基于健康服務機器人的老年人健康服務系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種健康服務系統，尤其是一種基于健康服務機器人的老年人健康服務系統，屬于疾病監測、預防、護理領域。
【背景技術】
[0002]心血管疾病是一種嚴重威脅人類，特別是50歲以上中老年人健康的常見病，即使應用目前最先進、完善的治療手段，仍可有50%以上的腦血管意外幸存者生活不能完全自理。全世界每年死于心腦血管疾病的人數高達1500萬人，居各種死因首位。因此心血管疾病的預防和診斷顯得格外重要。目前心電圖是測量和診斷異常心臟節律的最好方法，通過心電圖可診斷心電傳導組織受損時心臟的節律異常以及由于電解質平衡失調引起的心臟節律的改變。然而，在傳統的心電監測儀中，各硬件裝置間主要通過通信線纜連接，其操作平臺也基于有線裝置，這類傳統裝置因有線連接，使其可用范圍大大受到限制，不方便移動，還會給被檢測者帶來心理壓力，從而使檢測結果失真。
[0003]另外，血氧飽和度也是老年人身體健康的一項重要生理指標，當空氣中的氧氣在人體肺部進行交換后進入血液，結合在血紅蛋白上供給到全身，維持細胞的正常新陳代謝。血氧飽和度(Sp02)用于反映這種血液中含氧水平，血氧飽和度是指血液中氧合血紅蛋白(Hb02)的容量占全部血紅蛋白(Hb)容量的百分比。在正常情況下，人體的血氧飽和度保持在98 %，一般不會低于94%，若血氧飽和度過低，則表明組織得不到充足的氧，或不能充分利用氧，導致組織的代謝、機能、甚至形態結構發生異常變化，更有可能造成心腦缺氧疾病、組織性缺氧疾病、呼吸性缺氧疾病和睡眠呼吸暫停綜合癥，若缺血缺氧超過4分鐘，則可造成神經元的死亡，嚴重時可危及生命。因此，對老年人進行血氧飽和度的檢測非常重要。
[0004]另一方面，在現在的社會環境下，大部分老年人都是遠離子女、親屬的獨居老人、空巢老人，生活很難自理，又缺乏健康意識，對自己的身體狀況更是缺少了解。在病發時，很難找到正確的方法自救，給老年人帶來了精神和心理上的創傷。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種基于健康服務機器人的老年人健康服務系統，該系統使用方便，功能豐富，結合服務機器人和移動互聯網技術，可以完成對老年人的健康現狀分析，為老年人精神狀況和心理狀況診察提供了數據和生理參數基礎，有利于老年人精神狀況和身體健康狀況的實時監測，更能保障老年人身心健康。
[0006]本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到:
[0007]基于健康服務機器人的老年人健康服務系統，包括健康服務機器人、智能終端以及云服務器，所述健康服務機器人包括機器人本體、主控制單元、人機交互單元和醫療檢測單元；所述人機交互單元與主控制單元相連，其包括平板電腦，該平板電腦置于機器人本體的胸前；所述醫療檢測單元與主控制單元相連，其包括心電檢測裝置和血氧飽和度檢測裝置，所述心電檢測裝置和血氧飽和度檢測裝置集成在機器人本體上，并分別通過藍牙信號與智能終端、平板電腦相連；所述平板電腦和智能終端通過移動互聯網與云服務器相連；其中:
[0008]所述心電檢測裝置，用于采集老年人的心電信號，并將心電信號發送到智能終端和平板電腦；
[0009]所述血氧飽和度檢測裝置，用于采集老年人的血氧飽和度信號，并將血氧飽和度信號發送到智能終端和平板電腦；
[0010]所述智能終端，用于接收老年人的心電信號和血氧飽和度信號以及獲取老年人子女的個人語音信息，并將心電信號、血氧飽和度信號以及個人語音信息上傳到云服務器；
[0011]所述平板電腦，用于接收老年人的心電信號和血氧飽和度信號以及輸入老年人的臨床信息，并將心電信號、血氧飽和度信號和臨床信息上傳到云服務器；
[0012]所述云服務器，用于接收智能終端和平板電腦上傳的信息，從而自動完成老年人的健康現狀分析，并將分析結果反饋給智能終端、平板電腦進行顯示和語音播報。
[0013]優選的，所述健康服務機器人還包括運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、環境感知傳感器單元和電源供電單元，所述運動控制單元、雙目視覺捕捉單元和環境感知傳感器單元分別與主控制單元相連，所述電源供電單元用于為主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元供電。
[0014]優選的，所述心電檢測裝置具有兩個心電傳感器，兩個心電傳感器分別置于機器人本體的左、右掌心正面，機器人本體的左、右掌心與老年人的雙手掌心貼合時，喚醒心電檢測裝置以采集老年人的心電信號。
[0015]優選的，所述心電檢測裝置包括第一心電傳感器、第二心電傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、指示燈模塊和電源模塊；所述第一心電傳感器和第二心電傳感器分別與集成模擬前端相連；所述集成模擬前端通過SPI與混合信號微控制器相連；所述藍牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，該藍牙模塊用于與外部設備連接；所述電源模塊用于為第一心電傳感器、第二心電傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、指示燈模塊供電；所述指示燈模塊與混合信號微控制器相連，用于顯示機器人處于心電檢測的功能狀態。
[0016]優選的，所述血氧飽和度檢測裝置安裝在機器人本體的左掌心或右掌心正面，安裝了血氧飽和度檢測裝置的掌心與老年人的掌心貼合時，喚醒血氧飽和度檢測裝置以采集老年人的血氧飽和度信號。
[0017]優選的，所述血氧飽和度檢測裝置包括血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、指示燈模塊和電源模塊；所述血氧傳感器與集成模擬前端相連，該血氧傳感器由LED燈和接收頭組成；所述集成模擬前端通過SPI與混合信號微控制器相連；所述藍牙模塊通過UART與混合信號微控制器相連，該藍牙模塊用于與外部設備連接；所述電源模塊用于為血氧傳感器、集成模擬前端、混合信號微控制器、藍牙模塊、指示燈模塊供電；所述指示燈模塊與混合信號微控制器相連，用于顯示機器人處于血氧飽和度檢測的功能狀
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[0018]優選的，所述主控制單元包括中央處理器、通用外圍設備接口模塊、存儲器模塊、通信接口模塊；所述中央處理器通過通用外圍設備接口模塊或通信接口模塊接收來自運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元的數據信息，數據信息經過處理后存儲在存儲器模塊中，所述中央處理器通過通信接口模塊控制運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元、環境感知傳感器單元和醫療檢測單元的工作方式。
[0019]優選的，所述運動控制單元包括電機驅動模塊、光耦隔離模塊、電機組和測速編碼器；所述電機驅動模塊與主控制單元之間通過光耦隔離模塊隔離，且驅動電機組轉動；所述測速編碼器與電機組相連，用于實時反饋電機組的位置信息和轉速信息，實現電機組位置和轉速的閉環控制；所述電機組用于控制機器人本體的頭部轉動、腰部轉動、機械臂動作以及底盤運動。
[0020]優選的，所述雙目視覺捕捉單元選用微軟公司的Kinect體感傳感器，用于實現機器人的導航與定位功能，以及最優路徑的規劃。
[0021]優選的，所述環境感知傳感器單元包括光電開關、陀螺儀傳感器、觸碰傳感器、紅外傳感器和超聲波傳感器；所述光電開關、觸碰傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器協同工作，進行障礙物的識別與躲避；所述陀螺儀傳感器對機器人本體進行姿態解讀；所述環境感知傳感器單元采用多傳感器信息融合技術對感知回來的數據進行處理，通過主控制單元進行反饋控制。
[0022]優選的，所述電源供電單元包括充電底座、蓄電池充電接口、蓄電池、電壓變換模塊；所述蓄電池充電接口、蓄電池和電壓變換模塊集成到機器人本體內，所述充電底座固定在室內；在機器人工作時，所述電壓變換模塊將蓄電池提供的電壓轉換成主控制單元、運動控制單元、雙目視覺捕捉單元、人機交互單元和環境感知傳感器單元所需要的電壓，當蓄電池電量低于設定的閾值時，機器人通過環境感知傳感器單元自動回到充電底座處進行充電。
[0023]優選的，所述云服務器對接收到的心電信號進行如下處理:
[0024]對心電信號進行平滑濾波以消除工頻干擾，采用擬合糾正法以消除基線漂移和采用小波變換法消除肌電干擾；對處理后的心電信號，進一步采用峰值檢測法和可變斜率閾值法進行QRS波群實時檢測、采用小波分解與自適應濾波相結合的方法進行QRS波群的模型檢測以及采用雙基準導聯及多基線體系方法進行QRS波群的數學形態學檢測；
[0025]在檢測后，對處理后的心電信號進行心率變異性分析，具體包括:
[0026]a、時域分析:通過計算一系列有關RR間期的數理統計指標的統計學分析方法，以得到短時程心電信號來獲取心率變異性信息；
[0027]b、頻域分析:應用基于FFT的經典譜估計法和基于AR模型