本發(fā)明涉及用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人，屬于機(jī)器人設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，自閉癥是廣泛性發(fā)育障礙的一種亞型，以男性多見(jiàn)，起病于嬰幼兒期，主要表現(xiàn)為不同程度的言語(yǔ)發(fā)育障礙、人際交往障礙、興趣狹窄和行為方式刻板。約有3/4的患者伴有明顯的精神發(fā)育遲滯，部分患兒在一般性智力落后的背景下某方面具有較好的能力。該癥患病率3-4/萬(wàn)，但近年報(bào)道有增高的趨勢(shì)，據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院精神健康研究所（nimh）的數(shù)據(jù)，美國(guó)自閉癥患病率在1‰-2‰。國(guó)內(nèi)未見(jiàn)自閉癥的全國(guó)流調(diào)數(shù)據(jù)，僅部分地區(qū)作了相關(guān)報(bào)道，如前幾年報(bào)道，廣東孤獨(dú)癥患病率為0.67%，深圳地區(qū)高達(dá)1.32%。

目前，對(duì)于自閉癥的治療，主要依靠父母的長(zhǎng)期與之交流來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方式，由于父母往往忙于工作，陪孩子的時(shí)間有限，由于自閉癥的治療是一個(gè)長(zhǎng)期恢復(fù)的過(guò)程，因此，對(duì)自閉癥的治療比較有限，影響自閉癥的輔助治療效果。隨著自動(dòng)化設(shè)備以及機(jī)器人的不斷發(fā)展，各種服務(wù)機(jī)器人開(kāi)始顯現(xiàn)，而目前對(duì)于治療自閉癥的機(jī)器人還比較少，因此，研究設(shè)計(jì)一種輔助治療自閉癥的機(jī)器人，對(duì)于治療自閉癥患者具有極其重要的作用。

本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提供用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)自閉癥患者的自動(dòng)輔助治療，實(shí)現(xiàn)與自閉癥患者的自動(dòng)交流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人，其特征在于，其包括視覺(jué)攝像頭、機(jī)器人本體、平衡輪組件、陀螺儀和運(yùn)動(dòng)控制卡，其中，所述視覺(jué)攝像頭設(shè)置在機(jī)器人本體的頭部位置，所述機(jī)器人本體的頭部位置還設(shè)置有語(yǔ)音識(shí)別模塊和錄音與揚(yáng)聲器模塊，所述機(jī)器人本體上設(shè)置有手臂，所述手臂內(nèi)設(shè)置有伸縮運(yùn)動(dòng)組件，所述機(jī)器人本體的下端設(shè)置有所述平衡輪組件，所述機(jī)器人本體的底部中心位置設(shè)置有陀螺儀，所述視覺(jué)攝像頭、平衡輪組件、陀螺儀、伸縮運(yùn)動(dòng)組件、語(yǔ)音識(shí)別模塊和揚(yáng)聲器模塊均與所述運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述平衡輪組件包括兩個(gè)固定輪組件和一個(gè)補(bǔ)償輪組件，其中，兩個(gè)所述固定輪組件分別設(shè)置在所述機(jī)器人本體的前側(cè)兩端，所述補(bǔ)償輪組件設(shè)置在所述機(jī)器人本體的后側(cè)中間位置，兩個(gè)固定輪組件和一個(gè)補(bǔ)償輪組件的布置構(gòu)設(shè)為等邊三角形或者等腰三角形結(jié)構(gòu)，其中，所述補(bǔ)償輪組件上設(shè)置有測(cè)量并向運(yùn)動(dòng)控制卡反饋測(cè)量值的線(xiàn)性伸縮位移傳感器。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述固定輪組件包括輪架一和滾動(dòng)輪一，所述滾動(dòng)輪一采用軸承設(shè)置在輪架一上，所述輪架一設(shè)置在機(jī)器人本體底部?jī)蓚?cè)，所述補(bǔ)償輪組件包括輪架二、滾動(dòng)輪二和直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件，其中，所述滾動(dòng)輪二采用軸承設(shè)置在輪架二上，所述輪架二的頂端固定在直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的固定端，所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的移動(dòng)端設(shè)置在所述機(jī)器人本體上，且所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的移動(dòng)端與所述機(jī)器人本體之間還設(shè)置有壓力傳感器，所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的固定端與直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的移動(dòng)端之間設(shè)置有線(xiàn)性伸縮位移傳感器，所述線(xiàn)性伸縮位移傳感器與運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述伸縮運(yùn)動(dòng)組件包括鉸接連接頭一、轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器、伸縮桿、伸縮氣缸、鉸接連接頭二、控制閥和導(dǎo)向組件，其中，所述鉸接連接頭一的一端與機(jī)器人本體上的肩關(guān)節(jié)鉸接設(shè)置，所述鉸接連接頭一上設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器，所述鉸接連接頭一的另一端與伸縮桿連接，所述伸縮桿與伸縮氣缸的活塞桿固定連接，所述伸縮氣缸上設(shè)置有控制閥，所述伸縮氣缸固定在所述鉸接連接頭二上，所述鉸接連接頭的端部與手臂的肘關(guān)節(jié)采用關(guān)節(jié)軸承連接，所述伸縮桿與所述伸縮氣缸之間設(shè)置有對(duì)伸縮桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向組件，所述手臂的端部設(shè)置有手掌，所述手掌內(nèi)采用指關(guān)節(jié)設(shè)置有手指，所述控制閥控制伸縮氣缸的動(dòng)作，所述控制閥與所述運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向座和導(dǎo)向滑塊，所述導(dǎo)向座固定在所述伸縮氣缸上，且所述導(dǎo)向座沿著伸縮氣缸的軸線(xiàn)方向向所述伸縮桿延伸設(shè)置，所述伸縮桿的側(cè)壁上設(shè)置有導(dǎo)向滑塊，所述導(dǎo)向滑塊與導(dǎo)向座上的滑槽配合滑動(dòng)。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述機(jī)器人本體上還設(shè)置有開(kāi)關(guān)按鈕、音樂(lè)交互按鈕以及交流對(duì)話(huà)按鈕。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)設(shè)置有語(yǔ)音識(shí)別信息、交流語(yǔ)言信息以及表情識(shí)別信息，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)視覺(jué)攝像頭對(duì)客戶(hù)的表情信息采集，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所采集的表情信息實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的語(yǔ)言交流，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，安裝視覺(jué)攝像頭的所述機(jī)器人的頭部采用轉(zhuǎn)動(dòng)球軸承180°旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在機(jī)器人本體上。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述機(jī)器人本體的前部還設(shè)置有顯示模塊以及存儲(chǔ)卡插入模塊，所述顯示模塊至少能夠顯示視覺(jué)攝像頭的采集信息、數(shù)據(jù)庫(kù)信息以及存儲(chǔ)卡的存儲(chǔ)信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)攝像頭和語(yǔ)音模塊實(shí)現(xiàn)了與自閉癥之間的相互交流，機(jī)器人可以根據(jù)患者的面部表情自動(dòng)識(shí)別患者的心情并自動(dòng)識(shí)別患者語(yǔ)言語(yǔ)義，實(shí)現(xiàn)根據(jù)患者的心情來(lái)針對(duì)性的交流，實(shí)現(xiàn)自閉癥患者的輔助治療，本發(fā)明的機(jī)器人還采用陀螺儀以及平衡輪組件，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)姿態(tài)變換，以便于取悅或者相應(yīng)患者的動(dòng)作，同時(shí)，還設(shè)置了伸縮運(yùn)動(dòng)組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)手臂的伸縮控制，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)全天候陪伴自閉癥患者，實(shí)現(xiàn)對(duì)自閉癥患者的針對(duì)性輔助治療。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人的外觀(guān)主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人的平衡輪組件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人的伸縮運(yùn)動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：用于輔助治療自閉癥的機(jī)器人，其特征在于，其包括視覺(jué)攝像頭3、機(jī)器人本體1、平衡輪組件、陀螺儀19和運(yùn)動(dòng)控制卡，其中，所述視覺(jué)攝像頭3設(shè)置在機(jī)器人本體1的頭部位置，所述機(jī)器人本體1的頭部位置還設(shè)置有語(yǔ)音識(shí)別模塊和錄音與揚(yáng)聲器模塊2，所述機(jī)器人本體上設(shè)置有手臂，所述手臂內(nèi)設(shè)置有伸縮運(yùn)動(dòng)組件，所述機(jī)器人本體的下端設(shè)置有所述平衡輪組件，所述機(jī)器人本體的底部中心位置設(shè)置有陀螺儀19，所述視覺(jué)攝像頭、平衡輪組件、陀螺儀、伸縮運(yùn)動(dòng)組件、語(yǔ)音識(shí)別模塊和揚(yáng)聲器模塊均與所述運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接。

其中，如圖1-2，所述平衡輪組件包括兩個(gè)固定輪組件和一個(gè)補(bǔ)償輪組件，其中，兩個(gè)所述固定輪組件分別設(shè)置在所述機(jī)器人本體1的前側(cè)兩端，所述補(bǔ)償輪組件設(shè)置在所述機(jī)器人本體的后側(cè)中間位置，兩個(gè)固定輪組件和一個(gè)補(bǔ)償輪組件的布置構(gòu)設(shè)為等邊三角形或者等腰三角形結(jié)構(gòu)，其中，所述補(bǔ)償輪組件上設(shè)置有測(cè)量并向運(yùn)動(dòng)控制卡反饋測(cè)量值的線(xiàn)性伸縮位移傳感器15。

在本實(shí)施例中，所述固定輪組件包括輪架一8和滾動(dòng)輪一9，所述滾動(dòng)輪一9采用軸承設(shè)置在輪架一8上，所述輪架一8設(shè)置在機(jī)器人本體底部?jī)蓚?cè)，所述補(bǔ)償輪組件包括輪架二13、滾動(dòng)輪二12和直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件，其中，所述滾動(dòng)輪二12采用軸承設(shè)置在輪架二上，所述輪架二12的頂端固定在直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件17的固定端，所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件17的移動(dòng)端18設(shè)置在所述機(jī)器人本體上，且所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的移動(dòng)端與所述機(jī)器人本體之間還設(shè)置有壓力傳感器14，所述直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的固定端與直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件的移動(dòng)端之間設(shè)置有線(xiàn)性伸縮位移傳感器15，所述線(xiàn)性伸縮位移傳感器15與運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接，其中，直線(xiàn)氣動(dòng)補(bǔ)償組件可以采用氣缸，壓力傳感器14可以有效防止壓力過(guò)載。

所述伸縮運(yùn)動(dòng)組件包括鉸接連接頭一20、轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器21、伸縮桿22、伸縮氣缸30、鉸接連接頭二25、控制閥31和導(dǎo)向組件，其中，所述鉸接連接頭一20的一端與機(jī)器人本體上的肩關(guān)節(jié)5鉸接設(shè)置，所述鉸接連接頭一上設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器21，所述鉸接連接頭一20的另一端與伸縮桿22連接，所述伸縮桿22與伸縮氣缸30的活塞桿固定連接，伸縮氣缸內(nèi)設(shè)置有活塞29，所述伸縮氣缸上設(shè)置有控制閥31，所述伸縮氣缸固定在所述鉸接連接頭二25上，所述鉸接連接頭二25的端部與手臂的肘關(guān)節(jié)6采用關(guān)節(jié)軸承連接，所述伸縮桿與所述伸縮氣缸之間設(shè)置有對(duì)伸縮桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向組件，所述手臂的端部設(shè)置有手掌7，所述手掌內(nèi)采用指關(guān)節(jié)設(shè)置有手指，所述控制閥控制伸縮氣缸的動(dòng)作，所述控制閥與所述運(yùn)動(dòng)控制卡控制連接。

如圖3，所述導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向座27和導(dǎo)向滑塊26，所述導(dǎo)向座27固定在所述伸縮氣缸30上，且所述導(dǎo)向座27沿著伸縮氣缸的軸線(xiàn)方向向所述伸縮桿延伸設(shè)置，所述伸縮桿的側(cè)壁上設(shè)置有導(dǎo)向滑塊26，所述導(dǎo)向滑塊26與導(dǎo)向座上的滑槽配合滑動(dòng)。

此外，為了提高交流效果，所述機(jī)器人本體上還設(shè)置有開(kāi)關(guān)按鈕、音樂(lè)交互按鈕以及交流對(duì)話(huà)按鈕。還包括數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)設(shè)置有語(yǔ)音識(shí)別信息、交流語(yǔ)言信息以及表情識(shí)別信息，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)視覺(jué)攝像頭對(duì)客戶(hù)的表情信息采集，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所采集的表情信息實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的語(yǔ)言交流，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。

本發(fā)明的安裝視覺(jué)攝像頭的所述機(jī)器人的頭部采用轉(zhuǎn)動(dòng)球軸承180°旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在機(jī)器人本體上。所述機(jī)器人本體的前部還設(shè)置有顯示模塊4以及存儲(chǔ)卡插入模塊，所述顯示模塊至少能夠顯示視覺(jué)攝像頭的采集信息、數(shù)據(jù)庫(kù)信息以及存儲(chǔ)卡的存儲(chǔ)信息。

本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)攝像頭和語(yǔ)音模塊實(shí)現(xiàn)了與自閉癥之間的相互交流，機(jī)器人可以根據(jù)患者的面部表情自動(dòng)識(shí)別患者的心情并自動(dòng)識(shí)別患者語(yǔ)言語(yǔ)義，實(shí)現(xiàn)根據(jù)患者的心情來(lái)針對(duì)性的交流，實(shí)現(xiàn)自閉癥患者的輔助治療，本發(fā)明的機(jī)器人還采用陀螺儀以及平衡輪組件，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)姿態(tài)變換，以便于取悅或者相應(yīng)患者的動(dòng)作，同時(shí)，還設(shè)置了伸縮運(yùn)動(dòng)組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)手臂的伸縮控制，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)全天候陪伴自閉癥患者，實(shí)現(xiàn)對(duì)自閉癥患者的針對(duì)性輔助治療。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。