一種多功能遠程巡診服務機器人的製作方法

2023-06-01 18:26:01

本實用新型涉及機器人領域，尤其涉及一種多功能遠程巡診服務機器人。

背景技術：

隨著社會經濟和科技的發展，人民生活水平提高以及城鄉居民基本醫療保障體系的不斷完善，人們的醫療需求越來越多。為了滿足社會不同就醫人群的需求，醫院在改革發展中需要加強資源管理，提高服務質量，改善群眾看病就醫體驗，提供人性化的醫療服務。

醫院是人流量較大的場所，需要大量的醫護人員去幫助患者。隨著醫院規模的擴大，醫護人員的負擔不斷增加。有了巡診服務機器人就可以很好的減輕醫護人員的工作負擔，同時提高醫院的工作效率，使不同地區的患者共享優質醫療資源。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在於針對已有技術的不足，提供一種多功能遠程巡診服務機器人，旨在提高醫院的就醫效率問題。

為達到上述目的，本實用新型採用下述技術方案，一種多功能遠程巡診服務機器人，包括機器人本體、手持式移動終端，所述機器人本體內設置有音視頻交互模塊、生理參數採集模塊、環境感知傳感模塊、移動平臺、Kinect傳感模塊、中央控制單元和無線網絡適配器。所述音視頻交互模塊用於醫生與患者的遠程實時視頻交流，實現遠程診斷過程；所述生理參數採集模塊採集患者的人體生理參數（如體溫、血壓等），中央控制單元接收採集的患者生理參數，並打包傳送給無線網絡適配器，所述無線網絡適配器通過路由器及無線網絡將所述患者生理參數發送給所述醫生手持式移動終端，所述醫生手持式移動終端對所述患者生理參數進行分析，提出相關治療建議；所述環境感知傳感模塊通過自身的雷射雷達傳感器與超聲波傳感器探測周圍環境，並將數據傳輸到所述中央控制單元，所述中央控制單元通過這些數據來判斷機器人當前所處位置並將控制信號發送到所述移動平臺，所述移動平臺接收到所述中央控制單元發送的控制信號，對這個信號做出反應，實現機器人行走及避障功能；所述手持式移動終端通過無線網絡與所述機器人中央控制單元相連，可以通過所述手持式移動終端控制機器人。

優選的，所述中央控制單元包括中央控制器及其他配套系統如外設電路、嵌入式工控模塊、人機互動顯示屏、網絡通信系統、內部總線連接，所述中央控制單元需要進行巡診機器人的定位、導航、避障算法、人機互動與任務調度算法的運行。

優選的，所述生理參數採集裝置包括血壓傳感器、體溫傳感器、血氧脈搏傳感器和心率傳感器。

優選的，所述音視頻交互模塊中含有高清攝像頭、麥克風。

優選的，還有一個手持式移動終端中設置有網絡遙控操作模塊，無線連接中央控制單元，使用者通過所述網絡遙控操作模塊可以控制巡診機器人自主移動；還可以通過所述手持式移動終端與巡診機器人進行音視頻交互；所述手持式移動終端可以與巡診機器人進行數據傳輸，巡診機器人可以將採集到的生理參數在手持式移動終端上顯示。

優選的，所述多功能巡診服務機器人還包括電池，用於為所述多功能巡診服務機器人供電。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1.將機器人技術與遠程醫療相結合，開創了一種可以提高醫院工作效率和服務質量的機器人遠程醫療系統。

2. 實現PC終端或手持式移動終端對巡診機器人遠程操作、醫生與病人之間視頻對話、醫生對病人病情遠程監控和實時診斷等功能。內嵌高清視頻、音頻通信系統，以及體溫計等體徵檢測設備，便於醫生與病人之間實時交流。

3.選用低成本環境感知傳感器（例如：低成本雷射雷達等），融合光電裡程計與視覺系統的感知數據，通過後續補償算法軟體實現巡診機器人對病房內外環境的「高可靠」感知以及移動位置的精確定位，並據此設計機器人全局自主導航算法，實現病房複雜環境下對巡診機器人的導航控制。

4.針對醫院複雜多變等特點，開發了機器人跟隨系統。所述Kinect傳感模塊實時監測前方護士的骨骼信息，遇到幹擾能夠正確選擇並持續跟隨，直到護士停止移動。這套系統作為自主導航的備用，在人流量過大，無法進行導航時，可開啟此系統來控制巡診機器人移動。

附圖說明

圖1是本實用新型中多功能巡診服務機器人的優選實施例的結構示意圖；

本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成上訴目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及優選實施例，對本實用新型的具體實施方式、結構、特徵及其功效進行詳細說明。應當理解，本實用新型所描述的具體實施例僅僅用於解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

實施例一：參閱圖1，本多功能遠程巡診服務機器人，包括移動平臺9、音視頻交互模塊2、人機互動顯示屏1、音箱13、Kinect傳感模塊3、生理參數採集模塊4、中央控制單元6、環境感知傳感模塊7、輔助支撐系統5、無線網絡適配器12和電池10；所述音視頻交互模塊2安裝在人機互動顯示屏1上方，音視頻交互模塊輸出口與中央控制單元6輸入口相連；所述Kinect傳感模塊3的輸出口與中央控制單元6輸入口相連；所述環境感知傳感模塊7的輸出口與中央控制單元6的輸入口相連；所述移動平臺9構成機器人底盤，移動平臺9的輸入口與中央控制單元6輸出口相連；所述無線網絡適配器12安裝在中央控制單元6上，為中央控制單元提供無線網絡。所述生理參數採集模塊4與中央控制單元6電相連；所述電池10安裝在移動平臺9上方，為整個機器人提供能源；所述音箱13安裝在輔助支撐系統5，且與中央控制單元6電相連。

在本實施例中，所述中央控制單元6包括中央控制器及其他配套系統如外設電路、嵌入式工控模塊、人機互動顯示屏、網絡通信系統、內部總線連接，所述中央控制單元6用於控制移動平臺9、環境感知傳感模塊7、音視頻交互模塊2及生理參數採集模塊4，這些模塊與中央控制單元6相連，所述中央控制單元需要進行巡診機器人的定位、導航、避障算法、人機互動與任務調度算法的運行。

所述環境感知傳感模塊7包括雷達傳感器11與超聲波傳感器8，所述超聲波傳感器8安裝在巡診服務機器人底盤側壁，雷達傳感器11安裝在巡診服務機器人底盤上方，所述環境感知模塊7主要功能是為中央控制單元6提供位置信息以及障礙物所在地點信息。

此外，所述中央控制單元6與所述電池10連接，用於監控所述電池10的電量，並可以在人機互動顯示屏上顯示當前電池容量，當所述電池10的電量低於預設電量時，會對使用者做出提醒，使用者可以點擊所述人機互動顯示屏1上的自主充電，巡診機器人能夠通過自主導航準確到達充電點，完成自主充電的過程。

所述生理參數採集模塊4包括血壓傳感器、體溫傳感器、血氧脈搏傳感器和心率傳感器，所述生理參數採集模塊4採集到的人體參數將在中央控制單元6進行處理並在人機互動顯示屏1上顯示具體信息。

一種多功能巡診服務機器人需要完成音視頻交互的任務。機器人根據設定好的程序，利用高清攝像頭和麥克風2採集到的數據通過無線網絡適配器12發送到醫生診斷終端，並接受醫生診斷終端發送過來的數據，並在人機互動顯示屏1和音箱13上顯示出來，從而完成了音視頻交互的任務。

一種多功能巡診服務機器人需要完成自主導航的功能。步驟一：打開雷達傳感器11對周圍環境進行構圖並定位，在構圖完成後，將數據傳輸到中央控制單元6，中央控制單元6將地圖顯示在人機互動顯示屏1上，同時還將數據發送到手持式移動終端，步驟二：護士可以在手持式移動終端上顯示的地圖點擊機器人需要巡診的地點，還可以直接在人機互動顯示屏1顯示的地圖選擇地點，步驟三：在選擇好地點之後，中央控制單元6進行計算，選出最好的一條路徑，並將控制信號發送到移動平臺9，控制移動平臺到達指定的地點，步驟四：如果在自主導航的過程中遇到障礙時，超聲波傳感器會對障礙進行距離測量，並將數據傳輸到中央控制單元6，中央控制單元6接收傳感器發送的數據並進行規劃，在距離過近時，會進行自主避障並重新規劃路徑控制移動平臺9到達指定地點。

一種多功能巡診服務機器人需要完成跟隨的功能。步驟一：打開Kinect傳感模塊3記錄機器人需要跟隨目標的骨架信息、坐標以及深度信息，並將這些信息傳輸到中央控制單元6，中央控制單元6記錄下此信息，並發送控制信號到移動平臺9開啟跟隨過程，步驟二：跟隨開啟後，Kinect會不斷記錄前方目標的骨架信息、坐標以及深度信息並發送到中央控制單元6，中央控制單元6對兩次信息進行比對，發生坐標偏移時，即發送控制信號到移動平臺9，直到調製至預設坐標位置，步驟三：在跟隨過程中遇到障礙物時，Kinect傳感模塊會記錄下障礙物的位置信息並發送到中央控制單元6，中央控制單元6通過算法濾去這些障礙物的影響，並控制移動平臺9實現自主避障的功能。