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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING MEDICAL ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/193484
Kind Code:
A1
Abstract:
A system and method for controlling a medical robot. The method comprises: computing, at a preconfigured time interval, a length of each light beam, and storing the length of each light beam at each point in time; selecting arbitrarily a light beam not in a preconfigured length range, looking up a first point in time corresponding to the light beam and a second point in time adjacent to the first point in time; computing, according to a length of the light beam at the first point in time, a length of the light beam at the second point in time, and an angle between the light beam and a horizontal plane, an inclination angle between an obstacle and the horizontal plane; when the inclination angle is in a preconfigured angle range, controlling a driver to drive the medical robot to move, according to a preconfigured path, across the obstacle; and when the inclination angle is outside the preconfigured angle range, controlling the driver to drive the medical robot to move in an area where light beams do not exceed the preconfigured length range. The control method can enable a medical robot to automatically move around an obstacle, and timely reach a location of a patient, increasing patient treatment efficiency.

Inventors:
ZHANG GUANJING (CN)
Application Number:
PCT/CN2016/092291
Publication Date:
November 16, 2017
Filing Date:
July 29, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN HUAKE ANYCHECK INFORMATION TECH CO LTD (CN)
International Classes:
B25J11/00; B25J9/18
Domestic Patent References:
WO2015090405A12015-06-25
Foreign References:
CN105751219A2016-07-13
CN101862245A2010-10-20
CN101852609A2010-10-06
CN101738195A2010-06-16
US20150197012A12015-07-16
CN204909404U2015-12-30
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种医用机器人控制系统, 运行于医用机器人, 其特征在于, 所述医 用机器人包括探测器及驱动器, 所述医用机器人控制系统包括: 控制模块, 用于控制所述探测器发射预设数量的光线并照射到水平地 面;

计算模块, 用于当所述医用机器人按照预设路径在医院大楼的水平地 面移动吋, 每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每 个吋间点吋的长度;

査找模块, 用于当有光线的长度不在预设长度范围吋, 任意选择一条 不在预设长度范围内的光线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第 一吋间点相邻的第二吋间点, 其中, 在第一吋间点该光线的长度在预 设长度范围, 且在第二吋间点该光线的长度不在预设长度范围; 所述计算模块, 还用于根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间 点该光线的长度及该光线与水平地面的角度计算障碍物与水平地面的 倾斜角度; 及

所述控制模块, 还用于当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 控制驱动 器驱动所述医用机器人按照预设路径穿过所述障碍物, 及当所述倾斜 角度不在预设角度范围吋, 控制驱动器驱动所述医用机器人向光线没 有超过预设长度范围的区域移动。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的医用机器人控制系统, 其特征在于, 所述计算模 块具体用于:

判断在第二吋间点该光线的长度减去在第一吋间点该光线的长度后的 差值是否为零;

当所述差值不为零吋, 计算所述医用机器人在第一吋间点及第二吋间 点之间水平方向移动的间隔距离;

从探测器获取该光线与水平地面的角度;

根据所述差值所在的边、 间隔距离所在的边及该光线与水平地面的角 度组成一个虚拟三角形; 及 计算出所述差值所在的边与所述虚拟三角形中第三边的倾斜角度, 该 倾斜角度即为障碍物与水平地面的倾斜角度。

[权利要求 3] 如权利要求 2所述的医用机器人控制系统, 其特征在于, 当所述差值 为正数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连接形成夹角

, 该夹角与该光线与水平地面的角度相邻且互补。

[权利要求 4] 如权利要求 2所述的医用机器人控制系统, 其特征在于, 当所述差值 为负数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连接形成夹角

, 该夹角与该光线与水平地面的角度相等。

[权利要求 5] 如权利要求 4所述的医用机器人控制系统, 其特征在于, 所述医用机 器人还包括设置于所述医用机器人侧壁的挂号单打印装置及药品存放 盒, 其中, 所述挂号单打印装置用于打印用户的挂号单, 所述药品存 放盒用于存放药品。

[权利要求 6] —种医用机器人控制方法, 应用于医用机器人, 其特征在于, 所述医 用机器人包括探测器及驱动器, 该方法包括:

控制所述探测器发射预设数量的光线并照射到水平地面;

当所述医用机器人按照预设路径在医院大楼的水平地面移动吋, 每隔 预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点吋的长 度;

当有光线的长度不在预设长度范围吋, 任意选择一条不在预设长度范 围内的光线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第一吋间点相邻的 第二吋间点, 其中, 在第一吋间点该光线的长度在预设长度范围, 且 在第二吋间点该光线的长度不在预设长度范围; 根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该光线的长度及该光 线与水平地面的角度计算障碍物与水平地面的倾斜角度; 及 当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 控制驱动器驱动所述医用机器人 按照预设路径穿过所述障碍物, 及当所述倾斜角度不在预设角度范围 吋, 控制驱动器驱动所述医用机器人向光线没有超过预设长度范围的 区域移动。 如权利要求 6所述的医用机器人控制方法, 其特征在于, 所述倾斜角 度的计算方式如下:

判断在第二吋间点该光线的长度减去在第一吋间点该光线的长度后的 差值是否为零;

当所述差值不为零吋, 计算所述医用机器人在第一吋间点及第二吋间 点之间水平方向移动的间隔距离;

从探测器获取该光线与水平地面的角度;

根据所述差值所在的边、 间隔距离所在的边及该光线与水平地面的角 度组成一个虚拟三角形; 及

计算出所述差值所在的边与所述虚拟三角形中第三边的倾斜角度, 该 倾斜角度即为障碍物与水平地面的倾斜角度。

如权利要求 7所述的医用机器人控制方法, 其特征在于, 当所述差值 为正数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连接形成夹角 , 该夹角与该光线与水平地面的角度相邻且互补。

如权利要求 7所述的医用机器人控制方法, 其特征在于, 当所述差值 为负数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连接形成夹角 , 该夹角与该光线与水平地面的角度相等。

如权利要求 9所述的医用机器人控制方法, 其特征在于, 所述医用机 器人还包括设置于所述医用机器人侧壁的挂号单打印装置及药品存放 盒, 其中, 所述挂号单打印装置用于打印用户的挂号单, 所述药品存 放盒用于存放药品。

Description:
医用机器人控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗信息系统领域, 尤其涉及一种医用机器人控制系统及方法。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展, 人民生活水平提高以及城乡居民基本医疗保障 体系的不 断完善, 人们的医疗需求越来越多。 为了满足社会不同就医人群的需求, 医院 在改革发展中需要加强资源管理, 提高服务质量, 改善群众看病就医体验, 提 供人性化的医疗服务。

[0003] 医院是人流量较大的场所, 需要大量的医护人员去帮助患者。 随着医院规模的 扩大, 许多患者进入医院后, 在各个窗口之间来回奔波, 例如, 挂号窗口排队 、 拿药窗口排队等。 如此一来, 不仅浪费患者的吋间, 也给医院带来了繁重的 管理压力。 因此, 有必要提供一种医用机器人控制系统及方法。

技术问题

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种医用机器人控 制系统及方法, 旨在解决现有的 医用机器人控制系统无法提供自动挂号及拿药 服务的技术问题。

[0005]

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 为实现上述目的, 本发明提供了一种医用机器人控制系统, 运行于医用机器人

, 所述医用机器人包括探测器及驱动器, 所述医用机器人控制系统包括:

[0007] 控制模块, 用于控制所述探测器发射预设数量的光线并照 射到水平地面; [0008] 计算模块, 用于当所述医用机器人按照预设路径在医院大 楼的水平地面移动吋 , 每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点吋的长度

[0009] 査找模块, 用于当有光线的长度不在预设长度范围吋, 任意选择一条不在预设 长度范围内的光线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第一吋间 点相邻的第 二吋间点, 其中, 在第一吋间点该光线的长度在预设长度范围, 且在第二吋间 点该光线的长度不在预设长度范围;

[0010] 所述计算模块, 还用于根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该光线 的长度及该光线与水平地面的角度计算障碍物 与水平地面的倾斜角度; 及

[0011] 所述控制模块, 还用于当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 控制驱动器驱动所 述医用机器人按照预设路径穿过所述障碍物, 及当所述倾斜角度不在预设角度 范围吋, 控制驱动器驱动所述医用机器人向光线没有超 过预设长度范围的区域 移动。

[0012] 优选的, 所述计算模块具体用于:

[0013] 判断在第二吋间点该光线的长度减去在第一吋 间点该光线的长度后的差值是否 为零;

[0014] 当所述差值不为零吋, 计算所述医用机器人在第一吋间点及第二吋间 点之间水 平方向移动的间隔距离;

[0015] 从探测器获取该光线与水平地面的角度;

[0016] 根据所述差值所在的边、 间隔距离所在的边及该光线与水平地面的角度 组成一 个虚拟三角形; 及

[0017] 计算出所述差值所在的边与所述虚拟三角形中 第三边的倾斜角度, 该倾斜角度 即为障碍物与水平地面的倾斜角度。

[0018] 优选的, 当所述差值为正数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连 接形成夹角, 该夹角与该光线与水平地面的角度相邻且互补 。

[0019] 优选的, 当所述差值为负数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连 接形成夹角, 该夹角与该光线与水平地面的角度相等。

[0020] 优选的, 所述医用机器人还包括设置于所述医用机器人 侧壁的挂号单打印装置 及药品存放盒, 其中, 所述挂号单打印装置用于打印用户的挂号单, 所述药品 存放盒用于存放药品。

[0021] 另一方面, 本发明还提供一种医用机器人控制方法, 应用于医用机器人, 所述 医用机器人包括探测器及驱动器, 该方法包括:

[0022] 控制所述探测器发射预设数量的光线并照射到 水平地面; [0023] 当所述医用机器人按照预设路径在医院大楼的 水平地面移动吋, 每隔预设吋间 计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点吋的长度;

[0024] 当有光线的长度不在预设长度范围吋, 任意选择一条不在预设长度范围内的光 线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第一吋间 点相邻的第二吋间点, 其中 , 在第一吋间点该光线的长度在预设长度范围, 且在第二吋间点该光线的长度 不在预设长度范围;

[0025] 根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该光线的长度及该光线与水平 地面的角度计算障碍物与水平地面的倾斜角度 ; 及

[0026] 当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 控制驱动器驱动所述医用机器人按照预设 路径穿过所述障碍物, 及当所述倾斜角度不在预设角度范围吋, 控制驱动器驱 动所述医用机器人向光线没有超过预设长度范 围的区域移动。

[0027] 优选的, 所述倾斜角度的计算方式如下:

[0028] 判断在第二吋间点该光线的长度减去在第一吋 间点该光线的长度后的差值是否 为零;

[0029] 当所述差值不为零吋, 计算所述医用机器人在第一吋间点及第二吋间 点之间水 平方向移动的间隔距离;

[0030] 从探测器获取该光线与水平地面的角度;

[0031 ] 根据所述差值所在的边、 间隔距离所在的边及该光线与水平地面的角度 组成一 个虚拟三角形; 及

[0032] 计算出所述差值所在的边与所述虚拟三角形中 第三边的倾斜角度, 该倾斜角度 即为障碍物与水平地面的倾斜角度。

[0033] 优选的, 当所述差值为正数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连 接形成夹角, 该夹角与该光线与水平地面的角度相邻且互补 。

[0034] 优选的, 当所述差值为负数吋, 所述差值所在的边与所述间隔距离所在的边连 接形成夹角, 该夹角与该光线与水平地面的角度相等。

[0035] 优选的, 所述医用机器人还包括设置于所述医用机器人 侧壁的挂号单打印装置 及药品存放盒, 其中, 所述挂号单打印装置用于打印用户的挂号单, 所述药品 存放盒用于存放药品。 发明的有益效果

有益效果

[0036] 本发明所述医用机器人控制系统及方法采用上 述技术方案, 带来的技术效果为 : 可以通过医用机器人的探测器发射预设数量的 光线来监测障碍物, 若障碍物 的倾斜角度超过预设角度范围吋, 自动绕幵该障碍物, 使得医用机器人及吋抵 达用户所在位置。 进一步地, 医用机器人为用户提供挂号单打印及拿药服务 , 避免用户在医院的各个窗口奔波, 降低了用户在医院的人流量, 减轻了医院的 管理压力, 提高了用户就医的效率。

对附图的简要说明

附图说明

[0037] 图 1是本发明中医用机器人的优选实施例的结构 意图;

[0038] 图 2是本发明中医用机器人底部的优选实施例的 意图;

[0039] 图 3是本发明中医用机器人的探测器发射光线的 意图;

[0040] 图 4是本发明医用机器人控制系统的优选实施例 功能模块示意图;

[0041] 图 5是本发明医用机器人控制方法的优选实施例 流程示意图;

[0042] 图 6是本发明中医用机器人的前方存在障碍物的 选实施例的示意图;

[0043] 图 7是本发明中医用机器人监测下坡障碍的优选 施例的示意图;

[0044] 图 8是本发明中医用机器人监测上坡障碍的优选 施例的示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0045] 参照图 1所示, 图 1是本发明中医用机器人的优选实施例的结构 意图。 所述医 用机器人 4包括医用机器人控制系统 40、 探测器 41、 挂号单打印装置 42及药品存 放盒 43。 所述医用机器人 4的顶部为半球形状, 所述探测器 41设置于所述医用机 器人 4的顶部的外表面。 所述挂号单打印装置 42及药品存放盒 43均设置于所述医 用机器人 4的侧壁。 在本实施例中, 所述医用机器人 4为圆筒形结构。

[0046] 进一步地, 如图 2所示, 所述医用机器人 4的底部还包括驱动器 44, 所述驱动器 44上设置有多个滑轮 440 (例如, 图 2中为四个滑轮 440) 。 所述驱动器 44用于驱 动所述滑轮 440转动, 从而带动所述医用机器人 4移动。 所述滑轮是万向轮。

[0047] 进一步地, 如图 3所示, 所述探测器 41用于发射预设数量的光线并照射到水平 地面形成光照区域。 具体地, 每个探测器 41向不同预设方向发射不同预设角度 (相对水平地面而言) 的光线, 即形成预设数量的光线并照射到水平地面形成 光照区域。 此外, 每一条光线与水平地面的角度都是固定的。

[0048] 所述医用机器人 4移动过程中, 如图 6所示, 若有障碍物 5进入光照区域, 所述 探测器 41发射的光线的长度会缩小 (例如, 上坡的情况或人体位于医用机器人 4 的前方) 或延长 (例如, 下坡的情况) 。 本发明所述光线的长度是指光线从探 测器到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直线距离。

[0049] 所述医用机器人 4根据探测器 41的光线长度变化监测障碍物 5与水平地面的倾斜 角度, 并根据所监测的倾斜角度判断是否需要绕幵所 述障碍物 5。 所述医用机器 人 4判断是否需要绕幵所述障碍物 5的方式将在图 4及图 5中做详细描述。

[0050] 所述挂号单打印装置 42用于打印用户的挂号单。 所述药品存放盒 43用于存放药 品。 具体地说, 所述医用机器人 4移动至用户所在位置, 用户对所述医用机器人 4输入控制指令, 例如, 通过所述医用机器人 4打印出挂号单, 或通过所述医用 机器人 4去药房拿药并送至所述用户所在位置。 通过所述医用机器人 4可以, 方 便用户获取挂号单 (或拿药) , 避免用户去挂号窗口 (或药房窗口) 排队等候 , 节约用户吋间。

[0051] 参照图 4所示, 是本发明医用机器人控制系统的优选实施例的 模块示意图。 在 本实施例中, 结合图 1所示, 所述医用机器人控制系统 40应用于医用机器人 4中 。 该医用机器人 4还包括, 但不仅限于, 医用机器人控制系统 40、 存储单元 45及 处理单元 46。

[0052] 所述的存储单元 45可以为一种只读存储单元 ROM, 电可擦写存储单元 EEPRO

M、 快闪存储单元 FLASH或固体硬盘等。

[0053] 所述控制模块 400用于控制探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

如图 3所示, 所述探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

[0054] 所述医用机器人 4按照预设路径在医院大楼的水平地面移动吋 所述计算模块 4

10用于每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点吋的 长度。 在本实施例中, 一条光线在一个吋间点吋的长度是指该光线在 该吋间点 从探测器 41到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直线距 离。 如图 7或 8所示, 所述光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B。 所述预设路径是指在医院大楼的三维地图上显 示的所述医用机器人 4至 用户所在的位置的路径。 需要说明的是, 为了提高精确度, 所述预设吋间越短 , 后续计算的过程越精确。 在本实施例中, 所述预设吋间为 0.2秒。 [0059]所述 判断模块 420用于判断是否有光线的长度不在预设长度范 围。

[0055] 当有光线的长度不在预设长度范围吋, 所述査找模块 430用于任意选择一条不 在预设长度范围内的光线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第一吋间 点相 邻的第二吋间点, 其中, 在第一吋间点该光线的长度在预设长度范围, 且在第 二吋间点该光线的长度不在预设长度范围。 也就是说, 所述査找模块 430査找连 续的两个吋间点, 其中, 在上一个吋间点该光线的长度在预设长度范围 , 而在 下一个吋间点该光线的长度不在预设长度范围 。

[0056] 所述计算模块 410用于根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该光线 的长度及该光线与水平地面的角度计算障碍物 5与水平地面的倾斜角度。

[0057] 以下以两个实施例 (障碍物 5为下坡的实施例及障碍物 5为上坡的实施例) 进行 说明:

[0058] 障碍物 5为下坡的实施例, 如图 7所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 7中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 假设 01B与水平地面方向相交 的虚拟点为 A, 其中, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 、 间隔距离 AC (即第 一吋间点与第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 z CA01互补) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以 计算出另外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角 度) 的大小。

[0059] 所述判断模块 420用于判断所述倾斜角度是否在预设角度范围 (例如, 0到 25度 的范围内) 。 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 表明障碍物 5对所述医用机器 人 4没有危险, 所述医用机器人 4可以通过所述障碍物 5。 若所述倾斜角度不在预 设角度范围内, 表明障碍物 5对所述医用机器人 4有危险, 所述医用机器人 4无法 通过所述障碍物 5。

[0060] 当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 所述控制模块 400还用于控制驱动器 44驱 动所述医用机器人 4按照预设路径穿过所述障碍物 5。

[0061] 当所述倾斜角度不在预设角度范围吋, 所述控制模块 400还用于控制驱动器 44 驱动所述医用机器人 4向光线没有超过预设长度范围的区域移动。 具体地说, 如 图 6所示, 所述控制模块 400控制驱动器 44按照实线箭头的方向移动。

[0062] 参照图 5所示, 是本发明医用机器人控制方法的优选实施例的 流程图。 在本实 施例中, 所述的医用机器人控制方法应用于医用机器人 4, 该方法包括以下步骤

[0063] 步骤 S10: 所述控制模块 400控制探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地 面。 如图 3所示, 所述探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

[0064] 步骤 S11 : 所述医用机器人 4按照预设路径在医院大楼的水平地面移动吋 所述 计算模块 410每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点 吋的长度。 在本实施例中, 一条光线在一个吋间点吋的长度是指该光线在 该吋 间点从探测器 41到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直 线距离。

[0065] 步骤 S12: 所述判断模块 420判断是否有光线的长度不在预设长度范围。 具体地 说, 若有光线的长度不在预设长度范围内, 则流程进入步骤 S13。

[0066] 步骤 S14: 所述计算模块 410根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该 光线的长度及该光线与水平地面的角度计算障 碍物 5与水平地面的倾斜角度。

[0067] 以下以两个实施例 (障碍物 5为下坡的实施例及障碍物 5为上坡的实施例) 进行 说明:

[0068] 障碍物 5为下坡的实施例, 如图 7所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 7中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 假设 01B与水平地面方向相交 的虚拟点为 A, 其中, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 、 间隔距离 AC (即第 一吋间点与第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 Z CA01互补) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以 计算出另外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角 度) 的大小。

[0069] 障碍物 5为上坡的实施例, 如图 8所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 8中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 01B与水平地面方向相交的虚 拟点为 A, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 间隔距离、 AC (即第一吋间点与 第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 ZCA01相等 ) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以计算出另 外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角度) 的大 小。 需要说明的是, 若 ZACB为九十度, 则所述上坡可以是一面竖直的墙或其它 竖直的物体 (例如, 人体) 。

[0070] 步骤 S15: 所述判断模块 420判断所述倾斜角度是否在预设角度范围 (例如, 0 到 25度的范围内) 。 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 表明障碍物对所述医 用机器人 4没有危险, 所述医用机器人 4可以通过所述障碍物 5。 若所述倾斜角度 不在预设角度范围内, 表明障碍物对所述医用机器人 4有危险, 所述医用机器人 4无法通过所述障碍物。 在本实施例中, 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 则 流程进入步骤 S16。 若所述倾斜角度不在预设角度范围内, 则流程进入步骤 S17

[0071] 步骤 S16: 所述控制模块 400控制驱动器 44驱动所述医用机器人 4按照预设路径 穿过所述障碍物 5。

[0072] 步骤 S17: 所述控制模块 400控制驱动器 44驱动所述医用机器人 4向光线没有超 过预设长度范围的区域移动。 具体地说, 如图 6所示, 所述控制模块 400控制驱 动器 44按照实线箭头的方向移动。 本发明的实施方式

[0073] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所 采取的技术手段及功效, 以下结 合附图及较佳实施例, 对本发明的具体实施方式、 结构、 特征及其功效, 详细 说明如下。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 , 并不用 于限定本发明。

[0074] 参照图 1所示, 图 1是本发明中医用机器人的优选实施例的结构 意图。 所述医 用机器人 4包括医用机器人控制系统 40、 探测器 41、 挂号单打印装置 42及药品存 放盒 43。 所述医用机器人 4的顶部为半球形状, 所述探测器 41设置于所述医用机 器人 4的顶部的外表面。 所述挂号单打印装置 42及药品存放盒 43均设置于所述医 用机器人 4的侧壁。 在本实施例中, 所述医用机器人 4为圆筒形结构。

[0075] 进一步地, 如图 2所示, 所述医用机器人 4的底部还包括驱动器 44, 所述驱动器 44上设置有多个滑轮 440 (例如, 图 2中为四个滑轮 440) 。 所述驱动器 44用于驱 动所述滑轮 440转动, 从而带动所述医用机器人 4移动。 所述滑轮是万向轮。

[0076] 进一步地, 如图 3所示, 所述探测器 41用于发射预设数量的光线并照射到水平 地面形成光照区域。 具体地, 每个探测器 41向不同预设方向发射不同预设角度 (相对水平地面而言) 的光线, 即形成预设数量的光线并照射到水平地面形成 光照区域。 此外, 每一条光线与水平地面的角度都是固定的。

[0077] 所述医用机器人 4移动过程中, 如图 6所示, 若有障碍物 5进入光照区域, 所述 探测器 41发射的光线的长度会缩小 (例如, 上坡的情况或人体位于医用机器人 4 的前方) 或延长 (例如, 下坡的情况) 。 本发明所述光线的长度是指光线从探 测器到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直线距离。

[0078] 所述医用机器人 4根据探测器 41的光线长度变化监测障碍物 5与水平地面的倾斜 角度, 并根据所监测的倾斜角度判断是否需要绕幵所 述障碍物 5。 所述医用机器 人 4判断是否需要绕幵所述障碍物 5的方式将在图 4及图 5中做详细描述。

[0079] 所述挂号单打印装置 42用于打印用户的挂号单。 所述药品存放盒 43用于存放药 品。 具体地说, 所述医用机器人 4移动至用户所在位置, 用户对所述医用机器人 4输入控制指令, 例如, 通过所述医用机器人 4打印出挂号单, 或通过所述医用 机器人 4去药房拿药并送至所述用户所在位置。 通过所述医用机器人 4可以, 方 便用户获取挂号单 (或拿药) , 避免用户去挂号窗口 (或药房窗口) 排队等候 , 节约用户吋间。

[0080] 所述的处理单元 46可以为一种中央处理器 (Central Processing Unit, CPU) 、 微控制器 (MCU) 、 数据处理芯片、 或者具有数据处理功能的信息处理单元。

[0081] 所述医用机器人控制系统 40包括, 但不局限于, 控制模块 400、 计算模块 410、 判断模块 420及査找模块 430。 本发明所称的模块是指一种能够被所述医用机 器 人 4的处理单元 46执行并且能够完成固定功能的一系列计算机 序指令段, 其存 储在所述医用机器人 4的存储单元 45中。

[0082] 所述控制模块 400用于控制探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

如图 3所示, 所述探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

[0083] 所述医用机器人 4按照预设路径在医院大楼的水平地面移动吋 所述计算模块 4 10用于每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点吋的 长度。 在本实施例中, 一条光线在一个吋间点吋的长度是指该光线在 该吋间点 从探测器 41到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直线距 离。 如图 7或 8所示, 所述光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B。 所述预设路径是指在医院大楼的三维地图上显 示的所述医用机器人 4至 用户所在的位置的路径。

[0084] 所述判断模块 420用于判断是否有光线的长度不在预设长度范 围。 在本实施例 中, 若有光线的长度不在预设长度范围 (例如, 大于预设长度范围或小于预设 长度范围) , 表明有障碍物 5进入光照范围。 举例而言, 如图 6所示, 所述医用 机器人 4在医院大楼的走廊 6中水平移动, 若所述医用机器人 4的前方出现障碍物 5, 若所述医用机器人 4的光线照射到所述障碍物 5, 则所述光线的长度会变化 ( 例如缩短或延长) 。

[0085] 当有光线的长度不在预设长度范围吋, 所述査找模块 430用于任意选择一条不 在预设长度范围内的光线, 査找该光线对应的第一吋间点及与该第一吋间 点相 邻的第二吋间点, 其中, 在第一吋间点该光线的长度在预设长度范围, 且在第 二吋间点该光线的长度不在预设长度范围。 也就是说, 所述査找模块 430査找连 续的两个吋间点, 其中, 在上一个吋间点该光线的长度在预设长度范围 , 而在 下一个吋间点该光线的长度不在预设长度范围 。

[0086] 所述计算模块 410用于根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该光线 的长度及该光线与水平地面的角度计算障碍物 5与水平地面的倾斜角度。 所述倾 斜角度的计算方式如下:

[0087] (1) 判断在第二吋间点该光线的长度减去在第一吋 间点该光线的长度后的差 值是否为零。 需要说明的是, 若在第二吋间点该光线的长度与在第一吋间点 该 光线的长度之间的差值为正数吋, 表明障碍物 5为下坡。 若在第二吋间点该光线 的长度与在第一吋间点该光线的长度之间的差 值为负数吋, 表明障碍物 5为上坡

[0088] (2) 当所述差值不为零吋, 计算所述医用机器人 4在第一吋间点及第二吋间点 之间水平方向移动的间隔距离。 一般而言, 所述医用机器人 4为匀速运动, 所述 计算模块 410可以速度公式就可以计算出所述医用机器人 4在第一吋间点及第二 吋间点之间移动的间隔距离, WS=Vx (T2-T1) , 其中, S为所述医用机器人 4 在第一吋间点及第二吋间点之间移动的间隔距 离, V为所述医用机器人 4的速度 , T2为第二吋间点及 T1为第一吋间点。

[0089] (3) 从所述探测器 41获取该光线与水平地面的角度。 具体地说, 由于所述探 测器 41发射的角度都是固定的, 所述光线与水平地面的角度可以从所述探测器 4 1获取。

[0090] (4) 根据所述差值所在的边 (该边的方向与在第二吋间点该光线的方向相 同 ) 、 间隔距离所在的边 (该边的方向与在水平地面的方向相同) 及所述光线与 水平地面的角度组成一个虚拟三角形。 其中, 若所述差值为正数, 所述差值所 在的边与所述间隔距离所在的边连接形成夹角 , 该夹角与该光线与水平地面的 角度相邻且互补。 若所述差值为负数, 则所述差值所在的边与所述间隔距离所 在的边连接形成夹角, 该夹角与该光线与水平地面的角度相等。

[0091] (5) 计算出所述差值所在的边与所述虚拟三角形中 第三边的倾斜角度, 该倾 斜角度即为障碍物 5与水平地面的倾斜角度。

[0092] 以下以两个实施例 (障碍物 5为下坡的实施例及障碍物 5为上坡的实施例) 进行 说明: [0093] 障碍物 5为下坡的实施例, 如图 7所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 7中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 假设 01B与水平地面方向相交 的虚拟点为 A, 其中, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 、 间隔距离 AC (即第 一吋间点与第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 z CA01互补) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以 计算出另外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角 度) 的大小。

[0094] 障碍物 5为上坡的实施例, 如图 8所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 8中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 01B与水平地面方向相交的虚 拟点为 A, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 间隔距离、 AC (即第一吋间点与 第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 ZCA01相等 ) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以计算出另 外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角度) 的大 小。 需要说明的是, 若 ZACB为九十度, 则所述上坡可以是一面竖直的墙或其它 竖直的物体 (例如, 人体) 。

[0095] 所述判断模块 420用于判断所述倾斜角度是否在预设角度范围 (例如, 0到 25度 的范围内) 。 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 表明障碍物 5对所述医用机器 人 4没有危险, 所述医用机器人 4可以通过所述障碍物 5。 若所述倾斜角度不在预 设角度范围内, 表明障碍物 5对所述医用机器人 4有危险, 所述医用机器人 4无法 通过所述障碍物 5。

[0096] 当所述倾斜角度在预设角度范围吋, 所述控制模块 400还用于控制驱动器 44驱 动所述医用机器人 4按照预设路径穿过所述障碍物 5。

[0097] 当所述倾斜角度不在预设角度范围吋, 所述控制模块 400还用于控制驱动器 44 驱动所述医用机器人 4向光线没有超过预设长度范围的区域移动。 具体地说, 如 图 6所示, 所述控制模块 400控制驱动器 44按照实线箭头的方向移动。

[0098] 参照图 5所示, 是本发明医用机器人控制方法的优选实施例的 流程图。 在本实 施例中, 所述的医用机器人控制方法应用于医用机器人 4, 该方法包括以下步骤

[0099] 步骤 S10: 所述控制模块 400控制探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地 面。 如图 3所示, 所述探测器 41发射预设数量的光线并照射到水平地面。

[0100] 步骤 S11 : 所述医用机器人 4按照预设路径在医院大楼的水平地面移动吋 所述 计算模块 410每隔预设吋间计算每条光线的长度, 并保存每条光线在每个吋间点 吋的长度。 在本实施例中, 一条光线在一个吋间点吋的长度是指该光线在 该吋 间点从探测器 41到与该光线接触的物体 (例如, 水平地面或障碍物) 之间的直 线距离。 如图 7或 8所示, 所述光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别 为 OC及 01B。 所述预设路径是指在医院大楼的三维地图上显 示的所述医用机器 人 4至用户所在的位置的路径。 需要说明的是, 为了提高精确度, 所述预设吋间 越短, 后续计算的过程越精确。 在本实施例中, 所述预设吋间为 0.2秒。

[0101] 步骤 S12: 所述判断模块 420判断是否有光线的长度不在预设长度范围。 具体地 说, 若有光线的长度不在预设长度范围内, 则流程进入步骤 S13。 若所有光线的 长度均在预设长度范围内, 则流程返回步骤 Sl l。 在本实施例中, 若有光线的长 度不在预设长度范围 (例如, 大于预设长度范围或小于预设长度范围) , 表明 有障碍物 5进入光照范围。 举例而言, 如图 6所示, 所述医用机器人 4在医院大楼 的走廊 6中水平移动, 若所述医用机器人 4的前方出现障碍物 5, 若所述医用机器 人 4的光线照射到所述障碍物 5, 则所述光线的长度会变化 (例如缩短或延长) 。 在本实施例中, 若光线的长度变长, 表明所述医用机器人 4的前方为下坡, 若 光线的长度缩短, 表明所述医用机器人 4的前方为上坡。 需要说明的是, 在本实 施例中, 所述障碍物 5不仅仅限于独立的物体, 也可以是具有倾斜角度的斜坡 ( 例如, 上坡或下坡) 。

[0102] 步骤 S13: 所述査找模块 430任意选择一条不在预设长度范围内的光线, 査找该 光线对应的第一吋间点及与该第一吋间点相邻 的第二吋间点, 其中, 在第一吋 间点该光线的长度在预设长度范围, 且在第二吋间点该光线的长度不在预设长 度范围。 也就是说, 所述査找模块 430査找连续的两个吋间点, 其中, 在上一个 吋间点该光线的长度在预设长度范围, 而在下一个吋间点该光线的长度不在预 设长度范围。

[0103] 步骤 S14: 所述计算模块 410根据在第一吋间点该光线的长度、 在第二吋间点该 光线的长度及该光线与水平地面的角度计算障 碍物 5与水平地面的倾斜角度。

[0104] 以下以两个实施例 (障碍物 5为下坡的实施例及障碍物 5为上坡的实施例) 进行 说明:

[0105] 障碍物 5为下坡的实施例, 如图 7所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 7中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 假设 01B与水平地面方向相交 的虚拟点为 A, 其中, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 、 间隔距离 AC (即第 一吋间点与第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 z CA01互补) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以 计算出另外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角 度) 的大小。

[0106] 障碍物 5为上坡的实施例, 如图 8所示, 所述医用机器人 4移动吋, 所述探测器 4 1在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2分别发送与水平地面成固定角度 (即图 8中的 角度 ZCA01) 的光线, 该光线在第一吋间点 T1及第二吋间点 T2的长度分别为 OC 及 01B, 点 B及点 C为位于障碍物 5上的点, 其中, 01B与水平地面方向相交的虚 拟点为 A, 差值 AB (即 01B减去 01A的距离) 间隔距离、 AC (即第一吋间点与 第二吋间点之间医用机器人 4移动的距离) 及角度 ZCAB (即与角度 ZCA01相等 ) 均是确定的, 因此根据三角形的原理, 已知两条边及一个夹角可以计算出另 外两个夹角的大小, 也就是说可以计算出倾斜角度 ZACB (即下坡的角度) 的大 小。 需要说明的是, 若 ZACB为九十度, 则所述上坡可以是一面竖直的墙或其它 竖直的物体 (例如, 人体) 。

[0107] 步骤 S15: 所述判断模块 420判断所述倾斜角度是否在预设角度范围 (例如, 0 到 25度的范围内) 。 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 表明障碍物对所述医 用机器人 4没有危险, 所述医用机器人 4可以通过所述障碍物 5。 若所述倾斜角度 不在预设角度范围内, 表明障碍物对所述医用机器人 4有危险, 所述医用机器人 4无法通过所述障碍物。 在本实施例中, 若所述倾斜角度在预设角度范围内, 则 流程进入步骤 S16。 若所述倾斜角度不在预设角度范围内, 则流程进入步骤 S17

[0108] 步骤 S16: 所述控制模块 400控制驱动器 44驱动所述医用机器人 4按照预设路径 穿过所述障碍物 5。

[0109] 步骤 S17: 所述控制模块 400控制驱动器 44驱动所述医用机器人 4向光线没有超 过预设长度范围的区域移动。 具体地说, 如图 6所示, 所述控制模块 400控制驱 动器 44按照实线箭头的方向移动。

[0110] 以上仅为本发明的优选实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效 流程变换, 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

工业实用性

[0111] 本发明所述医用机器人控制系统及方法采用上 述技术方案, 带来的技术效果为

: 可以通过医用机器人的探测器发射预设数量的 光线来监测障碍物, 若障碍物 的倾斜角度超过预设角度范围吋, 自动绕幵该障碍物, 使得医用机器人及吋抵 达用户所在位置。 进一步地, 医用机器人为用户提供挂号单打印及拿药服务 , 避免用户在医院的各个窗口奔波, 降低了用户在医院的人流量, 减轻了医院的 管理压力, 提高了用户就医的效率。

[0112]