CN106182037A - 一种家庭监护机器人及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开的一种家庭监护机器人及其系统，红外探测模块用于探测人体发射出的红外线，超声波传感器用于检测行走机构的移动方向的障碍物位置，第一处理器根据红外探测模块的检测信号获取被监护人的位置信息，通过行走控制模块对行走机构的移动状态进行控制，即在向被监护人位置移动过程中根据超声波传感器的检测信号规避障碍物。通过语音交互模块向被监护人进行自动语音提问，并根据被监护人的回答判断被监护人的基本状态。如果被监护人的处于危险状态，向第一通讯终端发送报警信息。因此，本申请公开一种家庭监护机器人及其系统，不需要被监护人实时携带，就能及时发现被监护人处于危险状态的情况，并对被监护人的危险情况做出反应。

Description

一种家庭监护机器人及其系统

技术领域

本申请涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种家庭监护机器人及其系统。

背景技术

目前，与HHCE(Home Health Care Engineering，家庭医疗保健工程)相关的医疗仪器，即HHCE设备，处在一个初始发展阶段。HHCE的兴起表达了人类对健康的重视。HHCE作为一门正在兴起的学科，正随人类对健康的重视和国内外科技的发展而逐渐走进人类的生活中。HHCE的出现符合21世纪的社会老龄化、医疗费用日益高涨以及人们生活健康质量高要求的趋势。现有的HHCE设备，需要被监护人在人体某些部位实时携带诊断仪器，才能对被监护人的危险情况做出反应。但是，被监护的人在频繁活动的时间段，实时携带诊断仪器十分不便，致使用户体验较差。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种家庭监护机器人及其系统，欲实现自动寻找被监护人，检测被监护人的健康状态的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种家庭监护机器人，包括：电池组，行走机构，第一处理器，分别与所述第一处理器连接的第一数据采集卡、行走控制模块和第一无线通讯模块，以及分别与所述第一数据采集卡连接的超声波传感器和红外探测模块，其中，

所述电池组为所述行走机构、所述第一处理器、所述第一数据采集卡、所述行走控制模块、所述第一无线通讯模块、所述超声波传感器和所述红外探测模块供电；

所述红外探测模块用于探测人体发射出的红外线，所述超声波传感器用于检测所述行走机构的移动方向的障碍物位置，所述第一处理器接收所述第一数据采集卡从所述超声波传感器和所述红外探测模块中采集的检测信号，并通过所述行走控制模块对所述行走机构的移动状态进行控制，所述第一无线通讯模块用于与第一通讯终端进行通讯，所述语音交互模块用于音频的输入和输出。

优选的，所述家庭监护机器人还包括：与所述第一数据采集卡连接的摄像模块，所述第一处理器接收所述第一数据采集卡从所述摄像模块采集的视频流，并通过所述第一无线通讯模块发送至所述第一通讯终端。

优选的，所述家庭监护机器人还包括：与所述第一处理器连接的图像显示模块，所述图像显示模块用于显示所述第一通讯终端的摄像模块采集的视频流。

优选的，所述第一无线通讯模块为：WIFI无线通信模块。

优选的，所述家庭监护机器人还包括：与所述第一数据采集卡连接的心跳检测模块、血压检测模块和/或呼吸检测模块。

优选的，所述家庭监护机器人还包括：与所述第一处理器连接的弹出式药箱。

优选的，所述家庭监护机器人还包括：与所述第一处理器连接的存储器。

一种家庭监护机器人系统，包括基座设备和上述家庭监护机器人，其中，

所述基座设备包括：分别与电源连接的充电连接装置和第二处理器，与所述第二处理器连接的第二数据采集卡，以及分别与所述第二数据采集卡连接的红外线发射装置、充电控制模块、电压检测传感器和第二无线通讯模块；

所述家庭监护机器人还包括：与所述第一数据采集卡连接的第三无线通讯模块；

所述第二无线通讯模块与所述第三无线通讯模块之间通讯连接，实现所述基座设备与所述家庭监护机器人之间的距离定位。

优选的，所述第二无线通讯模块为蓝牙无线通讯模块，所述第三无线通讯模块为蓝牙无线通讯模块。

优选的，所述第二无线通讯模块为WIFI无线通讯模块，所述第三无线通讯模块为WIFI无线通讯模块。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的一种家庭监护机器人及其系统，红外探测模块用于探测人体发射出的红外线，超声波传感器用于检测行走机构的移动方向的障碍物位置，第一处理器接收第一数据采集卡从超声波传感器和红外探测模块中采集的检测信号，根据红外探测模块的检测信号获取被监护人的位置信息，通过行走控制模块对行走机构的移动状态进行控制，即根据超声波传感器的检测信号在向被监护人位置移动过程中规避障碍物。通过语音交互模块向被监护人进行自动语音提问，并根据被监护人的回答判断被监护人的基本状态。如果被监护人的处于危险状态，向第一通讯终端发送报警信息。因此，本申请公开一种家庭监护机器人及其系统，不需要被监护人实时携带，就能及时发现被监护人处于危险状态的情况，并对被监护人的危险情况做出反应，使用起来更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例公开的一种家庭监护机器人的原理示意图；

图2为本实施例公开的另一种家庭监护机器人的原理示意图；

图3为本实施例公开的另一种家庭监护机器人的原理示意图；

图4为本实施例公开的一种家庭监护机器人系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本实施例公开一种家庭监护机器人，参见图1所示，包括：电池组(未示出)，行走机构1，第一处理器2，分别与第一处理器2连接的第一数据采集卡3、行走控制模块4和第一无线通讯模块5，以及分别与第一数据采集卡3连接的超声波传感器6、红外探测模块7和语音交互模块8，其中，

电池组为行走机构1、第一处理器2、第一数据采集卡3、行走控制模块4、第一无线通讯模块5、超声波传感器6、红外探测模块7和语音交互模块8供电。优选的，电池组由锂电池组成，为各个电子元件提供稳定电源。

红外探测模块7用于探测人体发射出的红外线，第一处理器3接收第一数据采集卡3从红外探测模块7中采集的检测信号，获取被监护人的位置信息。红外探测模块7的具体电路为现有技术，本申请不再赘述。

超声波传感器6用于检测行走机构1的移动方向的障碍物位置，第一处理器2接收第一数据采集卡3从超声波传感器6中采集的检测信号，并通过行走控制模块4对行走机构1的移动状态进行控制，进而向被监控人位置移动，在向被监护人位置移动过程中，根据超声波传感器6的检测信号进行障碍物规避。利用超声波传感器进行障碍物规避为现有技术，本申请不在赘述。

语音交互模块8用于音频的输入和输出。语音交互模块8包括喇叭和话筒，喇叭用于音频输出，话筒用于音频输入。第一无线通讯模块5用于与第一通讯终端进行通讯。具体的，第一通讯终端可由用户根据需要设定，可以为预设的备用联系人的手机，也可以是预设的备用联系人的其他通讯终端，也可以是预设定点医疗机构的远程监控中心的电脑。

本申请公开的一种家庭监护机器人，红外探测模块7用于探测人体发射出的红外线，超声波传感器6用于检测行走机构的移动方向的障碍物位置，第一处理器2接收第一数据采集卡3从超声波传感器6和红外传感器7中采集的检测信号，根据红外探测模块7的检测信号获取被监护人的位置信息，通过行走控制模块4对行走机构1的移动状态进行控制，即根据超声波传感器6的检测信号在向被监护人位置移动过程中规避障碍物。通过语音交互模块8向被监护人进行自动语音提问，并根据被监护人的回答判断被监护人的基本状态。如果被监护人的处于危险状态，向第一通讯终端发送报警信息。因此，本实施例公开一种家庭监护机器人，不需要被监护人实时携带，就能及时发现被监护人处于危险状态的情况，并对被监护人的危险情况做出反应。

启动家庭监护机器人方式可以为如下多种：

正常启动方式：每隔预设周期，家庭监护机器人自动启动，先通过红外探测模块7探测被监护人位置，探测到被监护人位置后，向被监护人位置移动，在距离被监护人位置到达设定距离后停止，通过语音交互模块向被监护人进行语音提问，根据被监护人的回答判断被监护人的基本状态。具体的提问问题包括“现在身体感觉好吗？”等，如果接收到肯定回答则判断被监护人状态很好，如果接收到的否定回答，或者在反复提问后接收不到回答信息，则判断被监护人处于危险状态。在判断出被监护人处于危险状态后，向预设的第一通讯终端发送报警信息，第一通讯终端可以是一个备用联系人的通讯设备，也可以多个备用联系人各自的通讯设备，以保证被监护人能得到及时救治。

紧急情况启动方式：当接收到如“哎呀”、“救命”、“来人呀”等敏感词语，以及“启动”等语音控制声音时，家庭监护机器人自动启动，寻找被监护人，判断被监护人的基本状态，在判断出被监护人处于危险状态后，向第一通讯终端发送报警信息。

远程控制启动方式：接收到通讯终端(例如手机)的控制指令后，家庭监护机器人启动，寻找被监护人，并可以通过语音交互模块8输出终端发送的音频，以及将通过语音交互模块8接收到的音频发送至通讯终端，实现远程语音通讯，进而更加准确的判断被监护人的基本状态。

行走机构1可以包括四个车轮，四个车轮中两个车轮为活动轮用于改变移动方向，另外两个为固定轮，以承重平衡为主。行走机构1也可以包括三个车轮，前端一个车轮居中为活动轮用于改变移动方向，另外两个为固定轮，以承重平衡为主。在车轮的相应位置设置转速传感器用于检测车轮转速，进而判断家庭监护机器人的移动速度。设置电流传感器判断驱动车轮转动的电机的电流大小，进而判断家庭监护机器人的负载大小以及移动受阻状态。

实施例二

本实施例公开另一种家庭监护机器人，参见图2所示，相对于实施例一公开的家庭监护机器人，为更好的对被监护人的基本状态进行监护，本实施例公开的家庭监护机器人还设置与第一数据采集卡3连接的摄像模块19，第一处理器2接收第一数据采集卡3从摄像模块19采集的视频流，并通过第一无线通讯模块5发送至第一通讯终端。第一通讯终端根据接收到的视频信息，实时控制家庭监护机器人的移动状态，寻找被监护人。需要说明的是，在通过第一通讯终端控制家庭监护机器人移动状态的过程中，红外探测模块和超声波传感器停止工作。

为实现远程视频交流，本实施例公开家庭监护机器人还设置与第一处理器2连接的图像显示模块20，图像显示模块20用于显示第一通信终端的摄像模块采集的视频流。这样被监护人也可以通过图像显示模块20观看到第一通讯终端的摄像模块采集的视频信息，便于被监护人与备用联系人之间的交流。具体的第一无线通讯模块为WIFI无线通信模块。

通过摄像模块19、图像显示模块20和语音交互模块8实现远程诊断，指导被监护人完成相应自救、自处理工作，同时根据紧急情况决定迅速派出救护队救护。

红外探测模块7通过红外线成像探测是否有热源和热源基本形状，进而能够区分生物和非生物体。为了更加精确判断是否是被监护人，通过摄像模块19采集的视频流，进行进一步的图像轮廓识别，判断是否存在人形。通过语音交互模块8和图像显示模块20确认被监护人和被监护人的状态。

实施例三

本实施例公开另一种家庭监护机器人，参见图3所示，相比于实施例一公开的内容，该家庭监护机器人还包括：与分别与第一数据采集卡连接的心跳检测模块9、血压检测模块10和/或呼吸检测模块11。被监护人在日常生活中，可以利用心跳检测模块、血压检测模块和/或呼吸检测模块对自己的健康状态进行检测。还可以将检测结果发送至第一通信终端，备用联系人(具体的可以是医生)根据检测结果判断被监护人的健康状态，并利用图像显示模块20、摄像模块19以及语音交互模块8与被监护人进行交流。

具体的，根据具体家庭需要选择安装配备，安装在家庭监护机器人的腹部，打开外部检测仪器门，即可取出使用，使用后放入，关闭外部检测仪器门。心跳检测模块9由电子听诊器和数据传输接口组成，电子听诊器进行心跳数据采集，通过数据传输接口发送至第一数据采集卡3，并在第一处理器2中完成数据分析；血压检测模块10由电子血压检测计和数据传输接口组成，电子血压检测计进行血压数据采集，并通过数据传输接口发送至第一数据采集卡3，然后在第一处理器2中完成数据分析；呼吸检测模块11由电子呼吸器和数据传输接口组成，电子呼吸器进行呼吸数据采集，并通过数据传输接口发送至第一数据采集卡3，然后在第一处理器2中完成数据分析。以上仪器(电子听诊器，电子血压检测计和电子呼吸器)均是国家认定的标准便携式仪器，通过数据传输接口将数据传入家庭监护机器人的第一处理器，完成显示、存储、分析、判断和指示。通过摄像模块19、图像显示模块20和语音交互模块8提示被监护人如何操作以上设备完成基本检测。

为便于疾病的后期针对性救治，家庭监护机器人还可以设置与第一处理器连接的存储器，用于存储通过语音交互模块9输入和输出的音频信息。

家庭监护机器人还包括与第一处理器连接的弹出式药箱，通过电机带动打开，药箱中可以放置紧急内服药，比如速效救心丸、哮喘药、止疼药等，外用治疗基本用具，比如绷带、消毒液、止血贴、风油精等。通过摄像模块19、图像显示模块20和语音交互模块8提示被监护人如何服药和包扎。

实施例四

本实施例还公开一种家庭监护机器人系统，参见图4所示，包括基座设备和上述家庭监护机器人，其中，

基座设备包括：分别与电源连接的充电连接装置(未示出)和第二处理器12，与第二处理器12连接的第二数据采集卡13，以及分别与第二数据采集卡13连接的红外线发射装置14、充电控制模块15、电压检测传感器16和第二无线通讯模块17；

家庭监护机器人还包括：与所述第一数据采集卡3连接的第三无线通讯模块18，第二无线通讯模块17与第三无线通讯模块18之间通讯连接，实现基座设备与家庭监护机器人之间的距离定位。具体的第二无线通讯模块17和第三无线通讯模块18均为蓝牙无线通讯模块，或者，第二无线通讯模块17和第三无线通讯模块18均为WIFI无线通讯模块。

在家庭监护机器人需要充电时，先进行第二无线通讯模块17与第三无线通讯模块18之间的通讯连接，实现基座设备与家庭监护机器人之间的距离定位，引导家庭监护机器人靠近基座设备，在与基座设备的距离小于预设距离阈值后，启动红外线发射装置14，引导家庭监护机器人摆正位置后，进入基座，推动家庭监护机器人的充电头进入基座设备的充电连接装置11完成连接，进行充电。自动充电过程，本申请做了简单介绍，对于基座设备充电电路结构、以及家庭监护机器人与基座设备之间对接充电的过程均为现有技术，本申请不再赘述。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种家庭监护机器人，其特征在于，包括：电池组，行走机构，第一处理器，分别与所述第一处理器连接的第一数据采集卡、行走控制模块和第一无线通讯模块，以及分别与所述第一数据采集卡连接的超声波传感器和红外探测模块，其中，

所述电池组为所述行走机构、所述第一处理器、所述第一数据采集卡、所述行走控制模块、所述第一无线通讯模块、所述超声波传感器和所述红外探测模块供电；

所述红外探测模块用于探测人体发射出的红外线，所述超声波传感器用于检测所述行走机构的移动方向的障碍物位置，所述第一处理器接收所述第一数据采集卡从所述超声波传感器和所述红外探测模块中采集的检测信号，并通过所述行走控制模块对所述行走机构的移动状态进行控制，所述第一无线通讯模块用于与第一通讯终端进行通讯，所述语音交互模块用于音频的输入和输出。

2.根据权利要求1所述的家庭监护机器人，其特征在于，还包括：与所述第一数据采集卡连接的摄像模块，所述第一处理器接收所述第一数据采集卡从所述摄像模块采集的视频流，并通过所述第一无线通讯模块发送至所述第一通讯终端。

3.根据权利要求2所述的家庭监护机器人，其特征在于，还包括：与所述第一处理器连接的图像显示模块，所述图像显示模块用于显示所述第一通讯终端的摄像模块采集的视频流。

4.根据权利要求1所述的家庭监护机器人，其特征在于，所述第一无线通讯模块为：WIFI无线通信模块。

5.根据权利要求1所述的家庭监护机器人，其特征在于，还包括：与所述第一数据采集卡连接的心跳检测模块、血压检测模块和/或呼吸检测模块。

6.根据权利要求1所述的家庭监护机器人，其特征在于，还包括：与所述第一处理器连接的弹出式药箱。

7.根据权利要求1所述的家庭监护机器人，其特征在于，还包括：与所述第一处理器连接的存储器。

8.一种家庭监护机器人系统，其特征在于，包括基座设备和如权利要求1～7任意一项所述的家庭监护机器人，其中，

所述基座设备包括：分别与电源连接的充电连接装置和第二处理器，与所述第二处理器连接的第二数据采集卡，以及分别与所述第二数据采集卡连接的红外线发射装置、充电控制模块、电压检测传感器和第二无线通讯模块；

所述家庭监护机器人还包括：与所述第一数据采集卡连接的第三无线通讯模块；

所述第二无线通讯模块与所述第三无线通讯模块之间通讯连接，实现所述基座设备与所述家庭监护机器人之间的距离定位。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二无线通讯模块为蓝牙无线通讯模块，所述第三无线通讯模块为蓝牙无线通讯模块。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二无线通讯模块为WIFI无线通讯模块，所述第三无线通讯模块为WIFI无线通讯模块。