一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人，包括机器人本体、主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元、医疗检测单元以及电源供电单元；所述医疗检测单元包括血氧饱和度检测装置，所述血氧饱和度检测装置安装在机器人本体的掌心正面；所述主控制单元通过总线通信协议和串口通信协议分别与运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元相连；所述电源供电单元用于为其它各单元供电。本发明专利技术的健康服务机器人结合机器人移动技术和医疗检测技术，具有良好的人机交互、便于移动、使用方便、使用时间长的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种服务机器人，尤其是一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人，属于服务机器人和生命体征参数检测

技术介绍
随着人们生活水平的提高，人们的健康意识日益增强，随时随地无负荷检测生理参数的需求随之出现，近几年，发展迅速的服务机器人正是满足这种需求的理想载体，利用机器人终端采集用户的血氧饱和度信息是移动医疗和远程医疗的未来发展方向，随着将血氧检测功能移植到服务机器人上，一方面可以实时监测心脑缺氧疾病、组织性缺氧疾病、呼吸性缺氧疾病和睡眠呼吸暂停综合症，方便使用者进行自我健康状况评估，及早采取措施控制病情，最大程度避免血氧饱和度过低造成的健康危害或者生命危险。另一方面，可以为行动不便的老人和孩子进行随时随地的健康检测，并通过语音的交互、结果的语音播报可以很大程度地简化操作。空气中的氧气在人体肺部进行交换后进入血液，结合在血红蛋白上供给到全身，维持细胞的正常新陈代谢。血氧饱和度(Sp02)用于反映这种血液中含氧水平，血氧饱和度是指血液中氧合血红蛋白(Hb02)的容量占全部血红蛋白(Hb)容量的百分比。在正常情况下，人体的血氧饱和度保持在98%，一般不会低于94%，若血氧饱和度过低，则表明组织得不到充足的氧，或不能充分利用氧，导致组织的代谢、机能、甚至形态结构发生异常变化，缺血缺氧4分钟即可造成神经元的死亡，严重时可危及生命。因此，对人体进行血氧饱和度的检测非常重要。目前，血氧饱和度检测功能常见于各种监护仪中，为监护、健康评价提供了一种客观的生命体征参数，然而，这些市场上常见的血氧饱和度检测装置大多采用透射式血氧饱和度检测方法，操作不便、舒适度差，会造成检测时的紧张感，给检测者带来心理压力和生理负荷，从而导致结果失真，且这些检测设备大多集中在大型医院里面，不利于远程医疗系统的构建和移动医疗的便捷指标，难以在家庭中推广，也难以实现用户与医生进行远程互动。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人，该健康服务机器人可以实现血氧饱和度检测，具有良好的人机交互、便于移动、使用方便、使用时间长的优点。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到:—种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人，包括机器人本体、主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元、医疗检测单元以及电源供电单元；所述主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元设置在机器人本体上；所述医疗检测单元包括血氧饱和度检测装置，所述血氧饱和度检测装置安装在机器人本体的掌心正面，机器人本体的掌心与用户掌心贴合时，唤醒血氧饱和度检测装置以采集用户的血氧饱和度信息；所述主控制单元通过总线通信协议和串口通信协议分别与运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元相连；所述电源供电单元用于为主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元供电。优选的，所述主控制单元包括中央处理器、通用外围设备接口模块、存储器模块、通信接口模块；所述中央处理器通过通用外围设备接口模块或通信接口模块接收来自运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的数据信息，对数据进行整合处理，然后进行判断决策并将数据存储在存储器模块中，所述中央处理器通过通信接口模块进行指令的收发，进而控制运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的工作方式。优选的，所述运动控制单元包括电机驱动模块、光耦隔离模块、电机组和测速编码器；所述电机驱动模块用于接收主控制单元发送的PWM控制信号，驱动电机组转动，且所述电机驱动模块与主控制单元之间通过光耦隔离模块隔离；所述测速编码器与电机组相连，用于实时反馈电机组的位置信息和转速信息，实现电机组位置和转速的闭环控制；所述电机组用于控制机器人本体的头部转动、腰部转动、机械臂动作以及底盘运动。优选的，所述双目视觉捕捉单元选用微软公司的Kinect体感传感器，用于实现机器人的导航与定位功能，以及最优路径的规划。优选的，所述人机交互单元包括触控显示模块和语音交互模块，所述触控显示模块用于视频交互以及运动控制单元、双目视觉捕捉单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的状态显示，还通过无线信号与外部移动终端相连；所述语音交互模块包括语音识别单元、语音合成单元、语音提示单元，所述语音识别单元用于识别来自用户的语音指令；所述语音合成单元用于对识别的语音数据进行处理，合成机器码，发送给主控制单元进行决策；所述语音提示单元用于接收主控制单元发送过来的控制指令，对用户进行语音提示，实现用户与机器人之间的交互功能。优选的，所述环境感知传感器单元包括光电开关、陀螺仪传感器、触碰传感器、红外传感器和超声波传感器；所述光电开关、触碰传感器、红外传感器、超声波传感器协同工作，进行障碍物的识别与躲避；所述陀螺仪传感器对机器人本体进行姿态解读；所述环境感知传感器单元采用多传感器信息融合技术对感知回来的数据进行处理，通过主控制单元进行反馈控制。优选的，所述电源供电单元包括充电底座、蓄电池充电接口、蓄电池、电压变换模块；所述蓄电池充电接口、蓄电池和电压变换模块集成到机器人本体内，所述充电底座固定在室内；在机器人工作时，所述电压变换模块将蓄电池提供的电压转换成主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元和环境感知传感器单元所需要的电压，当蓄电池电量低于设定的阈值时，机器人通过环境感知传感器单元自动回到充电底座处进行充电。优选的，所述血氧饱和度检测装置包括血氧传感器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、指示灯模块和电源模块；所述血氧传感器与集成模拟前端相连，该血氧传感器由LED灯和接收头组成；所述集成模拟前端通过SPI与混合信号微控制器相连；所述蓝牙模块通过UART与混合信号微控制器相连，该蓝牙模块用于与外部设备连接；所述电源模块用于为血氧传感器、集成模拟前端、混合信号微控制器、蓝牙模块、指示灯模块供电；所述指示灯模块与混合信号微控制器相连，用于显示机器人处于血氧饱和度检测的功能状态；所述蓝牙模块包括主控制模块、射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块；所述主控制模块用于接收、存储混合信号微控制器传来的信号，并在信号需要向外传输时，将信号传入射频核心模块；所述射频核心模块用于在信号需要向外传输时，接收主控制模块传入的信号，并将信号由天线向外传输；所述通用外围设备接口模块包括导线相连的I2C、UART和SPI ;所述主控制模块分别通过导线与射频核心模块、通用外围设备接口模块和传感器接口模块相连。优选的，所述集成模拟前端包括多导联选择电路、威尔逊校准电路、滤波电路、AD转换电路和SPI通讯接口，用于对血氧传感器采集到的血氧饱和度信号进行预处理；所述混合信号微控制器用于对集成模拟前端预处理后的信号进行中值滤波运算、滑动平均运算和LMS运算，从而实现对来自集成模拟前端的数字信号消除孤立的噪声点，低通当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人，包括机器人本体，其特征在于：还包括主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元、医疗检测单元以及电源供电单元；所述主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元设置在机器人本体上；所述医疗检测单元包括血氧饱和度检测装置，所述血氧饱和度检测装置安装在机器人本体的掌心正面，机器人本体的掌心与用户掌心贴合时，唤醒血氧饱和度检测装置以采集用户的血氧饱和度信息；所述主控制单元通过总线通信协议和串口通信协议分别与运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元相连；所述电源供电单元用于为主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，李承炜，崔海龙，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州绿松生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44