支架33以及右支架34。
图6为回转台的示意图,包括第一底座支撑杆35，第二底座支撑杆36，第三底座支撑杆37，第四底座支撑杆38，第一舵机27，回转台下底板39，回转支承40，回转台上底盘41。其中，回转支承内圈42固定在回转台下底板39上，回转支承外圈43与回转台上底板41固定，从而通过舵机转动带动回转支承外圈43与回转台上底板41，从而精确控制抓取机构转动角度。
图7为机械手24的示意图，由机械手左爪28，机械手右爪29，以及第四舵机25组成。其中，机械手左爪28与机械手右爪29通过齿轮啮合，从而通过舵机控制手爪抓取或松开物件。
在抓取物件时，为保证精准抓取物品，采用回转台20及多自由度机械手的组合结构，回转台上底盘41标有刻度，可以向第一舵机27发送脉冲，使回转台20转过某一角度，以精准控制机械手的抓取角度，接着依次向第二舵机31，第三舵机30发送脉冲，使机械手达到指定高度，最后向第四舵机25发送脉冲，通过机械手左爪28，机械手右爪29的啮合成功抓取物件。放下物件方法同抓取方法，回转台及刻度的使用使机械手抓24能够高精度的抓取或放置物品。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：包括控制模块、驱动模块，传感器模块以及音频模块；所述控制模块包括主控制板(18)，电机驱动板(19)及舵机驱动板(32)；所述驱动模块包括车底板(8)、四个驱动轮、回转台(2)、支架(21)和机械手(24)，所述车底板(8)下安装驱动轮，所述驱动轮与驱动轮电机相连，主控制板(18 )传输PWM信号给电机驱动板，再由电机驱动板传输PWM控制信号给驱动轮电机，所述支架(21)下端设于车底板(8)上，支架(21)上端依次连接第一手臂架(22)与第二手臂架(23)和机械手(24)；所述传感器模块包括与主控制板(18)信号连接的激光传感器、超声波测距传感器(7)，所述激光传感器倾斜安装在车底板(8)上；所述音频模块包括与主控制板(18)信号连接的声音模块以及WIFI摄像头(26)。
2.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述车底板(8)下安装第一驱动轮(1)、第二驱动轮(2)、第三驱动轮(3)、第四驱动轮(4)，由主控制板(18)传输四路PWM信号给电机驱动板(19)，再由电机驱动板(19)传输PWM控制信号给第一电机(11)，第二电机(12)，第三电机(13) 以及第四电机(14)。
3.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述回转台(20)下安装第一舵机(27)，支架(21)处安装第二舵机(31)，第一手臂架(22)与第二手臂架(23)处安装第三舵机(30)，机械手(24)处安装第四舵机(25)。
4.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述传感器模块包括第一激光传感器(5)、第二激光传感器(6)、超声波测距传感器(7)、第一灰度组(15)、第二灰度组(16 )、第三灰度组(17)，每组灰度模块各9个灰度传感器，由输入接口将路线情况反馈给主控制板(18)，由主控制板(18 )控制小车准确寻迹行动。
5.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述音频模块包括第一声音模块(9)，第二声音模块(10)以及WIFI摄像头(26)；在超声波测距传感器(7)检测到障碍物后，声音模块发声提醒移开障碍物；在病房巡逻过程中，WIFI摄像头(26)将特定地点的影像通过WIFI传输给控制室上位机。
6.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述主控制板包括电源模块，电机驱动接口，舵机驱动接口，声音接口，视频数传模块以及电子罗盘模块。
7.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述回转台(2)包括第一底座支撑杆(35)、第二底座支撑杆(36)、第三底座支撑杆(37)、第四底座支撑杆(38)、第一舵机(27)、回转台下底板(39)、回转支承(40)和回转台上底盘(41)；所述回转支承内圈(42 )固定在回转台下底板(39)上，回转支承外圈(43)与回转台上底盘(41)固定，通过舵机转动带动回转支承外圈(43)与回转台上底盘(41)。
8.根据权利要求1所述的灵活机械手的智能护理小车，其特征在于：所述机械手包括机械手左爪(28)、机械手右爪(29)以及第四舵机(25)，所述机械手左爪(28)与机械手右爪(29)通过齿轮啮合，从而通过舵机控制手爪抓取或松开物件。
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