[發明專利]帶觸滑覺傳感器的多功能助老助行機器人

無效

• 申請號: 201010597105.1
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102125495A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 張小棟;魏曉娟;王云霞;張進進;李耀楠;李浩;陳迪劍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學蘇州研究院
• 主分類號: A61H3/04
• 分類號: A61H3/04;A61G5/04
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明屬于智能機器人研究技術領域，具體涉及一種帶觸滑覺傳感器的多功能助老助行機器人。

背景技術

隨著社會的進步與發展，老年人的生活質量越來越受到人們的關注，相繼出現了各種疾病護理與康復方面的輔助器械。其中，助老助行機器人作為一種理想的輔助工具，市場需求量大，具有較高的研究價值。發明一種能夠捕捉老年人運動行為的方法對于助老助行機器人而言至關重要。它是使用者與助行機器人主體之間的橋梁，能夠感知老年人的各種運動行為。因此，如能提供一種捕捉老年人運動行為的方法來感知老年人的運動意向及摔倒趨勢，為老年人提供諸如出行、護理和醫療康復等方面的服務，可以大大提高老年人的生活質量。

老年人在使用各種助行機器人的過程中要不斷地與機器人溝通，人機接口的靈活、簡便易用是助行機器人高效運行的基礎。作為人機交流的通道，觸滑覺是整個移動系統感知使用者意圖的媒介，能夠真實方便地反應使用者的意圖。大部分助行機器人都是通過視覺來判斷老年人狀態的。但是通過視覺技術機器人無法快速準確地跟隨老年人，并對老年人進行扶持，而且這種方法成本太高；相反，觸滑覺技術則能通過力的傳感和滑動趨勢來提供老年人運動行為的信息，而且由于不需要很復雜的設備而價格較低，只有少量的信息需要傳遞和處理而效率很高。

目前，利用觸滑覺來進行相對運動檢測和行走意圖識別的并不多，在助行器具上還未見報道。而現有技術中助行機器人都是通過視覺來判斷老年人狀態和行為采集和處理的數據比較大，無法快速準確的判斷使用者的行為和狀態，所以使用時經常會產生判斷失誤或延遲，這有可能損傷使用者，沒有達到助行機器人助行助老的基本目的。本發明因此而來。

發明內容

本發明目的在于提供一種帶觸滑覺傳感器的多功能助老助行機器人，解決了現有技術中助行機器人經常會產生判斷失誤或延遲給使用者帶來損傷或不能達到助行助老的目的等缺陷。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種帶觸滑覺傳感器的多功能助老助行機器人，包括機器人扶手桿、機器人座椅和控制機器人行走的機器人控制器，其特征在于所述機器人扶手桿上設置與使用者接觸的觸滑覺傳感器，所述觸滑覺傳感器通過信號調理電路與機器人控制器連接，所述機器人控制器根據觸滑覺傳感器采集的傳感器信號對使用者的行為或狀態進行判斷，并驅使機器人產生輔助行為；所述機器人座椅上設置操作桿，所述操作桿與機器人控制器連接接受使用者操作操作桿的操作指令。

優選的，所述機器人包括機器人支架，所述機器人座椅架設在機器人支架上，所述機器人座椅設置有兩支撐臂，所述操作桿固定在支撐臂上。

優選的，所述機器人支架下端設置驅動輪和萬向輪，所述機器人控制器與安裝在驅動輪上的驅動電機連接控制驅動輪；所述驅動輪帶動萬向輪轉動。

優選的，所述機器人扶手桿上端設置觸滑覺傳感器座，所述觸滑覺傳感器安裝在觸滑覺傳感器座上。

優選的，所述機器人扶手桿兩端銷接扶手調節桿；所述機器人支架上銷接安裝有扶手支撐桿，所述扶手調節桿與扶手支撐桿插接。

優選的，所述觸滑覺傳感器為設置在觸滑覺傳感器座上的具有6層結構的PVDF壓電薄膜傳感器，從外而內依次設置表皮層、兩銀電極層、PVDF層、聚酯基片層和安裝層；所述兩銀電極層錯開引出輸出端與信號調理電路電連接，所述傳感器通過安裝層與觸滑覺傳感器座連接固定。

優選的，所述機器人扶手桿上設置兩觸滑覺傳感器座，每個觸滑覺傳感器座上設置三路觸滑覺傳感器，各路觸滑覺傳感器的輸出端分別與各自的信號調理電路連接，并與機器人控制器連接。

優選的，所述機器人控制器外側設置固定在機器人支架上的電池座，所述電池座提供機器人控制器電力，所述機器人控制器包括微處理器、模數轉換器，所述模數轉換器為DSP芯片TMS320F2812的模數轉換(ADC)，與信號調理電路連接，負責處理觸滑覺傳感器采集的傳感器信號，轉換成數字信號，提供給微處理器分析處理；所述微處理器與模數轉換器通訊接受模數轉換器提供的數字信號，對數字信號進行處理，判斷使用者的行為或狀態并傳輸指令給機器人提供輔助行為。

優選的，所述微處理器還接受操作桿傳輸的操作指令，所述微處理器為采用DSP芯片TMS320F2812，所述模數轉換器采用DSP芯片TMS320F2812的模數轉換(ADC)。