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智能卫生护理服务机器人控制系统设计与研究

【摘要】:近年来,严峻的老龄化形势、持续不断的交通事故、日益严重的环境问题使得我国无自理能力及卧病在床的患者日益增多,并且随着经济的蓬勃发展、生活水平的不断提高,患者对外界提供的护理的要求也越来越高,因此,以上两方面的因素使得社会在照顾患者方面有着极大的压力,所以如何能让患者得到舒适、满意的护理是我国目前所面临和亟待解决的问题。针对该现状,本文设计了一款智能卫生护理服务机器人,该机器人具有三种工作模式,全自动模式、人机交互模式以及近距离无线监控模式,在任何一种模式下,机器人均可完成患者的大便护理、小便护理、烘干护理、翻身及康复护理、人体参数测量等护理功能,同时,在护理的过程中会有同步的液晶显示和语音实时播报等其他辅助功能。首先,本文介绍了课题的提出背景和研究意义,在结合市场调研和国内外各类护理服务机器人研究现状的情况下确定了本机器人的功能,根据服务对象的特点和设计原则,制定了本机器人控制系统设计方案。然后,对机器人控制系统硬件电路进行了设计。根据护理服务机器人各类护理功能,对硬件设计中的主要元器件进行了选择。控制系统硬件设计分为机器人下位机电路和护理功能电路,主要包括控制器外围电路、USB串口通信电路、射频电路、大(小)便感应电路、水(气)泵驱动电路、脉搏测量电路、液晶显示电路和语音播报电路等。第三,对机器人控制系统软件进行了设计。根据机器人的各类外围设备,确定了控制系统软件设计结构框图。软件设计基于模块化思想,整个程序分为上位机程序、下位机程序和机器人护理功能程序,主要包括上位机无线监控界面设计、串口通信程序、射频通信程序和护理功能程序等。最后,对智能卫生护理服务机器人进行了性能测试。在结合护理机器人控制系统软、硬件的基础上,首先进行了模块化测试,然后进行整机测试,测试结果良好,最后在医院让机器人对不同类型的患者进行大量的临床性能测试,测试结果表明该机器人的性能达到了设计要求,稳定可靠。

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