作者：史明月 赵如青 窦春燕 胡茜雯 赵乐炜

单位：山东农业工程学院

指导老师：姜明明 刘伟丽

1. 项目调研

       2021年5月11日，第七次全国人口普查结果公布，全国人口达到1443497378人。

医护资源紧缺、医疗服务需求的增加是多重因素共同作用的结果：

      ① 老龄化急速上升，老有所依似乎成了一种奢侈，老人和病患想要取拿东西都成为一个难题。

      ② 由于医生和护士正在繁忙的工作，而七旬老人及其他病患无法得到及时的帮助和引领，令群众心惊，令社会胆寒。

      ③ 快速发展的时代，医护托盘已经不是最优解，它更加耗费人力物力，而药物智能运输则会大大提高医护人员的工作效率。

2. 项目介绍

2.1 成品展示

① 巡迹

      该机器能够引导病人去正确的科室，到达正确的房间，避免出现现场混乱的情况。

② 运输

      该机器通过其运输箱能够运输药物或其他物品，具有可移动性，更加灵活，提高医护人员的工作效率。

③ 避障

      利用超声波测距与实际生活相结合，该机器能够精确躲避障碍物，从而加快运输速度。

④ 识别

      该机器能够识别到目标物品，从而能够准确地抓取到目标物品。

⑤ 取放

      利用两只夹子夹取目标物品，使物品能够快速到达目标地点，从而提高工作效率。

2.3 创新部分

① 底座

      采用四轮，既平稳又减少耗材，且运输箱可以放置物品，从而达到运输的目的。

② 爪部

      采取左右夹式（如下图所示），避免了上下夹时的不便利，并且上面附有防滑薄膜，避免被夹取的物品掉落，更切合实际，减少了爪部材料的浪费。

③ 臂部

      采用三个舵机相结合的模式（如下图所示），使机械臂更加灵活自由，底部的舵机能够使臂转动的幅度更大，可以带动爪部从不同角度抓取物品，更能满足生活需求。

④ 转向

      采用了差速转向的方法，差速转向指的是车辆通过控制左右两个驱动的转速实现转向，当驱动轮转速不同时，即使无转向轮或者转向轮不动作，车身也会旋转，两边的轮子用不同的速度来弥补距离的差异。

⑤ 超声波测距

      利用超声波测量目标与机器的间距，使机器能够顺利地行走、运输，并精准地躲避障碍。

2.4 制作困难及其解决方案

      ① 前期搭建组装时，原组装出的机械爪由于齿轮间的距离设置的不够合理，导致后期调试时机械爪无法正常运行，出现机械爪无法夹取物品。

经过重新搭建组装，调整齿轮间的距离，机械爪最终能够正常夹取物品。

      ② 后期调试时，由于机械爪是由两块铝板搭建组装而成，夹取物品时会发生掉落，无法完成夹取指令。

多种材料的尝试之后，我们决定采用外卖袋上面的泡沫薄膜，既能做到废物利用又能使机械爪防滑，从而使之后的夹取过程更加顺利。

      ③ 由于需要安装机械臂，导致车体前后重量不平衡，较容易出现车身往前栽的情况。

尽可能地把车框的重心压在后半部分，并且把电池放到车盘的底部，从此更好地平衡前后重量差，使车身更加平稳，从而更好地行驶它的功能。

3. 项目改进

3.1 功能改进

① 监测

      可以通过传感器和摄像头来监测患者的生命体征和病情变化，根据大数据比对提供更符合个人情况的医疗方案，并及时记录病患的健康状况。

② 协助

      可以在手术、输液或配药时，精准协助医生取递各种医护用品，提高医疗的效率和精准度，提供更好的医疗护理服务。

③ 提醒

      可以确保病人按时服药和正确用药，可以自动分配药物剂量，并通过语音提醒病人服药，减少了药物错误使用和遗漏。

④ 陪护

      可以利用语音的功能为患者唱歌、讲笑话，利用灵活的肢体跳舞等，帮助患者排解因患病带来的精神紧张和心理压力，可以在夜晚代替陪床的人，让陪护人员得到更好的休息。

3.2 外观改进

① 外壳

      设计美观、坚固、防摔的外壳，给予保护和支撑，并带来一定的观赏价值。

② 材质

      将其非必要的材质更换为性价比更高的塑料或其他材质，将电源更换为使用可替换且低消耗大功率的电池，提升其经济价值。

③ 骨架

      将其骨架设计的更加精致小巧，便于运行各项功能，适当增加其机械臂的长度，更换为更加自由灵活的三指式机械爪。

④ 后期

      加固并润滑各方位零件和枢纽部位，减少后期维护与维修的次数，延长其使用寿命。

4. 示例程序