一種可實(shí)現(xiàn)血氧飽和度檢測(cè)的健康服務(wù)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種服務(wù)機(jī)器人，尤其是一種可實(shí)現(xiàn)血氧飽和度檢測(cè)的健康服務(wù)機(jī)器人，屬于服務(wù)機(jī)器人和生命體征參數(shù)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，人們的健康意識(shí)日益增強(qiáng)，隨時(shí)隨地?zé)o負(fù)荷檢測(cè)生理參數(shù)的需求隨之出現(xiàn)，近幾年，發(fā)展迅速的服務(wù)機(jī)器人正是滿足這種需求的理想載體，利用機(jī)器人終端采集用戶的血氧飽和度信息是移動(dòng)醫(yī)療和遠(yuǎn)程醫(yī)療的未來(lái)發(fā)展方向，隨著將血氧檢測(cè)功能移植到服務(wù)機(jī)器人上，一方面可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心腦缺氧疾病、組織性缺氧疾病、呼吸性缺氧疾病和睡眠呼吸暫停綜合癥，方便使用者進(jìn)行自我健康狀況評(píng)估，及早采取措施控制病情，最大程度避免血氧飽和度過(guò)低造成的健康危害或者生命危險(xiǎn)。另一方面，可以為行動(dòng)不便的老人和孩子進(jìn)行隨時(shí)隨地的健康檢測(cè)，并通過(guò)語(yǔ)音的交互、結(jié)果的語(yǔ)音播報(bào)可以很大程度地簡(jiǎn)化操作。
[0003]空氣中的氧氣在人體肺部進(jìn)行交換后進(jìn)入血液，結(jié)合在血紅蛋白上供給到全身，維持細(xì)胞的正常新陳代謝。血氧飽和度(Sp02)用于反映這種血液中含氧水平，血氧飽和度是指血液中氧合血紅蛋白(Hb02)的容量占全部血紅蛋白(Hb)容量的百分比。在正常情況下，人體的血氧飽和度保持在98%，一般不會(huì)低于94%，若血氧飽和度過(guò)低，則表明組織得不到充足的氧，或不能充分利用氧，導(dǎo)致組織的代謝、機(jī)能、甚至形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常變化，缺血缺氧4分鐘即可造成神經(jīng)元的死亡，嚴(yán)重時(shí)可危及生命。因此，對(duì)人體進(jìn)行血氧飽和度的檢測(cè)非常重要。
[0004]目前，血氧飽和度檢測(cè)功能常見(jiàn)于各種監(jiān)護(hù)儀中，為監(jiān)護(hù)、健康評(píng)價(jià)提供了一種客觀的生命體征參數(shù)，然而，這些市場(chǎng)上常見(jiàn)的血氧飽和度檢測(cè)裝置大多采用透射式血氧飽和度檢測(cè)方法，操作不便、舒適度差，會(huì)造成檢測(cè)時(shí)的緊張感，給檢測(cè)者帶來(lái)心理壓力和生理負(fù)荷，從而導(dǎo)致結(jié)果失真，且這些檢測(cè)設(shè)備大多集中在大型醫(yī)院里面，不利于遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的構(gòu)建和移動(dòng)醫(yī)療的便捷指標(biāo)，難以在家庭中推廣，也難以實(shí)現(xiàn)用戶與醫(yī)生進(jìn)行遠(yuǎn)程互動(dòng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種可實(shí)現(xiàn)血氧飽和度檢測(cè)的健康服務(wù)機(jī)器人，該健康服務(wù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)血氧飽和度檢測(cè)，具有良好的人機(jī)交互、便于移動(dòng)、使用方便、使用時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0007]—種可實(shí)現(xiàn)血氧飽和度檢測(cè)的健康服務(wù)機(jī)器人，包括機(jī)器人本體、主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元、醫(yī)療檢測(cè)單元以及電源供電單元；
[0008]所述主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元設(shè)置在機(jī)器人本體上；所述醫(yī)療檢測(cè)單元包括血氧飽和度檢測(cè)裝置，所述血氧飽和度檢測(cè)裝置安裝在機(jī)器人本體的掌心正面，機(jī)器人本體的掌心與用戶掌心貼合時(shí)，喚醒血氧飽和度檢測(cè)裝置以采集用戶的血氧飽和度信息；
[0009]所述主控制單元通過(guò)總線通信協(xié)議和串口通信協(xié)議分別與運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元相連；
[0010]所述電源供電單元用于為主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元供電。
[0011]優(yōu)選的，所述主控制單元包括中央處理器、通用外圍設(shè)備接口模塊、存儲(chǔ)器模塊、通信接口模塊；所述中央處理器通過(guò)通用外圍設(shè)備接口模塊或通信接口模塊接收來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，然后進(jìn)行判斷決策并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器模塊中，所述中央處理器通過(guò)通信接口模塊進(jìn)行指令的收發(fā)，進(jìn)而控制運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元的工作方式。
[0012]優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)控制單元包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、光耦隔離模塊、電機(jī)組和測(cè)速編碼器；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于接收主控制單元發(fā)送的PWM控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，且所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與主控制單元之間通過(guò)光耦隔離模塊隔離；所述測(cè)速編碼器與電機(jī)組相連，用于實(shí)時(shí)反饋電機(jī)組的位置信息和轉(zhuǎn)速信息，實(shí)現(xiàn)電機(jī)組位置和轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制；所述電機(jī)組用于控制機(jī)器人本體的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、腰部轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械臂動(dòng)作以及底盤(pán)運(yùn)動(dòng)。
[0013]優(yōu)選的，所述雙目視覺(jué)捕捉單元選用微軟公司的Kinect體感傳感器，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的導(dǎo)航與定位功能，以及最優(yōu)路徑的規(guī)劃。
[0014]優(yōu)選的，所述人機(jī)交互單元包括觸控顯示模塊和語(yǔ)音交互模塊，所述觸控顯示模塊用于視頻交互以及運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、環(huán)境感知傳感器單元和醫(yī)療檢測(cè)單元的狀態(tài)顯示，還通過(guò)無(wú)線信號(hào)與外部移動(dòng)終端相連；所述語(yǔ)音交互模塊包括語(yǔ)音識(shí)別單元、語(yǔ)音合成單元、語(yǔ)音提示單元，所述語(yǔ)音識(shí)別單元用于識(shí)別來(lái)自用戶的語(yǔ)音指令；所述語(yǔ)音合成單元用于對(duì)識(shí)別的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，合成機(jī)器碼，發(fā)送給主控制單元進(jìn)行決策；所述語(yǔ)音提示單元用于接收主控制單元發(fā)送過(guò)來(lái)的控制指令，對(duì)用戶進(jìn)行語(yǔ)音提示，實(shí)現(xiàn)用戶與機(jī)器人之間的交互功能。
[0015]優(yōu)選的，所述環(huán)境感知傳感器單元包括光電開(kāi)關(guān)、陀螺儀傳感器、觸碰傳感器、紅外傳感器和超聲波傳感器；所述光電開(kāi)關(guān)、觸碰傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器協(xié)同工作，進(jìn)行障礙物的識(shí)別與躲避；所述陀螺儀傳感器對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行姿態(tài)解讀；所述環(huán)境感知傳感器單元采用多傳感器信息融合技術(shù)對(duì)感知回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)主控制單元進(jìn)行反饋控制。
[0016]優(yōu)選的，所述電源供電單元包括充電底座、蓄電池充電接口、蓄電池、電壓變換模塊；所述蓄電池充電接口、蓄電池和電壓變換模塊集成到機(jī)器人本體內(nèi)，所述充電底座固定在室內(nèi)；在機(jī)器人工作時(shí)，所述電壓變換模塊將蓄電池提供的電壓轉(zhuǎn)換成主控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元、雙目視覺(jué)捕捉單元、人機(jī)交互單元和環(huán)境感知傳感器單元所需要的電壓，當(dāng)蓄電池電量低于設(shè)定的閾值時(shí)，機(jī)器人通過(guò)環(huán)境感知傳感器單元自動(dòng)回到充電底座處進(jìn)行充電。
[0017]優(yōu)選的，所述血氧飽和度檢測(cè)裝置包括血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊和電源模塊；所述血氧傳感器與集成模擬前端相連，該血氧傳感器由LED燈和接收頭組成；所述集成模擬前端通過(guò)SPI與混合信號(hào)微控制器相連；所述藍(lán)牙模塊通過(guò)UART與混合信號(hào)微控制器相連，該藍(lán)牙模塊用于與外部設(shè)備連接；所述電源模塊用于為血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號(hào)微控制器、藍(lán)牙模塊、指示燈模塊供電；所述指示燈模塊與混合信號(hào)微控制器相連，用于顯示機(jī)器人處于血氧飽和度檢測(cè)的功能狀態(tài)；
[0018]所述藍(lán)牙模塊包括主控制模塊、射頻核心模塊、通用外圍設(shè)備接口模塊和傳感器接口模塊；所述主控制模塊用于接收、存儲(chǔ)混合信號(hào)微控制器傳來(lái)的信號(hào)，并在信號(hào)需要向外傳輸時(shí)，將信號(hào)傳入射頻核心模塊；所述射頻核心模塊用于在信號(hào)需要向外傳輸時(shí)，接收主控制模塊傳入的信號(hào)，并將信號(hào)由天線向外傳輸；所述通用外圍設(shè)備接口模塊包括導(dǎo)線相連的I2C、UART和SPI ;所述主控制模塊分別通過(guò)導(dǎo)線與射頻核心模塊、通用外圍設(shè)備接口模塊和傳感器接口模塊相連。
[0019]優(yōu)選的，所述集成模擬前端包括多導(dǎo)聯(lián)選擇電路、威爾遜校準(zhǔn)電路、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路和SPI通訊接口，用于對(duì)血氧傳感器采集到的血氧飽和度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；所