[发明专利]一种全自动视觉引导护士车及其控制方法

权利要求书

1.全自动视觉引导护士车，其特征在于，包括路径引导线采集装置、避障探测装置、转向系统、驱动系统、触摸屏(1)、小车(2)、储物箱(3)、处理器；小车(2)上方安装储物箱(3)，小车(2)的正面安装有固定支架(4)；触摸屏(1)安装到储物箱(3)顶部，触摸屏(1)与处理器连接；储物箱(3)中装载医用设备或药品，通过路径引导线采集装置实时采集铺设在医院环境内地面上的路径引导线实现路径导航，小车(2)行进过程中通过避障探测装置采集障碍物信号实现躲避障碍物，通过处理器控制转向系统实现小车(2)转向、驱动系统驱动小车(2)前进后退。

2.根据权利要求1所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，所述路径引导线采集装置采用安装在小车(2)的固定支架(4)上的摄像头(5)；摄像头(5)的输出端、触摸屏(1)的输出端连接处理器的输入端，处理器的输出端连接转向系统、驱动系统。

3.根据权利要求1所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，所述避障探测装置采用安装在固定支架(4)上的超声波探测器(6)；超声波探测器(6)的输出端连接处理器的输入端。

4.根据权利要求1所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，所述转向系统包括转向杠杆、偏心轮(7)、舵机(8)；转向杠杆由一根T型杆和两个转向连杆(9)构成，T型杆的横杆(10)两端具有钩状结构，T型杆的竖杆(11)一端连接到横杆(10)的中部，另一端插入偏心轮(7)；转向连杆(9)为具有90度转角的连杆结构，一端具有钩状结构，两个转向连杆(9)的钩状结构分别与横杆(10)两端的钩状结构相连，两个转向连杆(9)的另一端分别连接小车(2)的两个前轮中心处；舵机(8)的输出轴连接偏心轮(7)。

5.根据权利要求4所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，小车(2)内部还安装一个固定板(16)，固定板(16)开有为所述T型杆的竖杆(11)提供运动轨道的凹槽(17)，舵机(8)接收处理器根据路径引导线采集装置、避障探测装置采集信息所产生的驱动信号，驱动小车(2)进行转向操作，舵机(8)的转动带动与偏心轮(7)连接的T型杆的竖杆(11)沿凹槽(17)运动，实现左右转向。

6.根据权利要求1所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，所述驱动系统包括驱动电机(12)、驱动横杆(13)；驱动横杆(13)的两端连接在小车(2)的两个后车轮的中心处，驱动横杆(13)上固定有第一齿轮(14)，驱动电机(12)的输出轴上固定有第二齿轮(15)，第一齿轮(14)与第二齿轮(15)啮合，第二齿轮(15)随驱动电机(12)的输出轴转动，带动与其啮合的第一齿轮(14)转动，从而实现驱动横杆(13)带动小车(2)两个后车轮的转动；驱动电机(12)接收处理器根据路径引导线采集装置、避障探测装置采集信息所产生的驱动信号，驱动小车(2)进行前进/后退操作。

7.根据权利要求1所述的全自动视觉引导护士车，其特征在于，

所述路径引导线采集装置采用安装在小车(2)的固定支架(4)上的摄像头(5)；摄像头(5)的输出端连接处理器的输入端，处理器的输出端连接转向系统的舵机(8)的输入端、驱动系统的驱动电机(12)的输入端；

所述避障探测装置采用安装在固定支架上的超声波探测器(6)；超声波探测器(6)的输出端连接处理器的输入端；

所述转向系统包括转向杠杆、偏心轮(7)、舵机(8)；转向杠杆由一根T型杆和两个转向连杆(9)构成，T型杆的横杆(10)两端具有钩状结构，T型杆的竖杆(11)一端连接到横杆(10)的中部，另一端插入偏心轮(7)；转向连杆(9)为具有90度转角的连杆结构，一端具有钩状结构，两个转向连杆(9)的钩状结构分别与横杆(10)两端的钩状结构相连，两个转向连杆(9)的另一端分别连接小车(2)的两个前轮中心处；舵机(8)的输出轴连接偏心轮(7)；

所述驱动系统包括驱动电机(12)、驱动横杆(13)；驱动横杆(13)的两端连接在小车(2)的两个后车轮的中心处，驱动横杆(13)上固定有第一齿轮(14)，驱动电机(12)的输出轴上固定有第二齿轮(15)，第一齿轮(14)与第二齿轮(15)啮合，第二齿轮(15)随驱动电机(12)的输出轴转动，带动与其啮合的第一齿轮(14)转动，从而实现驱动横杆(13)带动小车(2)两个后车轮的转动；驱动电机(12)接收处理器的驱动信号，驱动小车(2)进行前进/后退操作。

8.权利要求7所述的全自动视觉引导护士车的控制方法，其特征在于，包括：

通过触摸屏在预先录入好的与路径引导线匹配的地图上选择出发地、目的地以及路线，并通过触摸屏录入储物箱中装载的医用设备和药品信息；上述信息传入处理器中；

将全自动视觉引导护士车放在路径引导线上，开始行程，向下拍摄的摄像头和超声波探测器开始工作，摄像头、超声波探测器将采集到的数据传入处理器中；

处理器识别摄像头采集到的路径引导线是直行，转弯或岔路：

如果是直行，则发送给驱动系统的驱动电机一个驱动信号，驱动电机根据驱动信号工作带动小车的后车轮前进；

如果是转弯，则发送给转向系统中的舵机一个转向信号，舵机根据转向信号旋转一定的角度，舵机上相连接的偏心轮带动转向杠杆带动前轮进行相应方向的转向；

如果是岔路，则根据开始工作时设定的路线对比，确定转向的方向，并转向系统中的舵机一个转向信号，舵机上相连接的偏心轮带动转向杠杆带动前轮进行相应方向的转向；

小车行进过程中处理器根据超声波探测器采集到的数据判断是否有障碍物：

如果有，则控制驱动系统中的驱动电机停止转动，小车停止，等障碍物移动远离小车，控制驱动系统中的驱动电机驱动小车继续前行，直到小车根据设定路线到达目的地。