1.本发明专利涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人。
背景技术：2.现有无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人模型结构复杂、价格昂贵、无法有效实施推广，因此目前大多数采用人工送药的方式，人工送药免不了人员的相互接触，导致药品配送过程中存在人员携带感染病菌的风险和交叉感染的可能性。
技术实现要素：3.本发明专利提供一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人，用于病房之间药品的配送，结构简单，成本低廉，免除了药品配送中不必要的人员接触，解决了药品配送时的人工操作，提高医护人员的作业效率，降低药品配送过程中人员携带感染病菌的风险和交叉感染的可能性；
4.为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
5.本发明提供了一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人，
6.所述机器人包括可编程摄像模组、摄像模组支架、红外对管、漫反射激光传感器、控制器、降压模块、有刷减速电机、橡胶轮、激光发射器、激光接收器、指示灯以及车身、电池盒，所述可编程摄像模组安装于所述摄像模组支架上并置于所述车身的前端，所述激光发射器及所述激光接收器安装于所述车身的中部，所述控制器置于所述车身的后端，所述降压模块包括所述第一降压模块、所述第二降压模块，所述第一降压模块置于所述车身的左侧，所述第二降压模块置于所述车身的右侧，所述指示灯置于所述第一降压模块的上方，所述漫反射激光传感器置于所述第二降压模块的上方，所述橡胶轮安装于所述车身中，并分别配置有所述有刷减速电机，所述车身的下端设置有电池盒，所述车身上设置有药箱，所述药箱用以存储药品，所述激光发射器与所述激光接收器设置在所述药箱的两侧。
7.可选的，所述控制器包括电源模块、单片机、电机驱动模块，所述电源模块电性连接所述单片机和所述电机驱动模块，所述电源模块用于对所述单片机和所述电机驱动模块进行供电，所述单片机电性连接所述电机驱动模块，所述单片机用以对所述电机驱动模块输出控制信号，所述单片机电性连接所述红外对管、可编程摄像模组以及漫反射激光传感器采集传感数据。
8.可选的，所述车身上的所述第一降压模块提供6v电压连接到所述有刷减速电机进行供电。
9.可选的，所述车身上的所述第二降压模块提供5v电压连接到所述单片机进行供电，所述单片机提供5v电压连接到所述可编程摄像模组、红外对管、漫反射激光传感器、激光发射器及激光接收器进行供电。
10.可选的，所述红外对管至少设置为四组，其中，两组所述红外对管并排排列于所述
车身的车头中部，两外两组所述红外对管呈“八”字形固定于所述车身的车头两侧。
11.可选的，所述可编程摄像模组安装于呈“工”字形的所述摄像模组支架中并置于所述车身的前侧。
12.本发明有益效果
13.本发明专利提供了一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，用于病房之间药品的配送，结构简单，成本低廉，免除了药品配送中不必要的人员接触，提高了医护人员的作业效率，降低药品配送过程中携带感染病菌的风险和交叉感染的可能性；同时，该发明专利结构简单，成本低廉，解决送药机器人模型复杂、价格昂贵的问题。
附图说明
14.图1为本发明结构俯视图。
15.图2为本发明结构仰视图。
16.附图标记说明：1-可编程摄像模组，2-摄像模组支架，3-红外对管，4-车身，5-激光发射器，6-橡胶轮，7-指示灯，8-控制器，9-降压模块，10-漫反射激光传感器，11-激光接收器，12-药箱，13-电池盒，14-有刷减速电机，15
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电机驱动模块。
具体实施方式
17.下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例
19.如图1-图2所示，本发明提供了一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人，
20.所述机器人包括可编程摄像模组1、摄像模组支架2、红外对管3、漫反射激光传感器10、控制器8、降压模块9、有刷减速电机14、橡胶轮6、激光发射器5、激光接收器11、指示灯7以及车身4、电池盒13，所述可编程摄像模组1安装于所述摄像模组支架2上并置于所述车身4的前端，所述激光发射器5及所述激光接收器11安装于所述车身4的中部，所述控制器8置于所述车身4的后端，所述降压模块9包括所述第一降压模块、所述第二降压模块，所述第一降压模块置于所述车身4的左侧，所述第二降压模块置于所述车身4的右侧，所述指示灯7置于所述第一降压模块的上方，所述漫反射激光传感器10置于所述第二降压模块的上方，所述橡胶轮6安装于所述车身 4中，并分别配置有所述有刷减速电机14，所述车身4的下端设置有电池盒 13，所述车身4上设置有药箱12，所述药箱12用以存储药品，所述激光发射器5与所述激光接收器11设置在所述药箱12的两侧，
21.所述控制器8包括电源模块、单片机、电机驱动模块15，所述电源模块电性连接所述单片机和所述电机驱动模块15，所述电源模块用于对所述单片机和所述电机驱动模块15进行供电，所述单片机电性连接所述电机驱动模块 15，所述单片机用以对所述电机驱动模块15输出控制信号，所述单片机电性连接所述红外对管3、可编程摄像模组1以及漫反射激光传感器10采集传感数据，所述车身4上的所述第一降压模块提供6v电压连接到所述有刷
减速电机14进行供电，所述车身4上的所述第二降压模块提供5v电压连接到所述单片机进行供电，所述单片机提供5v电压连接到所述可编程摄像模组1、红外对管3、漫反射激光传感器10、激光发射器5及激光接收器11进行供电，
22.所述红外对管3至少设置为四组，其中，两组所述红外对管3并排排列于所述车身4的车头中部，两外两组所述红外对管3呈“八”字形固定于所述车身4的车头两侧，所述可编程摄像模组1安装于呈“工”字形的所述摄像模组支架2中并置于所述车身4的前侧，
23.药品的放置信息采用激光发射器5及激光接受器11采检测，激光接受器 11用以检测药品是否放入药箱12，当激光接受器11检测出药箱12放置在药箱12后机器人才可以发车，到达病房取走了药品机器人才可以回来。
24.首先，本实验施例的硬件选型如下：
25.(1)有刷减速电机14:
26.选择了一款额定电压为6v，最大扭力为0.75kg/cm的直流减速电机14，配备65mm的橡胶轮6，电机由单脉冲信号控制，可调速调向，空载620n/min。
27.(2)电机驱动模块15:
28.选择了mda06r11电机驱动模块15但不限于此，可帮助机器人小车的轮子实现正转、反转或静止，通过调节脉冲长度可实现转速的调节。驱动组件具有两个电信号输入口，一个是3pin接口，一个是4pin接口(未使用)。 3pin接口定义如下：vss电源负极；vcc电源正极；sig单脉冲信号输入端。
29.(3)可编程摄像模组1:
30.选择了open mv摄像模块但不限于此,该模块拥有480mhz的主频，含各种集成和优化，支持大量的视觉算法，拥有多个io管脚，支持adc， dac，pwm、i2c、串口和spi。
31.(4)漫反射激光传感器10:
32.选用工作电压10～30v的漫反射激光传感器10，其检测距离为50cm内可调。
33.(5)红外对管3:
34.选用工作电压3.3～5v的红外对管3，其检测角度为35
°
，有效距离范围 2～30cm。
35.(6)mcu:
36.选择了at89s52单片机作为微控制器8但不限于此，该款微控制器8从内部的硬件到软件的按位操作系统很完整，含4组8位共32个输入输出、5 至6个中断源、分2个优先级，全双工串行口，片内ram区间有一个双重功能的地址区间，并拥有乘法和除法指令。
37.其次，本实施例需配合相应软件系统进行：
38.(1)主程序：首先需要完成io口、串口、可编程摄像模组1初始化以及对有刷减速电机机14初始化、以及对可编程摄像模组1和有刷减速电机14 的pid参数和关于相应定时器的寄存器进行初始化。然后开始不断采集红外对管3的线路数据、漫反射激光传感器10的拐角数据以及可编程摄像模组1 的房间数据，最后控制直流减速电机14执行任务。
39.(2)pid控制算法：
40.首先初始化p、i、d等参数，主要有：当前偏差、上一次偏差以及p、i、 d常数和设定值以及累计误差。随后根据pid算法原理计算出路径偏差值和积分值，进行限幅后计算出当前位置值。
41.采用上述软件，可进行如下实验操作：
42.(1)首先根据图1所示，采用12cm
×
20cm铝合金制车身4，在其上安装可编程摄像模组1并置于车身4前端，二红外对管3分别固定于车头两侧，另外两个红外对管3并列置于车头中部，激光发射器5及激光接收器11安装于车身4中部，控制器8置于车身4后端，第一降压模块置于车身4左侧，第二降压模块置于车身4右侧，指示灯7置于第一降压模块上方，漫反射激光传感器10置于第二降压模块上方，电池盒13置于车底。
43.(2)其次，对于硬件而言，需要建模打印固定器与连接件，主板上方的单元模块电路可以自行设计或者购买。
44.(3)最后，根据设定的功能利用c语言在keil软件中编写对应的程序，设计对应的pid控制系统算法，完成对应的任务函数。
45.由此，本技术所述无接触式病房送药机器人的工作原理如下：
46.通过不断采集红外对管3的线路数据、漫反射激光传感器10的拐角数据以及可编程摄像模组1的房间数据，并将线路信息、拐角信息与房间信息反馈于单片机8，最后控制直流减速电机14执行任务，。
47.通过上述方式，本发明专利涵盖了pid自动控制原理及算法，该发明专利性价比很高，价格低廉，组装容易，使用方便，维护简单，移动方便，免除了药品配送时的人工操作，对提高医护人员作业效率有极大的帮助。
48.综上所述，本发明专利提供了一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，用于病房之间药品的配送，结构简单，成本低廉，免除了药品配送中不必要的人员接触，提高了医护人员的作业效率，降低药品配送过程中携带感染病菌的风险和交叉感染的可能性。同时，该发明专利结构简单，成本低廉，解决送药机器人模型复杂、价格昂贵的问题。
49.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人，其特征在于，所述机器人包括可编程摄像模组、摄像模组支架、红外对管、漫反射激光传感器、控制器、降压模块、有刷减速电机、橡胶轮、激光发射器、激光接收器、指示灯以及车身、电池盒，所述可编程摄像模组安装于所述摄像模组支架上并置于所述车身的前端，所述激光发射器及所述激光接收器安装于所述车身的中部，所述控制器置于所述车身的后端，所述降压模块包括所述第一降压模块、所述第二降压模块，所述第一降压模块置于所述车身的左侧，所述第二降压模块置于所述车身的右侧，所述指示灯置于所述第一降压模块的上方，所述漫反射激光传感器置于所述第二降压模块的上方，所述橡胶轮安装于所述车身中，并分别配置有所述有刷减速电机，所述车身的下端设置有电池盒，所述车身上设置有药箱，所述药箱用以存储药品，所述激光发射器与所述激光接收器设置在所述药箱的两侧。2.根据权利要求1所述的一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，其特征在于，所述控制器包括电源模块、单片机、电机驱动模块，所述电源模块电性连接所述单片机和所述电机驱动模块，所述电源模块用于对所述单片机和所述电机驱动模块进行供电，所述单片机电性连接所述电机驱动模块，所述单片机用以对所述电机驱动模块输出控制信号，所述单片机电性连接所述红外对管、可编程摄像模组以及漫反射激光传感器采集传感数据。3.根据权利要求1所述的一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，其特征在于，所述车身上的所述第一降压模块提供6v电压连接到所述有刷减速电机进行供电。4.根据权利要求1所述的一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，其特征在于，所述车身上的所述第二降压模块提供5v电压连接到所述单片机进行供电，所述单片机提供5v电压连接到所述可编程摄像模组、红外对管、漫反射激光传感器、激光发射器及激光接收器进行供电。5.根据权利要求1所述的一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，其特征在于，所述红外对管至少设置为四组，其中，两组所述红外对管并排排列于所述车身的车头中部，两外两组所述红外对管呈“八”字形固定于所述车身的车头两侧。6.根据权利要求2所述的一种无接触式基于机器学习的病房送药机器人，其特征在于，所述可编程摄像模组安装于呈“工”字形的所述摄像模组支架中并置于所述车身的前侧。
技术总结本发明公开了一种无接触式基于机器学习的病房送药移动机器人，机器人包括可编程摄像模组、摄像模组支架、红外对管、漫反射激光传感器、控制器、降压模块、有刷减速电机、橡胶轮、激光发射器、激光接收器、指示灯以及车身、电池盒，可编程摄像模组安装于所述摄像模组支架上并置于所述车身的前端，激光发射器及所述激光接收器安装于所述车身的中部，所述控制器置于所述车身的后端，所述指示灯置于所述第一降压模块的上方，所述漫反射激光传感器置于所述第二降压模块的上方，所述橡胶轮安装于所述车身中，并分别配置有所述有刷减速电机，所述车身的下端设置有电池盒。本发明结构简单，成本低廉，解决送药机器人模型复杂、价格昂贵的问题。价格昂贵的问题。价格昂贵的问题。
技术研发人员：徐涢基 刘继忠 张华 曾成 熊根良 龚明 凌文杰 李鑫 方健
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/5
