CN105259898B - 一种智能手机控制的扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手机控制的扫地机器人，该扫地机器人包括核心控制系统、无线充电装置、无线通信装置、动力行走机构、清扫机构、环境监测模块、视觉系统、语音系统、加湿系统。其中，所述视觉系统包含红外扫描、距离传感器、照相系统。该扫地机器人通过充电桩进行无线充电。用户可以使用智能手机控制系统，设定扫地机器人的工作模式，也可以使用语音发出指令。清扫过程中机器人可判断是否对环境进行加湿，所有信息包括模拟三维图、实时清扫视频照片、室内环境信息均发送到智能手机供用户查看。本发明的扫地机器人降低了安全隐患，用户操作更加方便、快捷，提高了用户体验。

Description

一种智能手机控制的扫地机器人

技术领域

本发明属于小型智能家用电器领域，尤其涉及一种智能型的扫地机器人，并可由用户通过智能手机控制。

背景技术

目前，扫地机器人得到了广大用户的青睐，已经在家庭中得到了广泛的应用。但是现有技术中的扫地机器人都是靠传统的遥控器进行设定操作，无法远程监控，也无法进行语音控制，清扫信息无法及时反馈到用户。另一方面，现有的扫地机器人都使用金属片接触的方式进行充电，有安全隐患且增加了充电定位的难度。

发明内容

随着手机智能科技的不断发展，越来越多的智能手机融入到家用电器产品当中，大大提高了人们生活的舒适便捷性。因此本发明为了解决上述技术问题，提供了一种使用智能手机控制的可无线充电的扫地机器人，利用移动无线通信技术，实时监控机器人清扫过程，同时可以利用语音识别系统向机器人核心控制系统发送运动、清扫、拍照、充电等指令。在扫地机器人系统中引入成熟的智能手机控制系统以及语音对话功能，操作更加方便、便捷，提高了用户的科技体验感。

本发明所要解决的问题在于针对现有技术的不完整，提供一种使用智能手机控制的可无线充电的扫地机器人，利用移动无线通信技术，实时监控机器人清扫过程，同时可以利用语音识别系统向机器人核心控制系统发送运动、清扫、拍照、充电等指令。

本发明所要解决的技术问题是通过如下方案实现的：一种使用智能手机控制的可无线充电的扫地机器人，可通过无线充电装置进行近距离无线充电，机器人设备内贴上无线充电接收线圈，这样机器人移动到充电桩附近任意位置均可进行充电，无需精确定位，亦可同时对多个机器人进行充电，取代了外置金属接触片充电方式，降低了传统机扫地器人精确定位的难度。

通过在手机上安装定制的应用软件，向用户提供操作界面，可用于向机器人发送工作模式指令，包括“工作模式”、“清扫画面”、“环境监测”、“系统设置”“语音助手”等，扫地机器人根据工作模式命令进行清扫工作。进一步的，在机器人清扫过程中，环境传感器模块实时检测大气温度、湿度参数，当空气湿度太低时启动内部加湿系统。动力行走机构驱动机器人运动进行清扫工作，视觉系统随时记录机器人清扫路线，通过红外扫描及距离传感器检测路障，系统绘制出工作区域模拟三维图像，并制定有效清扫路线，实时拍照记录清扫结果，并将视频、照片信息进行整合，通过无线通信装置反馈到手机中，供用户进行判断是否需要重新清扫或者划定区域重点清扫。

扫地机器人可通过智能手机软件“语音助手”设定语音内容及其语音对应的工作内容，向机器人发送语音命令控制其工作，智能语音系统可识别用户语音命令，同时可语音汇报当前工作状态以及检测情况。当电池电量过低或者清扫过程结束后，扫地机器人通过定位系统自动寻找无线充电座进行充电。

本发明专利具有如下优点：

本发明专利一种智能手机控制的可无线充电的扫地机器人可以通过无线充电方式进行近距离无线充电过程，降低的传统金属片接触式充电过程的难定位问题。通过智能手机可控制扫地机器人的工作模式，根据不同的工作环境调节设定不同的工作模式，调节扫地机器人工作功率，有利于节约电能，避免重复工作提升工作效率，同时，手机可进行远距离控制，方便快捷。通过机器人视觉系统，可以在清扫过程中，实时记录清扫过程、路线、路障，绘制出工作区域三维图像并制定有效清扫路线，并将视频、照片信息进行整合反馈到手机中，用户通过手机反馈信息以及模拟地图制定新的工作命令以及设定清扫区域。通过智能语音系统可以实现人机交互，用户可通过语音指令启动机器人工作。通过环境监测模块可实时检测大气温度、湿度，同时当室内环境湿度太低时，可启动内部加湿系统，优化室内环境。

附图说明

图1、图2：本发明扫地机器人的本体结构示意图；

图3：本发明扫地机器人的系统方框示意图；

图4：本发明扫地机器人手机控制的工作模式示意图

具体实施方式

下面将结合本发明专利中的附图，对本发明专利技术方案进行清楚、完整的描述。参见图1-3，本发明的智能扫地机器人包括无线通信装置2、语音系统3、视觉系统4、核心控制系统5、无线充电装置6、环境监测模块7、清扫机构8、动力行走机构9、加湿系统10。此外，在用户智能手机上还具有智能手机控制系统1，视觉系统4又包含红外扫描41、距离传感器42、照相系统43。核心控制系统5分别与无线通信装置2、语音系统3、视觉系统4、无线充电装置6、环境监测模块7、动力行走机构9、加湿系统10相连，智能手机控制系统1分别与无线通信装置2、语音系统3相连，清扫机构8与动力行走机构9相连。

下面逐一介绍各个组成部件的功能和作用：

核心控制系统5用于控制扫地机器人的所有部件，是扫地机器人的大脑。动力行走机构9用于驱动扫地机器人运动，扫地机器人一边运动，一边通过清扫机构8对地面进行清扫。

无线充电装置6用于给本发明的扫地机器人进行近距离无线充电。现有技术中的扫地机器人都是通过金属片接触的方式进行充电，这种充电方式需要将金属片暴露在外部，从而可能使人触电，具有安全隐患；另一方面扫地机器人需要对准金属片，也具有定位的难度。无线充电的方式解决了上述问题，无线充电装置6包括一个无线充电接收线圈，用户在家中安装一个无线充电的充电桩，这样当扫地机器人移动到充电桩附近时，无线充电接收线圈就可以通过充电桩进行无线充电，无需精确对准金属片，亦可同时对多个机器人进行充电。

智能手机控制系统1安装在用户的智能手机上，可以通过无线通信装置2(例如WIFI或者蓝牙)与核心控制系统5通信，该智能手机控制系统1向用户提供操作扫地机器人的操作界面，用户通过该操作界面可以向扫地机器人远程发送指令以及设置该扫地机器人，如图4所示的本发明的一个实施例，该操作界面上向用户提供的功能包括“工作模式”、“清扫画面”、“环境监测”、“系统设置”“语音助手”等。

所述“工作模式”向用户提供了扫地机器人工作模式的选择，用户在操作界面上选择“工作模式”后，界面上将列出所有预定义的扫地机器人工作模式和自定义工作模式。用户可选择预定义工作模式，例如随机运动清扫、直线清扫、沿边清扫、Z字形、螺旋形清扫等等，也可以选择自定义工作模式，通过自定义工作模式指示扫地机器人的清扫方式，具体的自定义方式在后面叙述。在用户选择了具体的工作模式后，智能手机控制系统1将通过无线通信向扫地机器人发出工作模式指令，核心控制系统5接收到该指令后，根据该指令将扫地机器人设定为相应的工作模式。

所述“语音助手”可以让用户设定语音内容及其语音对应的工作内容，从而用户通过语音系统3向机器人发送语音命令，例如启动、终止或修正清扫过程。在清扫过程中，语音系统3识别用户语音命令，同时也可语音汇报当前工作状态以及检测情况，例如环境监测模块7的检测结果。

所述“系统设置”可以让用户设置智能手机控制系统1和扫地机器人的相关参数。

当用户在操作界面上选择“环境监测”时，可以获取环境监测模块7的检测结果。该环境监测模块7可以实时检测空气温度和湿度，反馈到核心控制系统5，核心控制系统5根据预先设定的算法与阀值，比较判断是否需要启动加湿系统10对室内空气进行加湿。另一方面，用户获取所述检测结果时，也可以通过智能手机向核心控制系统5下达命令，启动加湿系统10，也可以预先通过智能手机控制系统1设定加湿系统10的开启模式。其中，本发明中的加湿系统10设置机器人本体上，且与所述核心控制系统5相连，通过喷射水雾对空气进行加湿，可设定清扫加湿自行启动，也可由用户根据反馈信息判断决定，通过智能手机控制系统1或语音系统3启动加湿功能。

在机器人清扫过程中，视觉系统4中通过红外扫描41及距离传感器42搜集前进路况信息，视觉系统4根据该路况信息绘制出工作区域三维图像，制定有效清扫路线，照相系统43将实时拍照记录清扫结果，并将照片进行整合，所有参数(包括工作区域三维图像和清扫结果的照片)通过无线通信装置2反馈到智能手机控制系统1中，当用户选择“清扫画面”时，可以观看到这些参数，以供用户进行判断是否需要重新清扫或者划定区域重点清扫。

自定义工作模式

根据本发明的一个实施例，用户可以使用智能手机控制系统，自定义扫地机器人的工作模式。首先智能手机控制系统1需要获得扫地机器人工作区域的平面图，该平面图可以由用户事先输入，也可以由智能手机控制系统1根据视觉系统4所绘制的工作区域三维图像自行绘制出该平面图。之后用户可以使用智能手机对该平面图进行编辑和修改，包括但不限于以下几种编辑和修改：

1)在平面图上指定充电桩的位置，从而当电池电量过低或者清扫过程结束后，扫地机器人通过定位系统自动寻找该充电桩进行充电。

2)在平面图上划定禁止进入的区域，例如易碎花瓶所在的区域等。

3)在平面图上划定无法打扫的区域，例如一些家具和电器所在的区域，扫地机器人无法进入。

4)在家庭装修或布局改变后，对平面图进行相应的修改。

智能手机控制系统1在有了所述平面图后，用户就可以在自定义工作模式中指定扫地机器人的清扫方式，例如可以在智能手机上的平面图中画出一个清扫路线，指定扫地机器人根据该清扫路线进行清扫，也可以在平面图上画出一个清扫区域，指定扫地机器人对该区域进行清扫。智能手机控制系统1在用户完成自定义工作模式后，将平面图和用户定义的清扫方式通过无线通信发送给核心控制系统5，核心控制系统5据此控制扫地机器人进行清扫。

扫地机器人还具有一个和视觉系统相配合的定位系统，该定位系统在扫地机器人通过视觉系统获得工作区域三维图像后，通过和所述平面图的比较，扫地机器人可以确定自己在平面图上的位置，同时获得充电桩位置、禁止进入的区域、无法打扫的区域等等，从而扫地机器人可以自动寻找到充电桩进行充电，也可以在行走时避开上述禁止进入的区域和无法打扫的区域。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种智能手机控制的扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人包括无线通信装置(2)、语音系统(3)、视觉系统(4)、核心控制系统(5)、无线充电装置(6)、环境监测模块(7)、清扫机构(8)、动力行走机构(9)和加湿系统(10)，其中

核心控制系统(5)控制该扫地机器人的所有部件，并通过无线通信装置(2)与所述智能手机控制系统(1)进行通信；

无线充电装置(6)用于给所述扫地机器人进行无线充电，其包括一个无线充电接收线圈，在所述扫地机器人移动到充电桩附近时，通过该充电桩进行无线充电；

语音系统(3)可识别用户的语音命令，也可语音汇报当前工作状态以及检测情况；

视觉系统(4)包括红外扫描(41)、距离传感器(42)和照相系统(43)，在所述扫地机器人清扫过程中，所述视觉系统(4)通过红外扫描(41)及距离传感器(42)搜集路况信息，同时通过照相系统(43)实时拍照记录清扫结果，将照片进行整合，并绘制出工作区域的三维图像，所述三维图像和照片通过无线通信装置(2)发送到智能手机控制系统(1)；

环境监测模块(7)可以实时检测工作区域的温度和湿度，将检测结果反馈到核心控制系统(5)，核心控制系统(5)根据该检测结果，决定是否启动加湿系统(10)；

加湿系统(10)设置于所述扫地机器人的本体上，可通过喷射水雾对空气进行加湿；

所述智能手机控制系统(1)安装于用户的智能手机上，向用户提供操作所述扫地机器人的操作界面，用户通过该操作界面可向所述扫地机器人远程发送指令以及设置该扫地机器人；通过所述智能手机控制系统(1)，用户在智能手机上可以设定所述扫地机器人的工作模式，该工作模式包括预定义工作模式和用户自定义工作模式；还可以设定语音及该语音对应的工作内容，从而使得语音系统(3)可识别该语音并通知核心控制系统(5)执行该工作内容；还可以根据获得的三维图像和清扫照片，设置扫地机器人重新清扫或对划定区域进行清扫；

用户通过所述操作界面可设置加湿系统(10)的开启模式；

其中，用户事先输入工作区域的平面图，用户可使用智能手机对该平面图进行编辑和修改，并基于该平面图设置所述自定义工作模式，包括在平面图上指定清扫路线或清扫区域，智能手机控制系统(1)将所述平面图和用户自定义的工作模式发送到核心控制系统(5)，核心控制系统(5)根据该自定义工作模式控制扫地机器人进行清扫；

其中用户对该平面图的编辑和修改包括：在平面图上指定充电桩的位置，在平面图上划定禁止进入的区域，在平面图上划定无法打扫的区域，根据家庭装修或布局变更修改平面图；

其中所述扫地机器人还具有定位系统，该定位系统在视觉系统(4)获得工作区域三维图像后，通过和所述平面图的比较，确定所述扫地机器人在平面图上的位置，同时获得充电桩位置、禁止进入的区域、无法打扫的区域，通过该定位系统，扫地机器人在行走时避开上述禁止进入的区域和无法打扫的区域，并且在电池电量过低或者清扫过程结束后，自动寻找到充电桩进行无线充电。

2.如权利要求1所述的扫地机器人，其中核心控制系统(5)将环境监测模块(7)的检测结果发送给智能手机控制系统(1)，用户通过智能手机获取该检测结果并决定是否启动加湿系统(10)。

3.如权利要求1所述的扫地机器人，其中无线通信装置(2)是WIFI或者蓝牙。