一種可實現腦電檢測的健康服務機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種服務機器人，尤其是一種可實現腦電檢測的健康服務機器人，屬于服務機器人和生命體征參數檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，人們的健康意識日益增強，隨時隨地無負荷檢測生理參數的需求隨之出現，近幾年，發展迅速的服務機器人正是滿足這種需求的理想載體，利用機器人終端采集用戶的腦電信息是移動醫療和遠程醫療的未來發展方向，隨著將腦電檢測功能移植到服務機器人上，并且深度整合成熟的可穿戴醫療產品，一方面可以實時監測癲癇、精神性疾病，對腦外疾病如代謝和內分泌紊亂及中毒等所引起的中樞神經系統變化進行監測，方便使用者進行自我健康狀況評估，及時獲得發病信息，從而及早采取救治措施，減輕痛苦，降低健康危害，甚至是生命危險，同時，可以進行睡眠監護，通過連續的腦電信號采集，能夠幫助使用者分析自己的睡眠狀態，從而為睡眠障礙疾病和睡眠呼吸暫停綜合癥的預防和診治提供依據。另一方面，能夠客觀地監測生理與心理疲勞，更直接地反映大腦本身的活動，形成警覺度客觀的判別模型，實現疾病和危險因素的預警。
[0003]目前市場上還未出現將腦電檢測與服務機器人結合的新型醫療產品。當前市場上已經出現了一系列可穿戴式腦電檢測裝置，但大部分都采取由多電極形成的多個通道組成的腦電采集系統，并通過設備轉接線連接到腦電圖儀進行顯示，這種連接的局限性使得腦電電極放置難以獨立完成，同時會很大程度地限制腦電的實時監測和穩定性，從而影響到監測結果的準確性和實時性。結合可穿戴技術的可實現腦電檢測的健康服務機器人，可以為行動不便的老人和孩子進行隨時隨地的健康檢測，并通過語音的交互、結果的語音播報進一步簡化操作。
[0004]目前，腦電檢測功能常見于各種監護儀或者監測儀中，為監護、健康評價提供了一種客觀的生命體征參數，然而，這些市場上常見的腦電檢測裝置大多采用多導聯腦電檢測方法，不僅體積大、操作不便、舒適度差，更會造成檢測時的緊張感，給檢測者帶來心理壓力和生理負荷，從而導致結果失真，且這些檢測設備大多集中在大型醫院里面，不利于遠程醫療系統的構建和移動醫療的便捷指標，難以在家庭中推廣，也難以實現用戶與醫生進行遠程互動。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種可實現腦電檢測的健康服務機器人，該健康服務機器人可以實現腦電檢測，具有良好的人機交互、便于移動、使用方便、使用時間長的優點。
[0006]本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到:
[0007]—種可實現腦電檢測的健康服務機器人，包括機器人本體、主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元、電源供電單元以及醫療檢測單元；
[0008]所述主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和電源供電單元設置在機器人本體上；所述醫療檢測單元包括獨立于機器人本體的腦電檢測裝置；
[0009]所述主控制單元通過總線通信協議和串口通信協議分別與運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元相連；
[0010]所述電源供電單元用于為主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元和環境感知傳感器單元供電。
[0011]優選的，所述主控制單元包括中央處理器、通用外圍設備接口模塊、存儲器模塊、通信接口模塊；所述中央處理器通過通用外圍設備接口模塊或通信接口模塊接收來自運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元的數據信息，對數據進行整合處理，然后進行判斷決策并將數據存儲在存儲器模塊中，所述中央處理器通過通信接口模塊進行指令的收發，進而控制運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元的工作方式。
[0012]優選的，所述運動控制單元包括電機驅動模塊、光耦隔離模塊、電機組和測速編碼器；所述電機驅動模塊用于接收主控制單元發送的PWM控制信號，驅動電機組轉動，且所述電機驅動模塊與主控制單元之間通過光耦隔離模塊隔離；所述測速編碼器與電機組相連，用于實時反饋電機組的位置信息和轉速信息，實現電機組位置和轉速的閉環控制；所述電機組用于控制機器人本體的頭部轉動、腰部轉動、機械臂動作以及底盤運動。
[0013]優選的，所述雙目視覺捕捉單元選用微軟公司的Kinect體感傳感器，用于實現機器人的導航與定位功能，以及最優路徑的規劃。
[0014]優選的，所述人機交互單元包括觸控顯示模塊和語音交互模塊，所述觸控顯示模塊用于視頻交互以及運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元的狀態顯示，還通過無線信號與外部移動終端相連；所述語音交互模塊包括語音識別單元、語音合成單元、語音提示單元，所述語音識別單元用于識別來自用戶的語音指令；所述語音合成單元用于對識別的語音數據進行處理，合成機器碼，發送給主控制單元進行決策；所述語音提示單元用于接收主控制單元發送過來的控制指令，對用戶進行語音提示，實現用戶與機器人之間的交互功能。
[0015]優選的，所述環境感知傳感器單元包括光電開關、陀螺儀傳感器、觸碰傳感器、紅外傳感器和超聲波傳感器；所述光電開關、觸碰傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器協同工作，進行障礙物的識別與躲避；所述陀螺儀傳感器對機器人本體進行姿態解讀；所述環境感知傳感器單元采用多傳感器信息融合技術對感知回來的數據進行處理，通過主控制單元進行反饋控制。
[0016]優選的，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器人本體內，所述充電底座固定在室內；在機器人工作時，所述電壓變換模塊將蓄電池提供的電壓轉換成主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元和環境感知傳感器單元所需要的電壓，當蓄電池電量低于設定的閾值時，機器人通過環境感知傳感器單元自動回到充電底座處進行充電。
[0017]優選的，所述腦電檢測裝置包括帽子、腦電傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、輸入模塊、指示燈模塊以及電源模塊；所述腦電傳感器置于帽子內側，與用戶的額頭接觸，并與集成模擬前端相連；所述集成模擬前端通過SPI與混合信號微控制器相連；所述藍牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，該藍牙模塊用于與外部設備連接；所述電源模塊用于為腦電傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊和指示燈模塊供電；所述輸入模塊和指示燈模塊分別與混合信號微控制器相連，所述輸入模塊為腦電檢測裝置的開關，所述指示燈模塊用于顯示腦電檢測裝置與主控制單元的連接狀態，以及腦電檢測裝置的腦電檢測功能狀態；
[0018]所述藍牙模塊包括主控制模塊、射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊和傳感器接口模塊；所述主控制模塊用于接收、存儲混合信號微控制器傳來的信號，并在信號需要向外傳輸時，將信號傳入射頻核心模塊，該主控制模塊包括導線相連的主控制器、JTAG、R0M、閃存和SRAM ;所述射頻核心模塊用于在信號需要向外傳輸時，接收主控制模塊傳入的信號，并將信號由天線向外傳輸，該射頻核心模塊包括導線相連的協控制器、數字鎖相環、DSP調制解調器、SRAM, ROM和放大器，所述放大器與天線相接；所述通用外圍設備接口模塊包括導線相連的I2C、UART和SPI ;所述傳感器接口模塊包括導線相連的傳感器控制器、ADC和比較器；所述主控制模塊分別通過導線與射頻核心模塊、通用外圍設備接口模塊和傳感器接口模塊相連。
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