基于物联网的智能输液机器人行走控制方法

摘要

本发明公开了一种基于物联网的智能输液机器人，包括超声波跟随小车、输液架、输液装置、手环、终端控制系统和远端控制系统；所述的输液架设置在超声波跟随小车的上面，所述的输液装置设置于所述的输液架上端部；所述的手环包括手环本体、超声波发射模块、单片机、第一输入模块、无线通信模块；本发明能够有效解决输液机器人在移动的过程中晃动导致输液瓶中的液面晃动的技术问题，从而使得药液能够匀速地沿着输液管输入到病人的体内。

主权项

基于物联网的智能输液机器人行走控制方法，其特征在于，包括超声波跟随小车、输液架、输液装置、手环、终端控制系统和远端控制系统；所述的输液架设置在超声波跟随小车的上面，所述的输液装置设置于所述的输液架上端部；所述的手环包括手环本体、超声波发射模块、单片机、第一输入模块、无线通信模块；所述的超声波发射模块、单片机、无线通信模块设置于手环本体内部；所述的第一输入模块设置于手环本体的外表面；所述的超声波发射模块、第一输入模块、无线通信模块分别与单片机电连接；所述的终端控制系统包括4个超声波接收模块、终端控制器、电机驱动模块、左电机、右电机；显示模块、第二输入模块、GPS模块、摄像头模块；蓄电池模块、充电器模块、终端无线通信模块；所述的远端控制系统包括远端无线通信模块和远端控制器；所述的4个超声波接收模块分别与终端控制器电连接，终端控制器通过电机驱动模块控制左电机与右电机启动、停止和转速；所述的左电机、右电机分别用于驱动左前轮、右前轮；所述的显示模块、第二输入模块、GPS模块、摄像头模块分别与终端控制器电连接；所述的4个超声波接收模块分别设置于超声波跟随小车的左前方、右前方、左后方、右后方；所述的摄像头模块设置于输液架的上部；所述终端控制系统设置于超声波跟随小车上面；所述的蓄电池模块输出端为各个单元模块供电，充电器模块的输出端连接蓄电池模块的充电输入端；所述的终端无线通信模块与终端控制器电连接；所述的远端无线通信模块与远端控制器电连接；所述的终端控制器与远端控制器之间通信；所述的输液装置包括圆柱形腔体和圆环形腔体；所述的圆柱形腔体与圆环形腔体同圆心，并且圆柱形腔体与圆环形腔体共底面，圆柱形腔体的底部与圆环形腔体的底部连通；所述的圆柱形腔体的上表面设置有加液孔，加液孔上设置有可拆卸塞子；所述的圆柱形腔体的上表面还设置有进气孔，进气孔处设置有空气过滤杀菌装置；所述的圆环形腔体的下表面围绕圆心等间距设置有8个输液孔，输液孔上均设置有橡皮塞；所述的输液装置还包括瓶塞穿刺器单元、滴斗、流速调节器、药液过滤器、输液软管、静脉针；所述的输液软管的一端连接瓶塞穿刺器单元的输出端，另一端连接静脉针；所述的输液软管上依次设置滴斗、流速调节器、药液过滤器；所述的瓶塞穿刺器单元具有8个瓶塞穿刺器，分别插入到所述的圆环形腔体的下表面的8个橡皮塞内，8个瓶塞穿刺器的输出端通过软管汇聚形成一个输出端；所述的瓶塞穿刺器的输入口附近设置阻挡部件，并且8个瓶塞穿刺器的大小完全相同；设圆环形腔体的高度为X1cm，圆柱形腔体的高度为X2cm；圆环形腔体的体积Y1cm³，圆柱形腔体的体积为Y2cm³；X2≥10*X1；Y2≥40*Y1；还包括一个输液监控装置；所述的输液监控装置包括控制箱、输液控制器、红外液位传感器、舵机驱动电路、输液停止器、控制开关以及声光报警器；所述的控制箱安装于超声波跟随小车上；所述的输液控制器和舵机驱动电路均设置于控制箱内；所述的声光报警器和控制开关均安装于控制箱顶部；所述的输液停止器由安装在输液架上的固定支座以及安装在固定支座上的舵机构成；所述的固定支座上设有一个横向的摆臂摆动槽口以及一个竖向的软管安装槽口；所述的摆臂摆动槽口和软管安装槽口构成十字交叉槽；所述的舵机的摆臂位于摆臂摆动槽口内，并可在摆臂摆动槽口内水平摆动；所述的输液软管嵌于软管安装槽口内；所述的舵机的摆臂摆动后按压在输液软管上；所述的红外液位传感器可拆卸安装于圆柱形腔体的内顶部，且红外液位传感器的探头正对于圆柱形腔体的底部；所述的输液控制器分别与红外液位传感器、舵机驱动电路、控制开关以及声光报警器电连接；所述的输液控制器通过舵机驱动电路控制舵机的摆臂摆动工作；所述的蓄电池分别为输液控制器、红外液位传感器、舵机驱动电路、控制开关以及声光报警器供电；机器人行走控制方法即超声波跟随小车行走的控制方法：第一步，病人通过手环的第一输入模块输入超声波跟随小车开始行走命令，单片机收到该命令后，单片机向终端控制器发送无线信号，终端控制器收到无线信号时同时启动4个定时器开始计时；第二步，单片机向终端控制器发送无线信号后间隔2s，单片机控制超声波发射模块开始发射超声波信号；第三步，左前方、右前方、左后方、右后方的四个超声波接收模块接收到超声波信号时刻距离终端控制器开始计时的时刻之间的时间间隔，分别对应记为Δt1秒，Δt2秒，Δt3秒，Δt4秒；若Δt1＝Δt2，Δt3＝Δt4，则终端控制器控制超声波跟随小车直行；若Δt1>Δt2，Δt3>Δt4，则终端控制器控制超声波跟随小车的左前轮加速，右前轮减速；若Δt1<Δt2，Δt3<Δt4，则终端控制器控制超声波跟随小车的左前轮减速，右前轮加速。