CN104122823A - 一种模块化家庭移动机器人平台 - Google Patents

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范平清
邓畅
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Abstract

本发明涉及一种模块化家庭移动机器人平台，该机器人平台包括控制装置、运动装置、感知装置、通信装置、扩展功能槽和扩展功能模块，所述运动装置、感知装置、通信装置和扩展功能槽分别与控制装置连接，所述通信装置还和感知装置连接，所述扩展功能槽与扩展功能模块连接；所述感知装置将获取的数据分别发送给控制装置，所述控制装置根据感知装置提供的数据和程序指令控制运动装置和扩展功能模块工作，所述扩展功能槽连接不同的扩展功能模块后实现不同的功能。与现有技术相比，本发明具有成本低、功能多样、可扩展等优点。

Description

一种模块化家庭移动机器人平台
技术领域
本发明涉及一种机器人技术，尤其是涉及一种家庭用服务移动机器人。
背景技术
随着科技发展，机器人已经走进了我们生活，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，协助或取代人力工作。目前，市面上存在多种家庭服务类机器人产品。比如，家庭擦地地机器人，利用移动机器人平台实现室内的半自动或自动清洁。智能家居机器人，利用摄像头和传感器技术，实现安全监控。但是，目前所有的机器人都是特定的，专属的系统，只能完成某一具体的功能，不具有可扩展性，也不能根据需要定制，且价格不菲。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功能可扩展的模块化家庭移动机器人平台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种模块化家庭移动机器人平台，该机器人平台包括控制装置、运动装置、感知装置、通信装置、扩展功能槽和扩展功能模块，所述运动装置、感知装置、通信装置和扩展功能槽分别与控制装置连接，所述通信装置还和感知装置连接，所述扩展功能槽与扩展功能模块连接；
所述扩展功能槽和扩展功能模块之间的连接可以使用积木式的插接方式或者电磁铁方式。
所述感知装置将获取的数据分别发送给控制装置，所述控制装置根据感知装置提供的数据和程序指令控制运动装置和扩展功能模块工作，所述扩展功能槽连接不同的扩展功能模块后实现不同的功能，用户还可以自定义搭配多种扩展功能模块用以实现家庭清洁，环境监控等功能。
所述运动装置包括驱动轮、驱动电机，所述驱动轮与驱动电机的输出端连接，所述驱动电机的输入端与控制装置连接。
所述通信装置包括无线发射模块和无线接收模块，所述通信装置通过蓝牙、Zigbee或其他协议与远程设备建立无线连接，所述通信装置将感知装置接收到的数据通过无线发射模块发送给远程设备，同时通过无线接收模块接收远程设备的控制信息并传输给控制装置。
所述感知装置包括距离传感器、加速度传感器，定位传感器。
所述扩展功能槽包括底部插槽、中部插槽和顶部插槽。
所述机器人平台还包括一套协调多扩展模块工作的软件系统。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)用户可以自定义自组装多种功能的移动机器人，用以实现不同的功能。
2)可以多个搭配安装，进一步增加机器人的功能。
3)一机多用，经济实惠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、机器人平台；11、控制装置；12、运动装置；13、感知装置；14、通信装置；15、扩展功能槽；21、智能移动终端；22、计算机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种模块化家庭移动机器人平台，如图1所示，图1中虚线框内表示该机器人平台，该机器人平台包括控制装置11、运动装置12、感知装置13、通信装置14、扩展功能槽15和扩展功能模块，运动装置12、感知装置13、通信装置14和扩展功能槽15分别与控制装置11连接，通信装置14还和感知装置13连接，扩展功能槽15与扩展功能模块连接；
扩展功能槽15和扩展功能模块之间的机械连接可以使用积木式的插接方式或者电磁铁方式。
感知装置13将获取的数据分别发送给控制装置11，控制装置11根据感知装置13提供的数据和程序指令控制运动装置12和扩展功能模块工作，扩展功能槽15连接不同的扩展功能模块后实现不同的功能，其中，用户可以自定义自组装多种功能的移动机器人，用以实现家庭清洁，环境监控等功能。
运动装置12包括驱动轮、驱动电机，驱动轮与驱动电机的输出端连接，驱动电机的输入端与控制装置11连接。
通信装置14包括无线发射模块和无线接收模块，如图1所示，通信装置14通过蓝牙、Zigbee或其他协议与远程设备建立无线连接，其中远程设备包括智能移动终端21和计算机22，通信装置14将感知装置13接收到的数据通过无线发射模块发送给远程设备，同时通过无线接收模块接收远程设备的控制信息并传输给控制装置11。
感知装置13包括距离传感器、温度传感器、加速度传感器和陀螺仪。
扩展功能槽15包括底部插槽、中部插槽和顶部插槽，用于安装不同的扩展功能模块，三个插槽可以同时接上扩展功能模块也可以只插接一个扩展功能模块。
机器人平台还包括一套协调多模块工作的软件系统。本发明提供的软件系统为分布式处理框架，使得多模块之间可以协同工作，模块节点间能通过互联、互操作的方式完成特定的任务。且此分布式处理满足时间要求的实时性，保证信息传输的可靠性，能处理模块节点可能改变的动态性。
此平台提供多种定制功能的模块，用户能够自己选择一种模块或组合使用多种模块完成一种或多种特定的任务。为进一步降低成本，本发明还提供一种简易模块，其仅包括一个能嵌入通用智能手机的机械框架。智能手机嵌入后即成为一个通用模块，可以提供摄像头，麦克风及多种传感器功能。智能手机上运行的应用将控制数据通过蓝牙接入总的软件框架中。
通过模块可以实现的功能举例如下：擦地模块可安装在平台的底部，实现根据房间的形状在避开障碍物的同时自动清理地板；摄像头模块可安装在顶部，实现对整个房间的动态巡视和远程监控；安装空气质量传感器模块，实现对室内各点空气质量的定时监测；安装无线局域网模块，机器人可在无线信号不佳的地方实现对无线信号的中继放大等。

Claims (5)

1.一种模块化家庭移动机器人平台，其特征在于，该机器人平台包括控制装置(11)、运动装置(12)、感知装置(13)、通信装置(14)、扩展功能槽(15)和扩展功能模块，所述运动装置(12)、感知装置(13)、通信装置(14)和扩展功能槽(15)分别与控制装置(11)连接，所述通信装置(14)还和感知装置(13)连接，所述扩展功能槽(15)与扩展功能模块连接；
所述感知装置(3)将获取的数据分别发送给控制装置(11)，所述控制装置(11)根据感知装置(13)提供的数据和程序指令控制运动装置(12)和扩展功能模块工作，所述扩展功能槽(15)连接不同的扩展功能模块后实现不同的功能。
2.根据权利要求1所述的一种模块化家庭移动机器人平台，其特征在于，所述运动装置(12)包括驱动轮、驱动电机，所述驱动轮与驱动电机的输出端连接，所述驱动电机的输入端与控制装置(11)连接。
3.根据权利要求1所述的一种模块化家庭移动机器人平台，其特征在于，所述通信装置(14)包括无线发射模块和无线接收模块，所述通信装置(14)通过蓝牙、Zigbee或其他协议与远程设备建立无线连接，所述通信装置(14)将感知装置(13)接收到的数据通过无线发射模块发送给远程设备，同时通过无线接收模块接收远程设备的控制信息并传输给控制装置(11)。
4.根据权利要求3所述的一种模块化家庭移动机器人平台，其特征在于，所述感知装置(13)包括距离传感器、加速度传感器，定位传感器。
5.根据权利要求1所述的一种模块化家庭移动机器人平台，其特征在于，所述扩展功能槽(15)包括底部插槽、中部插槽和顶部插槽。
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