[發(fā)明專利]一種護(hù)理機(jī)器人及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911125792.4
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110802614A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦統(tǒng)云
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大成有方數(shù)據(jù)科技有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16;B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32267
• 代理人: 馬廣旭

本發(fā)明屬于護(hù)理機(jī)器人領(lǐng)域，具體的公開了一種護(hù)理機(jī)器人及其工作方法；包括機(jī)械臂（1）、核心控制模塊（2）、驅(qū)動模塊（3）、感知模塊（4）、接口電路模塊（5）和通信系統(tǒng)模塊（6），本發(fā)明所述機(jī)器人能夠幫助醫(yī)護(hù)人員運(yùn)送各種醫(yī)用設(shè)備、實(shí)驗工具以及清理醫(yī)院中垃圾，還能給病房中患者運(yùn)送食品、送檢驗結(jié)果或者送藥品等工作，大大緩解醫(yī)療機(jī)構(gòu)或者養(yǎng)老機(jī)構(gòu)中人手不足的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于護(hù)理機(jī)器人領(lǐng)域，具體的公開了一種護(hù)理機(jī)器人及其工作方法。

技術(shù)背景

目前全國許多醫(yī)院和養(yǎng)老院普遍存在著護(hù)士數(shù)量不足的問題。中國醫(yī)學(xué)會曾發(fā)表文章稱，目前中國醫(yī)護(hù)人員數(shù)量缺口很大，全國很多醫(yī)院護(hù)士數(shù)量達(dá)不到配置標(biāo)準(zhǔn)。全球人均護(hù)士數(shù)量中國排在第 197 名，處于倒數(shù)位置。在全國各地醫(yī)院和養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，許多醫(yī)護(hù)人員需要照顧二十多名患者，甚至有些醫(yī)院出現(xiàn)一名醫(yī)護(hù)人員要同時照顧三、四十位病人的現(xiàn)象 。一方面是許多醫(yī)院和養(yǎng)老院存在著護(hù)士數(shù)量的嚴(yán)重不足，另一方面是醫(yī)院和養(yǎng)老院里很多醫(yī)護(hù)人員每天要做大量重復(fù)性工作，例如給病人送藥，送病歷，送報表或者試驗結(jié)果等。這些工作嚴(yán)重的占用醫(yī)護(hù)人員大量的體力與精力，從而造成工作效率降低，導(dǎo)致許多醫(yī)護(hù)人員不能將更多的精力放在關(guān)注病人治療和病情恢復(fù)上，因此急需一種實(shí)用的護(hù)理機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述不足，本發(fā)明提供一種工業(yè)移動機(jī)器人的控制系統(tǒng)及其工作方法，本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，功能強(qiáng)大，靈活性高，可以應(yīng)用于多種工業(yè)場景。

為實(shí)現(xiàn)上述目，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種護(hù)理機(jī)器人，包括以下模塊：機(jī)械臂、核心控制模塊、驅(qū)動模塊、感知模塊、接口電路模塊和通信系統(tǒng)模塊；所述機(jī)械臂使用選用五個 MG995 型號舵機(jī)組成的五自由度組合裝置；所述核心控制模塊使用ALTERA DE2 控制板；所述驅(qū)動模塊采用獨(dú)立驅(qū)動的四輪結(jié)構(gòu)，其動力源來自機(jī)器人平臺左右兩側(cè)的驅(qū)動電機(jī)；所述感知模塊包括光電碼盤、地磁傳感器、超聲波傳感器、視覺傳感器；所述接口電路模塊包括接口電路、電源轉(zhuǎn)換電路、電源過流保護(hù)電路；所述通信系統(tǒng)模塊選用冰河無線 APC200A-43 無線通信系統(tǒng)。視覺傳感器可以選擇OV7725 視覺傳感器， OV7725 是一款集成 1/4 英寸單芯片 VGA 相機(jī)以及圖像處理器的高性能傳感器。它具有操作方便、適用范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快等特點(diǎn)，能夠自動調(diào)節(jié)邊緣的增強(qiáng)、自動調(diào)節(jié)噪聲的抑制。

進(jìn)一步的，上述一種護(hù)理機(jī)器人，所述機(jī)械臂最低端為基座，將整個機(jī)械臂固定在護(hù)理機(jī)器人頂部，中間各關(guān)節(jié)通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)角度來操縱機(jī)械臂進(jìn)行不同的動作，最末端為手型抓取器。該機(jī)械臂具有精度較高、操作方便、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，是服務(wù)型機(jī)器人常用的一種舵機(jī)裝置作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂的精確控制是通過五個舵機(jī)的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度來完成的。

進(jìn)一步的，上述一種護(hù)理機(jī)器人，所述感知模塊中的光電碼盤為含有 12 個光柵格的增量式光電碼盤，與空心杯減速電機(jī)結(jié)合在一起的，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時帶動光電碼盤一塊旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行碼盤同步計數(shù)。光電碼盤柵格兩側(cè)分別有一對光敏感的傳感器，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時帶動光電碼盤一起旋轉(zhuǎn)，光敏感傳感器通過捕捉明暗相間的光線數(shù)目達(dá)到測量電機(jī)轉(zhuǎn)過圈數(shù)的功能。

進(jìn)一步的，上述一種護(hù)理機(jī)器人，所述驅(qū)動模塊的四輪結(jié)構(gòu)為左右安裝的兩個驅(qū)動輪和前后安裝的兩個萬向輪。

進(jìn)一步的，上述一種護(hù)理機(jī)器人，所述感知模塊中的地磁傳感器選用MAG3110 地磁傳感器，所述MAG3110 地磁傳感器首先測量機(jī)器人周圍磁場，通過各個坐標(biāo)系上磁敏感軸測出地磁分量值，再經(jīng)過計算和誤差校正，可以得到載體與地磁北的夾角，通過校正磁偏角得到護(hù)理機(jī)器人準(zhǔn)確的航向角。MAG3110 是一款對空間三軸方向地磁敏感的微小型地磁傳感器，對周圍的地磁信息比較敏感。測試范圍為-1000uT~+1000uT，它的靈敏度為0.10uT，符合本系統(tǒng)中采用MAG3110 地磁傳感器測量護(hù)理機(jī)器人航向角的要求。