CN107562051B - 智能除尘板擦及智能黑板系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能除尘板擦及智能黑板系统，涉及智能用品技术领域，该智能除尘板擦包括板擦主体、设置于板擦主体侧壁上的多个第一图像传感器、设置于板擦主体内部的控制器和驱动机构，以及设置在板擦主体底部的第二图像传感器和吸附转盘；吸附转盘的底部套接有清洁布；其中，多个第一图像传感器、第二图像传感器和驱动机构分别与控制器相连；驱动机构还与吸附转盘相连。本发明提供的上述智能除尘板擦能够自动前往清理字迹，并确保擦拭干净，较好地节约了人力成本，提升了用户体验度。

Description

智能除尘板擦及智能黑板系统

技术领域

本发明涉及智能用品技术领域，尤其是涉及一种智能除尘板擦及智能黑板系统。

背景技术

板书凭借其灵活性和便捷性，依旧是当今社会中的一种经典教学方式，教学者可以在黑板上通过粉笔、记号笔等方式书写板书，之后通过除尘板擦将无用字迹擦除，以达到重复书写的效果。

常见的除尘板擦构造简单，大多只具有手持部和除尘面，完全依赖人工进行除尘操作。这种人工手持板擦擦除黑板字迹的方式，往往会耗费教师或学生较多的时间和精力，用户体验度不高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能除尘板擦及智能黑板系统，以改善现有技术中存在的依靠人工手持板擦擦除黑板字迹费时费力的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种智能除尘板擦，包括：板擦主体、设置于板擦主体侧壁上的多个第一图像传感器、设置于板擦主体内部的控制器和驱动机构，以及设置在板擦主体底部的第二图像传感器和吸附转盘；吸附转盘的底部套接有清洁布；其中，多个第一图像传感器、第二图像传感器和驱动机构分别与控制器相连；驱动机构还与吸附转盘相连；第一图像传感器用于采集第一图像信息，并将第一图像信息发送至控制器；控制器用于根据接收到的多个第一图像传感器采集的第一图像信息确定字迹待清洁区，并生成规划路径，还用于根据规划路径向驱动机构发送行径指令；其中，行径指令至少携带有规划路径；驱动机构用于按照接收到的行径指令中的行径指令驱动吸附转盘移动，以擦拭字迹待清洁区的字迹；第二图像传感器用于采集第二图像信息，并将第二图像信息发送至控制器；控制器还用于根据第二图像信息判断板擦主体当前所在位置是否留存字迹；如果是，向驱动机构发送行径暂停指令，以使驱动机构控制吸附转盘停留擦拭留存字迹；如果否，向驱动机构发送行径继续指令，以使驱动机构继续按照规划路径驱动吸附转盘移动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述板擦主体还设置有与控制器相连接的人机交互单元，用于接收用户发送的控制指令，并将控制指令发送至控制器，以使控制器执行控制指令；人机交互单元还用于接收控制器发送的状态信息，并向用户显示状态信息；其中，状态信息包括以下中的一种或多种：正常工作、故障运行、电量不足和待机状态。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述人机交互单元包括交互面板；交互面板上设置有开关按键和状态显示灯。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述人机交互单元包括无线通信模块；无线通信模块用于接收用户终端发送的控制指令，还用于将状态信息发送至用户终端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述吸附转盘包括盘体和抽气机；抽气机用于抽走盘体内的空气以形成负压，供盘体吸附于黑板上。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述板擦主体上还设置有与控制器相连的警报器，控制器还与抽气机相连；控制器还用于根据抽气机的状态确定吸力程度，当吸力程度低于预设阈值时，触发警报器报警。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述板擦主体的底部设置有至少两个底盘面积不同的吸附转盘。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述板擦主体上还设置有手持部。

第二方面，本发明实施例还提供一种智能黑板系统，包括黑板本体，以及第一方面任一种可能的实施方式所提供的智能除尘板擦；其中，该智能除尘板擦通过吸附转盘吸附在黑板本体上。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，黑板本体的边缘侧设置有充电端口，以供智能除尘板擦通过充电端口充电。

本发明实施例提供了一种智能除尘板擦及智能黑板系统，控制器根据多个第一图像传感器采集的第一图像信息确定字迹待清洁区，并生成规划路径，进而控制驱动机构按照规划路径驱动吸附转盘移动至字迹待清洁区擦拭字迹；控制器根据第二图像传感器采集的第二图像信息判断板擦主体当前位置是否留存字迹，在确定仍有留存字迹时使吸附转盘停留擦拭，在确定无字迹时使吸附转盘继续按照规划路径行进。本实施例提供的上述装置能够自动识别字迹待清洁区，并按照自动生成的规划路径前往清理字迹，还可以判断是否有留存字迹，以确保擦拭干净。这种能够自动前往清理字迹，并确保擦拭干净的智能除尘板擦及智能黑板系统，较好地节约了人力成本，提升了用户体验度。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的第一种智能除尘板擦的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的第二种智能除尘板擦的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种智能除尘板擦的俯视图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种智能除尘板擦的仰视图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种智能黑板系统的结构示意图。

图标：

10-第一图像传感器；20-控制器；30-驱动机构；40-第二图像传感器；

50-吸附转盘；60-人机交互单元；60a-交互面板；60b-无线通信模块；

70-警报器；80-滚轮；100-智能除尘板擦；100a-壳体；101-手持部；

200-黑板本体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前板书教学中大多需要人工手持板擦擦除黑板字迹，费时费力。为改善此问题，本发明实施例提供的一种智能除尘板擦及智能黑板系统，该技术可以采用相应的软件和硬件实现。以下对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

参见图1所示的第一种智能除尘板擦的结构示意图，包括：板擦主体、设置于板擦主体侧壁上的多个第一图像传感器10、设置于板擦主体内部的控制器20和驱动机构30，以及设置在板擦主体底部的第二图像传感器40和吸附转盘50；吸附转盘50的底部套接有清洁布；

在实际应用中，吸附转盘包括盘体和抽气机；抽气机用于抽走盘体内的空气以形成负压，供盘体吸附于黑板上。清洁布可以为纤维清洁布等，用于在吸附转盘的带动下挤压在黑板上并擦拭黑板上的字迹。

其中，多个第一图像传感器10、第二图像传感器40和驱动机构30分别与控制器20相连；驱动机构30还与吸附转盘50相连；

第一图像传感器10用于采集第一图像信息，并将第一图像信息发送至控制器20；

控制器20用于根据接收到的多个第一图像传感器10采集的第一图像信息确定字迹待清洁区，并生成规划路径，还用于根据规划路径向驱动机构30发送行径指令；其中，行径指令至少携带有规划路径；

驱动机构30用于按照接收到的行径指令驱动吸附转盘50移动，以擦拭字迹待清洁区的字迹；

第二图像传感器40用于采集第二图像信息，并将第二图像信息发送至控制器20；

控制器20还用于根据第二图像信息判断板擦主体当前所在位置是否留存字迹；如果是，向驱动机构30发送行径暂停指令，以使驱动机构30控制吸附转盘50停留擦拭留存字迹；如果否，向驱动机构30发送行径继续指令，以使驱动机构30继续按照规划路径驱动吸附转盘移动。

本发明实施例提供的上述智能除尘板擦，控制器根据多个第一图像传感器采集的第一图像信息确定字迹待清洁区，并生成规划路径，进而控制驱动机构按照规划路径驱动吸附转盘移动至字迹待清洁区擦拭字迹；控制器根据第二图像传感器采集的第二图像信息判断板擦主体当前位置是否留存字迹，在确定仍有留存字迹时使吸附转盘停留擦拭，在确定无字迹时使吸附转盘继续按照规划路径行进。本实施例提供的上述装置能够自动识别字迹待清洁区，并按照自动生成的规划路径前往清理字迹，还可以判断是否有留存字迹，以确保擦拭干净。这种能够自动前往清理字迹，并确保擦拭干净的智能除尘板擦及智能黑板系统，较好地节约了人力成本，提升了用户体验度。

上述控制器根据接收到的多个第一图像信息确定字迹待清洁区，这种采用图像识别技术实现。在生成规划路径的具体步骤中，确定字迹待清洁区的方式也可以利用图像识别技术确定图像信息中的字迹，通常可以通过与黑板主体背景颜色不同的线条等进行判断，预先可以采用训练神经网络的方式提高判断准确度。生成规划路径的方式则可以参照相关技术中的自助定位导航技术，其中包括定位、地图创建和路径规划(运动控制)。也可以采用SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，同步定位与地图构建)技术实现，主要用于解决移动机器人在未知环境中运行时的即时定位与地图构建的问题。和人类绘制地图一样，机器人描述环境、认识环境的过程主要就是依靠地图。它利用环境地图来描述其当前环境信息，并随着使用的算法与传感器差异采用不同的地图描述形式。机器人学中地图的表示方法有四种：栅格地图、特征地图、直接表征法以及拓扑地图。应用上述技术，可以使控制器生成规划路径。

在实际应用中，控制器可以控制驱动机构在吸附转盘上输出的大小和方向，可以驱动吸附转盘以垂直于黑板表面的竖直轴为中心以预设速度旋转，在旋转过程中通过驱动机构给予吸附转盘平行于黑板表面的驱动力，使吸附转盘在旋转过程中平行于黑板移动，而吸附转盘具体可以包括盘体和抽气机；抽气机用于抽走盘体内的空气以形成负压，供盘体吸附于黑板上。综合确保了智能除尘板擦利用吸附转盘在黑板上吸附移动。当除尘板擦暂停时(诸如收到行径暂停指令)，则只吸附在黑板上旋转，而驱动机构无需给吸附转盘推力以水平移动。此外，为了使智能除尘板擦更好地在黑板上吸附移动，进一步，还可以采用如下方式：

(1)在板擦主体底部添加滚轮(也可成为行走轮)。吸附转盘在旋转移动时带动滚轮，该滚轮有助于吸附转盘在旋转移动过程中移动更加顺畅。此外，滚轮也可以与驱动机构相连，由驱动机构给滚轮提供主动力，直接带动滚轮运动，滚轮通过运动带动吸附转盘在黑板上移动，并吸附。也即，可以滚轮和吸附转盘中的其中一方主动移动，并带动另一方被动移动；也可以滚轮和吸附转盘同时运动。当然，滚轮也可以为行走皮带。

(2)板擦主体底部设置有多个吸附转盘，多个吸附转盘均与驱动机构相连，通过不同吸附转盘之间的旋转速度差，实现推力。优选为两个吸附转盘，由驱动机构控制两个吸附转盘各自的转速，两者交替成为高速端和低速端、或者是高速端和静止端，形成旋转速度差，进而实现机器人的行走。

优选的，板擦主体的底部设置有至少两个底盘面积不同的吸附转盘。控制器可以根据第一图像传感器和第二图像传感器采集的图像来确定采用哪个吸附转盘工作(诸如待清洁面较小，则只启动底盘面积较小的吸附转盘)，使智能除尘板擦可以针对待清洁面(字迹待清洁区)的大小而采取相应的吸附转盘进行处理，使清洁更加有效。或者也可使两个吸附转盘形成旋转速度差，以实现扭动行走。

具体的，驱动机构中可以包括大扭矩电机，以为吸附转盘提供行走动力；吸附转盘包括风机和底盘，风机为底盘提供吸附力，使底盘可以吸附压牢在竖直的黑板上。

参见图2所示的第二种智能除尘板擦的结构示意图，在图1的基础上，还示出了与控制器相连接的人机交互单元60，用于接收用户发送的控制指令，并将控制指令发送至控制器20，以使控制器20执行控制指令。人机交互单元60还用于接收控制器20发送的状态信息，并向用户显示状态信息；其中，状态信息包括以下中的一种或多种：正常工作、故障运行、电量不足和待机状态。

上述人机交互单元能够较好的使人工控制智能除尘板擦，也清楚地了解当前智能除尘板擦的状态。具体的，在图2中示出的人机交互单元60可以包括交互面板60a和无线通信模块60b。

在实际应用中，交互面板60a上设置有开关按键和状态显示灯。其中，状态显示灯可以设置为多个，不同状态显示灯的颜色也可不同。用户可以通过开关按键令智能除尘板擦开启工作或停止工作，也可以根据状态显示灯获知智能除尘板当前是处于正常工作、故障运行、电量不足和待机状态中的哪种状态。

无线通信模块60b用于接收用户终端发送的控制指令，还用于将状态信息发送至用户终端。其中，用户终端可以通过该无线通信模块60b而与智能除尘板擦无线通信连接，用户通过用户终端遥控智能除尘板擦，向其发送控制指令。用户终端可以是与智能除尘板擦专配的遥控器，也可以是安装有用于控制除尘板擦的客户端的手机等移动终端。通过这种方式，可以实现用户的远程控制，诸如老师或学生可以遥控智能除尘板擦，而无需专门前往讲台开启，方便快捷，较好提升了用户体验。

进一步，图2中还示出了板擦主体上还设置有与控制器20相连的警报器70，控制器20还可以与吸附转盘相连，其中，吸附转盘包括盘体和抽气机；抽气机用于抽走盘体内的空气以形成负压，供盘体吸附于黑板上。

具体的，控制器20可以是与吸附转盘的抽气机相连；因此，控制器20还用于根据抽气机的状态确定吸力程度，当吸力程度低于预设阈值时，触发警报器70报警。通过这种方式，能够有效的监测吸力是否达标，以防止板擦从黑板上因吸力不足而掉落。

此外，为了让用户方便的握持板擦主体，使板擦主体不仅可以自动擦拭黑板字迹，还可以由用户手动擦拭，以给用户提供多种使用方式的灵活选择，板擦主体上还设置有手持部。用户通过手持部握持板擦主体。

为了便于理解上述智能除尘板擦的构造，参见图3所示的一种智能除尘板擦的俯视图，示出了壳体100a，以及设置于壳体100a上的手持部101，以及交互面板60a、设置在壳体侧面的多个第一图像传感器10。再参见图4所示的一种智能除尘板擦的仰视图，示出了壳体100a，以及设置于壳体100a的底部(板擦主体的底部)的第二图像传感器40、两个吸附转盘50和两个对称设置的滚轮80。

应当注意的是，图3和图4只是简单示意图，不应当被视为限制。

本实施例提供的上述智能除尘板擦，内部还设置有可充电电源，以给用电器件供电，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的上述能够自动识别字迹待清洁区，并按照自动生成的规划路径前往清理字迹，还可以判断是否有留存字迹，以确保擦拭干净。这种能够自动前往清理字迹，并确保擦拭干净的智能除尘板擦及智能黑板系统，较好地节约了人力成本，提升了用户体验度。

实施例二：

对应于前述实施例所提供的智能除尘板擦，参见图5所示的一种智能黑板系统的结构示意图，该系统包括黑板本体200，以及前述实施例提供的智能除尘板擦100；其中，智能除尘板擦100通过吸附转盘吸附在黑板本体200上。

此外，由于智能除尘板擦为用电设备，为了使智能除尘板擦充电更加方便，黑板本体边缘侧还可以设置有充电端口，以供智能除尘板擦通过充电端口充电。具体实施时，充电端口可以从外部电源中接入电能，从而为连接至该充电端口的智能除尘板擦供电。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能除尘板擦，其特征在于，包括：板擦主体、设置于所述板擦主体侧壁上的多个第一图像传感器、设置于所述板擦主体内部的控制器和驱动机构，以及设置在所述板擦主体底部的第二图像传感器和吸附转盘；所述吸附转盘的底部套接有清洁布；所述驱动机构包括大扭矩电机，以为所述吸附转盘提供行走动力；所述吸附转盘为多个，多个所述吸附转盘均与所述驱动机构相连；所述控制器控制所述驱动机构在所述吸附转盘上输出的大小和方向，驱动所述吸附转盘以垂直于黑板表面的竖直轴为中心以预设速度旋转，在旋转过程中通过所述驱动机构给予所述吸附转盘平行于所述黑板表面的驱动力，使所述吸附转盘在旋转过程中平行于黑板移动；

其中，多个所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述驱动机构分别与所述控制器相连；所述驱动机构还与所述吸附转盘相连；

所述第一图像传感器用于采集第一图像信息，并将所述第一图像信息发送至所述控制器；

所述控制器用于根据接收到的多个所述第一图像传感器采集的所述第一图像信息确定字迹待清洁区，并生成规划路径，还用于根据所述规划路径向所述驱动机构发送行径指令；其中，所述行径指令至少携带有规划路径；生成规划路径的方式包括自助定位导航技术或同步定位与地图构建技术；

所述驱动机构用于按照接收到的所述行径指令驱动所述吸附转盘移动，以擦拭所述字迹待清洁区的字迹；

所述第二图像传感器用于采集第二图像信息，并将所述第二图像信息发送至所述控制器；

所述控制器还用于根据所述第二图像信息判断所述板擦主体当前所在位置是否留存字迹；如果是，向所述驱动机构发送行径暂停指令，以使所述驱动机构控制所述吸附转盘停留擦拭所述留存字迹；如果否，向所述驱动机构发送行径继续指令，以使所述驱动机构继续按照所述规划路径驱动所述吸附转盘移动。

2.根据权利要求1所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述板擦主体还设置有与所述控制器相连接的人机交互单元，用于接收用户发送的控制指令，并将所述控制指令发送至所述控制器，以使所述控制器执行所述控制指令；

所述人机交互单元还用于接收所述控制器发送的状态信息，并向所述用户显示所述状态信息；其中，所述状态信息包括以下中的一种或多种：正常工作、故障运行、电量不足和待机状态。

3.根据权利要求2所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述人机交互单元包括交互面板；所述交互面板上设置有开关按键和状态显示灯。

4.根据权利要求2所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述人机交互单元包括无线通信模块；

所述无线通信模块用于接收用户终端发送的控制指令，还用于将所述状态信息发送至所述用户终端。

5.根据权利要求1所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述吸附转盘包括盘体和抽气机；所述抽气机用于抽走所述盘体内的空气以形成负压，供所述盘体吸附于黑板上。

6.根据权利要求5所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述板擦主体上还设置有与控制器相连的警报器，所述控制器还与所述抽气机相连；

所述控制器还用于根据所述抽气机的状态确定吸力程度，当所述吸力程度低于预设阈值时，触发所述警报器报警。

7.根据权利要求1所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述板擦主体的底部设置有至少两个底盘面积不同的所述吸附转盘。

8.根据权利要求1所述的智能除尘板擦，其特征在于，所述板擦主体上还设置有手持部。

9.一种智能黑板系统，其特征在于，包括黑板本体，以及权利要求1至8任一项所述的智能除尘板擦；其中，所述智能除尘板擦通过所述吸附转盘吸附在所述黑板本体上。

10.根据权利要求9所述的智能黑板系统，其特征在于，所述黑板本体的边缘侧设置有充电端口，以供所述智能除尘板擦通过所述充电端口充电。

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