CN101282142A - 手机机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明手机机器人及其控制方法，涉及一种无线通讯手机及其控制方法。本发明解决小型机器人设备不适合普通人随身携带的问题。手机机器人，具有完成通信功能的无线通信单元、完成数据输入和显示的人/机交流界面单元、完成整个系统控制和数据处理的中央处理单元、完成照相或摄像功能的图像信息采集单元、支持手机运动或动作的机械运动机构和完成控制指令接收、处理及信息发送的短距离无线通讯单元。它是在现有照相手机的基础上添加了机械运动机构和短距离无线通讯单元，可通过无线通讯的方式接收控制设备的控制指令，由机械运动机构带动该手机进入不方便人直接探测的环境探测图像信息，再由该手机发送给控制设备。

Description

手机机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线通讯手机，特别是涉及一种可作为机器人的手机及其控制方法。

背景技术

现在车辆在路上出现故障，维修人员只能是仰躺着钻到车底予以检测，这种检测方法对维修人员来说非常吃力也极不方便，而且有些情况下受车底狭窄空间的限制，部分地方还是没办法检测到。在某些特定的场合，如地震灾区紧急救援或需要紧急对一些不方便人直接探测的环境予以探测时，人们一般都是等待专业的救援队伍或专业的探测人员携带专门的小型机器人设备进行探测。这样做既耽误时间，也需要付出高昂的费用。但是小型机器人设备作为专用设备，不适合普通人随身携带。因此本发明人设想用具有完成通信功能的无线通信单元、完成数据输入和显示的人/机交流界面单元、完成整个系统控制和数据处理的中央处理单元及完成照相或摄像功能的图像信息采集单元的无线移动通话手机来实现小型机器人设备的探测功能。但是这种手机受当时、当地通信条件的限制，在通信条件不好的地方无法正常使用；而人们需要小型机器人设备协助的地方往往正是在通信条件不好的地方。

发明内容

本发明旨在提供一种手机机器人，它便于随身携带到通信条件不好的地方并可对一些不方便人直接探测的环境予以探测；以及这种手机机器人的控制方法。

本发明的技术方案是：手机机器人，具有完成通信功能的无线通信单元、完成数据输入和显示的人/机交流界面单元、完成整个系统控制和数据处理的中央处理单元及完成照相或摄像功能的图像信息采集单元，它还具有支持手机运动或动作的机械运动机构和完成控制指令接收、处理及信息发送的短距离无线通讯单元。由于是在现有照相手机的基础上添加了机械运动机构和短距离无线通讯单元，它可以通过短距离无线通讯单元的方式接收控制设备的控制指令，由机械运动机构带动该手机进入不方便人直接探测的环境探测图像信息，再由手机的短距离无线通讯单元发送给控制设备。

所述的短距离无线通讯单元为蓝牙通讯单元或Wi-Fi通讯单元。

所述的机械运动机构包括驱动元件和由该驱动元件驱动的滚轮或机械手臂。滚轮的结构简单，易于实施和控制；机械手臂适合复杂环境中的移动。

所述的驱动元件为微电机。采用微电机驱动滚轮或机械手臂，利用电池作为能源，而无需另配其它能源；且微电机的控制易于实现。在小巧的手机上可节省宝贵的空间。

这种手机机器人还可以安装其它感测单元。通过其它感测单元检测的信息为人们提供参考数据并扩大使用范围。

所述的感测单元为温度传感器、光强感应器、气体浓度传感器、磁场强度传感器、加速度传感器中的一种或数种。

上述手机机器人的控制方法，包括：

A，启动手机机器人的短距离无线通讯单元与控制设备的短距离无线通讯单元建立控制连接的过程；该单元自动搜索周围控制设备的短距离无线通讯单元并与对方建立短距离无线通讯连接，然后主动向对方发出控制请求，收到对方的响应信息后与对方建立控制连接。

B，手机机器人的短距离无线通讯单元接收控制指令并传送到中央处理单元及中央处理单元解析控制指令的过程。

C，中央处理单元按指令操纵机械运动机构完成规定的动作到达指定位置的过程。

D，中央处理单元按指令操纵图像信息采集单元采集图像信息的过程。

E，中央处理单元控制短距离无线通讯单元向控制设备的短距离无线通讯单元发送上述图像信息的过程。

F，中央处理单元按指令解除与控制设备的短距离无线通讯单元之间控制连接的过程。

在执行一次检测时，可以多次使用上述各过程中的过程B、过程C、过程D、过程E，直到获得满意的监测结果。

在优选的实施例中：所述的控制设备为另一部具有短距离无线通讯单元的手机。使用另一手机控制手机机器人并显示检测图像，比其它设备更符合人们的习惯要求，减少携带的负担。

特别是：所述的手机机器人还具有感测单元，该方法中对应地具有中央处理单元按指令操纵感测单元采集感测信息的过程和控制短距离无线通讯单元向控制设备发送感测信息的过程。

在通信条件较好的地点，手机机器人也可以直接请求远方的控制中心对该手机机器人进行控制，完成检测；在这种情况下手机机器人的控制方法，包括：

H，手机机器人通过GPRS网络与远方的控制中心建立控制连接的过程；

I，手机机器人的无线通讯单元接收控制中心通过GPRS网络发送的控制指令并传送到中央处理单元及中央处理单元解析控制指令的过程；

J，中央处理单元按指令操纵图像信息采集单元采集图像信息，并控制无线通讯单元通过GPRS网络向控制中心发送上述图像信息的过程；

K，中央处理单元按指令操纵机械运动机构完成规定的动作到达指定位置的过程；

L，中央处理单元按指令解除与控制中心的之间控制连接的过程。

在执行一次检测时，控制中心可以通过观察手机机器人上传的图像信息不断地调整对手机机器人的控制指令，多次执行上述各过程中的过程I、过程J、过程

K，直到获得满意的监测结果。

特别是：所述的手机机器人还具有感测单元，该方法中对应地具有中央处理单元按指令操纵感测单元采集感测信息的过程和控制无线通讯单元通过GPRS网络向控制中心发送感测信息的过程。

本发明的手机机器人利用手机随身携带的特点和其本身具有的照相功能，仅通过添加机械运动机构和短距离无线通讯单元，即可在另一设备的控制下移动和执行照相检测，并能将检测结果传输到控制设备，特别是当控制设备为另一部具有短距离无线通讯单元的手机时，能够及时地了解不方便人直接探测的环境中的实际情况，为人们提供了极大的方便，可为紧急救助节省宝贵的时间并节省费用。它使用短距离无线通讯单元与控制设备交换信息，可不受当时、当地通信条件的限制，且符合近距离控制实时可靠的要求。当采用另一部具有短距离无线通讯单元的手机作为控制设备时，还可将从众多现场图像和/或感测信息中挑选出来的图像和/或感测信息直接传送给维修中心或救助中心，为后续的处理提供参考，并争取得到指导意见。在通信条件较好的地点，该手机机器人也可以通过GPRS网络直接请求远方的控制中心，由控制中心通过GPRS网络对该手机机器人进行控制，控制中心利用手机机器人上传的图像信息不断地调整对手机机器人的控制指令，完成检测。该手机机器人的控制方法简单而灵活，未经训练的普通人都能快速掌握。因此易于推广应用。

附图说明

图1为本发明手机机器人一个实施例的电路结构示意图。

图2为图1实施例的外观结构示意图。

图3为图1实施例与控制手机建立控制连接的流程图。

具体实施方式

本发明手机机器人一个实施例的电路结构，如图1所示。完成整个系统控制和数据处理的中央处理单元1的各数据输入/输出端口及各控制线分别与完成通信功能的无线通信单元2、完成数据输入和显示的人/机交流界面单元3、及完成照相或摄像功能的图像信息采集单元4、机械运动机构的驱动单元5、传感器组6和完成控制指令接收、处理及信息发送的蓝牙通讯单元7对应连接。本实施例中的机械运动机构包括微电机和由该微电机驱动的滚轮51，以滚轮51的滚动实现手机机器人移动。驱动单元5接受中央处理单元1的控制，向微电机提供正转或反转的电能，微电机带动滚轮51做相应的前进或后退滚动，从而实现手机机器人有控制地移动。

请参看图2，从外表看，本实施例手机机器人与现有的手机差异不大。本实施例手机机器人的壳体10前端面设有从属于人/机交流界面单元3的键盘31和液晶显示屏32、从属于图像信息采集单元4的摄像镜头41、从属于传感器组6的温度传感器61和气体浓度传感器62；壳体10左、右两侧端面各设有两个从属于机械运动机构的滚轮51，各滚轮51的一部分向后突出于壳体10的后端面。

由于本实施例手机机器人是在现有照相手机的基础上添加了机械运动机构和蓝牙通讯单元7，使用者能够利用身边随身携带的本实施例手机机器人进行常规的移动无线通话，当某些特殊场合，如野外遇险、紧急救援、临时检测、适时监测等场合需要查看某些不方便人直接进入其中进行探测的环境中的状态，本实施例手机机器人可以完成小型机器人的功能，以赢得时间，也可以方便检测人员。本实施例手机机器人可以通过蓝牙通讯的方式接收控制设备的控制指令，由机械运动机构带动各滚轮51使该手机机器人进入不方便人直接探测的地点探测图像信息，再由该手机机器人的蓝牙通讯单元7发送给控制设备；或者由该手机机器人探测该地点的温度及有害气体浓度数据，再由手机机器人的蓝牙通讯单元7发送给控制设备。

例如需要对汽车底部进行检查，可以用一部具有蓝牙通讯单元的手机对本实施例手机机器人进行控制，使其代替维修人员移动到车底对各部位进行照相检测，并将图像适时传输到该手机上显示或在该手机上选择反映故障现象的图片直接传送给维修中心，则可以让维修人员省时省力。又如，当需要测量特定位置的温度或有害气体浓度，但临时又没有小型机器人帮助，也可以用一部具有蓝牙通讯单元的手机对本实施例手机机器人进行控制，使其移动到指定位置进行检测，并将测量结果及时传输到该手机上显示或存储起来或直接传送给指定的设备，使用本实施例既可以节省时间也可以节省费用。

下面通过完成对一个检测对象的检测过程的实例，来说明另一部手机(以下简称控制手机)通过蓝牙无线传输功能对本实施例手机机器人进行操作的过程和控制方法。

在检测现场，启动手机机器人的蓝牙通讯单元7和控制手机的蓝牙通讯单元。双方建立控制连接的过程如图3所示。步骤100和步骤101，手机机器人的蓝牙通讯单元7自动搜索周围的控制手机的蓝牙通讯设备并与对方建立蓝牙连接。然后步骤102，手机机器人通过蓝牙通讯单元7主动向控制手机发送一个控制命令请求。步骤103，控制手机收到该请求后，通过其蓝牙通讯单元发出响应控制命令请求的响应信息。步骤104，手机机器人收到对方的响应信息后与对方建立控制连接。此后，控制手机就可以通过蓝牙无线传输功能对该手机机器人进行具体的操作控制。

打开本实施例手机机器人机械运动机构的锁定结构，使滚轮51处于可转动的状态。然后将本实施例手机机器人放置在靠近需要检测对象的位置。使用控制手机向本实施例手机机器人发送“向前移动”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“向前移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5向微电机提供正转的电能，微电机带动滚轮51做前进的滚动。当本实施例手机机器人到达指定位置时，使用控制手机向本实施例手机机器人发送“停止移动”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“停止移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5切断微电机的电能，滚轮51停止滚动。

使用控制手机向本实施例手机机器人发送“拍摄”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“拍摄”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵图像信息采集单元4采集图像信息并回传到中央处理单元1暂时存储起来。这些图像可保留到本实施例手机机器人退回后再查看。

如果是使用控制手机向本实施例手机机器人发送“拍摄并回送”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“拍摄并回送”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵图像信息采集单元4采集图像信息并回传到中央处理单元1；然后中央处理单元1控制蓝牙通讯单元7向控制手机的蓝牙通讯单元发送上述图像信息。操作者就可从控制手机的显示屏上观察上述图像信息。

使用“拍摄并回送”控制指令与“向前移动”控制指令及“停止移动”控制指令相结合，操作者就可以按照控制手机显示的探测图像控制手机机器人从一个位置行进到另一个位置，边走边拍，对欲观察的区域进行巡查。

在取得了满意的图像信息后，可使用控制手机向本实施例手机机器人发送“向后移动”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“向后移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5向微电机提供反转的电能，微电机带动滚轮51做后退的滚动。在本实施例手机机器人退回到操作者附近后，可使用“停止移动”控制指令使本实施例手机机器人停下来。最后使用控制手机向本实施例手机机器人发送“解除控制”控制指令。本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“解除控制”。中央处理单元1按该指令控制蓝牙通讯单元7解除与控制设备的蓝牙通讯单元之间控制连接。至此，本实施例手机机器人不再受控制手机的控制；锁紧本实施例手机机器人机械运动机构的锁定结构，使滚轮51处于不可转动的状态。然后，关闭手机机器人的蓝牙通讯单元7和控制手机的蓝牙通讯单元。

依据上述控制手机机器人进退和停止运动过程，还可以通过控制手机发送“测温度”控制指令，使本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“测温度”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵传感器组6的温度传感器61采集温度数据并回送到中央处理单元1，中央处理单元1控制蓝牙通讯单元7将温度数据发送给控制手机，由控制手机的显示屏显示该温度数据。或者通过控制手机发送“测气体浓度”控制指令，使本实施例手机机器人的蓝牙通讯单元7接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“测气体浓度”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵传感器组6的气体浓度传感器62采集特定气体的浓度数据并回送到中央处理单元1，中央处理单元1控制蓝牙通讯单元7将气体浓度数据发送给控制手机，由控制手机的显示屏显示该气体的浓度数据。

这种手机机器人还可以在中央处理单元1与蓝牙通讯单元7之间设置逻辑分析、数据统计分析处理单元和智能化响应处理单元。逻辑分析、数据统计分析处理单元完成对所收集到的信息的处理，判断，并将结果传送给智能化响应处理单元；由智能化响应处理单元通过将结果数据与设定数据的对比分析，决定是否提出相应的控制操作建议，由蓝牙通讯单元7发送给控制手机，提示操作者。使手机机器人具有学习功能，增强智能化特征。逻辑分析、数据统计分析处理单元和智能化响应处理单元的功能可以通过添加专门的DSP协处理控制芯片来实现，也可以通过添加软件的方式利用已有的中央处理单元1的处理芯片来完成。

本实施例手机机器人在通信条件较好的地点，也可以由远方的控制中心直接对其进行控制、完成检测。此时，使用者应先使用本实施例手机机器人的人/机交流界面单元3的键盘31和液晶显示屏32选择登录控制中心的命令。本实施例手机机器人的中央处理单元1得到此命令后控制无线通信单元2通过GPRS网络向控制中心发送登录请求。控制中心接收该登录请求，若同意登录则与本实施例手机机器人的无线通信单元2建立无线链接。然后使用者使用本实施例手机机器人通过GPRS网络主动向控制中心发送一个控制命令请求，说明申请检测的项目或求助内容。控制中心收到该请求后，通过GPRS网络发出响应控制命令请求的响应信息。本实施例手机机器人收到对方的响应信息后与对方建立控制连接。此后，打开本实施例手机机器人机械运动机构的锁定结构，使滚轮51处于可转动的状态。然后将本实施例手机机器人放置在检测对象附近的位置，控制中心就可以通过GPRS网络对该手机机器人进行具体的操作控制。

首先控制中心的操作者通过GPRS网络向本实施例手机机器人发送“拍摄并回送”控制指令。本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“拍摄并回送”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵图像信息采集单元4采集图像信息并回传到中央处理单元1；然后中央处理单元1控制无线通信单元2通过GPRS网络向控制中心发送上述图像信息。控制中心的操作者就可在控制中心的显示屏上观察上述图像信息。这里所说的拍摄可以是以指定的时间间隔完成的定时拍摄，也可以是发一次指令拍摄一幅图片。

控制中心的操作者可按照观察到的图像信息，通过GPRS网络向本实施例手机机器人发送“向前移动”控制指令。本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“向前移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5向微电机提供正转的电能，微电机带动滚轮51做前进的滚动。当本实施例手机机器人到达指定位置时，控制中心的操作者就可通过GPRS网络向本实施例手机机器人发送“停止移动”控制指令。本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“停止移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5切断微电机的电能，滚轮51停止滚动。

控制中心的操作者可交替选择使用“拍摄并回送”控制指令与“向前移动”控制指令及“停止移动”控制指令，按照手机机器人上传的探测图像通过GPRS网络控制手机机器人从一个位置行进到另一个位置，边走边拍，对欲观察的区域进行巡查。在取得了满意的图像信息后，通过GPRS网络向本实施例手机机器人发送“向后移动”控制指令。本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“向后移动”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5向微电机提供反转的电能，微电机带动滚轮51做后退的滚动。在本实施例手机机器人退回后，使用“停止移动”控制指令使本实施例手机机器人停下来。最后通过GPRS网络向本实施例手机机器人发送“解除控制”控制指令。本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“解除控制”。中央处理单元1按该指令控制无线通信单元2解除与控制中心之间控制连接和无线链接。本实施例手机机器人不再受控制中心的控制；锁紧本实施例手机机器人机械运动机构的锁定结构，使滚轮51处于不可转动的状态。

控制中心的操作者在控制手机机器人进退和停止运动过程，还可以通过发送“测温度”控制指令，使本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“测温度”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵传感器组6的温度传感器61采集温度数据并回送到中央处理单元1，中央处理单元1控制无线通信单元2将温度数据发送给控制中心，由控制中心的显示屏显示该温度数据。或者控制中心的操作者在控制中心通过GPRS网络发送“测气体浓度”控制指令，使本实施例手机机器人的无线通信单元2接收该控制指令并传送到中央处理单元1，中央处理单元1解析该控制指令，确认该指令的含义为“测气体浓度”。中央处理单元1按该指令控制驱动单元5操纵传感器组6的气体浓度传感器62采集特定气体的浓度数据并回送到中央处理单元1，中央处理单元1控制无线通信单元2通过GPRS网络将气体浓度数据发送给控制中心，由控制中心的显示屏显示该气体的浓度数据。

本发明手机机器人也可以采用Wi-Fi通讯单元替代本实施例中的蓝牙通讯单元7。Wi-Fi通讯单元的功率大，作用距离更大。

本发明手机机器人还可以安装其它感测单元，例如光强感应器、磁场强度传感器、加速度传感器。通过这些感测单元检测的信息为人们提供参考数据并扩大手机机器人使用范围。

本发明手机机器人的机械运动机构主要指的是为手机执行特定动作而设计的机械机构，除本实施例手机机器人在壳体10上添加四个滚轮51的设计外，也可安装若干个机械手臂或其他可以让手机移动或完成相应动作的机构，从而可以让手机机器人方便地移动到需要检测的位置。

以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。

Claims (11)

1. 手机机器人，具有完成通信功能的无线通信单元、完成数据输入和显示的人/机交流界面单元、完成整个系统控制和数据处理的中央处理单元及完成照相或摄像功能的图像信息采集单元，其特征在于：它还具有支持手机运动或动作的机械运动机构和完成控制指令接收、处理及信息发送的短距离无线通讯单元。

2. 根据权利要求1所述的手机机器人，其特征在于：所述的短距离无线通讯单元为蓝牙通讯单元或Wi-Fi通讯单元。

3. 根据权利要求2所述的手机机器人，其特征在于：所述的机械运动机构包括驱动元件和由该驱动元件驱动的滚轮或机械手臂。

4. 根据权利要求3所述的手机机器人，其特征在于：所述的驱动元件为微电机。

5. 根据权利要求1或2或3或4所述的手机机器人，其特征在于：它还具有感测单元。

6. 根据权利要求5所述的手机机器人，其特征在于：所述的感测单元为温度传感器、光强感应器、气体浓度传感器、磁场强度传感器、加速度传感器中的一种或数种。

7. 手机机器人的控制方法，包括：

A，启动手机机器人的短距离无线通讯单元与控制设备的短距离无线通讯单元建立控制连接的过程；

B，手机机器人的短距离无线通讯单元接收控制指令并传送到中央处理单元及中央处理单元解析控制指令的过程；

C，中央处理单元按指令操纵机械运动机构完成规定的动作到达指定位置的过程；

D，中央处理单元按指令操纵图像信息采集单元采集图像信息的过程；

E，中央处理单元控制短距离无线通讯单元向控制设备的短距离无线通讯单元发送上述图像信息的过程；

F，中央处理单元按指令解除与控制设备的短距离无线通讯单元之间控制连接的过程。

8. 根据权利要求7所述的手机机器人控制方法，其特征在于：所述的控制设备为另一部具有短距离无线通讯单元的手机。

9. 根据权利要求7或8所述的手机机器人控制方法，其特征在于：所述的手机机器人还具有感测单元，该方法中对应地具有中央处理单元按指令操纵感测单元采集感测信息的过程和控制短距离无线通讯单元向控制设备发送感测信息的过程。

10. 手机机器人的控制方法，包括：

H，手机机器人通过GPRS网络与远方的控制中心建立控制连接的过程；

I，手机机器人的无线通讯单元接收控制中心通过GPRS网络发送的控制指令并传送到中央处理单元及中央处理单元解析控制指令的过程；

J，中央处理单元按指令操纵图像信息采集单元采集图像信息，并控制无线通讯单元通过GPRS网络向控制中心发送上述图像信息的过程；

K，中央处理单元按指令操纵机械运动机构完成规定的动作到达指定位置的过程；

L，中央处理单元按指令解除与控制中心的之间控制连接的过程。

11. 根据权利要求10所述的手机机器人控制方法，其特征在于：所述的手机机器人还具有感测单元，该方法中对应地具有中央处理单元按指令操纵感测单元采集感测信息的过程和控制无线通讯单元通过GPRS网络向控制中心发送感测信息的过程。

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