CN113331751A - 智能清洁机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能清洁机器人控制系统，包括控制器模块，所述控制器模块分别电性连接有自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块，所述控制器模块用于发射高频控制信号控制自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块的运行。本发明通过设置传感器模块以及驱动模块，避免机器人运行时与物品发生碰撞，不仅会造成机器的损坏，同时还会出现将物品碰撞倾倒的情况，容易对使用者的经济造成损失，通过设置互动模块，提高机器人使用时的趣味性，通过设置信号接收模块，便于各类人群的使用，提高其实用性。

Description

智能清洁机器人控制系统

技术领域

本发明涉及家用机器人技术领域，尤其涉及智能清洁机器人控制系统。

背景技术

室内智能清洁机器人将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来，实现室内地面环境的半自动或全自动清洁，替代传统繁重的人工清洁工作，近年来已受到国内外研究人员的重视，作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术方面讲，智能化自主式吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，室内智能清洁机器人将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于家庭和公共场馆的室内清洁，因此，室内智能清洁机器人的开发既具有科研上的挑战性，又具有广阔的市场前景，但现有技术没有一套成熟完整的技术方案。

现有技术中，传统的智能清洁机器人控制系统存在较大缺陷，例如使用时机器人无法对室内环境以及物品摆放的位置形成记忆，容易出现使用时碰撞到物品上，不仅容易造成物品的倾倒，还容易造成机器人的损坏，从而给使用者带来经济损失，同时现有技术中智能清洁机器人往往只存在清洁功能，结构单一、趣味性较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的智能清洁机器人控制系统，通过设置传感器模块以及驱动模块，避免机器人运行时与物品发生碰撞，不仅会造成机器的损坏，同时还会出现将物品碰撞倾倒的情况，容易对使用者的经济造成损失，通过设置清洁模块，使机器人能够根据自身情况进行自我保护，在自主散热模块的运作下避免机器人的内部高温导致损坏，在自主消毒模块的运作下能够有效的对自身进行消毒，避免携带细菌，造成细菌的滋生，通过设置互动模块，提高机器人使用时的趣味性，通过设置信号接收模块，使机器人能够根据指令完成相应的操作，同时能够通过方言切换模块，对各地的方言进行读取，为不会说普通话的人群提供便利，便于各类人群的使用，提高其实用性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

智能清洁机器人控制系统，包括控制器模块，所述控制器模块分别电性连接有自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块，所述控制器模块用于发射高频控制信号控制自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块的运行，所述自我保护模块用于对机器人的运行状态作出判断并对判断结果作出相应的保护措施，所述充电模块用于对当前电量作出评估并在达到额定电量时发出警报，根据实际情况选择充电方式，所述驱动模块与传感器模块之间通过蜂窝无线设备连接，所述驱动模块以及传感器模块用于机器人的运行轨迹作出相应的判断并通过蜂窝无线设备发出指令，从而控制机器人的运动方式，所述信号接收模块与互动模块之间通过无线路由器电性连接，所述信号接收模块与互动模块内均设有端口并通过两个端口进行数据传输，所述信号接收模块以及互动模块用于提高机器人的趣味性，所述电源模块用于对机器人的启停，所述清洁模块用于对室内环境进行判断并通过合适的方式对室内进行清洁。

优选地，所述充电模块包括低电量报警模块、无线充电模块以及有线充电模块，所述低电量报警模块与无线充电模块以及有线充电模块均通过电性连接，所述无线电充电模块以及有线充电模块与电源模块通过电性连接，所述低电量报警模块用于对电源模块的电量进行检测，当电源模块达到额定电量时，低电量报警模块发出警报，在一分钟之内无人辅助充电，充电模块发出指定，通过控制模块控制机器人自主寻找无线充电接口进行充电，机器人通入电流后警报关闭。

优选地，所述传感器模块包括声波探测模块、红外探测模块、摄像头模块，所述声波探测模块内设置有雷达发送器，所述雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描，接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理，如果被探测者保持静止，返回信号是相同的，如果目标在动，则信号有差异，通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理，从而判断目标是否在动，所述红外探测模块内设置有红外探测器，所述红外探测器将入射的红外辐射信号转变成电信号，电信号将信息反馈至传感器模块内，判断机器人周边的垃圾位置，红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼无法察觉，所述摄像头模块与传感器模块之间通过蓝牙无线连接，所述摄像头模块用于对周边的环境进行观察，使机器人对生活用品与垃圾进行区分，同时观察室内环境情况，通过无线信号将信息传输至自我保护模块内，使机器人对室内环境形成记忆。

优选地，所述互动模块包括舞蹈模块、对话模块、歌曲播放模块以及LED灯模块，所述舞蹈模块用于机器人的节奏移动，所述对话模块用于机器人与使用者进行趣味问答，所述LED灯用于散发出五颜六色的光芒，提高机器人使用时的趣味性，为使用者带来欢乐。

优选地，所述驱动模块包括前进模块、后退模块以及舵机转向模块，所述驱动模块与传感器模块通过无线电连接，所述传感器模块将感知到的信号通过无线电信号传输至驱动模块内，由驱动模块作出判断，使机器人作出前进、后退或转向指令，所述驱动模块用于对机器人进行灵活的移动，所述前进模块、后退模块分别通过两个独立的线缆连接，所述前进模块与后退模块无法同时运行。

优选地，所述自我保护模块包括自主散热模块、防碰撞模块以及自主消毒模块，所述自我保护模块与传感器模块通过蓝牙无线连接，所述防碰撞模块用于在传感器模块感知到物体处于危险距离时，对机器人及时刹停，防止机器人与物品发生碰撞，所述自主散热模块用于在机器人长时间工作后其内部发热时，对机器人进行自主的散热，防止机器人因高温损坏，造成危险，所述自主消毒模块用于对机器人自身的消毒、杀菌。

优选地，所述清洁模块包括清扫模块、除尘模块以及杀菌消毒模块。

优选地，所述信号接收模块包括语音指令模块、文字指令模块，所述语音指令模块内设置有方言模块，所述信号接收模块与互动模块之间通过电性连接，所述语音指令模块与文字指令模块用于对机器人发出指令，使机器人完成一系列操作，所述方言模块用于使机器人的信号接收功能多样性。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、通过设置传感器模块以及驱动模块，将室内环境以及物品摆放的位置进行记忆，并根据运行轨迹作出相应的判断，通过蜂窝无线设备发出指令，从而控制机器人的运动方式，避免机器人运行时与物品发生碰撞，不仅会造成机器的损坏，同时还会出现将物品碰撞倾倒的情况，容易对使用者的经济造成损失。

2、通过设置清洁模块，使机器人能够根据自身情况进行自我保护，在自主散热模块的运作下避免机器人的内部高温导致损坏，在自主消毒模块的运作下能够有效的对自身进行消毒，避免携带细菌，造成细菌的滋生。

3、通过设置互动模块，使机器人能够唱歌、跳舞以及趣味问答，提高机器人使用时的趣味性，丰富机器人的功能。

4、通过设置信号接收模块，使机器人能够根据指令完成相应的操作，同时能够通过方言切换模块，对各地的方言进行读取，为不会说普通话的人群提供便利，便于各类人群的使用，提高其实用性。

附图说明

图1为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的结构框图；

图2为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的充电模块结构框图

图3为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的传感器模块结构框图；

图4为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的互动模块结构框图；

图5为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的驱动模块结构框图；

图6为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的自我保护模块结构框图；

图7为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的清洁模块结构框图；

图8为本发明提出的智能清洁机器人控制系统的信号接收模块结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1-8，智能清洁机器人控制系统，包括控制器模块，控制器模块分别电性连接有自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块，控制器模块用于发射高频控制信号控制自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块的运行，自我保护模块用于对机器人的运行状态作出判断并对判断结果作出相应的保护措施，充电模块用于对当前电量作出评估并在达到额定电量时发出警报，根据实际情况选择充电方式，驱动模块与传感器模块之间通过蜂窝无线设备连接，驱动模块以及传感器模块用于机器人的运行轨迹作出相应的判断并通过蜂窝无线设备发出指令，从而控制机器人的运动方式，信号接收模块与互动模块之间通过无线路由器电性连接，信号接收模块与互动模块内均设有端口并通过两个端口进行数据传输，信号接收模块以及互动模块用于提高机器人的趣味性，电源模块用于对机器人的启停，清洁模块用于对室内环境进行判断并通过合适的方式对室内进行清洁。

充电模块包括低电量报警模块、无线充电模块以及有线充电模块，低电量报警模块与无线充电模块以及有线充电模块均通过电性连接，无线电充电模块以及有线充电模块与电源模块通过电性连接，低电量报警模块用于对电源模块的电量进行检测，当电源模块达到额定电量时，低电量报警模块发出警报，在一分钟之内无人辅助充电，充电模块发出指定，通过控制模块控制机器人自主寻找无线充电接口进行充电，机器人通入电流后警报关闭。

传感器模块包括声波探测模块、红外探测模块、摄像头模块，声波探测模块内设置有雷达发送器，雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描，接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理，如果被探测者保持静止，返回信号是相同的，如果目标在动，则信号有差异，通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理，从而判断目标是否在动，红外探测模块内设置有红外探测器，红外探测器将入射的红外辐射信号转变成电信号，电信号将信息反馈至传感器模块内，判断机器人周边的垃圾位置，红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼无法察觉，摄像头模块与传感器模块之间通过蓝牙无线连接，摄像头模块用于对周边的环境进行观察，使机器人对生活用品与垃圾进行区分，同时观察室内环境情况，通过无线信号将信息传输至自我保护模块内，使机器人对室内环境形成记忆。

互动模块包括舞蹈模块、对话模块、歌曲播放模块以及LED灯模块，舞蹈模块用于机器人的节奏移动，对话模块用于机器人与使用者进行趣味问答，LED灯用于散发出五颜六色的光芒，提高机器人使用时的趣味性，为使用者带来欢乐。

驱动模块包括前进模块、后退模块以及舵机转向模块，驱动模块与传感器模块通过无线电连接，传感器模块将感知到的信号通过无线电信号传输至驱动模块内，由驱动模块作出判断，使机器人作出前进、后退或转向指令，驱动模块用于对机器人进行灵活的移动，前进模块、后退模块分别通过两个独立的线缆连接，前进模块与后退模块无法同时运行。

自我保护模块包括自主散热模块、防碰撞模块以及自主消毒模块，自我保护模块与传感器模块通过蓝牙无线连接，防碰撞模块用于在传感器模块感知到物体处于危险距离时，对机器人及时刹停，防止机器人与物品发生碰撞，自主散热模块用于在机器人长时间工作后其内部发热时，对机器人进行自主的散热，防止机器人因高温损坏，造成危险，自主消毒模块用于对机器人自身的消毒、杀菌。

清洁模块包括清扫模块、除尘模块以及杀菌消毒模块。

信号接收模块包括语音指令模块、文字指令模块，语音指令模块内设置有方言模块，信号接收模块与互动模块之间通过电性连接，语音指令模块与文字指令模块用于对机器人发出指令，使机器人完成一系列操作，方言模块用于使机器人的信号接收功能多样性。

以上所述，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 (8)

1.智能清洁机器人控制系统，包括控制器模块，其特征在于，所述控制器模块分别电性连接有自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块，所述控制器模块用于发射高频控制信号控制自我保护模块、充电模块、驱动模块、传感器模块、信号接收模块、互动模块、电源模块以及清洁模块的运行，所述自我保护模块用于对机器人的运行状态作出判断并对判断结果作出相应的保护措施，所述充电模块用于对当前电量作出评估并在达到额定电量时发出警报，根据实际情况选择充电方式，所述驱动模块与传感器模块之间通过蜂窝无线设备连接，所述驱动模块以及传感器模块用于机器人的运行轨迹作出相应的判断并通过蜂窝无线设备发出指令，从而控制机器人的运动方式，所述信号接收模块与互动模块之间通过无线路由器电性连接，所述信号接收模块与互动模块内均设有端口并通过两个端口进行数据传输，所述信号接收模块以及互动模块用于提高机器人的趣味性，所述电源模块用于对机器人的启停，所述清洁模块用于对室内环境进行判断并通过合适的方式对室内进行清洁。

2.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述充电模块包括低电量报警模块、无线充电模块以及有线充电模块，所述低电量报警模块与无线充电模块以及有线充电模块均通过电性连接，所述无线电充电模块以及有线充电模块与电源模块通过电性连接，所述低电量报警模块用于对电源模块的电量进行检测，当电源模块达到额定电量时，低电量报警模块发出警报，在一分钟之内无人辅助充电，充电模块发出指定，通过控制模块控制机器人自主寻找无线充电接口进行充电，机器人通入电流后警报关闭。

3.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括声波探测模块、红外探测模块、摄像头模块，所述声波探测模块内设置有雷达发送器，所述雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描，接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理，如果被探测者保持静止，返回信号是相同的，如果目标在动，则信号有差异，通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理，从而判断目标是否在动，所述红外探测模块内设置有红外探测器，所述红外探测器将入射的红外辐射信号转变成电信号，电信号将信息反馈至传感器模块内，判断机器人周边的垃圾位置，红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼无法察觉，所述摄像头模块与传感器模块之间通过蓝牙无线连接，所述摄像头模块用于对周边的环境进行观察，使机器人对生活用品与垃圾进行区分，同时观察室内环境情况，通过无线信号将信息传输至自我保护模块内，使机器人对室内环境形成记忆。

4.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述互动模块包括舞蹈模块、对话模块、歌曲播放模块以及LED灯模块，所述舞蹈模块用于机器人的节奏移动，所述对话模块用于机器人与使用者进行趣味问答，所述LED灯用于散发出五颜六色的光芒，提高机器人使用时的趣味性，为使用者带来欢乐。

5.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括前进模块、后退模块以及舵机转向模块，所述驱动模块与传感器模块通过无线电连接，所述传感器模块将感知到的信号通过无线电信号传输至驱动模块内，由驱动模块作出判断，使机器人作出前进、后退或转向指令，所述驱动模块用于对机器人进行灵活的移动，所述前进模块、后退模块分别通过两个独立的线缆连接，所述前进模块与后退模块无法同时运行。

6.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述自我保护模块包括自主散热模块、防碰撞模块以及自主消毒模块，所述自我保护模块与传感器模块通过蓝牙无线连接，所述防碰撞模块用于在传感器模块感知到物体处于危险距离时，对机器人及时刹停，防止机器人与物品发生碰撞，所述自主散热模块用于在机器人长时间工作后其内部发热时，对机器人进行自主的散热，防止机器人因高温损坏，造成危险，所述自主消毒模块用于对机器人自身的消毒、杀菌。

7.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述清洁模块包括清扫模块、除尘模块以及杀菌消毒模块。

8.根据权利要求1所述的智能清洁机器人控制系统，其特征在于，所述信号接收模块包括语音指令模块、文字指令模块，所述语音指令模块内设置有方言模块，所述信号接收模块与互动模块之间通过电性连接，所述语音指令模块与文字指令模块用于对机器人发出指令，使机器人完成一系列操作，所述方言模块用于使机器人的信号接收功能多样性。

Images