CN111872940A - 一种用于智能机器人的控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于智能机器人的控制系统和方法，属于家居机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的输入端与微控制器的输出端电性连接，所述微控制器的输入端与闹钟的输出端电性连接。本发明中，通过设计的电动推杆、第一语音录制模块、语音识别模块、语音播放器、家庭安防功能单元、监控设备、光信号过滤器以及定位查询模块，自动提醒老人进行服药，且关于各种药物的服用量以及服用方式可直接以子女的口吻进行播报，使得老人能够进行科学用药的同时，还能够感受到子女所带来的一丝丝关怀，更有利于老人身体的康复，且能够对老人所居住的房子内部进行检测，在发现有害气体等危险物质出现在室内时，能够起到自动预警以及报警的功效。

Description

一种用于智能机器人的控制系统和方法
技术领域
本发明属于家居机器人技术领域，尤其涉及一种用于智能机器人的控制系统和方法。
背景技术
智能机器人之所以叫智能机器人，这是因为它有相当发达的“大脑”，在脑中起作用的是中央处理器，这种计算机跟操作它的人有直接的联系，最主要的是，这样的计算机可以进行按目的安排的动作，正因为这样，我们才说这种机器人才是真正的机器人，尽管它们的外表可能有所不同。
随着生活水平的不断提高，家居机器人渐渐走入人们的生活中，然而，现有的家庭用智能机器人在使用的过程中，仍存有一些不足之处，无法自动提醒老人在规定的时间内科学用药，以及用药量，且无法对老人所居住的房子内部进行检测，由于老人的反应力相对较弱，导致社会上时长出现老人因忘记关闭燃气设备而发生燃气中毒的事故，因此，市场上现阶段亟需一种用于智能机器人的控制系统和方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有的家庭用智能机器人在使用的过程中，仍存有一些不足之处，无法自动提醒老人在规定的时间内科学用药，以及用药量，且无法对老人所居住的房子内部进行检测，由于老人的反应力相对较弱，导致社会上时长出现老人因忘记关闭燃气设备而发生燃气中毒事故的问题，而提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于智能机器人的控制系统，包括机器人主体，所述机器人主体的输入端与微控制器的输出端电性连接，所述微控制器的输入端与闹钟的输出端电性连接，所述闹钟的输入端与第一语音录制模块的输出端电性连接，所述微控制器的输入端与语音识别模块的输出端电性连接，所述语音识别模块的输入端与语音接收模块的输出端电性连接，所述微控制器的输出端分别与电动推杆以及语音播放器的输入端电性连接，所述语音播放器的输入端与第二语音录制模块的输出端电性连接，所述微控制器的输入端与监控设备的输出端电性连接，所述监控设备的输入端与光信号过滤器的输出端电性连接，所述光信号过滤器的输入端与定位查询模块的输出端电性连接，所述微控制器的输出端与家庭安防功能单元的输入端电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述语音播放器与存储器双向电性连接，所述电动推杆的输入端与开关模块的输出端电性连接，所述开关模块的输入端与微控制器的输出端电性连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述微控制器的输入端与红外避障传感器的输出端电性连接，所述红外避障传感器可与摄像装置配合使用。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述电动推杆的一端与盒体内侧的端面固定连接，所述盒体嵌入式连接在机器人主体上，所述盒体内套接有抽屉，所述抽屉的内侧固定连接有网格板，并且抽屉内侧底部对应网格板网格的位置设置有编号牌。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述抽屉表面对应电动推杆的一面嵌入式连接有第一磁板，所述第一磁板的表面吸合有第二磁板，并且第二磁板远离第一磁板的一面与电动推杆的另一端固定连接，并且第一磁板与第二磁板相对面的磁极相反。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述光信号过滤器为830nm窄带滤光片，所述定位查询模块为红外灯珠，且所述红外灯珠红外灯珠发射光的信号为红外光，且所述红外光的中心波长为830nm，半带宽19nm。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述家庭安防功能单元还包括通讯模块、光电传感器、无线可燃气泄露探测器、烟雾传感器、摄像头和多功能模块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述语音识别模块的型号为WEGASUN-M，所述WEGASUN-M6语音识别模块的存储卡槽内插入有载有闹钟铃声的存储卡。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述微控制器为ARM公司型号为STM32F103RCT6的芯片模块。
一种用于智能机器人控制系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：控制系统开启并自检；
步骤S2：操作开关模块使电动推杆做伸展动作，接着将老人所需要服用的药物分别投放到对应编号牌的空腔体内；
步骤S3：启动语音播放器内置的第二语音录制模块，并以编号牌所对应的空腔体为基础，录制各种药物单次服用量的语音提示语，完成上述操作后，再次操作开关模块使电动推杆进行回缩动作将抽屉移入盒体内；
步骤S4：操作闹钟设定服药时间，并启动语音播放器内置的第一语音录制模块录制闹钟的铃声；
步骤S5：机器人主体在室内工作的过程中，微控制器内置语音接收模块能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块进行筛分后由微控制器加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容；
步骤S6：监控设备运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在；
步骤S7：微控制器便会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块的内容，即各个空腔体内部药物的服用量；
步骤S8：提醒老人服用完药物后，机器人主体对室内继续执行家庭安防功能单元所编辑的工作内容。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设计的电动推杆、第一语音录制模块、语音接收模块、语音识别模块、第二语音录制模块、语音播放器、家庭安防功能单元、监控设备、光信号过滤器以及定位查询模块，能够在规定的时间点，自动提醒老人进行服药，且关于各种药物的服用量以及服用方式可直接以子女的口吻进行播报，使得老人能够进行科学用药的同时，还能够感受到子女所带来的一丝丝关怀，更有利于老人身体的康复，且能够对老人所居住的房子内部进行检测，在发现有害气体等危险物质出现在室内时，能够起到自动预警以及报警的功效。
2、本发明中，通过设计的闹钟和第一语音录制模块，闹钟用于设定老人的服药时间，且启动语音播放器内置的第一语音录制模块能够录制闹钟的铃声，通过设计的语音接收模块和语音识别模块，机器人主体在室内工作的过程中，微控制器内置语音接收模块能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块进行筛分后由微控制器加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容，通过设计的监控设备、光信号过滤器和定位查询模块，监控设备运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在。
3、本发明中，通过设计的电动推杆、编号牌、网格板、抽屉、盒体、语音播放器以及第二语音录制模块，微控制器会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块的内容，即各个空腔体内部药物的服用量，通过设计的红外避障传感器，红外避障传感器和摄像装置用来采集避障信号，其红外避障传感器可精确、非接触测量被测物体的位置、位移等变化，主要应用于对物体的位移、厚度、距离、直径等几何量的测量，其摄像装置能够采集图像信息，能够实时知道机器人主体的行进路线，通过设计的家庭安防功能单元，能够检测室内是否有可燃性有毒气体是否发生泄漏，并能够利用通讯模块自动启动报警功能。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法中机器人主体的结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法中盒体的立体结构示意图；
图3为本发明提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法抽屉俯视的结构示意图；
图4为本发明提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法中各模块的连接框图；
图5为本发明提出的一种用于智能机器人的控制系统和方法中的软件模块流程图。
图例说明：
1、机器人主体；2、盒体；3、抽屉；4、第一磁板；5、第二磁板；6、电动推杆；7、网格板；8、编号牌；9、第一语音录制模块；10、语音接收模块；11、语音识别模块；12、红外避障传感器；13、第二语音录制模块；14、存储器；15、语音播放器；16、微控制器；17、开关模块；18、家庭安防功能单元；19、定位查询模块；20、光信号过滤器；21、监控设备；22、闹钟。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种用于智能机器人的控制系统，包括机器人主体，机器人主体的输入端与微控制器16的输出端电性连接，微控制器16的输入端与闹钟22的输出端电性连接，闹钟22的输入端与第一语音录制模块的输出端电性连接，微控制器16的输入端与语音识别模块11的输出端电性连接，语音识别模块11的输入端与语音接收模块10的输出端电性连接，通过设计的语音接收模块10和语音识别模块11，机器人主体在室内工作的过程中，微控制器16内置语音接收模块10能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块11进行筛分后由微控制器16加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容，微控制器16的输出端分别与电动推杆以及语音播放器15的输入端电性连接，语音播放器15的输入端与第二语音录制模块13的输出端电性连接，微控制器16的输入端与监控设备21的输出端电性连接，监控设备21的输入端与光信号过滤器20的输出端电性连接，通过设计的监控设备21、光信号过滤器20和定位查询模块19，监控设备21运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块19为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在，光信号过滤器20的输入端与定位查询模块19的输出端电性连接，微控制器16的输出端与家庭安防功能单元18的输入端电性连接。
具体的，如图4所示，语音播放器15与存储器14双向电性连接，电动推杆的输入端与开关模块17的输出端电性连接，开关模块17的输入端与微控制器16的输出端电性连接，通过设计的电动推杆、编号牌、网格板、抽屉、盒体、语音播放器15以及第二语音录制模块13，微控制器16会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块13的内容，即各个空腔体内部药物的服用量。
具体的，如图4所示，微控制器16的输入端与红外避障传感器12的输出端电性连接，红外避障传感器12可与摄像装置配合使用，通过设计的红外避障传感器12，红外避障传感器12和摄像装置用来采集避障信号，其红外避障传感器12可精确、非接触测量被测物体的位置、位移等变化，主要应用于对物体的位移、厚度、距离、直径等几何量的测量，其摄像装置能够采集图像信息，能够实时知道机器人主体的行进路线。
具体的，如图4所示，电动推杆的一端与盒体内侧的端面固定连接，盒体嵌入式连接在机器人主体上，盒体内套接有抽屉，抽屉的内侧固定连接有网格板，并且抽屉内侧底部对应网格板网格的位置设置有编号牌。
具体的，如图4所示，抽屉表面对应电动推杆的一面嵌入式连接有第一磁板，第一磁板的表面吸合有第二磁板，并且第二磁板远离第一磁板的一面与电动推杆的另一端固定连接，并且第一磁板与第二磁板相对面的磁极相反。
具体的，如图4所示，光信号过滤器20为830nm窄带滤光片，定位查询模块19为红外灯珠，且红外灯珠红外灯珠发射光的信号为红外光，且红外光的中心波长为830nm，半带宽19nm。
具体的，如图4所示，家庭安防功能单元18还包括通讯模块、光电传感器、无线可燃气泄露探测器、烟雾传感器、摄像头和多功能模块，通过设计的家庭安防功能单元18，能够检测室内是否有可燃性有毒气体是否发生泄漏，并能够利用通讯模块自动启动报警功能。
具体的，如图4所示，语音识别模块11的型号为WEGASUN-M，WEGASUN-M6语音识别模块11的存储卡槽内插入有载有闹钟22铃声的存储卡，通过设计的闹钟22和第一语音录制模块，闹钟22用于设定老人的服药时间，且启动语音播放器15内置的第一语音录制模块能够录制闹钟22的铃声。
具体的，如图4所示，微控制器16为ARM公司型号为STM32F103RCT6的芯片模块。
一种用于智能机器人控制系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：控制系统开启并自检；
步骤S2：操作开关模块17使电动推杆做伸展动作，接着将老人所需要服用的药物分别投放到对应编号牌的空腔体内；
步骤S3：启动语音播放器15内置的第二语音录制模块13，并以编号牌所对应的空腔体为基础，录制各种药物单次服用量的语音提示语，完成上述操作后，再次操作开关模块17使电动推杆进行回缩动作将抽屉移入盒体内；
步骤S4：操作闹钟22设定服药时间，并启动语音播放器15内置的第一语音录制模块录制闹钟22的铃声；
步骤S5：机器人主体在室内工作的过程中，微控制器16内置语音接收模块10能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块11进行筛分后由微控制器16加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容；
步骤S6：监控设备21运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块19为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在；
步骤S7：微控制器16便会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块13的内容，即各个空腔体内部药物的服用量；
步骤S8：提醒老人服用完药物后，机器人主体对室内继续执行家庭安防功能单元18所编辑的工作内容。
工作原理：使用时，控制系统开启并自检，操作开关模块17使电动推杆做伸展动作，接着将老人所需要服用的药物分别投放到对应编号牌的空腔体内，启动语音播放器15内置的第二语音录制模块13，并以编号牌所对应的空腔体为基础，录制各种药物单次服用量的语音提示语，完成上述操作后，再次操作开关模块17使电动推杆进行回缩动作将抽屉移入盒体内，操作闹钟22设定服药时间，并启动语音播放器15内置的第一语音录制模块录制闹钟22的铃声，机器人主体在室内工作的过程中，微控制器16内置语音接收模块10能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块11进行筛分后由微控制器16加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容，监控设备21运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块19为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在，微控制器16便会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块13的内容，即各个空腔体内部药物的服用量，提醒老人服用完药物后，机器人主体对室内继续执行家庭安防功能单元18所编辑的工作内容。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于：包括机器人主体，所述机器人主体的输入端与微控制器(16)的输出端电性连接，所述微控制器(16)的输入端与闹钟(22)的输出端电性连接，所述闹钟(22)的输入端与第一语音录制模块的输出端电性连接，所述微控制器(16)的输入端与语音识别模块(11)的输出端电性连接，所述语音识别模块(11)的输入端与语音接收模块(10)的输出端电性连接，所述微控制器(16)的输出端分别与电动推杆以及语音播放器(15)的输入端电性连接，所述语音播放器(15)的输入端与第二语音录制模块(13)的输出端电性连接，所述微控制器(16)的输入端与监控设备(21)的输出端电性连接，所述监控设备(21)的输入端与光信号过滤器(20)的输出端电性连接，所述光信号过滤器(20)的输入端与定位查询模块(19)的输出端电性连接，所述微控制器(16)的输出端与家庭安防功能单元(18)的输入端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述语音播放器(15)与存储器(14)双向电性连接，所述电动推杆的输入端与开关模块(17)的输出端电性连接，所述开关模块(17)的输入端与微控制器(16)的输出端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述微控制器(16)的输入端与红外避障传感器(12)的输出端电性连接，所述红外避障传感器(12)可与摄像装置配合使用。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述电动推杆的一端与盒体内侧的端面固定连接，所述盒体嵌入式连接在机器人主体上，所述盒体内套接有抽屉，所述抽屉的内侧固定连接有网格板，并且抽屉内侧底部对应网格板网格的位置设置有编号牌。
5.根据权利要求4所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述抽屉表面对应电动推杆的一面嵌入式连接有第一磁板，所述第一磁板的表面吸合有第二磁板，并且第二磁板远离第一磁板的一面与电动推杆的另一端固定连接，并且第一磁板与第二磁板相对面的磁极相反。
6.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述光信号过滤器(20)为830nm窄带滤光片，所述定位查询模块(19)为红外灯珠，且所述红外灯珠红外灯珠发射光的信号为红外光，且所述红外光的中心波长为830nm，半带宽19nm。
7.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述家庭安防功能单元(18)还包括通讯模块、光电传感器、无线可燃气泄露探测器、烟雾传感器、摄像头和多功能模块。
8.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述语音识别模块(11)的型号为WEGASUN-M，所述WEGASUN-M6语音识别模块(11)的存储卡槽内插入有载有闹钟(22)铃声的存储卡。
9.根据权利要求1所述的一种用于智能机器人的控制系统，其特征在于，所述微控制器(16)为ARM公司型号为STM32F103RCT6的芯片模块。
10.一种如权利要求1-8任意一项所述的用于智能机器人控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：控制系统开启并自检；
步骤S2：操作开关模块(17)使电动推杆做伸展动作，接着将老人所需要服用的药物分别投放到对应编号牌的空腔体内；
步骤S3：启动语音播放器(15)内置的第二语音录制模块(13)，并以编号牌所对应的空腔体为基础，录制各种药物单次服用量的语音提示语，完成上述操作后，再次操作开关模块(17)使电动推杆进行回缩动作将抽屉移入盒体内；
步骤S4：操作闹钟(22)设定服药时间，并启动语音播放器(15)内置的第一语音录制模块录制闹钟(22)的铃声；
步骤S5：机器人主体在室内工作的过程中，微控制器(16)内置语音接收模块(10)能够接收周围一定范围内的语音信息，并经语音识别模块(11)进行筛分后由微控制器(16)加以分析、处理和判断是否为第一语音录制模块所录制的内容；
步骤S6：监控设备(21)运行，能够以各个房间所安装的定位查询模块(19)为基础，对各个房间进行搜素是否有人存在；
步骤S7：微控制器(16)便会先控制电动推杆做伸展动作，使抽屉由盒体内移出，接着播放第二语音录制模块(13)的内容，即各个空腔体内部药物的服用量；
步骤S8：提醒老人服用完药物后，机器人主体对室内继续执行家庭安防功能单元(18)所编辑的工作内容。
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