CN108553311A - 仿生哺乳机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿生哺乳机器人，包括：哺乳机器人本体和控制***；控制***用于采集第一用户的音频数据；将音频数据转换为声音信号并播放；并控制心跳仿真器的仿真心跳频率和呼吸仿真器的仿真呼吸频率；根据压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率；当奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，增加***型哺乳器内奶液的浓度。该仿生哺乳机器人可以尽可能模拟婴儿母亲的声音、心跳和呼吸，降低婴儿对哺乳机器人的陌生感和排斥感，利于婴儿吸允奶液，有助于婴儿健康成长。通过调节人工喂养奶粉的浓度，最大限度地模仿母乳喂养，可以促进婴儿消化***的正常发育；且可以获得真实可靠的婴儿大数据，方便之后的相关研究。

Description

仿生哺乳机器人

技术领域

本发明涉及哺乳装置技术领域，特别涉及一种仿生哺乳机器人。

背景技术

《2015青少年健康体重管理调查报告》显示，中国儿童平均每6个就有一个是“小胖墩”(超重者)，超重者占全部儿童的8.3％，肥胖者则占8.5％，正常体重青少年不到一半。儿童肥胖令人担忧，导致多种健康风险。上海仁济医院临床营养科主任医师万燕萍强调，肥胖是众多慢性疾病的主要诱因，比如高血压、脂代谢紊乱、糖代谢紊乱、非酒精性脂肪肝、高尿酸血症、阻塞性睡眠呼吸暂停综合症、多囊卵巢综合症等。《中国儿童青少年营养与健康报告2016》蓝皮书显示，2014年体重正常和肥胖学生的血压偏高检出率分别为4.96％和17.86％，相差近3倍。同时，《2015青少年健康体重管理调查报告》显示，除了“小胖墩”，还有相当一部分“小豆芽”，“小豆芽”小时候大多厌奶厌食，胃口比较小，补充了很多维生素和微量元素，由于吸收功能差，还是处于亚健康状态。

对于“小胖墩”和“小豆芽”，国内外专家的一致意见是均衡营养，增加运动。医学证明在胎儿期第30周一直到出生一周岁，是脂肪细胞活跃增殖期，也称“敏感期”。如果肥胖起病在这些时期，可引起脂肪细胞增多型肥胖，治疗困难且易复发。提倡母乳喂养已是医学界和营养学界的共识。由于种种原因需要人工喂养的儿童，百年来广泛使用一种人工空心奶嘴和奶瓶努力把婴儿灌到饱，这种喂养方式科学吗？

英国比较心理学家哈利·哈洛在60年代做的隔离猴子试验中，已经推翻了“需求减降论”证明了：“爱存在三个变量：触摸、运动和玩耍。如果你能提供这三个变量，你就能满足一个灵长类动物的全部需求。”60多年来，人工哺育婴儿的各式奶瓶都停留在喂饱婴儿的初级水平，目前广泛使用一种人工奶嘴和具有人工奶嘴的哺乳器，该人工奶嘴安装在容纳有牛奶或预先抽取的母乳等的婴儿用饮料的瓶等的哺乳器本体上，只能起到喂饱婴儿的效果。

发明内容

本发明提供一种仿生哺乳机器人，用以解决现有哺乳器只能喂饱婴儿的缺陷。

一种仿生哺乳机器人，包括：哺乳机器人本体和控制***；所述哺乳机器人本体的上半身躯干内设有***型哺乳器；

所述控制***包括：处理器、音频输入电路、音频输出电路、生物特征采集电路、心跳仿真器、呼吸仿真器、液体流量传感器和压力传感器，所述音频输入电路、音频输出电路、生物特征采集电路、心跳仿真器、呼吸仿真器、液体流量传感器和压力传感器分别与所述处理器相连；

所述音频输入电路用于采集第一用户的音频数据，并将所述音频数据发送至所述处理器；所述处理器用于存储所述音频数据，并在获取到播放指令时将所述音频数据发送至所述音频输出电路；所述音频输出电路用于将所述音频数据转换为声音信号并播放；

所述生物特征采集电路用于采集所述第一用户的第一生物特征参数，并将所述第一生物特征参数发送至所述处理器，所述第一生物特征参数包括第一用户的心跳频率和呼吸频率；所述处理器还用于根据所述第一用户的心跳频率控制所述心跳仿真器的仿真心跳频率，所述仿真心跳频率与所述心跳频率相一致；

所述处理器还用于根据所述第一用户的呼吸频率控制所述呼吸仿真器的仿真呼吸频率，所述仿真呼吸频率与所述呼吸频率相一致；

所述音频输出电路和所述呼吸仿真器的气体输入口设置在所述哺乳机器人本体的头部；所述心跳仿真器设置于所述哺乳机器人本体的上半身躯干内。

在一种可能的实现方式中，所述控制***还包括：气味传感器和气味发生器；所述气味传感器和气味发生器分别与所述处理器相连；

所述气味传感器用于预先采集所述第一用户的气味信息，并将所述第一用户的气味信息发送至所述处理器；所述处理器还用于根据所述第一用户的气味信息生成控制指令，所述控制指令用于控制所述气味发生器生成与所述第一用户的气味相对应的仿真气味；

所述液体流量传感器和所述压力传感器设置在***型哺乳器的奶嘴处，所述液体流量传感器用于测量所述***型哺乳器奶液的流出量，所述压力传感器用于测量奶嘴处的压力数据；

所述处理器还用于根据所述压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率，并记录每次的吸允时间；当所述奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，增加所述***型哺乳器内奶液的浓度；所述预设奶液量阈值为根据所述第一用户的初乳量和后乳量确定阈值。

在一种可能的实现方式中，所述***型哺乳器内设有用于放置初乳的第一空腔和用于放置后乳的第二空腔，所述第一空腔的出奶口和所述第二空腔的出奶口均设置在所述***型哺乳器的奶嘴处，且所述第一空腔的出奶口处设有第一电子阀，所述第二空腔的出奶口处设有第二电子阀；所述第一空腔内设有用于检测初乳浓度的第一浓度传感器，所述第二空腔内设有用于检测后乳浓度的第二浓度传感器；所述第一电子阀、第二电子阀、第一浓度传感器和第二浓度传感器分别与所述处理器相连；

所述处理器还用于根据所述第一浓度传感器和所述第二浓度传感器分别确定初乳浓度ρ₁和后乳浓度ρ₂，且ρ₁＜ρ₂；并根据历史检测到的婴儿的历史吸允时间确定婴儿的本次吸允时间T；

在奶液的流出量小于预设奶液量阈值时，若所述初乳浓度ρ₁小于预设奶液浓度下限ρ_d，且时，所述处理器控制所述第一电子阀打开，且控制所述第二电子阀在所述本次吸允时间内的导通时间t₁，

在奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，若所述后乳浓度ρ₂大于预设奶液浓度上限ρ_u，且时，所述处理器控制所述第二电子阀打开，且控制所述第一电子阀在所述本次吸允时间内的导通时间t₂，

在一种可能的实现方式中，***型哺乳器(4)包括瓶体(41)，所述瓶体 (41)开口端连接设有奶嘴(42)，所述奶嘴(42)内连接设有隔板(42-1)，所述隔板(42-1)外圈四周和所述奶嘴(42)内表面密封连接，所述瓶体(41) 内设有吸管(43)，所述吸管(43)一端与奶嘴(42)连接，所述吸管(43) 另一端连接设有第一单向阀(45)，所述瓶体(41)侧端设有一开孔，所述开孔内连接设有第二单向阀(47)，所述第二单向阀(47)出口端与开孔连接。

在一种可能的实现方式中，所述气味传感器还用于实时采集当前环境的气味信息，并将所述当前环境的气味信息发送至所述处理器；

所述处理器还用于根据所述当前环境的气味信息与所述第一用户的气味信息之间的差别调整所述控制指令。

在一种可能的实现方式中，所述生物特征采集电路还用于采集所述第一用户在预设时间段内的第一生物特征参数和第二用户在所述预设时间段内的第二生物特征参数，所述第二生物特征参数包括所述第二用户的胎动频率；所述预设时间段为所述第一用户分娩前的时间段；

所述处理器还用于将在所述第二用户的胎动频率最小时所述第一用户的心跳频率和呼吸频率作为优选心跳频率和优选呼吸频率，并根据所述优选心跳频率控制所述心跳仿真器的仿真心跳频率，根据所述优选呼吸频率控制所述呼吸仿真器的仿真呼吸频率。

在一种可能的实现方式中，所述控制***还包括通信电路，所述通信电路与所述处理器相连；

所述通信电路用于将所述处理器中的数据发送至外部的移动终端或服务器。

在一种可能的实现方式中，所述哺乳机器人本体包括：底座(1)、仿生人体 (2)和摇篮(3)，所述仿生人体(2)包括上半身躯干(21)、头部(22)、脖颈(23)和两只手臂(24)，所述头部(22)通过所述脖颈(23)与所述上半身躯干(21)上部固定连接，两只所述手臂(24)分别设置在所述上半身躯干(21)左右两侧，所述底座(1) 设置在所述上半身躯干(21)底部，与所述上半身躯干(21)活动式连接，所述摇篮(3)设置在两只所述手臂(24)合围所呈的空间内，与所述手臂(24)固定连接，所述摇篮(3)包括外部壳体(31)和内层篮体(32)，所述外部壳体(31)与所述内层篮体(32)之间活动式连接。

在一种可能的实现方式中，所述上半身躯干(21)胸部位置设有两个腔体 (25)，所述腔体(25)内设有***型哺乳器(4)，所述***型哺乳器(4)可拆式嵌入在所述腔体(25)内。

在一种可能的实现方式中，所述控制***还包括：液体流量传感器和压力传感器；所述液体流量传感器和压力传感器分别与所述处理器相连；所述液体流量传感器和所述压力传感器设置在***型哺乳器的奶嘴处，所述液体流量传感器用于测量所述***型哺乳器奶液的流出量，所述压力传感器用于测量奶嘴处的压力数据；

所述处理器还用于根据所述压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率，并记录每次的吸允时间；当所述奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，增加所述***型哺乳器内奶液的浓度；所述预设奶液量阈值为根据所述第一用户的初乳量和后乳量确定阈值。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中仿生哺乳机器人的第一结构示意图；

图2为本发明实施例中仿生哺乳机器人的第二结构示意图；

图3为本发明实施例中哺乳机器人本体的整体结构示意图；

图4为本发明实施例中摇篮的结构示意图；

图5为本发明实施例中哺乳机器人本体的上半身躯干的结构示意图；

图6为本发明实施例中***型哺乳器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种仿生哺乳机器人，参见图1所示，包括：哺乳机器人本体100和控制***200。所述哺乳机器人本体100的上半身躯干内设有***型哺乳器(详见图5和6)。控制***200设置在哺乳机器人本体100 内，且控制***200的各个部件设置在哺乳机器人本体100的相应位置处。图 1中将控制***200设置于哺乳机器人本体100的方框内仅表示二者的位置关系，即控制***200设置在哺乳机器人本体100内部。

其中，如图1所示，控制***200包括：处理器210、音频输入电路220、音频输出电路230、生物特征采集电路240、心跳仿真器250、呼吸仿真器260、液体流量传感器270和压力传感器280，音频输入电路220、音频输出电路230、生物特征采集电路240、心跳仿真器250、呼吸仿真器260、液体流量传感器 270和压力传感器280分别与处理器210相连。

音频输入电路220用于采集第一用户的音频数据，并将音频数据发送至处理器210；处理器210用于存储该音频数据，并在获取到播放指令时将音频数据发送至音频输出电路230；音频输出电路230用于将音频数据转换为声音信号并播放。

本发明实施例中，该第一用户具体可以为母亲，或者其他与婴儿关系亲近的人。音频输入电路220可以预先采集母亲的声音，并将该声音转换为电信号的音频数据；处理器210内置存储器，或者外设存储器，可以存储母亲的声音 (即第一用户的音频数据)，并在获得播放指令时通过音频输出电路230播放母亲的声音。该音频数据可以为母亲说话的声音、唱歌的声音或者讲故事的声音等等，通过播放音频数据使得仿生哺乳机器人发出的声音即为婴儿熟悉的母亲的声音。

同时，该播放指令可以为用户输入至控制***的指令，也可以为控制***自动生成的指令。例如，该控制***可以与用户(例如母亲)所使用的智能终端连接，用户通过智能终端可以控制该控制***是否播放相对应的音频数据；或者当前时间到达某一时间点时，控制***自动播放音频数据；或者当音频输入电路采集到婴儿的哭声时，控制***自动生成播放指令来播放音频数据。

生物特征采集电路240用于采集第一用户的第一生物特征参数，并将第一生物特征参数发送至处理器210，第一生物特征参数包括第一用户的心跳频率和呼吸频率；处理器210还用于根据第一用户的心跳频率控制心跳仿真器250 的仿真心跳频率，仿真心跳频率与心跳频率相一致。处理器210还用于根据第一用户的呼吸频率控制呼吸仿真器260的仿真呼吸频率，仿真呼吸频率与呼吸频率相一致。

本发明实施例中，生物特征采集电路240用于采集第一用户的生物特征参数，即第一生物特征参数；该生物特征参数包括第一用户的心跳频率和呼吸频率。心跳仿真器250可以模拟人体的心跳，呼吸仿真器260可以模拟人体的呼吸；处理器210通过控制心跳仿真器250的仿真心跳频率与第一用户的心跳频率相一致、控制呼吸仿真器260的仿真呼吸频率与第一用户的呼吸频率相一致，从而使得心跳仿真器250和呼吸仿真器260可以模拟第一用户的心跳和呼吸；从而使得该仿生哺乳机器人能够尽可能模拟母亲的状态，使得婴儿更加适应。

音频输出电路230和呼吸仿真器260的气体输入口设置在哺乳机器人本体 100的头部；心跳仿真器250设置于哺乳机器人本体100的上半身躯干内。

本发明实施例中，呼吸仿真器260设有气体输入口，该气体输入口也为气体输出口，通过该气体输入口模拟人体吸入或者呼出气体。为了尽量还原第一用户的人体特征，将音频输出电路230和呼吸仿真器260的气体输入口设置在哺乳机器人本体100的头部；心跳仿真器250设置于哺乳机器人本体100的上半身躯干内。例如，音频输出电路230设置在哺乳机器人本体100头部的嘴巴附近，呼吸仿真器260设置在鼻子附近；心跳仿真器250设置于哺乳机器人本体100上半身躯干的左侧心脏附近。

液体流量传感器270和压力传感器280设置在奶嘴处，液体流量传感器270 用于测量***型哺乳器奶液的流出量，压力传感器280用于测量奶嘴处的压力数据。

处理器210还用于根据压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率，并记录每次的吸允时间；当奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，增加***型哺乳器内奶液的浓度；预设奶液量阈值为根据第一用户的初乳量和后乳量确定的阈值。

心理学家把婴儿的运动归结为“***期”，即婴儿的运动主要是吸吮、咬合、吞咽......婴儿的消化吸收***还没有发育到成人的稳定阶段，用力吸吮的唾液分泌量和用奶瓶灌到他不用力吸吮时的唾液分泌量肯定是不相同的；用力吸吮以后的吞咽和不用力的吞咽对于延髓神经的刺激肯定是不同的；母乳“初乳”(前奶)清淡而“后乳”(后奶)浓厚，对于婴儿的胆汁分泌、胰腺液分泌的刺激应该是先小后大的，而人工调配的一瓶***浓度是相同的，这样对婴儿的胆汁分泌和胰腺液分泌就不是先小后大，而是一开始就是大的，不同于母乳的先小后大。

人工喂养对比母乳喂养的奶量会偏大，浓度上没有区别，这可能是造成一部分婴儿吸收过度、营养过剩，最后形成“小胖墩”的诱因之一；另外一部分婴儿的消化功能比较弱，奶浓了反而吸收不了，形成了“小豆芽”。本发明实施例提供的仿生哺乳机器人可以最大限度地仿生母乳喂养；同时由于现在很难拿婴儿作临床试验，不能提供婴儿哺乳的数据，而通过本仿生哺乳机器人可以得到喂养婴儿的大数据，进而方便之后的相关研究。

具体的，首先可以根据第一用户(母亲)的初乳量和后乳量确定预设奶液量阈值。例如，通过吸奶器吸取母亲一侧***的母乳，可以测定母乳“初乳”清淡的毫升量(即初乳量)和“后乳”浓厚的毫升量(即后乳量)，此时可以直接将初乳量作为该预设奶液量阈值。

或者，把一个传感器放进母亲***附近，该传感器用于记录婴儿吸吮母乳次数、力度、频率和时间；吸奶器根据该传感器采集的数据在母亲的另一侧***上同步再现婴儿吸吮母乳的次数、力度、频率和时间；在得到本次婴儿吸奶总毫升的同时，测定出婴儿本次吸允出的母乳“初乳”清淡的毫升量和“后乳”浓厚的毫升量。此时当婴儿吸允出的后乳量过少时，可以将小于该初乳量的值作为预设奶液量阈值；当婴儿吸允出的后乳量过多时，可以将大于该初乳量的值作为预设奶液量阈值。

当婴儿通过该仿生哺乳机器人吸奶时，***型哺乳器首先提供清淡的初乳；当婴儿吸允出的奶液的流出量大于该预设奶液量阈值时，***型哺乳器为婴儿提供浓厚的后乳。具体的，可以为***型哺乳器额外设置外接的后乳入口，在***型哺乳器内配置初乳；当奶液的流出量大于该预设奶液量阈值时，从该外接的后乳入口向***型哺乳器提供浓度较大的后乳，从而提高***型哺乳器内奶液的浓度。或者，本仿生***型哺乳器内分成两个空间，一个空间配置婴儿清淡的初乳，另一个空间配置浓厚的后乳；即婴儿吸允奶液时，首先由前者空间提供初乳，在奶液的流出量大于该预设奶液量阈值时开始由后者空间提供后乳。

可选的，该***型哺乳器还设有浓度传感器。在提供初乳阶段，当检测到奶液浓度小于预设浓度下限时，通过提供后乳来提高***型哺乳器内奶液的浓度；在提供后乳阶段，当检测到奶液浓度大于预设浓度上限时，通过提供初乳来降低***型哺乳器内奶液的浓度，从而实现智能调节奶液浓度的功能。

具体的，该***型哺乳器内设有用于放置初乳的第一空腔和用于放置后乳的第二空腔，第一空腔的出奶口和第二空腔的出奶口均设置在***型哺乳器的奶嘴处，使得婴儿吸允奶液时几乎可以直接从两个空腔中获取奶液，两个空腔与***型哺乳器内侧壁之间的空间很小，方便在之后快速调节奶液浓度。

同时，第一空腔的出奶口处设有第一电子阀，用于控制第一空腔是否能够出奶；同样的，第二空腔的出奶口处设有第二电子阀，用于控制第二空腔是否能够出奶。第一空腔内设有用于检测初乳浓度的第一浓度传感器，第二空腔内设有用于检测后乳浓度的第二浓度传感器；第一电子阀、第二电子阀、第一浓度传感器和第二浓度传感器分别与处理器相连。第一浓度传感器将检测到的初乳浓度发送至处理器，第二浓度传感器将检测到的后乳浓度发送至处理器。

此时，处理器可以根据第一浓度传感器和第二浓度传感器分别确定初乳浓度ρ₁和后乳浓度ρ₂，且ρ₁＜ρ₂；并根据历史检测到的婴儿的历史吸允时间预测婴儿的本次吸允时间T；本次吸允时间具体可以为历史吸允时间的平均值。同时，根据婴儿的吸允频率可以预测本次吸允时间的开始时间点和结束时间点。

在奶液的流出量小于预设奶液量阈值时，此时处理器控制第一电子阀打开，从而婴儿可以吸允初乳。当该初乳的浓度过低时，需要利用后乳调节乳液的浓度。具体的，若初乳浓度ρ₁小于预设奶液浓度下限ρ_d，此时：

V₁ρ₁+V₂ρ₂＝ρ_d(V₁+V₂)；其中，V₁为第一空腔的出乳量，V₂为第二空腔的出乳量。

即，假设第一空腔和第二空腔流出奶液的速度相同，因此在婴儿的吸允时间内，第一电子阀始终打开，而第二电子阀只能打开部分时间，该时间即为其中，T为第一电子阀打开时间；由于本发明实施例中的电子阀打开后，***型哺乳器并不会自动流出奶液，只有在婴儿吸允时才会在婴儿的吸力下流出奶液；因此，第一电子阀虽然适中打开，但是只有在婴儿的吸允时间内第一电子阀才会流出奶液，故该时间T实际为婴儿的一次吸允动作的吸允时间。

同时，当第一电子阀始终打开时，通过第二电子阀的通断可调节的奶液浓度上限为因此，当时，处理器控制第一电子阀打开，且控制第二电子阀在本次吸允时间内的导通时间t₁，该导通时间t₁位于本次吸允时间的范围之内，本次吸允时间的范围具体可以根据开始时间点和结束时间点确定。

在奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，若后乳浓度ρ₂大于预设奶液浓度上限ρ_u，基于上述类似的方式，当时，处理器控制第二电子阀打开，且控制第一电子阀在本次吸允时间内的导通时间t₂，同样的，导通时间t₂位于本次吸允时间的范围之内。

此外，当ρ₁＝ρ_d时，第一电子阀打开，第二电子阀关闭；当ρ₂＝ρ_u时，第一电子阀关闭，第二电子阀打开。

同时，处理器还用于根据所述压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率，还可以确定吸允时间，该数据小则可以为出差妈妈随时掌握婴儿的进食情况，中则为将来互联网医学提供远程咨询远程诊断，大则为中国人人工哺乳婴儿积累真实的大数据，方便供儿科医学、儿科营养学用于科学研究。

本发明实施例提供的一种仿生哺乳机器人，通过音频输出电路、心跳仿真器和呼吸仿真器可以尽可能模拟婴儿母亲的声音、心跳和呼吸，婴儿在利用哺乳机器人本体吸允奶液的同时，还可以使婴儿置身于母亲在身边的环境中，从而降低婴儿对哺乳机器人的陌生感和排斥感，利于婴儿吸允奶液，有助于婴儿健康成长。通过即时监测母乳“初乳”和“后乳”的量，调节人工喂养奶粉的浓度，最大限度地模仿母乳喂养，从而可以促进婴儿消化***的正常发育。该仿生哺乳机器人为具有一定智能的人工***，可以基于人工智能实现母亲仿生，通过该仿生哺乳机器人完成之前只有母亲才能胜任的哺育工作。同时，通过该仿生哺乳机器人可以得到喂养婴儿的大数据，且由于该仿生哺乳机器人能够最大限度模仿母乳喂养，得到的大数据更加真实可靠，方便之后的相关研究。通过即时监测婴儿吸吮母乳的力度，调节人工哺乳器的力度，最科学地恢复锻炼了婴儿的吸吮本能。用力吸吮不仅可以锻炼婴幼儿颌骨发育、口腔肌肉、牙床的成长发育，而且用力吸吮才会产生深呼吸、能够锻炼婴幼儿的肺活量，促进婴儿呼吸***的正常发育。

本发明另一实施例提供一种仿生哺乳机器人，该仿生哺乳机器人包括上述实施例中的哺乳机器人本体和控制***，其实现原理以及技术效果参见图1对应的实施例。同时，本发明实施例中，参见图2所示，控制***200还包括：气味传感器290和气味发生器310；气味传感器290和气味发生器310分别与处理器210相连。

气味传感器290用于预先采集第一用户的气味信息，并将第一用户的气味信息发送至处理器210；处理器210还用于根据第一用户的气味信息生成控制指令，控制指令用于控制气味发生器310生成与第一用户的气味相对应的仿真气味。

本发明实施例中，仿生哺乳机器人通过预先采集第一用户的气味信息，并还原第一用户的气味信息，使得仿生哺乳机器人与母亲(即第一用户)相似度更高，婴儿在嗅觉上对该仿生哺乳机器人更加认同。

在一种可能的实现方式中，气味传感器290还用于实时采集当前环境的气味信息，并将当前环境的气味信息发送至处理器210；处理器210还用于根据当前环境的气味信息与第一用户的气味信息之间的差别调整控制指令。本发明实施例中处理器210通过反馈方式实时调整气味发生器310产生的气味，使得产生的气味与第一用户的气味尽可能一致。

本发明另一实施例提供一种仿生哺乳机器人，该仿生哺乳机器人包括上述实施例中的哺乳机器人本体和控制***，其实现原理以及技术效果参见图1对应的实施例。同时，本发明实施例中，生物特征采集电路240还用于采集第一用户在预设时间段内的第一生物特征参数和第二用户在预设时间段内的第二生物特征参数，第二生物特征参数包括第二用户的胎动频率；预设时间段为第一用户分娩前的时间段。

处理器210还用于将在第二用户的胎动频率最小时第一用户的心跳频率和呼吸频率作为优选心跳频率和优选呼吸频率，并根据优选心跳频率控制心跳仿真器250的仿真心跳频率，根据优选呼吸频率控制呼吸仿真器260的仿真呼吸频率。

婴幼儿通过嗅觉、听觉(母亲的心率、呼吸频率、声音)、触觉来感知适应环境的。在现实生活中，有的新生儿会生物钟颠倒白天睡觉晚上不睡，莫名的哭闹，找不到原因很难哄，如果不哄会哭到吐奶呛奶甚至惊厥。发明人推断这是新生儿从母亲子宫的环境感知到出生后婴儿床环境感知差异造成的。为此，本发明实施例中的仿生哺乳机器人可以设置一种最大限度模仿婴儿在母亲子宫内的生活感知，以此帮助新生婴儿纠正生物钟颠倒白天睡觉晚上不睡，莫名的哭闹等症状，随着孩子的成长逐渐调整陪伴婴儿的环境，帮助新生儿度过一个适应期。

具体的，本发明实施例中，采集妈妈在预设时间段内(例如，分娩前几周) 昼、夜的呼吸频率，心率，以及宝宝(即第二用户)的胎动频率；当宝宝的胎动频率最小时，说明此时宝宝处于睡眠或其他安静舒适的状态，此时采集宝宝胎动频率最小时段妈妈的心率、呼吸频率，并将该呼吸频率和心率作为最佳的优选心跳频率和优选呼吸频率。如果婴儿有莫名的哭闹、睡眠黑白颠倒等情况发生，此时即可使用仿生哺乳机器人帮忙，通过播放孕期母亲睡眠时的心率、呼吸频率，或者宝宝胎动频率最小时段妈妈的呼吸频率、心率，最大限度模仿婴儿在母亲子宫内的生活节奏，以此降低婴儿对新环境的不适应所形成的无原因哭闹的生物钟的紊乱，助新生儿出生后度过环境的不适用期。同时，通过智能再现母亲不在婴儿身边时的关怀和关爱，可以促进婴儿神经***的正常发育；也可以有效防止婴儿由于吸吮、咬合锻炼的不够，引发的颌骨发育迟缓、乳牙滞留、乳牙龋齿患病率高发、恒牙长不好等一系列问题。

在一种可能的实现方式中，参见图2所示，控制***200还包括通信电路 320，通信电路320与处理器210相连；通信电路320用于将处理器210中的数据发送至外部的移动终端或服务器。本发明实施例中的仿生哺乳机器人通过通信电路320可以向第一用户(比如妈妈)所使用的移动终端发送数据，该数据包括仿生哺乳机器人的状态数据以及采集到的婴儿状态数据，方便母亲不再婴儿旁边时也可以实时监控。

在一种可能的实现方式中，参见图3和图4所示，哺乳机器人本体100包括：底座1、仿生人体2和摇篮3，仿生人体2包括上半身躯干21、头部22、脖颈23和两只手臂24，头部22通过脖颈23与上半身躯干21上部固定连接，两只手臂24分别设置在上半身躯干21左右两侧，底座1设置在上半身躯干21 底部，与上半身躯干21活动式连接，摇篮3设置在两只手臂24合围所呈的空间内，与手臂24固定连接。如图4所示，摇篮3包括外部壳体31和内层篮体 32，外部壳体31与内层篮体32之间活动式连接。内层篮体32符合人体工程学设计。

同时，参见图5所示，上半身躯干21胸部位置设有两个腔体25(图5中仅示出一个腔体)，腔体25内设有***型哺乳器4，***型哺乳器4可拆式嵌入在腔体25内。

为了便于***型哺乳器的快速拆卸以及固定，***型哺乳器4包括瓶体41 和奶嘴42；奶嘴42为仿生的***形状，通过螺纹连接在瓶体41瓶口处，瓶体 41靠近瓶口的瓶身外侧设有第一磁贴43，与腔体25内侧靠近外部开口的位置设置的第二磁贴44磁力连接。

在本实施例中，为了模拟人体的温度，保持奶液的温度，上半身躯干21 内设有加热装置5，加热装置5由控制***100控制。

具体的，参见图6所示，***型哺乳器4包括瓶体41，瓶体41开口端连接设有奶嘴42，奶嘴42内连接设有隔板42-1，隔板42-1外圈四周和奶嘴42 内表面密封连接，瓶体41内设有吸管43，吸管43一端与奶嘴42连接，吸管 43另一端连接设有第一单向阀45，瓶体41侧端设有一开孔，开孔内连接设有第二单向阀47，第二单向阀47出口端与开孔连接。

为了便于锻炼婴儿的吸吮能力，第一单向阀45为压力可调式单向阀，通过调节第一单向阀45的压力从而改变吸吮压力值，婴儿的吸吮能力逐步增强，起到锻炼婴儿吸吮能力的目的，第一单向阀45和吸管之43间连接设有承接管 44，第一单向阀45连接设于承接管44一端，承接管44另一端与吸管43活动连接，通过设有承接管44方便第一单向阀45与吸管43之间的拆装更换，便于检修。

为了有效防止婴儿胀气，本发明实施例中，奶嘴42设为柔性机构，奶嘴 42通过奶嘴固定器46与瓶体41开口端螺纹连接，吸管43一端贯穿隔板42-1 连接到奶嘴42内，由于吸管43较细，有一定的虹吸效应，在婴儿不吸吮的情况下，奶嘴42和吸管43中也能滞留奶液，从而避免空气和奶液的混合，有效避免胀气。

为了便于保持奶液的恒温，该***型哺乳器还包括恒温加热装置48，恒温加热装置48包括恒温加热组件48-1和加热底座48-2，恒温加热组件48-1是由导线将加热板和温控装置串联而成并连接设于瓶体41下端。

本发明实施例中，仿生哺乳机器人的仿生***型哺乳器使用时可通过将哺乳器拿在手中或者通过束缚带连接在胸前进行哺乳，哺乳器通过在吸管远离奶嘴端安装含有第一单向阀的承接管，婴儿在嘴巴碰触到奶嘴时由于进食本能产生吸吮反应，单纯的吸吮动作无法使承接管内的第一单向阀打开，婴儿只有在用力吸吮造成奶嘴内产生负压，从而带动与奶嘴相连接的吸管内也产生负压时，才能打开承接管内的第一单向阀，婴儿才能喝到瓶体内的奶液，通过这样锻炼恢复婴儿的吸吮本能，第一单向阀为压力可调式单向阀，第一单向阀的压力范围在30-200mmHg，或10-300mmhg，可以通过压力可调，满足不同年龄层次婴儿的需求，瓶体侧端连接设有第二单向阀，通过设置第二单向阀当婴儿在吸吮奶液时，使瓶体内单方向流入空气，以免瓶体内产生负压使奶液无法吸出，吸管为橡胶软管，吸管长度大于瓶体高度，无论将本仿生***型哺乳器如何放置，都能保证婴儿吸吮时能喝到奶液，避免婴儿喝到空气从而造成胀气。一种仿生***型哺乳器在其瓶体侧端的第二单向阀进口端设有活动接头，通过活动接头可连接压力冲洗装置，压力冲洗装置的冲洗压力大于第二单向阀进气压力，通过压力冲洗装置将高温热水导入到瓶体内，通过压力实现对瓶体内微小结构的清洗，通过热水可实现对瓶体进行高温消毒。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种仿生哺乳机器人，其特征在于，包括：哺乳机器人本体和控制***；所述哺乳机器人本体的上半身躯干内设有***型哺乳器；

所述控制***包括：处理器、音频输入电路、音频输出电路、生物特征采集电路、心跳仿真器、呼吸仿真器、液体流量传感器和压力传感器，所述音频输入电路、音频输出电路、生物特征采集电路、心跳仿真器、呼吸仿真器、液体流量传感器和压力传感器分别与所述处理器相连；

所述音频输入电路用于采集第一用户的音频数据，并将所述音频数据发送至所述处理器；所述处理器用于存储所述音频数据，并在获取到播放指令时将所述音频数据发送至所述音频输出电路；所述音频输出电路用于将所述音频数据转换为声音信号并播放；

所述生物特征采集电路用于采集所述第一用户的第一生物特征参数，并将所述第一生物特征参数发送至所述处理器，所述第一生物特征参数包括第一用户的心跳频率和呼吸频率；所述处理器还用于根据所述第一用户的心跳频率控制所述心跳仿真器的仿真心跳频率，所述仿真心跳频率与所述心跳频率相一致；

所述处理器还用于根据所述第一用户的呼吸频率控制所述呼吸仿真器的仿真呼吸频率，所述仿真呼吸频率与所述呼吸频率相一致；

所述音频输出电路和所述呼吸仿真器的气体输入口设置在所述哺乳机器人本体的头部；所述心跳仿真器设置于所述哺乳机器人本体的上半身躯干内；

所述液体流量传感器和所述压力传感器设置在所述***型哺乳器的奶嘴处，所述液体流量传感器用于测量所述***型哺乳器奶液的流出量，所述压力传感器用于测量奶嘴处的压力数据；

所述处理器还用于根据所述压力数据的变化确定婴儿吸允奶液的力度、次数和频率，并记录每次的吸允时间；当所述奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，增加所述***型哺乳器内奶液的浓度；所述预设奶液量阈值为根据所述第一用户的初乳量和后乳量确定的阈值。

2.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述***型哺乳器内设有用于放置初乳的第一空腔和用于放置后乳的第二空腔，所述第一空腔的出奶口和所述第二空腔的出奶口均设置在所述***型哺乳器的奶嘴处，且所述第一空腔的出奶口处设有第一电子阀，所述第二空腔的出奶口处设有第二电子阀；所述第一空腔内设有用于检测初乳浓度的第一浓度传感器，所述第二空腔内设有用于检测后乳浓度的第二浓度传感器；所述第一电子阀、第二电子阀、第一浓度传感器和第二浓度传感器分别与所述处理器相连；

所述处理器还用于根据所述第一浓度传感器和所述第二浓度传感器分别确定初乳浓度ρ₁和后乳浓度ρ₂，且ρ₁＜ρ₂；并根据历史检测到的婴儿的历史吸允时间确定婴儿的本次吸允时间T；

在奶液的流出量小于预设奶液量阈值时，若所述初乳浓度ρ₁小于预设奶液浓度下限ρ_d，且时，所述处理器控制所述第一电子阀打开，且控制所述第二电子阀在所述本次吸允时间内的导通时间t₁，

在奶液的流出量大于预设奶液量阈值时，若所述后乳浓度ρ₂大于预设奶液浓度上限ρ_u，且时，所述处理器控制所述第二电子阀打开，且控制所述第一电子阀在所述本次吸允时间内的导通时间t₂，

3.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述***型哺乳器(4)包括瓶体(41)，所述瓶体(41)开口端连接设有奶嘴(42)，所述奶嘴(42)内连接设有隔板(42-1)，所述隔板(42-1)外圈四周和所述奶嘴(42)内表面密封连接，所述瓶体(41)内设有吸管(43)，所述吸管(43)一端与奶嘴(42)连接，所述吸管(43)另一端连接设有第一单向阀(45)，所述瓶体(41)侧端设有一开孔，所述开孔内连接设有第二单向阀(47)，所述第二单向阀(47)出口端与开孔连接。

4.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述控制***还包括：气味传感器和气味发生器；所述气味传感器和气味发生器分别与所述处理器相连；

所述气味传感器用于预先采集所述第一用户的气味信息，并将所述第一用户的气味信息发送至所述处理器；所述处理器还用于根据所述第一用户的气味信息生成控制指令，所述控制指令用于控制所述气味发生器生成与所述第一用户的气味相对应的仿真气味。

5.根据权利要求4所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述气味传感器还用于实时采集当前环境的气味信息，并将所述当前环境的气味信息发送至所述处理器；

所述处理器还用于根据所述当前环境的气味信息与所述第一用户的气味信息之间的差别调整所述控制指令。

6.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述生物特征采集电路还用于采集所述第一用户在预设时间段内的第一生物特征参数和第二用户在所述预设时间段内的第二生物特征参数，所述第二生物特征参数包括所述第二用户的胎动频率；所述预设时间段为所述第一用户分娩前的时间段；

所述处理器还用于将在所述第二用户的胎动频率最小时所述第一用户的心跳频率和呼吸频率作为优选心跳频率和优选呼吸频率，并根据所述优选心跳频率控制所述心跳仿真器的仿真心跳频率，根据所述优选呼吸频率控制所述呼吸仿真器的仿真呼吸频率。

7.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述控制***还包括通信电路，所述通信电路与所述处理器相连；

所述通信电路用于将所述处理器中的数据发送至外部的移动终端或服务器。

8.根据权利要求1所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述哺乳机器人本体包括：底座(1)、仿生人体(2)和摇篮(3)，所述仿生人体(2)包括上半身躯干(21)、头部(22)、脖颈(23)和两只手臂(24)，所述头部(22)通过所述脖颈(23)与所述上半身躯干(21)上部固定连接，两只所述手臂(24)分别设置在所述上半身躯干(21)左右两侧，所述底座(1)设置在所述上半身躯干(21)底部，与所述上半身躯干(21)活动式连接，所述摇篮(3)设置在两只所述手臂(24)合围所呈的空间内，与所述手臂(24)固定连接，所述摇篮(3)包括外部壳体(31)和内层篮体(32)，所述外部壳体(31)与所述内层篮体(32)之间活动式连接。

9.根据权利要求8所述的仿生哺乳机器人，其特征在于，所述上半身躯干(21)胸部位置设有两个腔体(25)，所述***型哺乳器(4)可拆式嵌入在所述腔体(25)内。