一种移动式测温消毒机器人装置的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种移动式测温消毒机器人装置。


背景技术：

2.在医院往往需要医护人员手持测温仪在不同时间段，多次对患者进行逐个体温测量和记录，这种方式重复性高，需要依赖人力。因此，在医院等公共场所部署移动监测机器能够极大减轻医护工作人员的工作强度，同时提升效率。目前，现有的移动监测机器一般结构是将视觉传感器和红外测温装置固定在移动底盘上，通过视觉传感器利用视觉算法对人体姿态和人脸进行识别，然后红外测温装置采集对应位置的体温信息。但是，目前的移动监测机器还存在以下问题：测温装置仅简易固定在移动底盘的固定立柱上导致测温范围及其有限，需要被测者主动配合机器人完成体温监测，无法针对广泛面向不同的人群，如躺在病床上或坐在轮椅上行动不便的患者和身高不同的患者(尤其是儿童)等。除此之外，目前的移动监测机器功能单一，导致设备功能复用率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种移动式测温消毒机器人装置。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种移动式测温消毒机器人装置，包括测温模块、多轴机械臂、移动底座模块、消毒模块、第一摄像模块、立柱模块和第二摄像模块；
6.所述测温模块连接多轴机械臂的末端，所述多轴机械臂的基座连接立柱模块，所述测温模块在多轴机械臂的驱动下靠近人体，用于检测人体体温；
7.所述移动底座模块底部设有移动机构，用于机器人装置整体移动；
8.所述消毒模块设置在移动底座模块内，所述移动底座模块的一侧设有消毒液喷射口，所述消毒模块设置在移动底座模块内并且连通消毒液喷射口，用于机器人装置移动时喷散消毒液；
9.所述第一摄像模块通过立柱模块设置于移动底座模块上，位于立柱模块的顶部，所述第一摄像模块用于采集机器人装置周边环境信息；
10.所述第二摄像模块连接多轴机械臂的末端，用于采集末端方向的图像信息。
11.进一步地，所述测温模块和第二摄像模块并排上下设置，并且第二摄像模块和测温模块的检测端指向方向相同。
12.进一步地，所述测温模块还包括机械爪、支撑架和伸缩机构，所述第二摄像模块设置在支撑架的上端，所述伸缩机构设置在支撑架的下端，所述机械爪设置于支撑架的一侧，机械爪的设置方向和第二摄像模块的镜头指向方向相同，所述测温模块的本体设置于伸缩机构的伸缩端，测温模块的本体可在伸缩机构的带动下沿着测温模块的检测端的指向方向伸缩。
13.进一步地，所述移动底座模块上设有激光雷达模块，该激光雷达模块设置于移动底座模块的侧面，用于感知移动底座模块的周边物体。
14.进一步地，所述移动机构包括移动轮或机械行走足。
15.进一步地，所述立柱模块上设置有触控屏，用于显示测温模块的数据信息，也可作为主要的操作控制面板，根据不同功能需求，显示不同的功能菜单，用户通过触摸屏进行操作交互。
16.进一步地，所述立柱模块上设置有升降机构和血压仪，所述升降机构固定在立柱模块的一侧，所述血压仪连接升降机构，可在升降机构的带动下沿着立柱本体上下移动。
17.进一步地，还包括所述移动底座模块上设有用于语音控制的麦克风和扬声器。
18.进一步地，所述消毒模块包括微型泵、连接管和消毒液罐，所述消毒液罐设置于移动底座模块内，所述微型泵设置于消毒液罐内，通过连接管连通消毒液喷射口。
19.进一步地，所述移动底座模块包括圆柱体型的底座壳体。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21.1、本发明设计了一种可进行巡检测温的机器人装置，在装置上设置了多轴机械臂来连接和控制测温模块，拓展了测温模块的可调活动范围，能够将测温模块移动至人体的任意位置处进行体温测量，适用范围广；同时，本发明在移动底座模块上集成了消毒模块，使机器人装置能够在巡检的移动过程中进行消毒喷洒作业，提高功能复用率。
22.2、集成了并排上下设置的第二摄像模块和测温模块，配合多轴机械臂，测温模块可以先通过相机单元进行位置判断，然后通过多轴机械臂驱动测温模块到达检测部进行测温，提高测温模块的测温精确性。
23.3、本发明的测温模块上还设有机械爪，在进行非测温工作时候，测温模块在伸缩机构的带动下回缩，使机械爪可以正常工作，实现多功能用途。
24.4、本发明还集成了升降机构和血压仪，升降机构根据测试人体调整血压仪的高度，实现血压测量功能。
25.5、本发明还可配有触控屏、麦克风和扬声器等多媒体设备，实现多媒体交互功能。
附图说明
26.图1为实施例一机器人装置的结构示意图。
27.图2为实施例一机器人装置另一角度的结构示意图。
28.图3为实施例二测温模块的结构示意图。
29.附图标记：1、测温模块，，13、机械爪，14、支撑架，15、伸缩机构，2、多轴机械臂，3、移动底座模块，31、移动机构，32、消毒液喷射口，33、麦克风，34、扬声器，4、消毒模块，5、第一摄像模块，6、立柱模块，7、激光雷达模块，8、触控屏，9、升降机构，10、血压仪，11、第二摄像模块。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
31.实施例一
32.如图1和图2所示，本实施例提供了一种多功能移动式测温消毒机器人装置，包括测温模块1、多轴机械臂2、移动底座模块3、消毒模块4、第一摄像模块5和立柱模块6。测温模块1连接多轴机械臂2的末端，多轴机械臂2的基座连接立柱模块6，测温模块1在多轴机械臂2的驱动下靠近人体，用于检测人体体温。移动底座模块3底部设有移动机构31，用于机器人装置整体移动。消毒模块4设置在移动底座模块3内，移动底座模块3的一侧设有消毒液喷射口32，消毒模块4设置在移动底座模块3内并且连通消毒液喷射口32，消毒模块4用于机器人装置移动时喷散消毒液。第一摄像模块5通过立柱模块6设置于移动底座模块3上，并且位于立柱模块6的顶部，第一摄像模块5用于采集机器人装置周边环境信息。
33.本实施例通过多轴机械臂2和移动底座模块3组成复合型机器人，通过第一摄像模块5和第二摄像模块11配备视觉检测功能，完成医院不同床位的定时测温记录任务，同时还能够完成辅助血压测量、地面消毒和迎宾功能，解决目前移动式测温机器人功能单一的问题。在测温时，在装置上设置了多轴机械臂2来连接和控制测温模块1，拓展了测温模块1的可调活动范围，测温模块1可在多轴机械臂2在视觉引导下能够主动检测对应患者的额头区域，自主靠近被测者的额头完成温度的测量和记录，实现主动式测温，解决传统设备普遍需要被测者配合机器人才能完成体温检测的难点。多轴机械臂2具体采用现有成熟的结构，因此不进行具体展开。
34.在多轴机械臂2的末端还设置有和测温模块1并排上下设置的第二摄像模块11，第二摄像模块11的镜头和测温模块1的检测端指向方向相同。第二摄像模块11具体采用rgb-d相机，测温模块1具体采用红外测温仪。使用时，测温模块1可以先通过第二摄像模块11进行位置判断，然后通过多轴机械臂2驱动测温模块1到达检测部进行测温，提高红外测温仪的测温精确性。
35.移动底座模块3具有圆柱体型的底座壳体，移动机构31设置在底座壳体的底部。移动机构31的具体形式不限，可以是移动轮，也可以是现有成熟的机械行走足，本实施例中，采用底部多个移动轮的设计。移动底座模块3的导航采用现有成熟的避障算法，配合位于立柱模块6顶部的第一摄像模块5进行视觉导航。本实施例中，第一摄像模块5同样采用rgb-d相机。在底座壳体的侧壁上设有激光雷达模块7，用于感知移动底座模块3的周边物体，提高实现室内场景自主导航的精确度。移动底座模块3通过电池提供电源，并且配有电池电压监测的单元，能够在电量不足时自动返回充电点进行充电。在移动底座模块3上还集成了麦克风33和扬声器34，能够实时采集外部声音进行分析，然后根据当前语境进行反馈，反馈内容通过麦克风33进行输出，以语音的形式进行播报，实现多媒体交互功能。
36.消毒模块4集成在移动底座模块3上，能够在机器人装置巡逻路途中进行地面的消毒喷洒。消毒模块4具体包括微型泵、连接管和消毒液罐，消毒液罐设置于移动底座模块3内。微型泵设置于消毒液罐内，通过连接管连通消毒液喷射口32。本实施例中消毒液喷射口32采用雾化喷头，实现全方位喷洒。同时，消毒液罐内设有液位传感器，可配合移动底座模块3移动程序进行规划，使消毒液罐内消毒液不足时发出提醒或者可配合外置设备进行自动补给。
37.本实施例中，立柱模块6的一侧设有触控屏8，另一侧设有升降机构9和血压仪10。触控屏8主要用于显示测温模块1的数据信息，也可作为主要的操作控制面板，根据不同功
能需求，显示不同的功能菜单，用户通过触摸屏进行操作交互。血压仪10通过升降机构9固定在立柱模块6的一侧，可在升降机构9的带动下沿着立柱本体上下移动。由此实现了机器人装置的血压测量功能。升降机构9采用市售的升降台等结构，具体形式不限。
38.本实施例在在底座壳体的内部设置有总控制器，用于对测温模块1、多轴机械臂2、移动底座模块3、消毒模块4、第一摄像模块5进行全方位的控制，实现各类功能。总控制器采用现有的处理器芯片。本实施例的具体功能展示如下：
39.i、迎宾功能：在测温空档期自主漫游时，机器人装置能够通过语音交互或者触摸屏交互，可以为来医院看病的患者提供引导服务，根据病人的描述带领病人去对应的前台或者窗口办理手续。
40.ii、病床巡检测温功能：机器人装置能够根据医护人员选定的床位点，定时进行床位点的巡逻，完成体温测量后能够上传云端数据库。其过程如下：
41.多轴机械臂2末端的rgb-d相机(第二摄像模块11)用于床位点的个人信息确认。立柱模块6上的rgb-d相机(第一摄像模块5)，用于捕获大视角下的场景图片，辅助机器人能够获得更大视角下的场景图片用于后续视觉分析。对于床位点信息确认，分为两种模式：
42.a.人脸识别。多轴机械臂2到达指定房间后，用多轴机械臂2末端的rgb-d相机拍摄房间采集图片，检测人脸并与患者入院时事先录入于数据库中人脸进行比较，若匹配成功，则通过语音播报患者姓名，然后利用根据患者的语音反馈进一步确认患者信息。
43.b.识别床头标识物，包括但不限于手写、打印文字和二维码等可以记录患者个人信息的标识物，结合语音询问，进行身份确认。多轴机械臂2到达指定房间后，用多轴机械臂2末端的rgb-d相机拍摄房间采集图片，检测床头标识物，对于手写文字、打印文字类型的标识物，通过字符识别技术解析标识物中的患者信息；对于二维码等标识物，可以通过二维码检测技术实现场景中二维码的定位和数据提取得到患者信息。通过床头标识物获取患者个人信息后，通过语音播报患者姓名，然后利用根据患者的语音反馈进一步确认患者信息。
44.机器人装置除了能够定点定时监测体温外，用户可以通过语音发送指令直接让该机器人装置为其测量体温，机器人获取被测者体温后，通过扬声器34播报温度。
45.对人体进行具体的温度测量过程如下：
46.立柱模块6上的rgb-d相机用于捕获大视角下的场景图片辅助视觉分析。多轴机械臂2末端的rgb-d相机用于被测者额头区域的检测及位置确定。机器人装置在确认患者个人信息后，首先通过立柱模块6上的rgb-d相机采集的图片检测目标患者的粗略人体姿态、人脸的位姿，然后根据检测出的粗略姿态调整机械臂末端位姿，使得固定在机械臂末端的rgb-d相机正对人脸并靠近采集被测者面部，并采集二维图片和三维面部点云数据，识别出额头区域的空间位置。最后控制多轴机器臂靠近额头约2厘米处进行测温读数。视觉检测和机械臂控制算法均采用现有的算法实现。
47.iii、血压检测功能：血压测试时，血压仪10在升降机构9的带动下可以通过不同的高度调整来适应不同姿态的患者。具体的调整需要配合第一摄像模块5和多轴机械臂2上的第二摄像模块11。首先通过图像采集人体的姿态，根据目标患者当前的手臂位姿，调整立柱上血压仪10的高度，使得患者在将手臂伸入血压仪10时处于一个较为舒适的状态；然后通过多轴机械臂2调整第二摄像模块11的位置，观察手臂的姿态和血压计的位姿，判断患者手臂是否摆放正确。当分析判断患者手臂摆放姿势不正确时，机器人装置能够控制机械臂复
辅助患者将手臂摆放到正确的位置，并且同时在触控屏8播放手臂正确放入血压仪10的动画教程。当检测到患者手臂摆放正确时，通过扬声器34语音播报提醒患者开始测压，测压结束后，可以通过触控屏8显示血压值，同时扬声器34播报测量的血压值。
48.vi、消毒喷洒功能：在机器人装置在移动过程中可控地开启消毒模块4，实现对地面的喷洒消毒。
49.实施例二
50.本实施例的基本结构和实施例一相同，其区别点在于测温模块1。如图3所示，本实施例中测温模块1还包括机械爪13、支撑架14和伸缩机构15。第二摄像模块11设置在支撑架14的上端，伸缩机构15设置在支撑架14的下端。机械爪13设置于支撑架14的一侧，机械爪13的设置方向和第二摄像模块11的镜头指向方向相同。测温模块1的本体设置于伸缩机构15的伸缩端，测温模块1的本体可在伸缩机构15的带动下沿着测温模块1的检测端的指向方向伸缩。伸缩机构15具体形式不限，本实施例中采用现有的电机和伸缩滑台结构。在测温时，伸缩机构15将测温装置推出，使其向外延伸，机械爪13功能无法正常工作；在不测温时，伸缩机构15将测温模块1的本体收回，此时测温模块1的本体的位置不会影响到机械爪13，机械爪13恢复正常功能，则可以执行其他功能，如根据语音对话为病人执行倒水等服务任务，极大提高该装置的功能复用率。
51.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，包括测温模块(1)、多轴机械臂(2)、移动底座模块(3)、消毒模块(4)、第一摄像模块(5)、立柱模块(6)和第二摄像模块(11)；所述测温模块(1)连接多轴机械臂(2)的末端，所述多轴机械臂(2)的基座连接立柱模块(6)，所述测温模块(1)在多轴机械臂(2)的驱动下靠近人体，用于检测人体体温；所述移动底座模块(3)底部设有移动机构(31)，用于机器人装置整体移动；所述消毒模块(4)设置在移动底座模块(3)内，所述移动底座模块(3)的一侧设有消毒液喷射口(32)，所述消毒模块(4)设置在移动底座模块(3)内并且连通消毒液喷射口(32)，用于机器人装置移动时喷散消毒液；所述第一摄像模块(5)通过立柱模块(6)设置于移动底座模块(3)上，位于立柱模块(6)的顶部，所述第一摄像模块(5)用于采集机器人装置周边环境信息；所述第二摄像模块(11)连接多轴机械臂(2)的末端，用于采集末端方向的图像信息。2.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述测温模块(1)和第二摄像模块(11)并排上下设置，并且第二摄像模块(11)和测温模块(1)的检测端指向方向相同。3.根据权利要求2所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述测温模块(1)还包括机械爪(13)、支撑架(14)和伸缩机构(15)，所述第二摄像模块(11)设置在支撑架(14)的上端，所述伸缩机构(15)设置在支撑架(14)的下端，所述机械爪(13)设置于支撑架(14)的一侧，机械爪(13)的设置方向和第二摄像模块(11)的镜头指向方向相同，所述测温模块(1)的本体设置于伸缩机构(15)的伸缩端，测温模块(1)的本体可在伸缩机构(15)的带动下沿着测温模块(1)的检测端的指向方向伸缩。4.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述移动底座模块(3)上设有激光雷达模块(7)，该激光雷达模块(7)设置于移动底座模块(3)的侧面，用于感知移动底座模块(3)的周边物体。5.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述移动机构(31)包括移动轮或机械行走足。6.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述立柱模块(6)上设置有触控屏(8)，用于显示测温模块(1)的数据信息。7.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述立柱模块(6)上设置有升降机构(9)和血压仪(10)，所述升降机构(9)固定在立柱模块(6)的一侧，所述血压仪(10)连接升降机构(9)，可在升降机构(9)的带动下沿着立柱本体上下移动。8.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，还包括所述移动底座模块(3)上设有用于语音控制的麦克风(33)和扬声器(34)。9.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述消毒模块(4)包括微型泵、连接管和消毒液罐，所述消毒液罐设置于移动底座模块(3)内，所述微型泵设置于消毒液罐内，通过连接管连通消毒液喷射口(32)。10.根据权利要求1所述的一种移动式测温消毒机器人装置，其特征在于，所述移动底座模块(3)包括圆柱体型的底座壳体。

技术总结
本发明涉及一种移动式测温消毒机器人装置，包括测温模块、多轴机械臂、移动底座模块、消毒模块、第一摄像模块、立柱模块和第二摄像模块；测温模块连接于多轴机械臂的末端，多轴机械臂的基座连接立柱模块，测温模块在多轴机械臂的驱动下靠近人体，用于检测人体体温；移动底座模块底部设有移动机构，用于机器人装置整体移动；消毒模块设置在移动底座模块内，移动底座模块的一侧设有消毒液喷射口，消毒模块设置在移动底座模块内并且连通消毒液喷射口，用于机器人装置移动时喷散消毒液；第一摄像模块位于立柱模块的顶部，第二摄像模块连接多轴机械臂的末端。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、功能复用率高等优点。功能复用率高等优点。功能复用率高等优点。


技术研发人员：孙振峰 林海涛
受保护的技术使用者：上海优复博智能科技有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2023/10/6