[发明专利]一种家庭急救机器人控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种家庭急救机器人控制系统，其特征在于，包括主控制器，以及和所述主控制器连接的机械臂控制模块、末端执行器控制模块、底盘控制模块、远程通讯模块和机器视觉模块，所述主控制器和被急救者身上的可穿戴设备通信连接，所述可穿戴设备内置脉搏传感器。

2.根据权利要求1所述的家庭急救机器人控制系统，其特征在于，所述末端执行器控制模块包括末端执行控制器，所述末端执行控制器与所述主控制器连接，所述末端执行控制器通过相对应的电机驱动器与相对应的腕部电机连接；右腕部电机是步进电机，和机器人右机械臂末端的仿人形手掌连接，所述仿人形手掌上设置有氧气罩；左腕部电机是直线马达，通过球铰链和按压板连接。

3.根据权利要求2所述的家庭急救机器人控制系统，其特征在于，所述氧气罩通过软管与机器人身体上的氧气瓶连接，所述氧气瓶上的流量调节器与所述末端执行控制器连接；所述按压板下表面设置有压力传感器，所述压力传感器与所述末端执行控制器连接。

4.根据权利要求1、2或3所述的家庭急救机器人控制系统，其特征在于，所述机器视觉模块包括摄像头、图像采集卡和图像处理器，所述图像处理器和所述主控制器连接，所述摄像头设置在机器人头部。

5.根据权利要求1、2或3所述的家庭急救机器人控制系统，其特征在于，所述机械臂控制模块包括机械臂控制器，所述机械臂控制器与所述主控制器连接，所述机械臂控制器与左臂驱动单元和右臂驱动单元连接，所述左臂驱动单元和右臂驱动单元分别驱动机器人左机械臂和右机械臂的各关节电机。

6.根据权利要求1、2或3所述的家庭急救机器人控制系统，其特征在于，所述主控制器通过WIFI模块和被急救者身上的可穿戴设备通信连接，所述WIFI模块包括设置在机器人上的WIFI接收端和所述可穿戴设备上的WIFI发射端。

7.一种家庭急救机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，穿在被急救者身上的可穿戴设备通过其内置的脉搏传感器监测被急救者的脉搏信息，并将脉搏异常的信息发送给机器人的主控制器，所述主控制器接收所述可穿戴设备发送来的脉搏异常信息并通过远程通讯模块向被急救者家属发送警报信息；

步骤二，所述可穿戴设备将被急救者的位置信息发送给所述主控制器，所述主控制器根据被急救者的位置信息，命令底盘控制模块驱动底盘上的全向轮带动所述机器人到达被急救者旁边；

步骤三，所述主控制器命令机器视觉模块进行人体位姿观测，所述机器视觉模块将人体位姿信息发送给所述主控制器，所述主控制器根据被急救者的人体位姿信息发出指令给机械臂控制模块和末端执行器控制模块，所述机械臂控制模块和末端执行器控制模块调用左右两机械臂和左右两机械臂末端的末端执行器将患者移动到合适的位置并实施心脏复苏按压和模拟人工呼吸。

8.根据权利要求7所述的家庭急救机器人的控制方法，其特征在于，上述步骤一中，所述可穿戴设备通过WIFI发射端将脉搏异常的信息发送到机器人的WIFI接收端，所述WIFI接收端将脉搏异常的信息传送给所述主控制器，所述主控制器通过GSM模块向被急救者家属发送警报信息。

9.根据权利要求7所述的家庭急救机器人的控制方法，其特征在于，上述步骤二中，所述可穿戴设备内置的UWB定位标签按照一定的频率发射脉冲，不断和室内布置的四个已知坐标的UWB定位基站进行测距，并通过精确算法得到所述UWB定位标签的位置信息，所述可穿戴设备通过WIFI发射端将所述UWB定位标签的位置信息发送给机器人的WIFI接收端，所述WIFI接收端将所述UWB定位标签的位置信息传送给所述主控制器，所述主控制器根据所述UWB定位标签的位置信息，并配合机器人头部的激光雷达，命令底盘控制器驱动底盘上的全向轮带动所述机器人到达被急救者旁边。

10.根据权利要求7所述的家庭急救机器人的控制方法，其特征在于，上述步骤三中，所述机器视觉模块依次识别被急救者人脸特征点和胸部按压位置，并将人脸特征点信息和胸部按压位置信息发送给所述主控制器，所述主控制器根据人脸特征点信息发出指令给末端执行控制器，所述末端执行控制器驱动机器人右腕部步进电机，使氧气罩贴合被急救者口鼻，并控制流量调节器氧流量为1~3L/分，吸入氧浓度为25%~35%；所述主控制器根据胸部按压位置信息发出指令给所述末端执行控制器，所述末端执行控制器驱动机器人左腕部直线马达，使按压板的按压频率达到100~120 次/分，按压板释放时间与按压时间比例为1：1，所述末端执行控制器通过压力传感器控制按压板每次的按压深度至少达到5cm，每次释放要让胸廓回弹复位。