一种可实现血氧饱和度检测的健康服务机器人的制作方法_2

文档序号:10061470阅读:来源:国知局
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,低通滤波和自适应滤波,得到平滑的数字信号分布,并进一步采用运动补偿算法去除运动过程中产生的运动伪差。
[0020]优选的,所述机器人本体的操作系统采用开源机器人操作系统,其搭载在Linux内核的ubuntu系统下,通过串口与主控制单元进行通信,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。
[0021]本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0022]1、本实用新型的健康服务机器人可以实现血氧饱和度检测,结合机器人移动技术和医疗检测技术,能够很大程度提高血氧饱和度检测装置的移动便携性能和交互性,方便了用户随时随地进行无负荷的医疗检测,为用户带来更好的医疗服务和更简便的操作体验。
[0023]2、本实用新型的双目视觉捕捉单元采用微软公司的Kinect体感传感器,克服了传统环境建模与分析方面的局限性,Kinect体感传感器通过三摄像头能够有效的建立3D立体环境,从而提高主控制单元的决策判断能力。
[0024]3、本实用新型的电源供电单元采用固定充电底座与蓄电池充电接口的方式,当蓄电池电量过低的时候能够通过环境感知传感器单元自动识别路线,回到充电底座处进行充电,这种自动充电方式省去了用户花费在机器人充电环节上的时间和精力。
[0025]4、本实用新型的健康服务机器人的操作系统采用搭载Linux内核的ubuntu操作系统,开源机器人操作系统R0S运行于ubuntu系统上,运用R0S自带的库与工具包集,能够简化计算机视觉算法、以及导航定位和路径规划算法,可以有效提高开发效率,减短系统的开发周期。
[0026]5、本实用新型的血氧饱和度检测装置安装在机器人本体的掌心正面,用户掌心与机器人本体的掌心贴合,血氧传感器能够快速识别用户手掌并被唤醒,驱动LED发光,从而采集用户的血氧饱和度参数,通过手掌之间的这种贴合实现血氧饱和度检测,能为用户带来无负荷、更具互动性的健康体验。
[0027]6、本实用新型将血氧饱和度检测装置植入健康服务机器人,克服了传统血氧饱和度检测单元体积笨重带来的使用局限性,并且通过移动机器人可以实现随时随地的血氧饱和度无负荷检测;移动便捷,结果准确,功耗极低,便于进行室内家居或者缺氧性疾病的血氧饱和度随时随地检测,最大程度地降低缺氧对机体的损害和生命危险。
[0028]7、本实用新型的血氧饱和度检测装置中的蓝牙模块,采用超低功耗蓝牙模块BLE,配有自主的超低功耗传感器控制器,可以自主感知外接血氧传感器的工作状态,能够自动识别传感器工作状态,从而自动进入睡眠状态减小功耗,而且唤醒时间短,待机时间长,能够很好的满足工作要求。
[0029]8、本实用新型的血氧饱和度检测装置采用蓝牙模块可以将检测结果发送到机器人本体上的触控显示模块进行显示,进而减小主控制单元的运算负担,进一步计算得到健康参数,更可以通过外部移动终端为远程医疗监护和远程医疗诊断提供有力支持,通过蓝牙技术和机器人移动技术可以大大减小医疗设备的体积和移动性能,从而给使用者带来更好的、更准确的、更实用的医疗体验。
[0030]9、本实用新型的血氧饱和度检测装置采用集成模拟前端,使得信号处理效率更高,稳定性明显增强。克服了以往检测装置中测试装置复杂,需要使用大量电子元件,不易于实现便携化的缺点,此外,现有技术中光强信号转换为电信号后以模拟电压信号的方式向下一级传输,直到A/D转换处才实现数字化,这个过程中信号极易受到外界的干扰而引入噪声,通过采用集成模拟前端,克服了这个缺陷,极大提高了测量结果的准确性。
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型的健康服务机器人的组成结构框图。
[0032]图2为本实用新型的运动控制单元的功能原理图。
[0033]图3为本实用新型的血氧饱和度检测装置的组成结构框图。
[0034]图4为本实用新型的血氧饱和度检测装置中血氧传感器的组成图。
[0035]图5为本实用新型的血氧饱和度检测装置的安装位置图。
[0036]图6为本实用新型的血氧饱和度检测装置中蓝牙模块的组成结构框图。
[0037]图7为本实用新型的健康服务机器人血氧饱和度检测工作流程图。
[0038]图8为本实用新型的血氧饱和度检测装置中混合信号微控制器工作流程图。
【具体实施方式】
[0039]实施例1:
[0040]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
[0041]如图1所示,本实施例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;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;其中,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为顶层的功能单元。
[0042]所述机器人本体的底层操作系统(软件处理平台)采用开源机器人操作系统(Robot Operating System, ROS),其包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间的消息传递、程序发行包管理、分布式的进程框架以及支持代码库的系统联合;开源机器人操作系统搭载在Linux内核的ubuntu(乌班图)系统下,通过串口与主控制单元进行通信,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。
[0043]所述主控制单元包括中央处理器(CPU)、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,所述数据整合处理包括滤波算法、神经网络算法、模糊控制算法,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;所述通信接口模块包括I2C (Inter-1ntegratedCircuit)、CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)总线和 UART (UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器)和 SPI (Serial PeripheralInterface,串行外设接口)串口通信模块,以满足不同功能单元之间的通信接口要求;所述中央处理器能够与操作系统进行通信,完成运动控制、导航与定位、人机交互、数据通信的功能要求。
[0044]如图2所示,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
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