一种医疗服务机器人控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种医疗服务机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块、电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器和扬声器；所述电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器分别与所述主控模块相对应的IO口线路连接；所述电机驱动Ⅰ和所述电机驱动Ⅱ分别与相对应的机器人行走轮电机线路连接；所述舵机控制器与机器人操作臂的各舵机分别线路连接，所述播放器和扬声器线路连接。本发明专利技术特别适合教学应用，携带方便，学生可以快速上手，驱动医疗服务机器人完成设定任务。

Medical service robot control system

The invention relates to a medical service robot control system, which is characterized in that, including the main control module, motor drive, motor drive 1 II, before the tracking module, tracking module, left right tracking module, tracking module, photoelectric switch, photoelectric switch, 1 servo controller, II player and speakers; the motor drive 1 motor drive, II, before the tracking module, tracking module, left right tracking module, tracking module, photoelectric switch, photoelectric switch, 1 II servo controller, the player is respectively connected with the main control module corresponding to the IO port line connection; the motor drives the motor drive I and II are respectively connected with the corresponding the robot walking wheel motor lines; each servo servo controller and the robot arm are respectively connected in line with the player, and the speaker line connection. The invention is especially suitable for teaching application and is easy to carry, and the student can quickly start and drive the medical service robot to complete the setting task.

【技术实现步骤摘要】
一种医疗服务机器人控制系统
本专利技术属于教学用机器人
，具体涉及一种医疗服务机器人控制系统。
技术介绍
医疗服务机器人规定动作的比赛项目，是中国机器人大赛的子项目，比赛场地的地面为绿色地毯，长6000mm，宽4000mm。机器人行走的引导线，为宽度24mm放入白色亚光纸条（双面胶），部分路段没有引导线。比赛中的病床长2000mm，宽1000mm，床面离地面500mm。床头柜长500mm，宽500mm，高400mm。比赛中，机器人需要完成查病房任务和送药任务。根据比赛规则，比赛过程中，机器人需要能识别起跑线、停止线，和赛道导引线，在没有导引线的部分路段，能自主完成任务。机器人按顺序完成机器人查病房和机器人送药任务，将药瓶从护士台，先送到床头柜A还是先送到床头柜B，抽签决定。药瓶的初始放置高度为300mm的护士台，要被转移到高度为400mm的床头柜上，药瓶最终放置的位置精度不同，得分不同。根据比赛规则，要想完成比赛任务，除了机械机构设计以外，还要根据比赛任务设计好控制系统，否则，机器人不能够自主完成任务。目前的实验设备，特别高等教育的实验设备，针对竞赛环节开发的实验设备比较少，刚开始参加竞赛的学生，可以根据比赛要求，搭建机器人的机械系统，但对于控制系统，概念比较模糊，所以很有必要开发相关的医疗服务机器人控制系统，对学生参赛进行引导。
技术实现思路
为了解决上述的基于竞赛的医疗服务机器人控制系统的构建难题，本专利技术设计了一种医疗服务机器人控制系统，可以实现机器人的基本运动，循线运动，检测一定距离内的障碍物，驱动机械臂、手爪抓取、放置物体，播放语音信号。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种医疗服务机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块、电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器和扬声器；所述电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器分别与所述主控模块相对应的IO口线路连接；所述电机驱动Ⅰ和所述电机驱动Ⅱ分别与相对应的机器人行走轮电机线路连接；所述舵机控制器与机器人操作臂的各舵机分别线路连接，所述播放器和扬声器线路连接。进一步，所述机器人操作臂有三个舵机，分别是舵机Ⅰ、舵机Ⅱ和舵机Ⅲ，所述舵机控制器分别与所述舵机Ⅰ、舵机Ⅱ和舵机Ⅲ线路连接。进一步，所述机器人行走轮电机包括电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ、电机Ⅳ，所述电机Ⅰ和电机Ⅱ分别与所述电机驱动Ⅰ线路连接；所述电机Ⅲ和电机Ⅳ分别与所述电机驱动Ⅱ线路连接。进一步，所述电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ和电机Ⅳ均为直流电机，每个电机由三个控制信号IN1、IN2和EN1控制；EN1为使能信号，电机的两个电极IN1、IN2是电机转动方向控制信号，分别为1，0时，电机正转，反之，电机反转；给EN1输入PWM信号，通过调整PWM的占空比调整电机转速。进一步，所述前循迹模块包括七套循迹传感器和传递控制信号的线缆，所述后循迹模块包括五套循迹传感器和传递控制信号的线缆，所述左循迹模块和所述右循迹模块分别包括一套循迹传感器和传递控制信号的线缆。进一步，所述循迹传感器采用灰度传感器。进一步，所述播放器是MP3播放器。进一步，所述主控模块以单片机为控制核心。工作时，主控模块发送电机控制信号给电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ，驱动各电机正转或反转，实现医疗服务机器人的前进、后退、左转前进、右转前进、左转后退、右转后退和停止等基本运动动作；主控模块根据各个循迹模块的不同检测信号，判断医疗服务机器人的行走方位，不断矫正，使机器人能按程序设计的流程，循着行走导引线行走；主控模块依据光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ检测到的障碍物信号，按程序执行下一步动作；主控模块可以驱动舵机控制器或调用舵机控制器存储的动作数组，实现机器人机械臂和手爪的一系列预定动作功能；主控模块根据场景需求，驱动MP3播放器和扬声器，播放对应的语音信息。该医疗服务机器人控制系统具有以下有益效果：（1）本专利技术可以在设定的比赛场景，按照比赛规则，自动识别起跑线、停止线，和赛道导引线，在没有导引线的部分路段，自主完成任务，完成查病房任务和送药任务。（2）本专利技术特别适合教学应用，携带方便，学生可以快速上手，驱动医疗服务机器人完成设定任务。附图说明图1：本专利技术的系统架构示意图；图2：本专利技术的竞赛场地布局示意图；图3：本专利技术的医疗服务机器人机械结构示意图；图4：本专利技术的医疗服务机器人运动本体布局示意图；图5：本专利技术的医疗服务机器人前端7路循迹的程序流程图；图6：本专利技术的医疗服务机器人后部5路循迹的程序流程图；图7：本专利技术的机械臂复位状态示意图；图8：本专利技术的机械手取药瓶的程序流程图；图9：本专利技术的机械手放药瓶的程序流程图；图10：本专利技术的医疗服务机器人查房的程序流程图；图11：本专利技术的医疗服务机器人送药瓶的程序流程图。附图标记说明：1—主控模块；21—电机驱动Ⅰ；22—电机驱动Ⅱ；31—电机Ⅰ；32—电机Ⅱ；33—电机Ⅲ；34—电机Ⅳ；41—前循迹模块；42—后循迹模块；43—左循迹模块；44—右循迹模块；51—光电开关Ⅰ；52—光电开关Ⅱ；6—舵机控制器；71—舵机Ⅰ；72—舵机Ⅱ；73—舵机Ⅲ；8—MP3播放器；9—扬声器；101—车轮；1011—左前轮；1012—右前轮；1013—左后轮；1014—右后轮；102—车体；103—立柱；104—固定支架；105—连杆Ⅰ；106—连杆Ⅱ；107—连杆Ⅲ；108—手爪。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明：图1至图11示出了一种医疗服务机器人，包括四个车轮101、车体102、控制系统以及医疗服务机器人的机械臂。如图1和图4所示，医疗服务机器人控制系统包括主控模块1，电机驱动Ⅰ21、电机驱动Ⅱ22、电机Ⅰ31、电机Ⅱ32、电机Ⅲ33、电机Ⅳ34、前循迹模块41、后循迹模块42、左循迹模块43、右循迹模块44、光电开关Ⅰ51、光电开关Ⅱ52、舵机控制器6、舵机Ⅰ71、舵机Ⅱ72、舵机Ⅲ73、MP3播放器8和扬声器9。电机驱动Ⅰ21、电机驱动Ⅱ22、前循迹模块41、后循迹模块42、左循迹模块43、右循迹模块44、光电开关Ⅰ51、光电开关Ⅱ52、舵机控制器6、MP3播放器8分别与主控模块1相对应的IO口线路连接；电机Ⅰ31和电机Ⅱ32分别与电机驱动Ⅰ21线路连接；电机Ⅲ33和电机Ⅳ34分别与电机驱动Ⅱ22线路连接；舵机Ⅰ71、舵机Ⅱ72和舵机Ⅲ73分别与舵机控制器6线路连接，MP3播放器8和扬声器9线路连接。如图3所示，医疗服务机器人，包括四个车轮101，车体102，以及医疗服务机器人的机械臂。医疗服务机器人的机械臂包括立柱103、固定支架104、连杆Ⅰ105、舵机Ⅰ71、连杆Ⅱ106、舵机Ⅱ72、连杆Ⅲ106、舵机Ⅲ73和手爪108。其中，四个车轮101分别通过固定支架与车体102连接，立柱103固定在车体102上，用于支撑机械臂，提供抓取药瓶的高度；连杆Ⅰ105通过固定支架104固定在立柱103上，连杆Ⅰ105和连杆Ⅱ106分别与舵机Ⅰ71连接，连杆Ⅱ106和连杆Ⅲ107分别与舵机Ⅱ72连接，连杆Ⅲ107和手爪108分别与舵机Ⅲ73连接；连杆Ⅱ10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医疗服务机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块、电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器和扬声器；所述电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器分别与所述主控模块相对应的IO口线路连接；所述电机驱动Ⅰ和所述电机驱动Ⅱ分别与相对应的机器人行走轮电机线路连接；所述舵机控制器与机器人操作臂的各舵机分别线路连接，所述播放器和扬声器线路连接。

【技术特征摘要】
1.一种医疗服务机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块、电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器和扬声器；所述电机驱动Ⅰ、电机驱动Ⅱ、前循迹模块、后循迹模块、左循迹模块、右循迹模块、光电开关Ⅰ、光电开关Ⅱ、舵机控制器、播放器分别与所述主控模块相对应的IO口线路连接；所述电机驱动Ⅰ和所述电机驱动Ⅱ分别与相对应的机器人行走轮电机线路连接；所述舵机控制器与机器人操作臂的各舵机分别线路连接，所述播放器和扬声器线路连接。2.根据权利要求1所述的医疗服务机器人控制系统，其特征在于，所述机器人操作臂有三个舵机，分别是舵机Ⅰ、舵机Ⅱ和舵机Ⅲ，所述舵机控制器分别与所述舵机Ⅰ、舵机Ⅱ和舵机Ⅲ线路连接。3.根据权利要求1或2所述的医疗服务机器人控制系统，其特征在于，所述机器人行走轮电机包括电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ、电机Ⅳ，所述电机Ⅰ和电机Ⅱ分别与所述电机驱动Ⅰ线路连接；所述电机Ⅲ和电机Ⅳ分别与所述电机驱动Ⅱ线路连接。4.根据权利要求3所述的医疗服务机器人控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利，李宽，史颖刚，李坤龙，孙凯旋，刘家春，刘鑫，王达伟，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61