CN113116232A - 一种具有远程交互功能的扫地机器人及使用方法 - Google Patents

一种具有远程交互功能的扫地机器人及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有远程交互功能的扫地机器人及使用方法，它包括用于扫地的扫地机器人，所述扫地机器人的顶部固定安装有升降折叠机构，所述扫地机器人的顶部一侧固定安装有用于控制扫地机器人避障并导航的激光雷达组件；所述扫地机器人的顶部并位于激光雷达组件的两侧固定安装有用于外放立体声响的立体声音箱；所述扫地机器人的顶部另一侧固定安装有用于收集本地用户声音的拾音器。用户可以在出门在外或者离家很远的地方通过电脑网页或手机APP界面，就能启动该机器人进行扫地工作，也可遥控机器人找到家中的亲人，并通过液晶平板、立体声音箱、摄像头、拾音器与他们远程视频通话。

Description

一种具有远程交互功能的扫地机器人及使用方法
技术领域
本发明涉及一种具有远程交互功能的扫地机器人及使用方法，属于智能家用电器领域。
背景技术
随着社会的发展与进步，为了满足人们的不断提高的美好生活需要，涌现出了很多种类的智能家用电器，其中扫地机器人这类智能家用电器也越来越多地出现在了家庭中，成为人们生活中的好助手。
如今，对于很多上班族来说，工作十分忙碌，有时还会加班，家中的老人和幼童不能在身边照顾和沟通，急需一种可移动的远程视频交互的机器人，方便出门在外的用户利用电脑网页或手机APP，通过互联网远程遥控机器人，来主动地找到家人，与他们进行视频交互，而扫地机器人目前应用已经较为广泛，若把远程视频交互装置与扫地机器人结合使用，则使扫地机器人的功能得以扩展，同时其市场价值也得以提升。
发明内容
本发明的目的是解决现有扫地机器人所存在的不足，提供一种具有远程交互功能的扫地机器人，用户可以在出门在外或者离家很远的地方通过电脑网页或手机APP界面，就能启动该机器人进行扫地工作，也可遥控机器人找到家中的亲人，并通过液晶平板、立体声音箱、摄像头、拾音器与他们远程视频通话，如果家中的亲人有年迈的老人或者幼小的儿童，不会使用电脑或手机等交互设备，也不会影响双方通过网络进行交流。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种具有远程交互功能的扫地机器人，它包括用于扫地的扫地机器人，所述扫地机器人的顶部固定安装有升降折叠机构，当机器人处于交互工作状态时，升降折叠机构向上伸展并抬起其顶部安装的液晶平板，以方便与本地用户视频交互，当机器人处于扫地工作状态时，升降折叠机构折叠回收，以免机器人扫地时与家具干涉；
所述扫地机器人的顶部一侧固定安装有用于控制扫地机器人避障并导航的激光雷达组件；
所述扫地机器人的顶部并位于激光雷达组件的两侧固定安装有用于外放立体声响的立体声音箱；
所述扫地机器人的顶部另一侧固定安装有用于收集本地用户声音的拾音器。
所述升降折叠机构包括立式轴承、折叠连杆、铰链、液晶平板支架、摄像头、液晶平板、从动杆和主动杆；所述立式轴承有多个，安装在扫地机器人上表面，分别支撑折叠连杆和主动杆，所述折叠连杆共有多根，呈对称分布，杆与杆之间通过铰链相连接，最上两根杆分别与液晶平板支架铰接，所述从动杆的一端与主动杆铰接，另一端与液晶平板支架铰接，所述液晶平板固定在液晶平板支架上，所述摄像头也固定在液晶平板支架上；所述主动杆与用于驱动其转动升降的升降动力装置相连。
所述升降动力装置包括舵机，所述舵机通过舵机安装支架安装在扫地机器人的上表面，所述舵机的输出端安装有舵机U型支架，所述舵机U型支架与主动杆相连，通过舵机U型支架带动主动杆旋转，所述主动杆向上旋转至与从动杆共线时，升降折叠机构伸展到最高位置，此时液晶平板向上倾斜，机器人处于交互工作状态，当主动杆向下旋转至与从动杆重合时，则升降折叠机构折叠回收，机器人处于扫地工作状态。
所述激光雷达组件包括激光雷达和铜柱，所述激光雷达通过多根铜柱安装支撑在扫地机器人的上表面。
所述立体声音箱用于播放远端用户的声音。
所述扫地机器人的内部安装有交互控制器，所述交互控制器的信号输出端分别与扫地机器人、升降折叠机构、液晶平板和立体声音箱相连，并控制相应部件的动作；所述交互控制器通过WIFI路由器以及互联网与远程交互界面相连，并使得远程用户通过远程交互界面与交互控制器进行通讯；所述激光雷达组件扫描周围环境信息，并传输给交互控制器；所述拾音器获取环境声音并传输给交互控制器；所述交互控制器的视频信号输入端与摄像头相连并获取环境画面。
具有远程交互功能的扫地机器人的使用方法，它包括以下步骤：
步骤一：远端用户通过电脑网页或手机APP根据事先创建好的室内环境地图，在地图上指定机器人预到达的位置，通过激光雷达的信息反馈，扫地机器人会进行路径规划和避障导航，并移动到指定位置；
步骤二：远端用户通过电脑网页或手机APP开启扫地机器人清扫地面垃圾，扫地机器人通过激光雷达的信息反馈，进行路径规划和避障导航，使清扫工作更全面和更高效；
步骤三：扫地机器人达到的指定位置后，远端用户遥控伸展升降升降折叠机构，并通过扫地机器人上的摄像头找到本地用户，若没有找到本地用户，则远程用户在地图上指定新的位置，在扫地机器人到达新位置或途中发现本地用户后，遥控扫地机器人朝向本地用户，并停下来与其进行远程视频交互；
步骤四：视频交互后，扫地机器人的升降折叠机构自动折叠回收，机器人继续进行地面清扫工作，在清扫工作结束后，机器人会自行回到充电位置。
本发明有如下有益效果：
1、本发明把远程视频交互装置与扫地机器人结合使用，则使扫地机器人的功能得以扩展，同时其市场价值也得以提升。
2、本发明允许出门在外的用户利用电脑网页或手机APP，通过互联网远程遥控机器人，来主动地找到家人，与他们进行网络视频交互，并且该机器人特别适用于有老人和幼童的家居环境下使用，即使老人和幼童不会使用电脑或手机等交互设备，也不会影响双方通过网络进行交流。
3、本发明的升降折叠机构可切换机器人的两种工作状态，当机器人处于交互工作状态时，升降折叠机构向上伸展并抬起其顶部安装的液晶平板和摄像头，以方便与本地用户视频交互，当机器人处于扫地工作状态时，它可折叠回收，以免机器人扫地时与桌椅等家具干涉。
4、本发明还允许远端用户利用电脑网页或手机APP，通过互联网远程开启机器人清扫地面垃圾，也可远程设置机器人扫地时间、区域和清扫模式等。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的功能逻辑框图。
图2为本发明处于交互工作状态时的结构图。
图3为本发明处于扫地工作状态时的结构图。
图4为本发明的升降折叠机构的结构图。
图5为本发明的激光雷达组件的结构图。
图中：升降折叠机构1、激光雷达组件2、立体声音箱3、扫地机器人4、拾音器5；
立式轴承101、折叠连杆102、铰链103、液晶平板支架104、摄像头105、液晶平板106、从动杆107、主动杆108、舵机U型支架109、舵机110、舵机安装支架111；
激光雷达201、铜柱202。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-5，一种具有远程交互功能的扫地机器人，它包括用于扫地的扫地机器人4，所述扫地机器人4的顶部固定安装有升降折叠机构1，当机器人处于交互工作状态时，升降折叠机构1向上伸展并抬起其顶部安装的液晶平板，以方便与本地用户视频交互，当机器人处于扫地工作状态时，升降折叠机构1折叠回收，以免机器人扫地时与家具干涉；所述扫地机器人4的顶部一侧固定安装有用于控制扫地机器人避障并导航的激光雷达组件2；所述扫地机器人4的顶部并位于激光雷达组件2的两侧固定安装有用于外放立体声响的立体声音箱3；所述扫地机器人4的顶部另一侧固定安装有用于收集本地用户声音的拾音器5。通过采用上述结构的扫地机器人，它可被远端用户利用电脑网页或手机APP界面遥控，通过互联网把遥控指令传输至机器人本地环境下的WIFI路由器，再由WIFI路由器传输指令到机器人中的交互控制器，交互控制器根据指令开启激光雷达扫描本地环境并进行路径规划和避障导航，打开摄像头拍摄本地用户所处环境的画面，让拾音器收集本地用户的声音，遥控机器人进行地面清扫，以及调节升降折叠机构的高度，让液晶平板展示远端用户所处环境的画面，使立体声音箱播放远端用户的声音，同时交互控制器也把机器人收集的信息通过WIFI路由器和互联网反馈给远端用户。
进一步的，所述升降折叠机构1包括立式轴承101、折叠连杆102、铰链103、液晶平板支架104、摄像头105、液晶平板106、从动杆107和主动杆108；所述立式轴承101有多个，安装在扫地机器人4上表面，分别支撑折叠连杆102和主动杆108，所述折叠连杆102共有多根，呈对称分布，杆与杆之间通过铰链103相连接，最上两根杆分别与液晶平板支架104铰接，所述从动杆107的一端与主动杆108铰接，另一端与液晶平板支架104铰接，所述液晶平板106固定在液晶平板支架104上，所述摄像头105也固定在液晶平板支架104上；所述主动杆108与用于驱动其转动升降的升降动力装置相连。通过上述的升降折叠机构1能够用于控制液晶平板支架104的高度，进而使其适应用户的使用高度，提高了使用的便捷性。具体使用过程中，通过采用多连杆结构能够实现整个机构的折叠，进而调节其高度。
此外，通过摄像头105和液晶平板106配合使用能够很好的实现远程交互。
进一步的，所述升降动力装置包括舵机110，所述舵机110通过舵机安装支架111安装在扫地机器人4的上表面，所述舵机110的输出端安装有舵机U型支架109，所述舵机U型支架109与主动杆108相连，通过舵机U型支架109带动主动杆108旋转，所述主动杆108向上旋转至与从动杆107共线时，升降折叠机构1伸展到最高位置，此时液晶平板106向上倾斜，机器人处于交互工作状态，当主动杆108向下旋转至与从动杆107重合时，则升降折叠机构1折叠回收，机器人处于扫地工作状态。通过上述的升降动力装置能够用于提供升降折叠机构1的升降动力，具体工作过程中，通过舵机110带动舵机U型支架109，通过舵机U型支架109能够驱动主动杆108，进而通过主动杆108带动从动杆107，进而通过从动杆107带动其顶部的液晶平板支架104实现升降。
进一步的，所述激光雷达组件2包括激光雷达201和铜柱202，所述激光雷达201通过多根铜柱202安装支撑在扫地机器人4的上表面。通过上述的激光雷达组件2能够用于扫描本地环境并进行路径规划和避障导航，进而实现扫地机器人4的自动行走。
进一步的，所述立体声音箱3用于播放远端用户的声音。通过上述的立体声音箱3能够用于实现声音的播放。
进一步的，所述扫地机器人4的内部安装有交互控制器，所述交互控制器的信号输出端分别与扫地机器人4、升降折叠机构1、液晶平板106和立体声音箱3相连，并控制相应部件的动作；所述交互控制器通过WIFI路由器以及互联网与远程交互界面相连，并使得远程用户通过远程交互界面与交互控制器进行通讯；所述激光雷达组件2扫描周围环境信息，并传输给交互控制器；所述拾音器5获取环境声音并传输给交互控制器；所述交互控制器的视频信号输入端与摄像头105相连并获取环境画面。通过采用上述的控制系统能够用于整个扫地机器人4的自动控制。
实施例2：
具有远程交互功能的扫地机器人的使用方法，它包括以下步骤：
步骤一：远端用户通过电脑网页或手机APP根据事先创建好的室内环境地图，在地图上指定机器人预到达的位置，通过激光雷达201的信息反馈，扫地机器人4会进行路径规划和避障导航，并移动到指定位置；
步骤二：远端用户通过电脑网页或手机APP开启扫地机器人4清扫地面垃圾，扫地机器人4通过激光雷达201的信息反馈，进行路径规划和避障导航，使清扫工作更全面和更高效；
步骤三：扫地机器人4达到的指定位置后，远端用户遥控伸展升降升降折叠机构1，并通过扫地机器人4上的摄像头105找到本地用户，若没有找到本地用户，则远程用户在地图上指定新的位置，在扫地机器人4到达新位置或途中发现本地用户后，遥控扫地机器人4朝向本地用户，并停下来与其进行远程视频交互；
步骤四：视频交互后，扫地机器人4的升降折叠机构1自动折叠回收，机器人继续进行地面清扫工作，在清扫工作结束后，机器人会自行回到充电位置。

Claims (7)

1.一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：它包括用于扫地的扫地机器人（4），所述扫地机器人（4）的顶部固定安装有升降折叠机构（1），当机器人处于交互工作状态时，升降折叠机构（1）向上伸展并抬起其顶部安装的液晶平板，以方便与本地用户视频交互，当机器人处于扫地工作状态时，升降折叠机构（1）折叠回收，以免机器人扫地时与家具干涉；
所述扫地机器人（4）的顶部一侧固定安装有用于控制扫地机器人避障并导航的激光雷达组件（2）；
所述扫地机器人（4）的顶部并位于激光雷达组件（2）的两侧固定安装有用于外放立体声响的立体声音箱（3）；
所述扫地机器人（4）的顶部另一侧固定安装有用于收集本地用户声音的拾音器（5）。
2.根据权利要求1所述一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：所述升降折叠机构（1）包括立式轴承（101）、折叠连杆（102）、铰链（103）、液晶平板支架（104）、摄像头（105）、液晶平板（106）、从动杆（107）和主动杆（108）；所述立式轴承（101）有多个，安装在扫地机器人（4）上表面，分别支撑折叠连杆（102）和主动杆（108），所述折叠连杆（102）共有多根，呈对称分布，杆与杆之间通过铰链（103）相连接，最上两根杆分别与液晶平板支架（104）铰接，所述从动杆（107）的一端与主动杆（108）铰接，另一端与液晶平板支架（104）铰接，所述液晶平板（106）固定在液晶平板支架（104）上，所述摄像头（105）也固定在液晶平板支架（104）上；所述主动杆（108）与用于驱动其转动升降的升降动力装置相连。
3.根据权利要求1所述一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：所述升降动力装置包括舵机（110），所述舵机（110）通过舵机安装支架（111）安装在扫地机器人（4）的上表面，所述舵机（110）的输出端安装有舵机U型支架（109），所述舵机U型支架（109）与主动杆（108）相连，通过舵机U型支架（109）带动主动杆（108）旋转，所述主动杆（108）向上旋转至与从动杆（107）共线时，升降折叠机构（1）伸展到最高位置，此时液晶平板（106）向上倾斜，机器人处于交互工作状态，当主动杆（108）向下旋转至与从动杆（107）重合时，则升降折叠机构（1）折叠回收，机器人处于扫地工作状态。
4.根据权利要求1所述一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：所述激光雷达组件（2）包括激光雷达（201）和铜柱（202），所述激光雷达（201）通过多根铜柱（202）安装支撑在扫地机器人（4）的上表面。
5.根据权利要求1所述一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：所述立体声音箱（3）用于播放远端用户的声音。
6.根据权利要求1所述一种具有远程交互功能的扫地机器人，其特征在于：所述扫地机器人（4）的内部安装有交互控制器，所述交互控制器的信号输出端分别与扫地机器人（4）、升降折叠机构（1）、液晶平板（106）和立体声音箱（3）相连，并控制相应部件的动作；所述交互控制器通过WIFI路由器以及互联网与远程交互界面相连，并使得远程用户通过远程交互界面与交互控制器进行通讯；所述激光雷达组件（2）扫描周围环境信息，并传输给交互控制器；所述拾音器（5）获取环境声音并传输给交互控制器；所述交互控制器的视频信号输入端与摄像头（105）相连并获取环境画面。
7.权利要求1-6任意一项所述具有远程交互功能的扫地机器人的使用方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤一：远端用户通过电脑网页或手机APP根据事先创建好的室内环境地图，在地图上指定机器人预到达的位置，通过激光雷达（201）的信息反馈，扫地机器人（4）会进行路径规划和避障导航，并移动到指定位置；
步骤二：远端用户通过电脑网页或手机APP开启扫地机器人（4）清扫地面垃圾，扫地机器人（4）通过激光雷达（201）的信息反馈，进行路径规划和避障导航，使清扫工作更全面和更高效；
步骤三：扫地机器人（4）达到的指定位置后，远端用户遥控伸展升降升降折叠机构（1），并通过扫地机器人（4）上的摄像头（105）找到本地用户，若没有找到本地用户，则远程用户在地图上指定新的位置，在扫地机器人（4）到达新位置或途中发现本地用户后，遥控扫地机器人（4）朝向本地用户，并停下来与其进行远程视频交互；
步骤四：视频交互后，扫地机器人（4）的升降折叠机构（1）自动折叠回收，机器人继续进行地面清扫工作，在清扫工作结束后，机器人会自行回到充电位置。
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