CN206414227U - 一种具有声音识别功能的智能扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环卫设备技术领域，本实用新型提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，包括声音识别模块、中央处理模块、移动行进模块、灰尘清扫收集模块以及显示器，声音识别模块接收声音信息，并当识别到声音信息包括预设信息时，向中央处理模块发送控制指令；中央处理模块根据控制指令控制移动行进模块和灰尘清扫收集模块工作或者停止工作，并控制显示器显示所述智能扫地机器人当前的工作状态，通过设置声音识别模块，可以极大地简化人机交互操作的复杂度，不需要采用外部控制设备即可以进行简单的控制，降低了用户操作的学习成本，通过设置显示器，可以显著地提示用户扫地机器人的工作状态信息，方便用户根据显示的状态进行操作。

Description

一种具有声音识别功能的智能扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及环卫设备技术领域，尤其涉及一种具有声音识别功能的智能扫地机器人。

背景技术

近些年来，室内服务机器人已经成为了智能机器人领域的研究热点。扫地机器人可以协助人类完成室内的许多清扫工作，渐渐也成为了许多家庭的必需品。但目前市场中的扫地机器人种类繁多、功能不一，许多扫地机器人仍然采用随机遍历的清扫方式，效率很低。而现在绝大部分扫地机器人的交互方式局限在实体按键和遥控方式。传统的按键控制方式比较繁琐，不够直观。许多使用扫地机器人使用智能终端进行控制，这种方式虽一定程度上为使用者提供了方便，但是学习成本很高，特别是对于对电子产品不够熟悉的老年人不够友好，然而这部分群体在某种程度上却是此类家庭服务机器人的主要消费受众。因此，我们考虑设计一种具有大尺寸屏幕显示的、基于语音控制的扫地机器人，可以令使用者简便、直观的控制扫地机器人。

现有的扫地机器人中，一种技术方案是通过信号采集模块以及无线通信模块采集控制命令数据，将采集到的数据发送给处理模块，进而解决传统的扫地机器人控制、操作不便的问题。但是该专利中使用无线通信模块需要上位机的配合，增加了学习成本。并且在增加了扫地机器人功能的同时并没有很好的显示平台，降低了扫地机器人的功能显示直观性。

另一种技术方案中的扫地机器人在上表面覆设有与其外形相应的圆形的太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池电源模块供电式连接，可以进行太阳能充电并且通过数据收发传输模块、利用远程智能终端进行控制。但是该技术方案中同样借助了远程智能终端，这样增加了使用者的学习成本。

现有技术的缺点：

(1)现有扫地机器人控制方式大多采用实体按键或智能终端的技术方案进行控制，前者控制繁琐复杂、不够直观，后者学习成本较高、对部分使用者不友好。

(2)现有扫地机器人在显示工作状态等信息时不够明显与直观，多通过指示灯或远程终端进行提示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，旨在解决针对现有技术中存在采用实体按键或者智能终端对扫地机器人进行控制的过程中控制繁琐以及操作复杂的问题。

本实用新型第一方面提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，所述智能扫地机器人包括声音识别模块、中央处理模块、移动行进模块、灰尘清扫收集模块以及显示器；

所述声音识别模块的信号输出端连接所述中央处理模块的第一信号输入端，所述中央处理模块的第一信号输出端连接所述移动行进模块的控制端，所述中央处理模块的第二信号输出端连接所述灰尘清扫收集模块的控制端，所述中央处理模块的第三信号输出端连接所述显示器的控制端；

所述声音识别模块接收声音信息，并当识别到所述声音信息包括预设信息时，向所述中央处理模块发送控制指令；

所述中央处理模块根据所述控制指令控制所述移动行进模块和所述灰尘清扫收集模块工作或者停止工作，并控制所述显示器显示所述智能扫地机器人当前的工作状态。

结合第一方面，作为第一方面的第一种实施方式，所述智能扫地机器人包括壳体，所述中央处理模块设置于所述壳体内部。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第二种实施方式，所述声音识别模块包括麦克风、扩音器以及控制芯片；

所述麦克风设置于所述壳体的上面，所述扩音器和所述控制芯片设置于所述壳体的内部；

所述麦克风的信号输出端连接所述扩音器的信号输入端，所述扩音器的信号输出端连接所述控制芯片的信号输入端，所述控制芯片的信号输出端为所述声音识别模块的信号输出端；

所述麦克风采集声音信号并将所述声音信号发送给所述扩音器；

所述扩音器对所述声音信号进行放大后发送给所述控制芯片；

所述控制芯片识别到放大后的声音信号中包括预设信息时，向所述中央处理模块发送控制指令。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第三种实施方式，所述移动行进模块包括电机、电机驱动器、驱动轮以及万向轮；

所述电机和所述电机驱动器设置于所述壳体的内部，所述驱动轮和所述万向轮设置于所述壳体的底面；

所述电机驱动器的控制端为所述移动行进模块的控制端，所述电机驱动器的信号输出端连接所述电机的控制端，所述电机的驱动端连接所述驱动轮。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第四种实施方式，所述灰尘清扫收集模块包括灰尘收集箱、风机、边刷以及滚毛刷；

所述灰尘收集箱和所述风机设置于所述壳体的内部，所述边刷和所述滚毛刷设置于所述壳体的底面。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第五种实施方式，所述智能扫地机器人还包括碰撞检测模块，所述碰撞检测模块包括保险杠和碰撞传感器，所述保险杠设置于所述壳体的侧面，所述碰撞传感器设置于所述保险杠上；

所述碰撞传感器的信号输出端连接所述中央处理模块的第二信号输入端，当所述智能扫地机器人发生碰撞时，所述碰撞传感器向所述中央处理模块发送碰撞信号。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第六种实施方式，所述智能扫地机器人还包括电源模块，所述电源模块位于所述壳体的内部，所述中央处理模块的信号输入输出端连接所述电源模块的信号输入输出端。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第七种实施方式，所述智能扫地机器人还包括导航模块，所述导航模块包括激光雷达和摄像头，所述激光雷达和所述摄像头位于所述壳体上，所述激光雷达的信号输出端连接所述中央处理模块的第三信号输入端，所述摄像头的信号输出端连接所述中央处理模块的第四信号输入端。

结合第一方面的第一种实施方式，作为第一方面的第八种实施方式，所述智能扫地机器人还包括无线通信模块，所述无线通信模块位于所述壳体上，所述无线通信模块的信号输出端连接所述中央处理模块的第四信号输入端。

本实用新型实施例提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，包括声音识别模块、中央处理模块、移动行进模块、灰尘清扫收集模块以及显示器，声音识别模块接收声音信息，并当识别到声音信息包括预设信息时，向中央处理模块发送控制指令；中央处理模块根据控制指令控制移动行进模块和灰尘清扫收集模块工作或者停止工作，并控制显示器显示所述智能扫地机器人当前的工作状态，通过设置声音识别模块，可以极大地简化人机交互操作的复杂度，不需要采用外部控制设备即可以进行简单的控制，降低了用户操作的学习成本，通过设置显示器，可以显著地提示用户扫地机器人的工作状态信息，方便用户根据显示的状态进行操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例提供的一种具有声音识别功能的智能扫地机器人的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例提供的一种具有声音识别功能的智能扫地机器人中的声音识别模块的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例提供的一种具有声音识别功能的智能扫地机器人中的声音识别模块的工作流程图；

图4是本实用新型另一种实施例提供的一种具有声音识别功能的智能扫地机器人的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型一种实施例提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人10，如图1所示，智能扫地机器人10包括声音识别模块101、中央处理模块102、移动行进模块103、灰尘清扫收集模块104以及显示器105；

声音识别模块101的信号输出端连接中央处理模块102的第一信号输入端，中央处理模块102的第一信号输出端连接移动行进模块103的控制端，中央处理模块102的第二信号输出端连接灰尘清扫收集模块104的控制端，中央处理模块102的第三信号输出端连接显示器105的控制端；

声音识别模块101接收声音信息，并当识别到声音信息包括预设信息时，向中央处理模块102发送控制指令；

中央处理模块102根据控制指令控制移动行进模块103和灰尘清扫收集模块104工作或者停止工作，并控制显示器105显示智能扫地机器人10当前的工作状态。

本实用新型实施例一种具有声音识别功能的智能扫地机器人10，可以通过语音进行控制，该智能扫地机器人10利用语音识别单元以及语音识别技术，高效率的解析使用者的语音命令信息，通过处理模块对控制信息进行解算与处理，分析出应该执行的相应操作，并通过大尺寸显示器105显示扫地机器人当前各种状态信息，方便使用者进行观察或者进行相应的处理。

其中，智能扫地机器人10包括壳体，中央处理模块102设置于壳体内部。

对于声音识别模块101，声音识别模块101包括麦克风1011、扩音器1012以及为控制芯片1013；

麦克风1011设置于壳体的上面，扩音器1012和控制芯片1013设置于壳体的内部；

麦克风1011的信号输出端连接扩音器1012的信号输入端，扩音器1012的信号输出端连接控制芯片1013的信号输入端，控制芯片1013的信号输出端为声音识别模块101的信号输出端；

麦克风1011采集声音信号并将声音信号发送给扩音器1012；

扩音器1012对声音信号进行放大后发送给控制芯片1013；

控制芯片1013识别到放大后的声音信号中包括预设信息时，向中央处理模块102发送控制指令。

具体的，声音识别模块101中的麦克风1011一般位于扫地机器人上部的前端，当使用者发出相应命令时，该单元可以采集该声音命令并进行解析，去除环境噪声等无用信息并进行响应的同时，将控制命令传输给中央处理模块102，使用者的声音命令一般应该以扫地机器人的命名为开头，例如当使用者说：“Robot，去卧室清扫”(假定Robot为扫地机器人的命名)，声音识别模块101会接收该声音并进行信息提取与识别，正确的识别信息后会给出响应语句：“正在去卧室清扫”，并且将该控制命令传输给中央处理单元，若未能识别该语句信息则通过扩音器1012做出询问。

需要说明的是，使用者可以自行改变扫地机器人的命名，只有在扫地机器人的声音识别单元接收到以自己命名开头的命令语句时才会响应该命令，否则忽略该条语句。使用者还可以根据自身对话习惯设置一些关键字，当命令中出现这些关键字时，则该条命令会被忽略，扫地机器人会重新接受下一条语音信息。

需要说明的是，需要说明的是，上述声音识别模块以及控制芯片可以采用现有技术中的集成电路或者逻辑电路结构，以实现对声音并进行信息提取与识别，例如采用与现有的手机中对声音识别的电路结构。

进一步的，移动行进模块103包括电机、电机驱动器、驱动轮以及万向轮；

电机和电机驱动器设置于壳体的内部，驱动轮和万向轮设置于壳体的底面；

电机驱动器的控制端为移动行进模块103的控制端，电机驱动器的信号输出端连接电机的控制端，电机的驱动端连接驱动轮。

具体的，移动行进模块103包含两个驱动轮以及一个万向轮，驱动轮与其配套直流电机以及驱动器等装置连接，驱动轮设置在扫地机器人可以底面相对中央的位置，由中央处理模块102控制电机驱动器，负责提供扫地机器人的前进，后退以及转向所需要的动力，万向轮位于扫地机器人壳体底面的前部居中的位置，可以辅助驱动轮进行转弯并且提供一定程度上的支撑。

进一步的，灰尘清扫收集模块104包括灰尘收集箱、风机、边刷以及滚毛刷；

灰尘收集箱和风机设置于壳体的内部，边刷和滚毛刷设置于壳体的底面。

具体的，边刷位于扫地机器人的底面右前方的位置，滚毛刷位于扫地机器人底面靠中间的位置并且与灰尘收集箱相连接，工作时，边刷和滚毛刷一同清扫地面，并且在风机的作用下，将清扫的灰尘与垃圾一同吸入到灰尘收集箱中暂时储存，边刷、滚毛刷以及灰尘收集箱都设计为可拆卸模式，方便使用者进行清洁。

进一步的，智能扫地机器人10还包括碰撞检测模块106，碰撞检测模块106包括保险杠和碰撞传感器，保险杠设置于壳体的侧面，碰撞传感器设置于保险杠上；

碰撞传感器的信号输出端连接中央处理模块102的第二信号输入端，当智能扫地机器人10发生碰撞时，碰撞传感器向中央处理模块102发送碰撞信号。

具体的，碰撞检测单元位于扫地机器人的前端，由包含两个碰撞开关传感器的保险杠装置构成，碰撞开关传感器分别位于扫地机器人的左前方和右前方，当扫地机器人发生碰撞时，被碰撞侧的开关将会闭合，输出一个低电平。中央处理单元根据该信号判断扫地机器人哪个方向发生了碰撞，进而采取下一步的处理。保险杠装置采用透光材质制作成，方便导航模块107透过该装置完成工作。

进一步的，智能扫地机器人10还包括导航模块107，导航模块107包括激光雷达和摄像头，激光雷达和摄像头位于壳体上，激光雷达的信号输出端连接中央处理模块102的第三信号输入端，摄像头的信号输出端连接中央处理模块102的第四信号输入端。

具体的，导航模块107位于扫地机器人内部前方，包括激光雷达以及摄像头，还可以包含陀螺仪、加速度计以及编码器等传感器。可以通过保险杠的透明材质采集扫地机器人前方的环境信息，中央处理模块102会根据得到的环境信息，结合集成在扫地机器人中的传感器信息，建立二维环境地图并且精确定位自身位置，用于扫地机器人后续的清扫、充电以及导航等工作。

需要说明的是，导航模块亦可以由其他传感器构成，如RGBD传感器(如Kinect)、二或三维激光雷达等，亦或是由其中几种传感器同时组成，摄像头可以为单目或双目摄像头。

进一步的，智能扫地机器人10还包括电源模块108，电源模块108位于壳体的内部，中央处理模块102的信号输入输出端连接电源模块108的信号输入输出端。

具体的，中央处理模块102通过与电源模块108之间的相互通信，可以控制电源模块108输出电压，并将电源模块108中电池的剩余电量显示在显示器上。

进一步的，智能扫地机器人10还包括无线通信模块109，无线通信模块109位于壳体上，无线通信模块109的信号输出端连接中央处理模块102的第四信号输入端。

具体的，中央处理模块102通过无线通信模块109与外部设备进行通信。

进一步的，智能扫地机器人10还包括用来检测扫地机器人是否离开地面的压感装置，该压感装置与中央处理模块102连接。

本实用新型实施例提供一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，包括声音识别模块、中央处理模块、移动行进模块、灰尘清扫收集模块以及显示器，通过设置声音识别模块，可以极大地简化人机交互操作的复杂度，不需要采用外部控制设备即可以进行简单的控制，降低了用户操作的学习成本，通过设置显示器，可以显著地提示用户扫地机器人的工作状态信息，方便用户根据显示的状态进行操作。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种具有声音识别功能的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人包括声音识别模块、中央处理模块、移动行进模块、灰尘清扫收集模块以及显示器；

所述声音识别模块的信号输出端连接所述中央处理模块的第一信号输入端，所述中央处理模块的第一信号输出端连接所述移动行进模块的控制端，所述中央处理模块的第二信号输出端连接所述灰尘清扫收集模块的控制端，所述中央处理模块的第三信号输出端连接所述显示器的控制端；

所述声音识别模块接收声音信息，并当识别到所述声音信息包括预设信息时，向所述中央处理模块发送控制指令；

所述中央处理模块根据所述控制指令控制所述移动行进模块和所述灰尘清扫收集模块工作或者停止工作，并控制所述显示器显示所述智能扫地机器人当前的工作状态。

2.如权利要求1所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人包括壳体，所述中央处理模块设置于所述壳体内部。

3.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述声音识别模块包括麦克风、扩音器以及控制芯片；

所述麦克风设置于所述壳体的上面，所述扩音器和所述控制芯片设置于所述壳体的内部；

所述麦克风的信号输出端连接所述扩音器的信号输入端，所述扩音器的信号输出端连接所述控制芯片的信号输入端，所述控制芯片的信号输出端为所述声音识别模块的信号输出端；

所述麦克风采集声音信号并将所述声音信号发送给所述扩音器；

所述扩音器对所述声音信号进行放大后发送给所述控制芯片；

所述控制芯片识别到放大后的声音信号中包括预设信息时，向所述中央处理模块发送控制指令。

4.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述移动行进模块包括电机、电机驱动器、驱动轮以及万向轮；

所述电机和所述电机驱动器设置于所述壳体的内部，所述驱动轮和所述万向轮设置于所述壳体的底面；

所述电机驱动器的控制端为所述移动行进模块的控制端，所述电机驱动器的信号输出端连接所述电机的控制端，所述电机的驱动端连接所述驱动轮。

5.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述灰尘清扫收集模块包括灰尘收集箱、风机、边刷以及滚毛刷；

所述灰尘收集箱和所述风机设置于所述壳体的内部，所述边刷和所述滚毛刷设置于所述壳体的底面。

6.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人还包括碰撞检测模块，所述碰撞检测模块包括保险杠和碰撞传感器，所述保险杠设置于所述壳体的侧面，所述碰撞传感器设置于所述保险杠上；

所述碰撞传感器的信号输出端连接所述中央处理模块的第二信号输入端，当所述智能扫地机器人发生碰撞时，所述碰撞传感器向所述中央处理模块发送碰撞信号。

7.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人还包括电源模块，所述电源模块位于所述壳体的内部，所述中央处理模块的信号输入输出端连接所述电源模块的信号输入输出端。

8.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人还包括导航模块，所述导航模块包括激光雷达和摄像头，所述激光雷达和所述摄像头位于所述壳体上，所述激光雷达的信号输出端连接所述中央处理模块的第三信号输入端，所述摄像头的信号输出端连接所述中央处理模块的第四信号输入端。

9.如权利要求2所述的智能扫地机器人，其特征在于，所述智能扫地机器人还包括无线通信模块，所述无线通信模块位于所述壳体上，所述无线通信模块的信号输出端连接所述中央处理模块的第四信号输入端。