用于辅助治疗自闭症的机器人的制作方法

本发明涉及用于辅助治疗自闭症的机器人，属于机器人设备技术领域。

背景技术：

目前，自闭症是广泛性发育障碍的一种亚型，以男性多见，起病于婴幼儿期，主要表现为不同程度的言语发育障碍、人际交往障碍、兴趣狭窄和行为方式刻板。约有3/4的患者伴有明显的精神发育迟滞，部分患儿在一般性智力落后的背景下某方面具有较好的能力。该症患病率3-4/万，但近年报道有增高的趋势，据美国国立卫生研究院精神健康研究所（nimh）的数据，美国自闭症患病率在1‰-2‰。国内未见自闭症的全国流调数据，仅部分地区作了相关报道，如前几年报道，广东孤独症患病率为0.67%，深圳地区高达1.32%。

目前，对于自闭症的治疗，主要依靠父母的长期与之交流来实现，这种方式，由于父母往往忙于工作，陪孩子的时间有限，由于自闭症的治疗是一个长期恢复的过程，因此，对自闭症的治疗比较有限，影响自闭症的辅助治疗效果。随着自动化设备以及机器人的不断发展，各种服务机器人开始显现，而目前对于治疗自闭症的机器人还比较少，因此，研究设计一种辅助治疗自闭症的机器人，对于治疗自闭症患者具有极其重要的作用。

本发明针对以上问题，提供用于辅助治疗自闭症的机器人，以便实现对自闭症患者的自动辅助治疗，实现与自闭症患者的自动交流。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于辅助治疗自闭症的机器人，其特征在于，其包括视觉摄像头、机器人本体、平衡轮组件、陀螺仪和运动控制卡，其中，所述视觉摄像头设置在机器人本体的头部位置，所述机器人本体的头部位置还设置有语音识别模块和录音与扬声器模块，所述机器人本体上设置有手臂，所述手臂内设置有伸缩运动组件，所述机器人本体的下端设置有所述平衡轮组件，所述机器人本体的底部中心位置设置有陀螺仪，所述视觉摄像头、平衡轮组件、陀螺仪、伸缩运动组件、语音识别模块和扬声器模块均与所述运动控制卡控制连接。

进一步，作为优选，所述平衡轮组件包括两个固定轮组件和一个补偿轮组件，其中，两个所述固定轮组件分别设置在所述机器人本体的前侧两端，所述补偿轮组件设置在所述机器人本体的后侧中间位置，两个固定轮组件和一个补偿轮组件的布置构设为等边三角形或者等腰三角形结构，其中，所述补偿轮组件上设置有测量并向运动控制卡反馈测量值的线性伸缩位移传感器。

进一步，作为优选，所述固定轮组件包括轮架一和滚动轮一，所述滚动轮一采用轴承设置在轮架一上，所述轮架一设置在机器人本体底部两侧，所述补偿轮组件包括轮架二、滚动轮二和直线气动补偿组件，其中，所述滚动轮二采用轴承设置在轮架二上，所述轮架二的顶端固定在直线气动补偿组件的固定端，所述直线气动补偿组件的移动端设置在所述机器人本体上，且所述直线气动补偿组件的移动端与所述机器人本体之间还设置有压力传感器，所述直线气动补偿组件的固定端与直线气动补偿组件的移动端之间设置有线性伸缩位移传感器，所述线性伸缩位移传感器与运动控制卡控制连接。

进一步，作为优选，所述伸缩运动组件包括铰接连接头一、转动角度传感器、伸缩杆、伸缩气缸、铰接连接头二、控制阀和导向组件，其中，所述铰接连接头一的一端与机器人本体上的肩关节铰接设置，所述铰接连接头一上设置有转动角度传感器，所述铰接连接头一的另一端与伸缩杆连接，所述伸缩杆与伸缩气缸的活塞杆固定连接，所述伸缩气缸上设置有控制阀，所述伸缩气缸固定在所述铰接连接头二上，所述铰接连接头的端部与手臂的肘关节采用关节轴承连接，所述伸缩杆与所述伸缩气缸之间设置有对伸缩杆的运动进行导向的导向组件，所述手臂的端部设置有手掌，所述手掌内采用指关节设置有手指，所述控制阀控制伸缩气缸的动作，所述控制阀与所述运动控制卡控制连接。

进一步，作为优选，所述导向组件包括导向座和导向滑块，所述导向座固定在所述伸缩气缸上，且所述导向座沿着伸缩气缸的轴线方向向所述伸缩杆延伸设置，所述伸缩杆的侧壁上设置有导向滑块，所述导向滑块与导向座上的滑槽配合滑动。

进一步，作为优选，所述机器人本体上还设置有开关按钮、音乐交互按钮以及交流对话按钮。

进一步，作为优选，还包括数据库以及数据处理器，所述数据库内存储设置有语音识别信息、交流语言信息以及表情识别信息，所述数据处理器根据视觉摄像头对客户的表情信息采集，所述数据处理器根据所采集的表情信息实现相应的语言交流，并通过运动控制卡来控制机器人的运动动作。

进一步，作为优选，安装视觉摄像头的所述机器人的头部采用转动球轴承180°旋转的设置在机器人本体上。

进一步，作为优选，所述机器人本体的前部还设置有显示模块以及存储卡插入模块，所述显示模块至少能够显示视觉摄像头的采集信息、数据库信息以及存储卡的存储信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过视觉摄像头和语音模块实现了与自闭症之间的相互交流，机器人可以根据患者的面部表情自动识别患者的心情并自动识别患者语言语义，实现根据患者的心情来针对性的交流，实现自闭症患者的辅助治疗，本发明的机器人还采用陀螺仪以及平衡轮组件，实现机器人的自动姿态变换，以便于取悦或者相应患者的动作，同时，还设置了伸缩运动组件，实现对手臂的伸缩控制，本发明结构简单，实用性强，可以实现全天候陪伴自闭症患者，实现对自闭症患者的针对性辅助治疗。

附图说明

图1是本发明用于辅助治疗自闭症的机器人的外观主视结构示意图；

图2是本发明用于辅助治疗自闭症的机器人的平衡轮组件的侧视结构示意图；

图3是本发明用于辅助治疗自闭症的机器人的伸缩运动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：用于辅助治疗自闭症的机器人，其特征在于，其包括视觉摄像头3、机器人本体1、平衡轮组件、陀螺仪19和运动控制卡，其中，所述视觉摄像头3设置在机器人本体1的头部位置，所述机器人本体1的头部位置还设置有语音识别模块和录音与扬声器模块2，所述机器人本体上设置有手臂，所述手臂内设置有伸缩运动组件，所述机器人本体的下端设置有所述平衡轮组件，所述机器人本体的底部中心位置设置有陀螺仪19，所述视觉摄像头、平衡轮组件、陀螺仪、伸缩运动组件、语音识别模块和扬声器模块均与所述运动控制卡控制连接。

其中，如图1-2，所述平衡轮组件包括两个固定轮组件和一个补偿轮组件，其中，两个所述固定轮组件分别设置在所述机器人本体1的前侧两端，所述补偿轮组件设置在所述机器人本体的后侧中间位置，两个固定轮组件和一个补偿轮组件的布置构设为等边三角形或者等腰三角形结构，其中，所述补偿轮组件上设置有测量并向运动控制卡反馈测量值的线性伸缩位移传感器15。

在本实施例中，所述固定轮组件包括轮架一8和滚动轮一9，所述滚动轮一9采用轴承设置在轮架一8上，所述轮架一8设置在机器人本体底部两侧，所述补偿轮组件包括轮架二13、滚动轮二12和直线气动补偿组件，其中，所述滚动轮二12采用轴承设置在轮架二上，所述轮架二12的顶端固定在直线气动补偿组件17的固定端，所述直线气动补偿组件17的移动端18设置在所述机器人本体上，且所述直线气动补偿组件的移动端与所述机器人本体之间还设置有压力传感器14，所述直线气动补偿组件的固定端与直线气动补偿组件的移动端之间设置有线性伸缩位移传感器15，所述线性伸缩位移传感器15与运动控制卡控制连接，其中，直线气动补偿组件可以采用气缸，压力传感器14可以有效防止压力过载。

所述伸缩运动组件包括铰接连接头一20、转动角度传感器21、伸缩杆22、伸缩气缸30、铰接连接头二25、控制阀31和导向组件，其中，所述铰接连接头一20的一端与机器人本体上的肩关节5铰接设置，所述铰接连接头一上设置有转动角度传感器21，所述铰接连接头一20的另一端与伸缩杆22连接，所述伸缩杆22与伸缩气缸30的活塞杆固定连接，伸缩气缸内设置有活塞29，所述伸缩气缸上设置有控制阀31，所述伸缩气缸固定在所述铰接连接头二25上，所述铰接连接头二25的端部与手臂的肘关节6采用关节轴承连接，所述伸缩杆与所述伸缩气缸之间设置有对伸缩杆的运动进行导向的导向组件，所述手臂的端部设置有手掌7，所述手掌内采用指关节设置有手指，所述控制阀控制伸缩气缸的动作，所述控制阀与所述运动控制卡控制连接。

如图3，所述导向组件包括导向座27和导向滑块26，所述导向座27固定在所述伸缩气缸30上，且所述导向座27沿着伸缩气缸的轴线方向向所述伸缩杆延伸设置，所述伸缩杆的侧壁上设置有导向滑块26，所述导向滑块26与导向座上的滑槽配合滑动。

此外，为了提高交流效果，所述机器人本体上还设置有开关按钮、音乐交互按钮以及交流对话按钮。还包括数据库以及数据处理器，所述数据库内存储设置有语音识别信息、交流语言信息以及表情识别信息，所述数据处理器根据视觉摄像头对客户的表情信息采集，所述数据处理器根据所采集的表情信息实现相应的语言交流，并通过运动控制卡来控制机器人的运动动作。

本发明的安装视觉摄像头的所述机器人的头部采用转动球轴承180°旋转的设置在机器人本体上。所述机器人本体的前部还设置有显示模块4以及存储卡插入模块，所述显示模块至少能够显示视觉摄像头的采集信息、数据库信息以及存储卡的存储信息。

本发明通过视觉摄像头和语音模块实现了与自闭症之间的相互交流，机器人可以根据患者的面部表情自动识别患者的心情并自动识别患者语言语义，实现根据患者的心情来针对性的交流，实现自闭症患者的辅助治疗，本发明的机器人还采用陀螺仪以及平衡轮组件，实现机器人的自动姿态变换，以便于取悦或者相应患者的动作，同时，还设置了伸缩运动组件，实现对手臂的伸缩控制，本发明结构简单，实用性强，可以实现全天候陪伴自闭症患者，实现对自闭症患者的针对性辅助治疗。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。