護士助手機器人的設計.pdf

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2013年 2月 第 41卷 第 4期 機床與液壓 MACHINE TOOL & HYDRAUU CS Feb.20l3 VoJ.41 No.4 DOI:10.3969/j.issn.1001— 3881.2013.04.009 護士助手機器人的設計 黃大志 ,游棲 霞 ,杭智 剛 ,黃 丹 (淮海工學院機械工程學院,江蘇連云港 222005) 摘要 :護士助手機器人 能夠 幫助護士完成 日常工作 ,減小護理人員感染 傳染病 的幾率和勞 動強度 。護士助 手機器人 是 在護士 醫療手 推車基礎 上進 行改造設 計的 ,主要 由車體 、電機 、攝 像 頭、機械 手等 部件 組成 ,其控制 系 統 由上下 位機 組 成 ,并通過無線通信 ,反饋 2自由度 云臺的攝像 頭監控到的環境情況 ,幫助 監控人員 控制機器 人的運動 ,借助 5自由度 的 機械手來 為病人送 藥品或藥具。該機器人具有結構簡單 、成本低廉 、可 靠性高等 特點 。通過試 驗驗證 ,護士 助手機器人 能 實現 預期 功能 ,可替代部分 護士的工作。 關鍵 詞 :機器人 ;護士 ;單 片機 中圖分類 號 :TP242.3 文獻標識碼 :A 文章編 號 :1001— 3881 (2013)4— 031— 4 Design of Nurse Assistant Robot HUANG Dazhi,YOU Qixia,HANG Zhigang,HUANG Dan (School of Mechanical Engineering,Huaihai Institute of Technology,Lianyungang Jiangsu 222005,China) Abstract: The nurse assistant robot can help nurses do daily work,and can also reduce the chance of nurses infecting diseases and their labor intensity. The robot was designed and transformed from improving the nursing medical handcart. It was mainly 6om— posed of a bodywork,a motor,a camera,a manipulator and SO on,and its control system was composed of the host computer with the lower computer,and communicated via wireless communication. According to the feedback of environment around the robot coming from the camera with 2 degrees of freedom (DOF),an operator could be helped to command the robot,then the robot with 5 DOF was relied on to send the drugs and the devices for patients. The robot has the advantages of simple structure,low cost,and hi【gh reliability and etc. It’S proved in the experiment that the robot can successfully achieve the desired functions and replace part of the nurse’S work. Keywords: Robot:Nurse: SCM 護士助手機器人是服務機 器人 的一 種 ,能夠 應用于 日常醫療護理 、代替 醫生實施手術 、軍事救援 等領域 。近年來 ,“非典”、禽 流感 、甲型 H1N1流感 等流行病時常爆發 ,而遠離病毒源和傳染病患者是預 防傳染病 的最好方法 。護士助手機器人不僅能對病房 消毒 ,運送醫療器械 、實驗樣品及結果 ,為病區 的人 運送藥 、送飯和生活用 品,清除病房垃圾 ,還能減少 護理人員感染傳染病 的幾率和工作強度 ,從而可 以提 高 醫療機構 的 自動化程度 。所 以研制護士助手機器人 具 有 非 常 重 要 的意 義 。 1 機器人總體方案設計 工作人員 只需一 臺 PC機 ,就可遠程 遙控護 士助 手機器人 。工作人員根據機器人攝像頭不斷反饋 回來 的圖像 ,利用 Pc機上 的軟件通 過無線傳 輸模塊 向護 士助手機器人發送各種命令 ,這樣就可遙控機器人完 成巡游病房 ,通過攝像頭監視病人情況 ,通過機械手 抓取藥物送給病人并清理 醫療垃圾等任務 。機器人 的 設計方案如 圖 1所示 。 護 士 助 手 機 器 人 結構 控 制 系統 硬 件 軟 件 車 體 下 位機 控制 程序 圖 1 護士助手機器人方案圖 2 結構 設計 護士助手機器人的三維模型圖如圖 2所示 。機器 人 主要 由車體 、電機 、萬 向輪 、機械手 、攝像頭等部 分組成 。車體 由現有 醫院及衛生場所 常用 的護士 醫療 手推車改造而來 ,將 兩個原 有的萬 向輪換成 電機驅動 的主動輪 ,這樣機器 人就可以 自由運動 ,具體轉 向靠 收稿 日期 :2012— 02— 08 基金項 目:淮海工學院校內課題 資助項 目 (Z2011025) 作者簡介 :黃大志 (1977一 ),男 ,碩士 ,講師 ,從 事機 電一體化 的教學與科研工作。E— mail:[email protected].edu.en。 一一一一一一一一一一 一一
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