CN104615028B - 地面清洁机器人物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地面清洁机器人物联网系统，该系统包括地面清洁机器人和便携式远程操作装置，地面清洁机器人具有机器人本体，机器人本体上设置有驱动机构、控制单元、蓝牙模块、信息存储单元、无线通信单元；便携式远程操作装置，其与控制单元通过无线通信单元实现信息交互，所述便携式远程操作装置包括显示屏、用于向机器人发送操作命令的信息发送单元，信息发送单元包括一个至少部分能够呈现在显示屏上的操作界面，操作界面上具有多个操作键。通过在地面清洁机器人的机器人本体上设置无线通信单元，使得机器人能与便携式远程操作装置实现远程信息互换，蓝牙模块能够使其适应各种利用蓝牙信号控制其工作的家用电器。

Description

地面清洁机器人物联网系统

技术领域

本发明涉及一种地面清洁机器人物联网系统，特别涉及一种能够远程控制家用电器的地面清洁机器人物联网系统。

背景技术

现有的地面清洁机器人大多不具备控制家庭中家用电器（如空调、电视、窗帘、蓝牙插座等）的功能，即使具备，控制过程也十分繁琐复杂，且不具备自主性与智能性。地面清洁机器人需要精确移动到家电附近，高精度的辨识家电的开关按钮，并且安装特制的机械手指操纵开关，成功率与效率均非常低。而且能够实现远程控制地面清洁机器人来开启或关闭家用电器的机器人更加稀少。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够实现远程控制地面清洁机器人开启或关闭家用电器的地面清洁机器人物联网系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种地面清洁机器人物联网系统，该系统包括 ：

地面清洁机器人，具有一个能够在地面上移动并执行清洁工作的机器人本体，所述的机器人本体包括用于驱动机器人本体在地面上移动的驱动机构、用于存储命令所述机器人本体执行预定操作的示教数据的信息存储单元、无线通信单元、基于所述的示教数据来控制机器人本体动作的控制单元，所述的机器人本体上设有能够收发蓝牙信号的蓝牙模块，所述的蓝牙模块与所述的控制单元相信号连接并由其控制工作；

便携式远程操作装置，其与所述的控制单元通过所述的无线通信单元实现信息交互，所述的便携式远程操作装置包括显示屏、用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行相应指令的信息发送单元，所述的信息发送单元具有一个至少部分能够被呈现在所述显示屏上的操作界面，所述的操作界面上具有若干个操作键，若干个所述的操作键至少包括用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行向相应电器发送设定蓝牙信号的命令的若干电器操作键。

上述技术方案中，优选地，若干个所述的操作键还包括用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行移动指令的命令的机器人移动操作键。

上述技术方案中，优选地，所述的机器人本体上设置有摄像单元，所述的摄像单元与所述的控制单元相信号连接，所述的摄像单元能够将当前拍摄的实时图像实时传输给所述的便携式远程操作装置并呈现在所述的显示屏上。

上述技术方案中，优选地，若干所述的操作键还包括用于向所述的控制单元发送开启摄像单元与便携式远程操作装置之间的实时图像传输路径命令的的摄像启用键，当所述的摄像启用键被开启时，所述的摄像单元传输的画面被实时呈现在所述的显示屏上。

上述技术方案中，优选地，所述的摄像单元传输的画面与所述的操作界面同时显示在所述的显示屏上。

上述技术方案中，优选地，所述便携式远程操作装置上设有显示切换单元，所述的摄像单元传输的画面与所述的操作界面通过所述的显示切换单元分别交替单独呈现在所述的显示屏上。

上述技术方案中，优选地，所述的系统还包括至少一个用于能将接收到的蓝牙信号转换成红外信号向外发出的信号转换子模块。

上述技术方案中，优选地，所述的地面清洁机器人具有自学习模式，当所述的地面清洁机器人处于自学习模式时，所述的机器人本体上的蓝牙模块能与外界设备上的蓝牙功能模块实现配对，所述的机器人本体上的蓝牙模块能将其从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号传送给所述的控制单元。

上述技术方案中，优选地，所述的便携式远程操作装置具有能够添加新的电器操作键的电器添加模式，当所述的便携式远程操作装置进入电器添加模式时，所述的便携式远程操作装置被允许在所述的操作界面中添加新的电器操作键，所述的控制单元能够将其从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号传输给所述的便携式远程操作装置，所述的便携式远程操作装置或控制单元将此新的电器操作键与从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号进行匹配处理后形成新的示教数据存储到所述的信息存储单元中。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：通过在地面清洁机器人上设置无线通信单元，使得地面清洁机器人能与便携式远程操作装置实现远程信息互换，其能够适应各种利用蓝牙信号控制其开启关闭的家用电器。

附图说明

附图1为本发明的地面清洁机器人物联网系统的原理图；

附图2为本发明的地面清洁机器人的结构图；

附图3为本发明的便携式远程操作装置2的结构示意图；

附图4为本发明的系统处于自学习模式的工作流程图；

其中：100、机器人物联网系统；1、地面清洁机器人；2、便携式远程操作装置；3、驱动机构；4、控制单元；5、蓝牙模块； 7、信息存储单元；8、无线通信单元；9、显示屏；10、信息发送单元；11、操作界面；12、摄像单元；13、机器人移动操作键；15、电器操作键；16、摄像启用键，；17、电器添加键。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：

如图1所示的机器人物联网系统100，系统由两部分构成，分别为地面清洁机器人1和便携式远程操作装置2，该地面清洁机器人1利用无线互联网与便携式远程操作装置2进行信息互换，便携式远程操作装置2可以远程控制该机器人1工作。该实施例中，地面清洁机器人1既可以用于地面吸尘类清洁工作，也可以用于控制家用电器或窗帘等设备。

如图2所示，地面清洁机器人1具有一个能够在地面上移动并执行清洁工作的机器人本体，机器人本体上设有用于驱动机器人本体在地面上移动的驱动机构3、用于控制机器人本体动作的控制单元4、执行地面清洁工作的地面清洁单元（图中未示出）、蓝牙模块5、用于存储命令机器人本体执行预定操作的示教数据的信息存储单元7、无线通信单元8、摄像单元12。控制单元4作为一个控制中心，能够基于信息存储单元中的示教数据来控制机器人执行不同的动作。上述提及的示教数据来源有两部分，一部分为前期预存到信息存储单元中的数据，还有一部分是下述通过自学习过程后期人为添加进来的数据。蓝牙模块5能够在接收和发送蓝牙信号从而形成与外界的通信渠道，其中蓝牙模块5的“接收”蓝牙信号功能主要用在下面提到的机器人的自学习模式中；蓝牙模块5的“发送”蓝牙信号功能主要用在控制相应的家用电器时，蓝牙模块5能够根据控制单元4的命令发送特定的蓝牙信号。

便携式远程操作装置2可以是智能手机、平板电脑或笔记本电脑或监视器等，便携式远程操作装置2与控制单元4通过无线通信单元8实现信息交互。如图3所示，为了便于用户的操作，便携式远程操作装置2包括一个触摸式显示屏9、用于向控制单元4发送控制机器人本体执行相应指令的信息发送单元10，信息发送单元10具有能够呈现在显示屏9上的操作界面11，操作界面11上具有若干操作键，这些操作键能对电视、空调、窗帘、电灯等通过蓝牙信号实现电器控制的电器设备进行远程操作以及后续开启操作结果的查看。这些操作键包括用于向控制单元4发送控制机器人本体执行移动指令的命令的机器人移动操作键13、用于向控制单元4发送控制机器人本体执行向空调、电视、窗帘、电灯等电器设备发送设定红外信号的命令的电器操作键15、用于向控制单元4发送开启摄像单元12与便携式远程操作装置2之间的实时图像传输路径的命令的摄像启用键16。

上述的这些操作键为呈现在触摸式显示屏的触摸式操作键，操作键采用触摸形式能够极大的方便用户操作，当然，在其他实施例中，操作界面也可以采用显示屏和普通按压式操作键相结合的方式来替代。

由于蓝牙信号的特点，地面清洁在控制家用电器时，机器人本体不需要移动到家用电器附近，在距离10m左右的范围内，机器人本体即可向相应电器发送开关或调节参数的蓝牙信号。因此上述的这些操作键中，电器操作键15是真正用于向机器人本体发送操作电器指令的，而机器人移动操作键13多数是用于将机器人本体移动到蓝牙所能接收到的“10m左右的”接收范围内的，而摄像启用键16是为了使得机器本体在实际移动过程中路径更加直观，而机器人移动操作键13以及摄像启用键16的结合使用还能够将机器人驱动至相应电器附近，以借助摄像头单元的实习图像效果来获知该电器的开关或调节参数的情况。

为了使得地面清洁机器人物联网系统中能够控制更多的家用电器，地面清洁机器人设有自学习模式，该自学习模式能够增加系统所能控制电器的数量。当处于自学习模式时，蓝牙模块5能与外界设备（一般为增加电器的遥控器）上的蓝牙功能模块实现配对，完成配对后，蓝牙模块5能将其从待添加控制的电器处接收到的蓝牙信号传送给控制单元4。为了方便用户将机器人调节到自学习模式，可以在机器人本体上设置一个自学习模式选择键来实现。

便携式远程操作装置2具有能够增添新的电器操作键的电器添加模式，当便携式远程操作装置2进入电器添加模式时，便携式远程操作装置2被允许在操作界面11中添加新的电器操作键，控制单元4能够将其从外界接收到的蓝牙信号传输给便携式远程操作装置2，用户通过操作便携式远程操作装置2依靠所述的便携式远程操作装置2或控制单元4将此新的电器操作键与从待添加控制的电器接收到的蓝牙信号匹配处理后形成新的示教数据存储到信息存储单元7中。本例中，为了方便用户将便携式远程操作装置2切换到电器添加模式下，在操作界面11上设置一个电器添加键17，打开该添加键17后，便携式远程操作装置即进入电器添加模式，用户可以在操作界面上根据需要添加新的电器操作键。

添加操作电器的具体过程为：如图4所示，首先让地面清洁机器人进入自学习模式后，机器人本体上的蓝牙模块5即能与待添加电器的遥控器上的蓝牙功能模块顺利实现配对，完成配对后，然后将需要添加的家用电器的遥控器向蓝牙模块5发送蓝牙信号，遥控器中的每一个命令按键在按下后都会产生具有不同编码的蓝牙信号，蓝牙模块5在接收到这些蓝牙信号后传送给控制单元4。如果此时便携式远程操作装置2已经进入电器添加模式，则控制单元4与便携式远程操作装置2已进入无线信号连接模式，控制单元4再将接收到的蓝牙信号实时传送给便携式远程操作装置2，此时便携式远程操作装置2被允许在其操作界面上添加新的电器操作键，用户可以每接收到一个新的蓝牙信号即根据需要添加一个可识别的、新的电器操作键，用户通过操作便携式远程操作装置2便可将新的电器操作键与从外界接收到的蓝牙信号匹配处理形成新的示教数据，这些新的示教数据将被控制单元4存储到信息存储单元7中以便后需调用。通过上述操作，可以使得不同遥控器或同一遥控器中的不同按键发出的蓝牙信号最后都会被存储在信息存储单元7中作为示教数据的一部分，当蓝牙模块5依此示教数据的教导向外发射相应的蓝牙信号时，新添的相应电器接收到此蓝牙信号后，将执行开关机或调节参数等指令。如果在控制单元4从外界接收到蓝牙信号时，便携式远程操作装置2没有开启或进入电器添加模式，此时控制单元4可以将接收到的蓝牙信号存储在信息存储单元7中，待便携式远程操作装置2后续通过操作电器添加键17进入电器添加模式时再做与上述相同的处理。总之，无论是先处理还是后处理，其主要的作用就是为了使得新添的电器操作键与各自的蓝牙信号匹配起来以形成新的示教数据以方便后续相应电器的远程控制需要。

摄像单元12能够增加用户的体验感以及实际了解当前地面清洁机器人执行开关电器命令的结果，摄像单元12能够实时将其当前获得的画面传输给便携式远程操作装置2，摄像单元12传输的画面也能够呈现在显示屏9上。通常为了用户的操作方便，摄像单元12传输的画面与操作界面11同时显示在显示屏9上。当然便携式远程操作装置2上也可以设置显示切换单元，摄像单元传输的画面与所述的操作界面通过显示切换单元分别单独呈现在显示屏9上。

摄像单元12与便携式远程操作装置2之间图像的实时传输可以通过上述的摄像启用键16实现开启，也可以是被定义成操作界面上的默认模式，即只要操作界面出现在显示屏9上，二者之间的图像传输默认立即开启，图像被实时呈现在显示屏9上，此种情况下可以不在操作界面上另设摄像启用键16。

现有家用电器中，有些家用电器是依靠红外无线通讯技术进行控制的，因此本系统为了使这些电器也能被机器人控制，在系统还设置有多个用于将蓝牙信号转换成红外信号的信号转换子模块，信号转换子模块应放置在即能接收到机器人本体发射蓝牙信号又能向相应电器发射有效红外信号的区域内，最好设置在通过红外信号实现电器控制的家用电器附近。当机器人1需要对这些电器发送命令时，机器人本体需要移动到该信号转换子模块的信号覆盖区域内，依靠蓝牙模块5向信号转换子模块发送蓝牙信号，而后此蓝牙信号通过信号转换子模块转成红外信号向外发出，进而通过红外控制此电器的工作。

为了在便携式远程操作装置2中增添那些依靠红外无线通信技术进行控制的家用电器，还需要在机器人本体上增设有用于将红外信号转换成蓝牙信号的红外转蓝牙模块，当地面清洁机器人1需要学习此电器的各个操作以便形成相应的示教数据时，按压红外无线控制器的各个按键以便产生各种不同编码的红外信号，这些红外信号被机器人本体上的红外转蓝牙模块接收后转成蓝牙信号传输给控制单元，再后面的操作与上述提及添加依靠蓝牙通讯技术进行控制的家用电器的方式相同，最后这些转换后的蓝牙信号被作为示教数据存储到信息存储单元7中，每次控制电器时，蓝牙模块向外发出蓝牙信号后都会被转化呈红外信号向外输出。

在有些实施例中，可以不另设信号转换子模块以及红外转蓝牙模块，而在机器人本体上单独设立红外发射元件与红外接收元件，这样机器人即能控制利用蓝牙技术进行控制的家用电器，也可以控制利用红外技术进行控制的家用电器。另外，由于一般地面清洁机器人上都设有障碍物识别单元，此障碍物识别单元上设有多个红外发射器和红外接收器，多个红外发射器通过不断向各自的“前方”发射红外信号，如果“前方”存在障碍物，这些红外信号就会在障碍物的壁面形成发射，而后被红外接收器接收到，障碍物识别单元依次原理判断障碍物的存在与否。所以，在这些实施例中，机器人本体上另设的红外发射元件可以通过选用障碍物识别单元的多个红外发射器中的一个来充当，同样，可以通过选用障碍物识别单元的多个红外接收器中的一个来充红外接收元件，这样可以达到节约制造成本的目的。

下面阐述一下上述地面清洁机器人物联网系统的工作过程：

首选将需控制的各个电器以及电动窗帘等中的蓝牙遥控器中的各个按键所对应的蓝牙信号存储到机器人中，具体操作为：首先让地面清洁机器人进入自学习模式后，蓝牙遥控器与机器人本体配对成功后，按压蓝牙遥控器上的各个按钮，在每一次按压按钮后，蓝牙模块都将接收到一个特定的蓝牙信号，蓝牙模块将此蓝牙信号发送给控制单元，控制单元接收到此蓝牙信号后一并传输给便携式远程操作装置，此时便携式远程操作装置进入电器添加模式，操作界面上被允许添加新的电器操作键，用户通过操作便携式远程操作装置就可以将蓝牙信号与新的电器操作键匹配处理成新的示教数据并存入信息存储单元中，代替蓝牙遥控器中各个按键执行工作任务的若干蓝牙信号就将不断的被处理成新的示教数据存入到信息存储单元中。当用户需要远程控制相应的电器或电动窗帘等电器时，只要打开便携式远程操作装置中的操作界面，首先依靠操作机器人移动操作键13以及摄像启动键16将机器人本体移动至待控制电器的周围，而后通过操作相应电器操作键即可向控制单元发送控制蓝牙模块元件向待被控电器发送相应蓝牙信号指令，电器在接收到该蓝牙信号后做出开关或调节电器参数的动作，这样，便完成了依靠便携式远程操作装置远程控制电器的操作。与此同时，用户可以通过查看摄像单元反馈到显示屏的画面了解机器人执行相应指令的过程和结果，以便即使发现机器人是否遇到执行障碍等非正常状况。

本发明的机器人物联网系统能够代替用户远程执行开关电器或调节电器等指令，使得人类生活更加方便。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种地面清洁机器人物联网系统，其特征在于：该系统包括 ：

地面清洁机器人，具有一个能够在地面上移动并执行清洁工作的机器人本体，所述的机器人本体包括用于驱动机器人本体在地面上移动的驱动机构、用于存储命令所述机器人本体执行预定操作的示教数据的信息存储单元、无线通信单元、基于所述的示教数据来控制机器人本体动作的控制单元以及摄像单元，所述的摄像单元与所述的控制单元相信号连接，所述的机器人本体上设有能够收发蓝牙信号的蓝牙模块，所述的蓝牙模块与所述的控制单元相信号连接并由其控制工作，所述的地面清洁机器人具有自学习模式，当所述的地面清洁机器人处于自学习模式时，所述的机器人本体上的蓝牙模块能与外界设备上的蓝牙功能模块实现配对，所述的机器人本体上的蓝牙模块能将其从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号传送给所述的控制单元；

便携式远程操作装置，其与所述的控制单元通过所述的无线通信单元实现信息交互，所述的便携式远程操作装置包括显示屏、用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行相应指令的信息发送单元，所述的摄像单元能够将当前拍摄的实时图像实时传输给所述的便携式远程操作装置并呈现在所述的显示屏上，所述的信息发送单元具有一个至少部分能够被呈现在所述显示屏上的操作界面，所述的操作界面上具有若干个操作键，若干个所述的操作键至少包括用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行向相应电器发送设定蓝牙信号的命令的若干电器操作键、用于向所述的控制单元发送控制机器人本体执行移动指令的命令的机器人移动操作键以及用于向所述的控制单元发送开启所述摄像单元与所述便携式远程操作装置之间的实时图像传输路径的命令的摄像启用键，当所述的摄像启用键被开启时，所述的摄像单元传输的画面被实时呈现在所述的显示屏上，所述的机器人移动操作键和所述的摄像启用键能够供用户将所述的机器人本体驱动至待控制的相应电器附近，所述的便携式远程操作装置具有能够添加新的电器操作键的电器添加模式；当所述的便携式远程操作装置进入电器添加模式时，所述的便携式远程操作装置被允许在所述的操作界面中添加新的电器操作键，所述的控制单元能够将从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号传输给所述的便携式远程操作装置，所述的便携式远程操作装置或控制单元将此新的电器操作键与从外界设备的蓝牙功能模块上接收到的蓝牙信号进行匹配处理后形成新的示教数据存储到所述的信息存储单元中。

2.根据权利要求1所述的地面清洁机器人物联网系统，其特征在于：所述的摄像单元传输的画面与所述的操作界面同时显示在所述的显示屏上。

3.根据权利要求1所述的地面清洁机器人物联网系统，其特征在于：所述便携式远程操作装置上设有显示切换单元，所述的摄像单元传输的画面与所述的操作界面通过所述的显示切换单元分别交替单独呈现在所述的显示屏上。

4.根据权利要求1所述的地面清洁机器人物联网系统，其特征在于：所述的系统还包括至少一个用于能将接收到的蓝牙信号转换成红外信号向外发出的信号转换子模块。