CN216152354U - 一种多功能智能养老机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种多功能智能养老机器人，它是由机器人头部、机器人手部、机器人胸部、机器人颈部、机器人腿部和机器人腰部所组成的一种类人型结构；机器人的头部设有高清显示屏，机器人头部有高清摄像头，机器人头部有麦克风和音响模块；机器人胸部有智能手表充电底座；机器人手部设有机械爪；机器人颈部有仿生颈椎与伺服电机；机器人腿部设有移动履带；机器人腰部设有陀螺仪维持机器人整体平衡；机器人背部设有快速充电口；机器人底部设有红外传感器，用于建立当前空间二维模型；机器人躯干部分内嵌集成电路主板，机器人电路主板部分搭载多项传感器，包括通信模块、色彩传感器、温湿度传感器等；主板上还配有额外的扩展接口，方便用户根据自身需求进行扩展。

Description

一种多功能智能养老机器人

技术领域：

本实用新型涉及养老机器人技术领域，具体为一种多功能养老机器人。

背景技术：

随着人口老龄化加剧、中国“4-2-1”家庭结构的常态化，子女难以同时兼顾家庭和工作，陪伴照顾老人的时间有限，使得老人空巢现象日益加重，社会矛盾突出。放眼中国，养老机制体系尚不完善，所涉及的智能化产品更是寥寥无几。目前，市面上出现的智能养老机器人功能单一、难以操控且普遍存在续航能力差、信息不互联、监测结果偏差大等技术弊端。

为解决上述问题，我们提出了一种全自动化、智能程度高且多功能，除了检测用户健康的基本功能以外，本智能机器人将重点放在紧急情况医疗处理以及用户情绪自适应抚慰系统。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种多功能养老机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明着重于功能技术上的创新，提供了一款养老服务机器人，可实时跟踪老人的日常生活，精准检测老人的基础健康信息，形成老人独立的健康档案并定期分享至子女和责任医生，同时在突发紧急状况下提供帮助。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能养老机器人，包括机器人头部、机器人主体、机器人手臂；所述机器人头部内部安装设有控制芯片、无线通信装置和语音交互模块；所述机器人头部前面设有高清摄像头、喇叭、触控显示屏；所述机器人头部两侧嵌入声源麦克风；所述机器人主体一侧依次嵌入电源开关、控制器和红外传感器；所述机器人主体内部的底端一侧设置有自动回充接口；所述机器人主体正前面设置有药盒；所述机器人肩部设有空气质量传感器、温湿度传感器及第三方传感器接口；所述机器人手部设有机械爪；所述机器人主体底部设置双排移动履带。

所述无线通信模块兼容WiFi和5G网络。

所述机器人可通过一个智能机器人对应多个智能手表的方式应用于养老院。

所述红外传感器通过绘制室内地图可实现避开障碍物，接受遥控控制的功能。

所述第三方传感器接口用于接入血压计、血糖仪、脉搏监测设备等家庭医疗检测设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种多功能养老机器人，通过配合APP端和智能手表，达到真正全方位的智能检测；遇突发状况，高清摄像头和声源麦克风配合控制芯片可做到目标追踪和语音呼唤，机器人将利用电动轮迅速到达老人身边，自动触发紧急医疗救助机制并实时记录现场情况；数据存储插口可导入图片、音乐、通讯录等信息，触控显示屏可方便老人对机器人的操作，实现机器人基本功能并进行互联网交互行为；第三方传感器接口可将检测数据导入设备，通过无线通信模块将老人的数据信息存档并发送至远程设备，方便随时提取查阅，让子女及时了解老人的生活状态及身体状况；在预设服药时间内，机器人将行至老人身边并自动弹出置药盒，通过药盒内部LED灯光指示提醒老人所需药品；空气质量和温湿度传感器有利于检测老人所处环境的适宜度；机器人底部履带磨砂表面设计，增大了与地面的摩擦力，提高了实用性。

附图说明

图1为本发明正视示意图；

图2为本发明后视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细描述：

本发明提供一种养老服务机器人和一种居家智能守护机器人系统。

本实施实例提供了一种养老服务机器人，机器人头部设置有用于人机交互及表达面部表情的显示屏2，屏幕正上方嵌入伸缩式高清夜视摄像头1，屏幕正下方内含音响模块，双耳处搭载麦克风4用于声音收集。头颅内部配置有数据上传模块和信号接收装置。机器人胸部设置有一个智能手表充电基座7，以便用户回到居室时将智能手表放入充电。机器人手部设置有机械爪，方便进行远程控制。机器人躯干通过嵌入仿生颈椎5与头部链接，仿生颈椎5内部中空，将头部所需线路包裹起来，对线路形成保护。仿生颈椎5上固连伺服电机，电机直接与头部相连，用于驱动头部形成0-180度的定轴转动。机器人躯干与仿生手臂通过伸缩式记忆合金链接在一起，合金中部镂空便于线路排布。机器人腿部设置有移动履带10，移动履带10是由两组并排履带组成，两组履带之间焊接加固横杆 11，履带与躯干间覆盖防水膜，用于保护机器人的内部主板与线路。机器人腰部设置有陀螺仪13以便机器人维持平衡。机器人背部设置有充电口，运用自动回充技术，通过充电基座不断发出信号，然后扫地机机器人顶部的接收器接收到信号，保证机器人在低电量的情况下自己返回充电基座。机器人底部设置红外线传感器，用于建立空间的二维地图模型，为机器人的家居循迹和定向移动的精度提供有力保障。

机器人躯干内部中空，内嵌集成电子电路主板，主板上搭载彩色成像仪、RVC(远程可视通讯)、红外线、光感、色感、麦克风4、音响6、触屏式显示器、USB、外挂式传感接口、WIFI、蓝牙、温度传感器等相应模块。其中，外挂式传感接口除接入机器人各部分所需的零配传感器和电机外，本品留有足够的空间供用户根据自身需求额外扩充外接口，最大限度以电源安全负荷值为准。

本发明提供如图所示一种居家养老守护系统，包括老年人的精神状态检测系统、生理状况检测系统、异常行为检测系统、精神抚慰及老人情绪状态监测，将监护人以及医生和其它服务人员相关联的互联互通系统，方便老人生活更方便的智能系统及附属系统模块。

所述老年人精神状态检测系统包括老年人语言情感识别系统和老年人人脸表情采集系统，利用融合算法将两个采集到的数据交叉运算，对用户群体精神状态进行识别分析，进而指导机器人进行高效的工作，必要时会通知监护人介入。同时系统在工作过程中会进行深度自我学习功能，以提高精确度。

老年人生理状况检测系统包括智能手表模块、视频分析模块、数据记录模块、健康指导模块。

智能手表模块内置定制开源系统，采用高精度集成式芯片，可进行实时心率监测及预警、睡眠监测、血压监测，并支持自由扩展第三方APP。

视频分析模块通过对人体状态和动作识别，不同地对老年人活动时段的不同行为状态进行比较分析，通过一段时间的积累数据，以此来判断老年人的身体状况。

数据记录模块采用本地存储和云端存储两种方法协同配合，对于一些重要的数据进行云端备份可供长期调用查看分析，而一些近期的不是很重要的数据则在本地设备，避免了数据的冗杂。

健康指导模块通过机器人对系统采集到的老年人生理状况数据进行分析，通过建立老年人健康数据库，对老年人的饮食、运动生活起居方面提出指导建议

所述异常行为检测系统包括智能手表模块，语音分析模块和视频检测模块及异常行为决策模块

智能手表检测模块包括对佩戴者的心率异常、呼吸异常、血压异常等行为进行检测。

语音检测模块对老年人的声音变化、突然失声等异常行为进行检测。

视频检测模块通过对当前场景进行录制识别分析，对老人意外跌倒行动变化等异常行为进行检测，通过三种识别方式以及红外探测器辅助对人体运动状态分析，精确识别老年人倒地不起以及行动不便的各大常见异常行为。

异常行为决策模块会基于之前检测模块的结果，当检测到老人行为异常时，决策层将会对当前状况划分一个等级，并根据相对应的等级拿出对应解决方案，及时的通过短信或者语音来通知医护等相关救治服务人员，并且让监护人也能第一时间得知当前状况，通过摄像头、语音和照明灯等辅助设备的介入及时与现场的老人沟通，避免造成二次伤害，及时采取有效的应对措施。

所述精神抚慰及老人情绪状态检测系统包括娱乐节目引导模块，对话抚慰模块，学习记忆模块。

娱乐节目引导模块会根据老人的情绪状态在不同时候采用音视频等娱乐方式来缓解老人情绪。

对话抚慰模块采用语音识别及声纹模拟技术，与老人进行模拟子女对话交流，抚慰老人情绪来陪伴老人。

学习记忆模块会在对老人提供相关服务的同时不断累积自我学习记忆，一段时间后对于每一个老人都会有相对应的特定服务，从而会在第一时间选择到最有效的方法来抚慰老人，从而提高效率和服务质量。

网络通信模块包括亲人视讯模块、线上就诊模块、紧急救护模块。

亲人视讯模块就是将老人与外在的儿女通过机器人联系起来，对于不习惯或是不会使用智能手机的用户可以通过此方案来与儿女建立联系。

线上就诊模块则是允许老人足不出户可以通过系统与相关合作的医院进行线上咨询看病。

紧急救护模块是在老人发生突发状况或老人认为有紧急需要时，会主动与监护人联系，并将实时的生命体征以及位置信息发送给紧急救护中心

智能服务系统包括包括智能机器人、智能网关、智能家居控制

智能机器人包括养老机器人本体和智能手表等

智能网关采用AIOT战略，将智能AI与IOT技术融合，通过物联网将海量的数据收集存于云端，再通过大数据分析，以及更高形式的人工智能，来实现万物互联

所述智能机器人内置专属定制AI芯片、各项传感器、新型电池技术、人工智能语音模块

所述机器人材质采用亲肤材料，环保无毒，耐高温、耐划、防强力破坏、防水，保证了机器人自身的安全性同时也很好的保证了使用者的安全。

定制AI芯片与行业知名厂商合作生产，采用台积电7nm到5nm工艺，做出专门供本机器人使用的高集成度芯片。

各项传感器包括蓝牙与WIFI最新传输协议的模块，声纹识别模块、人脸3D识别模块

新型电池技术包括新型快充技术和高密度大容量电池

蓝牙与WIFI最新传输协议包括蓝牙5.1和WIFI第六代协议

声纹识别模块是通过对不同用户的不同声音的波纹曲线分析记录，从而识别出当前说话用户

人脸识别模块应用3D结构光对用户的脸部数据进行全方位采集识别，做到独一无二的精准识别率

新型快充技术与高密度大容量电池包括最新的高电压低电流快充，涓流充电技术和预充电技术，采用特斯拉的高密度电芯达到重量轻续航长，及智能电池管理模块

智能电池管理模块通过自身电池自带智能芯片对所使用电量进行检测，收集数据分析，智能化调整电池运行状态，最大限度的使电池发挥能效。

综上所述通过以上这些方案模块，本发明将具有以下效果：

打破传统养老服务模式，将居家老人的环境打造成一个养老服务的一体化生态环境，对居家养老的老人进行全方位的守护，并且为老人创造一个安全、舒适、舒心的养老环境。

基于多信息融合的居家老人情绪检测系统及精神抚慰，对老人的情绪控制及调解更加精准。

基于多信息融合的居家老人异常行为检测，可以提高老人异常行为检测的精度，实时监测老人的状况，在发生意外的第一时间就采取相对应的措施，以此来保障老人的人身安全。

机器人本身提供拓展接口，允许其他养老产品或者是老年人辅助工具的接入，可拓展性高，并支持机器人身体零部件改造，为后续的一些升级提供了很好的空间。

该方案相较于市场上其它养老产品，具有集成度高、服务化精准、实用性强、服务对象明确和成本控制底的特点。

Claims (4)

1.一种多功能智能养老机器人，其特征在于其通过如下技术方案实现：机器人头部设置有用于人机交互及表达面部表情的显示屏，屏幕正上方嵌入伸缩式高清夜视摄像头，屏幕正下方内含音响模块，双耳处搭载麦克风用于声音收集，头颅内部配置有数据上传模块和信号接收装置，机器人胸部设置有一个智能手表充电基座，以便用户回到居室时将智能手表放入充电，机器人臂部设置有机械爪，方便进行远程控制，机器人躯干通过嵌入仿生颈椎与头部链接，仿生颈椎内部中空，将头部所需线路包裹起来，对线路形成保护，仿生颈椎上固连伺服电机，电机直接与头部相连，用于驱动头部形成0-180度的定轴转动，机器人躯干与仿生手臂通过伸缩式记忆合金链接在一起，合金中部镂空便于线路排布，机器人腿部设置有移动履带，移动履带是由两组并排履带组成，两组履带之间焊接加固横杆，履带与躯干间覆盖防水膜，用于保护机器人的内部主板与线路，机器人腰部设置有陀螺仪以便机器人维持平衡，机器人背部设置有充电口，运用自动回充技术，通过充电基座不断发出信号，然后养老机机器人顶部的接收器接收到信号，保证机器人在低电量的情况下自己返回充电基座，机器人底部设置红外线传感器，用于建立空间的二维地图模型，为机器人的家居循迹和定向移动的精度提供有力保障；机器人躯干内部中空，内嵌集成电子电路主板，主板上搭载彩色成像仪、RVC、红外线、光感、色感、麦克风、音响、触屏式显示器、USB、外挂式传感接口、WIFI、蓝牙、温度传感器，其中，外挂式传感接口除接入机器人各部分所需的零配传感器和电机外，本品留有足够的空间供用户根据自身需求额外扩充外接口，最大限度以电源安全负荷值为准。

2.根据权利要求1所述的一种多功能智能养老机器人，其特征在于：无线网络模块兼容WIFI、5G，同时预留出的芯片扩容口支持模块扩展和升级。

3.根据权利要求1所述的一种多功能智能养老机器人，其特征在于：所述智能养老机器人配合智能手表使用，智能手表兼容安卓和IOS两种系统，采用符合国标的高精度可穿戴式传感器与检测仪，完成对老年人的基本生理监察和对突发状况的应激救助及医疗辅助。

4.根据权利要求1所述的一种多功能智能养老机器人，其特征在于：可通过一个智能机器人对应多个智能手表应用于养老院。

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