[發(fā)明專利]一種家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811436135.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109227575A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉利;史穎剛;徐力;王勇;薛志;覃嘉菘;李昕宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J11/00
• 分類號(hào): B25J11/00;B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，包括主控制器，以及和所述主控制器連接的機(jī)械臂控制模塊、末端執(zhí)行器控制模塊、底盤控制模塊、遠(yuǎn)程通訊模塊和機(jī)器視覺(jué)模塊，所述主控制器和被急救者身上的可穿戴設(shè)備通信連接，所述可穿戴設(shè)備內(nèi)置脈搏傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述末端執(zhí)行器控制模塊包括末端執(zhí)行控制器，所述末端執(zhí)行控制器與所述主控制器連接，所述末端執(zhí)行控制器通過(guò)相對(duì)應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與相對(duì)應(yīng)的腕部電機(jī)連接；右腕部電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)，和機(jī)器人右機(jī)械臂末端的仿人形手掌連接，所述仿人形手掌上設(shè)置有氧氣罩；左腕部電機(jī)是直線馬達(dá)，通過(guò)球鉸鏈和按壓板連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氧氣罩通過(guò)軟管與機(jī)器人身體上的氧氣瓶連接，所述氧氣瓶上的流量調(diào)節(jié)器與所述末端執(zhí)行控制器連接；所述按壓板下表面設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述末端執(zhí)行控制器連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器視覺(jué)模塊包括攝像頭、圖像采集卡和圖像處理器，所述圖像處理器和所述主控制器連接，所述攝像頭設(shè)置在機(jī)器人頭部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂控制模塊包括機(jī)械臂控制器，所述機(jī)械臂控制器與所述主控制器連接，所述機(jī)械臂控制器與左臂驅(qū)動(dòng)單元和右臂驅(qū)動(dòng)單元連接，所述左臂驅(qū)動(dòng)單元和右臂驅(qū)動(dòng)單元分別驅(qū)動(dòng)機(jī)器人左機(jī)械臂和右機(jī)械臂的各關(guān)節(jié)電機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的家庭急救機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器通過(guò)WIFI模塊和被急救者身上的可穿戴設(shè)備通信連接，所述WIFI模塊包括設(shè)置在機(jī)器人上的WIFI接收端和所述可穿戴設(shè)備上的WIFI發(fā)射端。

7.一種家庭急救機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，穿在被急救者身上的可穿戴設(shè)備通過(guò)其內(nèi)置的脈搏傳感器監(jiān)測(cè)被急救者的脈搏信息，并將脈搏異常的信息發(fā)送給機(jī)器人的主控制器，所述主控制器接收所述可穿戴設(shè)備發(fā)送來(lái)的脈搏異常信息并通過(guò)遠(yuǎn)程通訊模塊向被急救者家屬發(fā)送警報(bào)信息；

步驟二，所述可穿戴設(shè)備將被急救者的位置信息發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器根據(jù)被急救者的位置信息，命令底盤控制模塊驅(qū)動(dòng)底盤上的全向輪帶動(dòng)所述機(jī)器人到達(dá)被急救者旁邊；

步驟三，所述主控制器命令機(jī)器視覺(jué)模塊進(jìn)行人體位姿觀測(cè)，所述機(jī)器視覺(jué)模塊將人體位姿信息發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器根據(jù)被急救者的人體位姿信息發(fā)出指令給機(jī)械臂控制模塊和末端執(zhí)行器控制模塊，所述機(jī)械臂控制模塊和末端執(zhí)行器控制模塊調(diào)用左右兩機(jī)械臂和左右兩機(jī)械臂末端的末端執(zhí)行器將患者移動(dòng)到合適的位置并實(shí)施心臟復(fù)蘇按壓和模擬人工呼吸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的家庭急救機(jī)器人的控制方法，其特征在于，上述步驟一中，所述可穿戴設(shè)備通過(guò)WIFI發(fā)射端將脈搏異常的信息發(fā)送到機(jī)器人的WIFI接收端，所述WIFI接收端將脈搏異常的信息傳送給所述主控制器，所述主控制器通過(guò)GSM模塊向被急救者家屬發(fā)送警報(bào)信息。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的家庭急救機(jī)器人的控制方法，其特征在于，上述步驟二中，所述可穿戴設(shè)備內(nèi)置的UWB定位標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)射脈沖，不斷和室內(nèi)布置的四個(gè)已知坐標(biāo)的UWB定位基站進(jìn)行測(cè)距，并通過(guò)精確算法得到所述UWB定位標(biāo)簽的位置信息，所述可穿戴設(shè)備通過(guò)WIFI發(fā)射端將所述UWB定位標(biāo)簽的位置信息發(fā)送給機(jī)器人的WIFI接收端，所述WIFI接收端將所述UWB定位標(biāo)簽的位置信息傳送給所述主控制器，所述主控制器根據(jù)所述UWB定位標(biāo)簽的位置信息，并配合機(jī)器人頭部的激光雷達(dá)，命令底盤控制器驅(qū)動(dòng)底盤上的全向輪帶動(dòng)所述機(jī)器人到達(dá)被急救者旁邊。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的家庭急救機(jī)器人的控制方法，其特征在于，上述步驟三中，所述機(jī)器視覺(jué)模塊依次識(shí)別被急救者人臉特征點(diǎn)和胸部按壓位置，并將人臉特征點(diǎn)信息和胸部按壓位置信息發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器根據(jù)人臉特征點(diǎn)信息發(fā)出指令給末端執(zhí)行控制器，所述末端執(zhí)行控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)器人右腕部步進(jìn)電機(jī)，使氧氣罩貼合被急救者口鼻，并控制流量調(diào)節(jié)器氧流量為1~3L/分，吸入氧濃度為25%~35%；所述主控制器根據(jù)胸部按壓位置信息發(fā)出指令給所述末端執(zhí)行控制器，所述末端執(zhí)行控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)器人左腕部直線馬達(dá)，使按壓板的按壓頻率達(dá)到100~120 次/分，按壓板釋放時(shí)間與按壓時(shí)間比例為1：1，所述末端執(zhí)行控制器通過(guò)壓力傳感器控制按壓板每次的按壓深度至少達(dá)到5cm，每次釋放要讓胸廓回彈復(fù)位。