一種老人陪護機器人的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種老人陪護機器人，包括人形外殼以及以及設于人形外殼上的控制器、傳感裝置、攝像裝置、顯示裝置、輸入裝置、語音裝置、無線通訊裝置、電話裝置、紅外遙控裝置和數據存儲裝置，控制器分別電連接上述裝置，并與上述各裝置進行數據交互傳輸；其中，傳感裝置包括用于檢測人體溫度的環境溫度的熱敏傳感器、用于檢測環境光光強的光敏傳感器、用于檢測煙霧的煙霧傳感器以及用于檢測煤氣的煤氣檢測傳感器；輸入裝置沿垂直于人形外殼前表面的方向與人形外殼滑動配合，人形外殼內還安裝有緩沖機構，緩沖機構用于對輸入裝置提供一個向著垂直于人形外殼前表面往外的緩沖阻力。本發明具備良好的交互能力和安全性能，且易互動操控，使用方便。
【專利說明】
一種老人陪護機器人
技術領域
[0001]本發明涉及一種老人陪護機器人。【背景技術】
[0002]目前，家庭規模日趨小型化，打破了傳統上的三代人甚至四代人同居的家庭模式， 同時現代社會中老人和子女都追求“自由空間”，因此單純老年人的家庭和獨居老人的社會現象成為社會各屆關注的焦點。因此，因人工照料成本較高，容易導致獨居老人無人照料， 引發許多老人因為沒能及時照料而產生的問題。
[0003]現有的陪護機器人普遍采用觸摸屏、按鍵、以及智能語音交互的方式與老人互動， 然而，由于其功能單一，導致常常無法識別老人的真正意圖，對環境安全、老人安全的識別能力也較弱，大大降低了交互能力，而且現有陪護機器人的最大問題在于，老人的輸入操作極為不便，很容易導致機器人傾倒或顫動。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種老人陪護機器人，具備良好的交互能力和安全性能，且易互動操控，使用方便。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案實現:一種老人陪護機器人，包括人形外殼以及以及設于人形外殼上的控制器、傳感裝置、攝像裝置、顯示裝置、輸入裝置、語音裝置、無線通訊裝置、電話裝置、紅外遙控裝置和數據存儲裝置，控制器分別電連接上述裝置，并與上述各裝置進行數據交互傳輸;其中，傳感裝置包括用于檢測人體溫度的環境溫度的熱敏傳感器、用于檢測環境光光強的光敏傳感器、用于檢測煙霧的煙霧傳感器以及用于檢測煤氣的煤氣檢測傳感器；熱敏傳感器通過檢測環境溫度、光敏傳感器通過檢測環境光光強、煙霧傳感器通過檢測環境中的煙霧濃度、煤氣檢測傳感器通過檢測環境中的煤氣濃度來發送對應的數據至控制器，由控制器輸出對應的顯示信號至顯示裝置顯示以及輸出對應的語音警報音頻至語音裝置發出警報;控制器還根據光敏傳感器的光強數據輸出遙控信號至紅外遙控裝置，由紅外遙控裝置發出紅外遙控信號用于控制外部照明燈；攝像裝置將所攝錄的老人處于臥倒狀態視頻圖像發送至控制器，控制器結合識別語音裝置獲取的環境音頻，輸出對應的報警信號至語音裝置發出警報、且輸出撥號信號至電話裝置對設定的號碼撥號，還對無線通訊裝置輸出警告數據并聯網，用于手持終端聯網獲取警告數據；控制器根據語音裝置獲得環境音頻輸入以及輸入裝置獲得的手動輸入，來執行以下動作:調取數據存儲裝置存儲的內容數據至語音裝置播放并在顯示裝置顯示;或者啟動攝像裝置，將實時的攝錄數據經無線通訊裝置聯網傳送;或者控制無線通訊裝置聯網或連接外部智能終端下載內容至控制器緩存并在顯示裝置顯示;或者啟動紅外遙控裝置輸出用于遙控設定門鎖的開閉的遙控信號；輸入裝置沿垂直于人形外殼前表面的方向與人形外殼滑動配合，人形外殼內還安裝有緩沖機構，緩沖機構用于對輸入裝置提供一個向著垂直于人形外殼前表面往外的緩沖阻力。
[0006]優選地，人形外殼具有中空的胸殼，輸入裝置為觸摸屏組件，胸殼的前殼壁開有與觸摸屏組件滑動配合的通孔;緩沖機構包括緩沖氣囊、擋桿、滑塊、滑軌、活塞桿、氣管、擺動桿和彈簧，緩沖氣囊夾設于觸摸屏組件后面和擋桿下端之間，擋桿上的與滑塊固接，滑軌固定于胸殼頂部，滑塊與滑軌沿前后方向滑動配合，活塞桿的桿端固定于滑塊的后端，活塞桿的活塞頭伸入氣管一端并與氣管密封滑動配合，氣管的另一端接通至緩沖氣囊，擺動桿的一端與滑塊鉸接，擺動桿的另一端與胸殼的后殼壁鉸接，彈簧連接于擺動桿中部和胸殼的后殼壁之間。
[0007]優選地，通孔的上端邊緣向后伸出有上限位板，通孔的下端邊緣向后伸出有下限位板。
[0008]優選地，滑軌的后端設有行程開關，緩沖機構還包括水槽、水栗和水管，擋桿內設有迂回環繞的水道，水槽和水栗內置于胸殼，水栗的入口與水槽連通，水栗的出口經水管接通至水道，行程開關與水栗電連接并用于控制水栗啟停。
[0009]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明能夠通過傳感裝置獲得環境的溫度、光強、煙霧和煤氣等信號，以通過控制器反饋至顯示裝置、報警裝置、電話裝置進行相應聯動，提升安全性能，進一步，還可通過攝像裝置獲得老人的臥倒狀態，以作出相應動作以便對老人安全進行監控，大大提升安全可靠性， 而且，對輸入裝置或語音裝置輸入操作信號，就能對照明燈、門鎖等進行遙控，還能獲得聯網信息，還能通過無線通訊裝置得到其它智能終端的相關信息，以實時多樣化交互，便于使用，更關鍵是，由于輸入裝置在被老人手動按壓輸入的過程中，能夠被緩沖機構提供緩沖阻力，進而避免人形外殼顫動或傾倒，提升了易用性。【附圖說明】
[0010]圖1為本發明老人陪護機器人的系統連接示意圖；圖2為本發明老人陪護機器人的外形示意圖圖3為本發明老人陪護機器人的胸殼在側視視角下的內部結構示意圖。
[0011]圖中:1、人形外殼；11、胸殼；111、通孔;2、輸入裝置;3、緩沖機構；301、緩沖氣囊； 302、擋桿;303、滑塊；304、滑軌；305、活塞桿；306、氣管；307、擺動桿;308、彈簧；309、水槽； 310、水栗;311、水管;312、行程開關;4、上限位板;5、下限位板。【具體實施方式】[〇〇12]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0013]如圖1-3所示的一種老人陪護機器人，包括人形外殼1以及以及設于人形外殼1上的控制器、傳感裝置、攝像裝置、顯示裝置、輸入裝置2、語音裝置、無線通訊裝置、電話裝置、 紅外遙控裝置和數據存儲裝置，控制器分別電連接上述裝置，并與上述各裝置進行數據交互傳輸;其中，傳感裝置包括用于檢測人體溫度的環境溫度的熱敏傳感器、用于檢測環境光光強的光敏傳感器、用于檢測煙霧的煙霧傳感器以及用于檢測煤氣的煤氣檢測傳感器；熱敏傳感器通過檢測環境溫度、光敏傳感器通過檢測環境光光強、煙霧傳感器通過檢測環境中的煙霧濃度、煤氣檢測傳感器通過檢測環境中的煤氣濃度來發送對應的數據至控制器，由控制器輸出對應的顯示信號至顯示裝置顯示以及輸出對應的語音警報音頻至語音裝置發出警報;控制器還根據光敏傳感器的光強數據輸出遙控信號至紅外遙控裝置，由紅外遙控裝置發出紅外遙控信號用于控制外部照明燈；攝像裝置將所攝錄的老人處于臥倒狀態視頻圖像發送至控制器，控制器結合識別語音裝置獲取的環境音頻，輸出對應的報警信號至語音裝置發出警報、且輸出撥號信號至電話裝置對設定的號碼撥號，還對無線通訊裝置輸出警告數據并聯網，用于手持終端聯網獲取警告數據；控制器根據語音裝置獲得環境音頻輸入以及輸入裝置2獲得的手動輸入，來執行以下動作:調取數據存儲裝置存儲的內容數據至語音裝置播放并在顯示裝置顯示;或者啟動攝像裝置，將實時的攝錄數據經無線通訊裝置聯網傳送;或者控制無線通訊裝置聯網或連接外部智能終端下載內容至控制器緩存并在顯示裝置顯示;或者啟動紅外遙控裝置輸出用于遙控設定門鎖的開閉的遙控信號；輸入裝置2沿垂直于人形外殼1前表面的方向與人形外殼1滑動配合，人形外殼1內還安裝有緩沖機構3,緩沖機構3用于對輸入裝置2提供一個向著垂直于人形外殼1前表面往外的緩沖阻力。
[0014]對語音各功能的識別能力，可在數據存儲裝置中存儲相應數據庫，通過控制器來識別不同的音頻類型進行作出相應動作。
[0015]通過傳感裝置獲得環境的溫度、光強、煙霧和煤氣等信號，以通過控制器反饋至顯示裝置、報警裝置、電話裝置進行相應聯動，提升安全性能，進一步，還可通過攝像裝置獲得老人的臥倒狀態，以作出相應動作以便對老人安全進行監控，大大提升安全可靠性，而且， 對輸入裝置2或語音裝置輸入操作信號，就能對照明燈、門鎖等進行遙控，還能獲得聯網信息，還能通過無線通訊裝置得到其它智能終端的相關信息，以實時多樣化交互，便于使用， 更關鍵是，由于輸入裝置2在被老人手動按壓輸入的過程中，能夠被緩沖機構3提供緩沖阻力，進而避免人形外殼1顫動或傾倒，提升了易用性。
[0016]具體地，針對老人健康的功能實現方式如下:1-1)通過對輸入裝置2輸入設定，能將相應數據傳遞至控制器緩沖，進而通過控制器對語音裝置的調配使用，可以提醒老人，按時吃藥，吃什么藥，藥量多大等，此操作過程可有他人通過輸入裝置2輸入相關信息，如時間點，次數等，提醒老年人，間隔提醒，以免老人忘記吃藥，待老人通過語音裝置輸入相應確認音頻后，機器人不再提醒。
[0017]1-2)為配合本機器人，可在老人身上帶個智能終端，如智能手環，可以采集老年人身體健康相關數據，例如，血壓、脈搏心率，體溫等，通過手環上的無線通訊模塊電性連接本機器人的無線通訊裝置，控制器將數據處理，比如在檢測到血壓很高出現危險時，機器人能將相關信息再通過無線通訊裝置聯網自動對外發送，例如發送至給老人的監護人(如子女) 的手持終端，甚至可通過電話裝置報警。
[0018]1-3)通過對語音裝置的對話來輸入音頻，能實現遠程看病，由語音裝置收集老年人身體健康狀況數據信息，在數據存儲裝置中分類歸檔，建立健康數據信息，再通過無線通訊裝置聯網發送給醫生。
[0019]1-4)老人可以通過語音裝置語音控制，使控制器調配數據存儲裝置紅的健康講座音視頻，查詢有關健康知識并語音裝置中播報出來活在顯示裝置中顯示。
[0020]具體地，針對老人安全的功能實現方式如下:2-1)在老年人摔倒時，通過攝像頭裝置把老人臥倒狀態進行判斷，或者通過老人語言告知語音裝置，則控制器能判斷出來，自動通過無線通訊裝置聯網發送給老人的監護人(如子女)的手持終端。
[0021]2-2)家中來人或外人入侵時，攝像頭裝置獲得的影像通過無線通訊裝置聯網發送給老人的監護人手持終端，監護人也可以遠程通過手持終端(如智能手機)主動操控反饋指令給控制器，進而監控家中的情況。
[0022]2-3)老人可以語音發出指令，由語音裝置反饋給控制器，再有控制器通過電話裝置給指定號碼(如監護人、110、120等服務臺)打電話。[〇〇23]2-4)通過各傳感裝置，可以監測家中煤氣泄漏、火災，通過語音裝置發出裝置，且可通過電話裝置自動撥號報警并通過無線通訊裝置聯網通知監護人。
[0024]2-5)通過紅外遙控裝置，可以改造家中門鎖，在門鎖中設置紅外接收端，老人通過語音控制，能遙控家中門鎖的開啟、關閉，還能通過無線通訊裝置聯網實時監控門鎖的狀態，并在需要時告知老人。[〇〇25]2-6)通過紅外遙控裝置，可以改造家中照明燈，將照明燈接入紅外接收端，老人通過語音控制，能遙控家中照明燈的開啟、關閉，還能通過無線通訊裝置聯網實時監控照明燈的狀態，并在需要時告知老人。
[0026]具體地，針對老人娛樂的功能實現方式如下:3-1)通過語音裝置的采集音頻以及控制器的語音識別能力，能識別老人方言語音發出的相關指令，再通過語音裝置輸出音頻，實現和老人聊聊天，或者聽聽音樂、評書、家鄉戲曲、電視劇等。比如老人想聽音樂，老人口述音樂名字或者說第幾首歌出來，語音裝置結合控制器識別后就自動播放，音量也可以通過老人語音調節。[〇〇27]3-2)老人可以通過語音裝置隨時詢問機器人的現在時間、天氣預報等信息，由機器人通過無線通訊裝置聯網下載實現。[〇〇28]3-3)通過在數據存儲裝置存儲的軟件程序，可對應在顯示器中顯示，以實現與老人下象棋、五子棋等娛樂活動。
[0029]本機器人可以設置充電電池供電，以通過語音控制自動充電。此外，通過控制器的語音識別能力，可以給機器人取個名字，以后老人用此名字同機器人交流。
[0030]此外，在數據存儲裝置中可存儲方言識別語言庫，并存儲方言識別系統，由控制器調用，并根據語音裝置獲得的音頻對應調用語音裝置播放方言語音，方便不會普通話或者普通話不好的老年人使用。
[0031]其中，數據存儲裝置中存儲的語言庫可增加單個詞語，如“哦”“啊”等等常用詞語詞語，其中“哦”“啊”等詞語有的代表呼叫子女或監護人，有的代表報警，有的代表聽音樂， 有的代表其他的意思，當本機器人接受到對應的語音后，能執行對應的命令。
[0032]由于語言庫通過無線通訊裝置與互聯網對接，如老人用普通話、方言或者代表某個命令的語音發出相應的命令時，本實施例的機器人能做出識別并做出執行。如聽“戲曲” “梅蘭芳”“下一首”等等，均可通過機器人數據存儲裝置本身存儲的數據庫或者互聯網數據庫中找出對應的資源，并執行命令。
[0033]優選地，人形外殼1具有中空的胸殼11，輸入裝置2為觸摸屏組件，則顯示裝置和輸入裝置2可集成為一體，胸殼11的前殼壁開有與觸摸屏組件滑動配合的通孔111;緩沖機構3 包括緩沖氣囊301、擋桿302、滑塊303、滑軌304、活塞桿305、氣管306、擺動桿307和彈簧308， 緩沖氣囊301囊體可設置層疊皺褶，以提升彈性，緩沖氣囊301夾設于觸摸屏組件后面和擋桿302下端之間，擋桿302上的與滑塊303固接，滑軌304固定于胸殼11頂部，滑塊303與滑軌 304沿前后方向滑動配合，活塞桿305的桿端固定于滑塊303的后端，活塞桿305的活塞頭伸入氣管306—端并與氣管306密封滑動配合，氣管306的另一端接通至緩沖氣囊301，擺動桿 307的一端與滑塊303鉸接，擺動桿307的另一端與胸殼11的后殼壁鉸接，彈簧308連接于擺動桿307中部和胸殼11的后殼壁之間。
[0034]由于老人在對輸入裝置2操控時，將會對輸入裝置2提供一個向著垂著于胸殼11前殼壁的力，如此輸入裝置2容易帶動機器人傾倒，而本例的緩沖機構3能夠解決該問題。由于觸摸屏組件能夠活動，則觸摸屏組件的受力移動將降低對人形外殼1的聯動帶動能力，避免人形外殼1顫動或傾倒，而且，當觸摸屏組件后移時，觸摸屏組件首先被氣囊緩沖，降低人形外殼1的顫動，再通過擋桿302聯動帶動滑塊303后移，該過程始終對人形外殼1的做功極小， 有效避免人形外殼1傾倒或顫動，由于活塞頭對氣管306內的空氣進行擠壓，則與氣管306連通的氣囊將膨脹，使后移的觸摸屏組件的前表面盡可能與胸殼11的前殼壁外表面齊平，如此，能避免觸摸屏組件陷入通孔111內而影響對觸摸屏的操控，大大方便了操控，使用更為容易，優選將氣管306的上端固定在胸殼11頂部，以使活塞桿305與氣管306的擠壓打氣功能更為穩定，更關鍵是，由于活塞頭對氣管306做功，則氣管306氣壓的反作用力將對擋桿302、 氣囊、觸摸屏組件提供反作用力，進而使觸摸屏組件得以緩沖;在彈簧308的復位力作用下， 將對擺動桿307提供復位作用力，以使觸摸屏組件不僅在輸入操作時得到該彈簧308的緩沖阻力，還能在撤銷輸入操作時，使觸摸屏組件準確、迅速復位。
[0035]為避免觸摸屏組件滑脫通孔111，通孔111的上端邊緣向后伸出有上限位板4,通孔 111的下端邊緣向后伸出有下限位板5。[〇〇36]為進一步提供可靠的緩沖阻力，本實施例的滑軌304的后端設有行程開關312,緩沖機構3還包括水槽309、水栗310和水管311，擋桿302內設有迂回環繞的水道，水槽309和水栗310內置于胸殼11，水栗310的入口與水槽309連通，水栗310的出口經水管311接通至水道，行程開關312與水栗310電連接并用于控制水栗310啟停。[〇〇37] 擋滑塊303后移至觸碰形成開關后，水栗310啟動，將水槽309中的水經水管311栗至擋桿302內，擋桿302內遍布流水而增加了重量，以使觸摸屏向后施壓的作用進一步得到更為有效的緩沖阻礙。
[0038]本發明的實施方式不限于此，按照本發明的上述內容，利用本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發明權利保護范圍之內。
【主權項】
1.一種老人陪護機器人，其特征在于，包括人形外殼以及以及設于人形外殼上的控制 器、傳感裝置、攝像裝置、顯示裝置、輸入裝置、語音裝置、無線通訊裝置、電話裝置、紅外遙 控裝置和數據存儲裝置，控制器分別電連接上述裝置，并與上述各裝置進行數據交互傳輸； 其中，傳感裝置包括用于檢測人體溫度的環境溫度的熱敏傳感器、用于檢測環境光光強的 光敏傳感器、用于檢測煙霧的煙霧傳感器以及用于檢測煤氣的煤氣檢測傳感器；熱敏傳感器通過檢測環境溫度、光敏傳感器通過檢測環境光光強、煙霧傳感器通過檢 測環境中的煙霧濃度、煤氣檢測傳感器通過檢測環境中的煤氣濃度來發送對應的數據至控 制器，由控制器輸出對應的顯示信號至顯示裝置顯示以及輸出對應的語音警報音頻至語音 裝置發出警報;控制器還根據光敏傳感器的光強數據輸出遙控信號至紅外遙控裝置，由紅 外遙控裝置發出紅外遙控信號用于控制外部照明燈；攝像裝置將所攝錄的老人處于臥倒狀態視頻圖像發送至控制器，控制器結合識別語音 裝置獲取的環境音頻，輸出對應的報警信號至語音裝置發出警報、且輸出撥號信號至電話 裝置對設定的號碼撥號，還對無線通訊裝置輸出警告數據并聯網，用于手持終端聯網獲取 警告數據；控制器根據語音裝置獲得環境音頻輸入以及輸入裝置獲得的手動輸入，來執行以下動 作:調取數據存儲裝置存儲的內容數據至語音裝置播放并在顯示裝置顯示;或者啟動攝像 裝置，將實時的攝錄數據經無線通訊裝置聯網傳送;或者控制無線通訊裝置聯網或連接外 部智能終端下載內容至控制器緩存并在顯示裝置顯示;或者啟動紅外遙控裝置輸出用于遙 控設定門鎖的開閉的遙控信號；輸入裝置沿垂直于人形外殼前表面的方向與人形外殼滑動配合，人形外殼內還安裝有 緩沖機構，緩沖機構用于對輸入裝置提供一個向著垂直于人形外殼前表面往外的緩沖阻 力。2.根據權利要求1所述的老人陪護機器人，其特征在于，人形外殼具有中空的胸殼，輸 入裝置為觸摸屏組件，胸殼的前殼壁開有與觸摸屏組件滑動配合的通孔;緩沖機構包括緩 沖氣囊、擋桿、滑塊、滑軌、活塞桿、氣管、擺動桿和彈簧，緩沖氣囊夾設于觸摸屏組件后面和 擋桿下端之間，擋桿上的與滑塊固接，滑軌固定于胸殼頂部，滑塊與滑軌沿前后方向滑動配 合，活塞桿的桿端固定于滑塊的后端，活塞桿的活塞頭伸入氣管一端并與氣管密封滑動配 合，氣管的另一端接通至緩沖氣囊，擺動桿的一端與滑塊鉸接，擺動桿的另一端與胸殼的后 殼壁鉸接，彈簧連接于擺動桿中部和胸殼的后殼壁之間。3.根據權利要求2所述的老人陪護機器人，其特征在于，通孔的上端邊緣向后伸出有上 限位板，通孔的下端邊緣向后伸出有下限位板。4.根據權利要求2或3所述的老人陪護機器人，其特征在于，滑軌的后端設有行程開關， 緩沖機構還包括水槽、水栗和水管，擋桿內設有迂回環繞的水道，水槽和水栗內置于胸殼， 水栗的入口與水槽連通，水栗的出口經水管接通至水道，行程開關與水栗電連接并用于控 制水栗啟停。
【文檔編號】H04N5/225GK105957328SQ201610519697
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】項舉華
【申請人】廣州市茶卉科技有限公司