CN208092915U - 一种智能居家控制机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能居家控制机器人，包括机器人外壳和电路板，所述电路板上设有主控模块、传感器模块、报警模块、电机驱动模块和用于为电路板供电的电源模块，所述主控模块分别与传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接。本实用新型通过传感器模块对屋内进行安全检测，并根据检测到的信息向用户发送报警信息，从而保证居家安全和提高人们生活质量，可广泛应用于机器人领域。

Description

一种智能居家控制机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种智能居家管理机器人。

背景技术

随着社会不断发展，人们生活质量不断地提高，和国家近几年积极倡导大家绿色出行和绿色生活，安全居家和智能居家越来越受到大家的重视。目前，市场上出现各种各样的机器人，比如吸尘机器人和机器人垃圾桶，这些机器人虽然可以帮助用户做家务，但是不能对居家进行安全检测，比如检测房屋里的煤气浓度和PM2.5浓度，因而不能保证居家安全，满足不了人们对智能居家和安全居家的要求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种智能居家控制机器人。

本实用新型所采用的技术方案是：一种智能居家控制机器人，包括机器人外壳和电路板，所述电路板上设有主控模块、传感器模块、报警模块、电机驱动模块和用于为电路板供电的电源模块，所述主控模块分别与传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接。

进一步，所述电路板上还设有人脸识别模块，所述人脸识别模块与主控模块连接。

进一步，所述电路板上还设有语音识别模块，所述语音识别模块与主控模块连接。

进一步，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与主控模块连接，所述主控模块通过无线通讯模块连接至上位机。

进一步，所述传感器模块包括环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器，所述主控模块分别与环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器连接。

进一步，所述电源模块包括电源接头、变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一有极性电容、第一无极性电容、第一稳压芯片、第二有极性电容、第二无极性电容、第二稳压芯片、第三有极性电容和第三无极性电容；

所述电源接头的第一引脚与变压器的第一输入端连接，所述电源接头的第二引脚与变压器的第二输入端连接，所述变压器的第一输出端分别与第一二极管的负极、第三二极管的负极、第一有极性电容的正极、第一无极性电容的一端和第一稳压芯片的第一引脚连接，所述第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与第四二极管的负极连接，所述变压器的第二输出端、第二二极管的正极、第四二极管的正极、第一有极性电容的负极、第一无极性电容的另一端和第一稳压芯片的第二引脚均接地，所述第一稳压芯片的第三引脚分别与第二有极性电容的正极、第二无极性电容的一端和第二稳压芯片的第一引脚连接，所述第二稳压芯片的第三引脚分别与第三有极性电容的正极和第三无极性电容的一端连接，所述第二有极性电容的负极、第二无极性电容的另一端、第二稳压芯片的第二引脚、第三有极性电容的负极和第三无极性电容的另一端均接地。

进一步，所述电机驱动模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一NPN型双极性晶体管、第二NPN型双极性晶体管、第三NPN型双极性晶体管、第四NPN型双极性晶体管、第一PNP型双极性晶体管、第二PNP型双极性晶体管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和电机；

所述第一电阻的一端与主控模块连接，所述第一电阻的另一端与第一NPN型双极性晶体管的基极连接，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极通过第二电阻连接至电源模块，所述第四电阻的一端与主控模块连接，所述第四电阻的另一端与第二NPN型双极性晶体管的基极连接，所述第二NPN型双极性晶体管的集电极通过第三电阻连接至电源模块，所述第一NPN型双极性晶体管的发射极和第二NPN型双极性晶体管的发射极均接地，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极分别与第三NPN型双极性晶体管的基极和第一PNP型双极性晶体管的基极连接，所述第三NPN型双极性晶体管的集电极连接至电源模块，所述第三NPN型双极性晶体管的发射极分别与第五二极管的正极、第六二极管的负极、第一PNP型双极性晶体管的发射极和电机的第一输入端连接，所述第二NPN型双极性晶体管的集电极分别与第四NPN型双极性晶体管的基极和第二PNP型双极性晶体管的基极连接，所述第四NPN型双极性晶体管的集电极连接至电源模块，所述第四NPN型双极性晶体管的发射极分别与第七二极管的正极、第八二极管的负极、第二PNP型双极性晶体管的发射极和电机的第二输入端连接，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极、第二NPN型双极性晶体管的集电极、第六二极管的正极和第八二极管的正极均接地，所述第五二极管的负极和第七二极管的负极均连接至电源模块。

进一步，所述报警模块包括语音播放单元和/或LED灯单元，所述语音播放单元与主控模块连接，所述LED灯单元与主控模块连接。

进一步，所述主控模块采用STM32主控芯片。

本实用新型的有益效果是：一种智能居家控制机器人，包括机器人外壳和电路板，所述电路板上设有主控模块、传感器模块、报警模块、电机驱动模块和用于为电路板供电的电源模块，所述主控模块分别与传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接。通过传感器模块对屋内进行安全检测，并根据检测到的信息向用户发送报警信息或提醒信息，从而保证居家安全和提高人们生活质量。

附图说明

图1是本实用新型一种智能居家控制机器人的结构框图；

图2是电源模块的模拟电路图；

图3是电机驱动模块的模拟电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能居家控制机器人，包括机器人外壳和电路板，所述电路板上设有主控模块、传感器模块、报警模块、电机驱动模块和用于为电路板供电的电源模块，所述主控模块分别与传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接。

上述机器人的工作原理为：所述传感器模块用于感应屋内的光线亮度和空气质量情况；所述电源模块分别与主控模块、传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接，用于给主控模块、传感器模块、报警模块和电机驱动模块供电；所述电机驱动模块用于根据主控模块发送的信息驱动机器人运动，进行巡回检查；所述报警模块用于在接收到主控模块的报警信息后进行报警；所述主控模块用于接收传感器模块的感应信息，并根据感应信息控制报警模块和电机驱动模块。

当屋内的光线过亮或不足时，机器人对用户进行提醒，当传感器模块感应到空气质量不达标时，发信息给主控模块，主控模块再发报警信息给报警模块，报警模块根据报警信息进行报警，从而保证居家安全和提高人们生活质量。

进一步作为优选的实施方式，所述传感器模块包括环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器，所述主控模块分别与环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器连接。

所述环境光检测传感器用于检测室内的亮度信息，并将检测到的亮度信息发送至主控模块，主控模块根据亮度信息提醒用户开灯或者关灯。在本实施例中，环境光检测传感器上设有光敏电阻，光敏电阻的阻值能够随着外界环境的光感度的大小而改变，当光线变弱时，光敏电阻的阻值变大，反之，电阻的阻值变小。所述烟雾传感器用于检测屋内的烟雾的浓度，并在检测到烟雾浓度超标时，发信息给主控模块，主控模块接到信息后，控制报警模块发出报警信息，同时将报警信息发送至上位机。所述PM2.5检测传感器用于检测屋内的PM2.5浓度，当检测到PM2.5浓度超标时，发送信息给主控模块，主控模块接到信息后，控制报警模块发出报警信息，同时将报警信息发送至上位机。所述煤气检测传感器用于检测屋内的空气中煤气或天然气的含量浓度，当煤气检测传感器检测到煤气或天然气的浓度超标时，发送信息给主控模块，主控模块接到信息后，控制报警模块发出报警信息，同时将报警信息发送至上位机。

进一步作为优选的实施方式，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与主控模块连接，所述主控模块通过无线通讯模块连接至上位机。

所述无线通讯模块用于将主控模块与上位机进行连接，无线通讯模块可通过多种模式实现比如WIFI芯片或蓝牙芯片，在本实施例中无线通讯模块采用WIFI芯片，主控模块通过WIFI芯片与上位机连接，上位机包括电脑和手机等智能终端，在本实施例中上位机为手机，用户可以通过手机远程控制机器人，同时主控模块将检测到的信息发送至用户的手机。方便用户控制机器人，同时用户能及时了解家里的信息，提高了居家安全性。

进一步作为优选的实施方式，所述电路板上还设有人脸识别模块，所述人脸识别模块与主控模块连接。

人脸识别模块用于识别人脸，当识别到用户的人脸，机器人的报警模块直接向用户发出报警信息或提醒信息，否则，将报警信息和提醒信息发送至上位机。另外，人脸识别模块上设有摄像头，可以用于记录家里的一些日常生活细节，增加机器人的功能，从而使机器人更加智能。

当环境光检测传感器检测到室内的光线太亮，报警模块提醒用户关闭一些电灯，提醒的方式有很多种，在本实施例中，报警模块通过语音方式提醒用户关灯。

进一步作为优选的实施方式，所述电路板上还设有语音识别模块，所述语音识别模块与主控模块连接。

语音识别模块用于采集和识别用户的语音信息，并将识别到的信息发送至主控模块。所述语音识别模块上设置有麦克风，所述麦克风用于采集语音信息。用户可以通过语音控制机器人，当用户需要开启或关闭机器人时，用户可以向机器人输入预设的语音指令，机器人的麦克风采集到语音指令信息后，进行识别，并将识别信息发送给主控模块，从而控制机器人开启或关闭。用户不仅可以通过语音指令控制机器人开启或关闭，还可控制机器人进行充电或关闭报警模块等功能。语音识别模块使机器人更加的智能，从而更加方便用户使用，满足用户对机器人高智能化的要求。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述电源模块包括电源接头J1、变压器T1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一有极性电容C1、第一无极性电容C2、第一稳压芯片U1、第二有极性电容C3、第二无极性电容C4、第二稳压芯片U2、第三有极性电容C5和第三无极性电容C6；

所述电源接头J1的第一引脚与变压器T1的第一输入端连接，所述电源接头J1的第二引脚与变压器T1的第二输入端连接，所述变压器T1的第一输出端分别与第一二极管D1的负极、第三二极管D3的负极、第一有极性电容C1的正极、第一无极性电容C2的一端和第一稳压芯片U1的第一引脚连接，所述第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，所述第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接，所述变压器T1的第二输出端、第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极、第一有极性电容C1的负极、第一无极性电容C2的另一端和第一稳压芯片U1的第二引脚均接地，所述第一稳压芯片U1的第三引脚分别与第二有极性电容C3的正极、第二无极性电容C4的一端和第二稳压芯片U2的第一引脚连接，所述第二稳压芯片U2的第三引脚分别与第三有极性电容C5的正极和第三无极性电容C6的一端连接，所述第二有极性电容C3的负极、第二无极性电容C4的另一端、第二稳压芯片U2的第二引脚、第三有极性电容C5的负极和第三无极性电容C6的另一端均接地。

电源接头J1进入220V市电，经过变压器T1后电压转变至15V，第一稳压芯片U1的第一引脚连接15V电压，在第一稳压芯片U1的第三引脚输出稳定的5V电压，该5V电压为主控模块、无线通讯模块、人脸识别模块、电机驱动模块和PM2.5检测传感器供电，第二稳压芯片U2的第一引脚连接5V电压，在第二稳压芯片U2的第三引脚输出稳定的3.3V电压，该3.3V电压为环境光检测传感器、烟雾传感器、煤气检测传感器和语音识别模块连接。在本实施例中第一稳压芯片U1采用7805稳压芯片，第二稳压芯片U2采用1117稳压芯片，通过该电源模块，能够给各模块提供稳定的电压，从而提高各模块的工作性能。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述电机M1驱动模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一NPN型双极性晶体管Q1、第二NPN型双极性晶体管Q2、第三NPN型双极性晶体管Q3、第四NPN型双极性晶体管Q5、第一PNP型双极性晶体管Q4、第二PNP型双极性晶体管Q6、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8和电机M1；

所述第一电阻R1的一端与主控模块连接，所述第一电阻R1的另一端与第一NPN型双极性晶体管Q1的基极连接，所述第一NPN型双极性晶体管Q1的集电极通过第二电阻R2连接至电源模块，所述第四电阻R4的一端与主控模块连接，所述第四电阻R4的另一端与第二NPN型双极性晶体管Q2的基极连接，所述第二NPN型双极性晶体管Q2的集电极通过第三电阻R3连接至电源模块，所述第一NPN型双极性晶体管Q1的发射极和第二NPN型双极性晶体管Q2的发射极均接地，所述第一NPN型双极性晶体管Q1的集电极分别与第三NPN型双极性晶体管Q3的基极和第一PNP型双极性晶体管Q4的基极连接，所述第三NPN型双极性晶体管Q3的集电极连接至电源模块，所述第三NPN型双极性晶体管Q3的发射极分别与第五二极管D5的正极、第六二极管D6的负极、第一PNP型双极性晶体管Q4的发射极和电机M1的第一输入端连接，所述第二NPN型双极性晶体管Q2的集电极分别与第四NPN型双极性晶体管Q5的基极和第二PNP型双极性晶体管Q6的基极连接，所述第四NPN型双极性晶体管Q5的集电极连接至电源模块，所述第四NPN型双极性晶体管Q5的发射极分别与第七二极管D7的正极、第八二极管D8的负极、第二PNP型双极性晶体管Q6的发射极和电机M1的第二输入端连接，所述第一NPN型双极性晶体管Q1的集电极、第二NPN型双极性晶体管Q2的集电极、第六二极管D6的正极和第八二极管D8的正极均接地，所述第五二极管D5的负极和第七二极管D7的负极均连接至电源模块。

主控模块通过脉冲调制(PWM)波来控制电机M1驱动模块的工作状态，主控模块通过控制对电机M1驱动模块输出电压的有效值的大小和极性信息，从而控制机器人的移动，当机器人的传感器模块检测到屋内的危险气体浓度超标时，机器人根据检测到的信息控制机器人寻找气体浓度最大的地方，从而找出超标气体的源头，对源头进行拍摄，同时传输报警信息和拍摄的信息至上位机。

进一步作为优选的实施方式，所述报警模块包括语音播放单元和/或LED灯单元，所述语音播放单元与主控模块连接，所述LED灯单元与主控模块连接。

在本实施例中，所述报警模块包括语音播放单元和LED灯单元，当主控模块控制报警模块进行报警时，语音播放单元播放报警信息，同时LED灯单元发出LED灯闪亮报警信息。

进一步作为优选的实施方式，所述主控模块采用STM32主控芯片。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种智能居家控制机器人，其特征在于，包括机器人外壳和电路板，所述电路板上设有主控模块、传感器模块、报警模块、电机驱动模块和用于为电路板供电的电源模块，所述主控模块分别与传感器模块、报警模块和电机驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述传感器模块包括环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器，所述主控模块分别与环境光检测传感器、烟雾传感器、PM2.5检测传感器和煤气检测传感器连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述电路板上还设有无线通讯模块，所述无线通讯模块与主控模块连接，所述主控模块通过无线通讯模块连接至上位机。

4.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述电路板上还设有人脸识别模块，所述人脸识别模块与主控模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述电路板上还设有语音识别模块，所述语音识别模块与主控模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述电源模块包括电源接头、变压器、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一有极性电容、第一无极性电容、第一稳压芯片、第二有极性电容、第二无极性电容、第二稳压芯片、第三有极性电容和第三无极性电容；

所述电源接头的第一引脚与变压器的第一输入端连接，所述电源接头的第二引脚与变压器的第二输入端连接，所述变压器的第一输出端分别与第一二极管的负极、第三二极管的负极、第一有极性电容的正极、第一无极性电容的一端和第一稳压芯片的第一引脚连接，所述第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与第四二极管的负极连接，所述变压器的第二输出端、第二二极管的正极、第四二极管的正极、第一有极性电容的负极、第一无极性电容的另一端和第一稳压芯片的第二引脚均接地，所述第一稳压芯片的第三引脚分别与第二有极性电容的正极、第二无极性电容的一端和第二稳压芯片的第一引脚连接，所述第二稳压芯片的第三引脚分别与第三有极性电容的正极和第三无极性电容的一端连接，所述第二有极性电容的负极、第二无极性电容的另一端、第二稳压芯片的第二引脚、第三有极性电容的负极和第三无极性电容的另一端均接地。

7.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述电机驱动模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一NPN型双极性晶体管、第二NPN型双极性晶体管、第三NPN型双极性晶体管、第四NPN型双极性晶体管、第一PNP型双极性晶体管、第二PNP型双极性晶体管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管和电机；

所述第一电阻的一端与主控模块连接，所述第一电阻的另一端与第一NPN型双极性晶体管的基极连接，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极通过第二电阻连接至电源模块，所述第四电阻的一端与主控模块连接，所述第四电阻的另一端与第二NPN型双极性晶体管的基极连接，所述第二NPN型双极性晶体管的集电极通过第三电阻连接至电源模块，所述第一NPN型双极性晶体管的发射极和第二NPN型双极性晶体管的发射极均接地，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极分别与第三NPN型双极性晶体管的基极和第一PNP型双极性晶体管的基极连接，所述第三NPN型双极性晶体管的集电极连接至电源模块，所述第三NPN型双极性晶体管的发射极分别与第五二极管的正极、第六二极管的负极、第一PNP型双极性晶体管的发射极和电机的第一输入端连接，所述第二NPN型双极性晶体管的集电极分别与第四NPN型双极性晶体管的基极和第二PNP型双极性晶体管的基极连接，所述第四NPN型双极性晶体管的集电极连接至电源模块，所述第四NPN型双极性晶体管的发射极分别与第七二极管的正极、第八二极管的负极、第二PNP型双极性晶体管的发射极和电机的第二输入端连接，所述第一NPN型双极性晶体管的集电极、第二NPN型双极性晶体管的集电极、第六二极管的正极和第八二极管的正极均接地，所述第五二极管的负极和第七二极管的负极均连接至电源模块。

8.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述报警模块包括语音播放单元和/或LED灯单元，所述语音播放单元与主控模块连接，所述LED灯单元与主控模块连接。

9.根据权利要求1所述的一种智能居家控制机器人，其特征在于，所述主控模块采用STM32主控芯片。