CN204576270U - 一种智能扫地机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种结构简单,操作方便的智能扫地机器人,该智能扫地机器人包括机器人本体以及根据接收到的控制信号对机器人本体进行控制的控制器,该控制器包含至少一种信号采集模块、处理模块以及无线通讯模块,无线通讯模块根据接收到的信号触发对应的信号采集模块,然后将采集到的信息发送给处理模块处理后实现对扫地机器人的智能控制,在该机器人本体上设置有轴架机构和通讯单元,该轴架机构与设置在机器人本体上的驱动装置连接,驱动装置带动轴架机构转动,控制器安装在轴架机构上,并通过通讯单元与所述机器人本体通信。利用本申请中的扫地机器人,解决了传统扫地机器人控制、操作不便且功能单一的问题。

Description

一种智能扫地机器人
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术领域,尤其设计一种智能扫地机器人。
背景技术
随着人们生活节奏的加快,扫地机器人在实际生活中扮演的角色越来越重要,但传统的扫地机器人仅能够完成简单的清扫工作以及充电动作,且对机器人的监测需要人为跟进。因此,现有扫地机器人存在功能较为单一且控制不便的问题,本申请基于上述问题,设计了一种结构简单、操作方便且可实现语音视频、图像采集、实时定位以及防跌倒的智能扫地机器人。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便的智能扫地机器人,解决传统扫地机器人控制、操作不便且功能单一的问题。
为了解决上述问题,本申请提供了一种智能扫地机器人,包括机器人本体(1)以及根据接收到的信号对机器人本体(1)进行控制的控制器(2),所述机器人本体(1)上设置有轴架机构(10)和通讯单元(11),所述轴架机构(10)一端与设置在所述机器人本体(1)上的驱动装置(12)连接,所述驱动装置(12)带动所述轴架机构(10)转动,所述控制器(2)安装在所述轴架机构(10)上;所述控制器(2)至少包含信号采集模块(20)、处理模块(21)以及无线通讯模块(22),所述控制器(2)上的通讯接口模块(23)通过所述通讯单元(11)与所述机器人本体(1)通信;所述无线通讯模块(22)根据接收到的控制信号触发至少一种相应的信号采集模块(20),所述信号采集模块(20)将采集到的信息传输给所述处理模块(21),经所述处理模块(21)处理后对所述机器人本体(1)进行控制。
作为本实施例的优选方案,处理模块(21)对信号采集模块(20)采集到的信息处理后对所述机器人本体(1)进行控制,具体控制方式包括:处理模块(21)根据处理后的采集信息直接对扫地机器人进行控制;和/或处理模块(21)将处理后的采集信息通过无线通讯模块(22)发送到对应的控制终端进而实现对扫地机器人的控制;所述信号采集模块(20)至少包含语音传感模块(201)、视频模块(202)、图像采集模块(203)以及高度检测模块(204)中的一种;所述无线通讯模块(22)包含无线通讯接收模块(221)和无线通讯发送模块(222)。
作为本实施例的优选方案,所述轴架机构(10)包含主动端(101)和被动端(102),所 述主动端(101)通过转动轴(1011)与设置在所述机器人本体(1)上的所述驱动装置(12)连接,所述被动端(102)通过一个卡合机构(1021)可活动的安装在所述机器人本体(1)上,所述卡合机构(1021)由卡合槽与卡合帽构成,所述卡合槽两侧设置有与所述卡合帽两侧的卡齿相互齿合的卡孔。
作为本实施例的优选方案,所述机器人本体(1)上设置有凹槽(13),所述凹槽(13)用于固定所述轴架机构(10)以及驱动所述轴架机构(10)转动的所述驱动装置(12);所述轴架机构(10)上设置有安放槽(103),所述控制器(2)安装在所述安放槽(103)内。
作为本实施例的优选方案,所述机器人本体(1)上设置有凹槽(13),所述凹槽(13)用于固定所述轴架机构(10)以及驱动所述轴架机构(10)转动的所述驱动装置(12);所述轴架机构(10)上设置有安放槽(103),所述控制器(2)安装在所述安放槽(103)内。
作为本实施例的优选方案,所述控制器(2)还包括扩音器(14)和/或显示屏(15)。
作为本实施例的优选方案,所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)包括有线通讯单元和/或无线通讯单元,所述有线通讯单元至少包括USB接口、RG45接口、RS232接口或RS485接口;所述无线通讯单元至少包括蓝牙、WIFI等无线收发模块;当所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)为有线通讯单元时,所述控制器(2)上设置有与其对应的通讯接口模块(23);在本申请中,所述无线通讯模块(22)包括3G、4G通讯模块中的至少一种。
作为本实施例的优选方案,所述控制器(2)为现有市售移动通信终端,该移动通信终端包括手机,平板电脑等。
有益效果: 
本申请提供了一种结构简单,操作方便的智能扫地机器人,该智能扫地机器人包括机器人本体以及根据接收到的控制信号对机器人本体进行控制的控制器,该控制器包含至少一种信号采集模块、处理模块以及无线通讯模块,无线通讯模块根据接收到的信号触发对应的信号采集模块,然后将采集到的信息发送给处理模块处理后实现对扫地机器人的智能控制,同时,在该机器人本体的顶部设置有轴架机构,内部设置有通讯单元,该轴架机构与设置在机器人本体上的驱动装置连接,驱动装置带动轴架机构转动,控制器安装在轴架机构上,并通过通讯单元与所述机器人本体通信。因此,利用本申请中的扫地机器人,不仅可以解决现有扫地机器人功能单一的问题,同时也解决了现有扫地机器人控制及操作不便的问题。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例中提供的一种智能扫地机器人结构示意图;
图2是本实用新型第一实施例中提供的轴架机构剖面结构示意图;
图3是本实用新型第一实施例中提供的控制器与机器人本体之间通过有线方式通信的模块结构示意图;
图4是本实用新型第一实施例提供的当通讯单元为有线通讯时控制器内部部分电路连接图;
图5是本实用新型第二实施例中提供的轴架机构主动端与被动端的连接结构示意图;
图6是本实用新型第三实施例中提供的另一种智能扫地机器人结构示意图;
图7是本实用新型第四实施例中提供的另一种控制器模块结构示意图;
图8是本实用新型第五实施例中提供的智能扫地机器人控制电路结构示意图。
附图标记: 
机器人本体1,轴架机构10,主动端101,转动轴1011,被动端102,卡合机构1021,安放槽103,通讯单元11,驱动装置12,凹槽13,扩音器14,显示屏15,开关16,控制器2,信号采集模块20,语音传感模块201,视频模块202,图像采集模块203,高度检测模块204,处理模块21,无线通讯模块22,无线通讯接收模块221,无线通讯发送模块222,通讯接口模块23。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例1:参见图1,是本实施例中提供的一中智能扫地机器人,该智能扫地机器人包括机器人本体1和用于对机器人本体1进行控制的控制器2,本实施例中优选在机器人本体1上设置有用于安装控制器2的轴架机构10(参见图2)以及与控制器2进行数据传输的通讯单元11(参见图1),控制器2在轴架机构10上的安装方式可以通过绑带绑定、也可以通过固定架固定,还可以通过在轴架机构10上设置固定槽进行固定等,在本实施例中优选轴架机构10上设置有安放槽103,该安放槽103用于安装所述控制器2,该安放槽103可以更好的对控制器2进行固定,防止控制器2在使用过程中跌落。在本实施例中,该轴架机构10的一端与一驱动装置12连接,该驱动装置通过三针或五针插座与所述机器人本体1电连接,为了使得控制器2更稳定且更准确的进行数据获取以及处理,优选该驱动装置12包括一驱动电机和减速器,驱动装置12驱动轴架机构10平稳运转进而带动控制器2的匀速转动,利用本实施例中的扫地机器人,不仅实现了扫地机器人的智能化控制,同时也增加了机器人使用功能。在本实施例中,控制器2至少包含信号采集模块20、处理模块21以及无线通讯模块22,控 制器2与机器人本体1之间通过通讯单元11连接,在本实施例中,该通讯单元11包括有线通讯单元和/或无线通讯单元,所述有线通讯单元至少包括USB接口、RG45接口、RS232接口或RS485接口;所述无线通讯单元至少包括蓝牙、WIFI等无线收发模块;当机器人本体1上设置的通讯单元11为有线通讯单元时,所述控制器2上设置有与其对应的通讯接口模块23,所述控制器2与所述机器人本体1之间通过串行方式进行通信;参见图3,是本实施例中提供的控制器与机器人本体之间通过有线方式通信的模块结构示意图,无线通讯模块22包括无线通讯接收模块221和无线通讯发送模块222,所述无线通讯模块22包括3G、4G通讯方式中的至少一种,无线通讯接收模块221根据接收到的信号触发至少一种对应的信号采集模块20,在本实施例中优选无线通讯模块22接收到的信号来自于用户的控制终端,例如手机,电脑等,该信号采集模块20将采集到的信号发送给处理模块21处理后,通过无线通讯发送模块222将处理后的信息发送到对应的控制终端进而实现对扫地机器人的监控,和/或处理模块21根据处理后的采集信息直接对扫地机器人进行智能控制(例如,驱动左右轮子前进,后退或左右转动),参见图4,是本实施例提供的当通讯单元为有线通讯时控制器内部部分电路连接图,在本实施例中,处理器优选AT89c系列的51单片机,控制器中的通讯接口模块23(优选为USB接口)与单片机上的P3.0/RXD和P3.0/TXD引脚连接,保证了数据的快速有效的输出与输入,在使用时,通过该通讯接口模块23与机器人本体1上的通讯单元11连接(智能机器人内部的电路结构参见图8),各信号采集模块20将采集到的信号通过时钟芯片PCF8575C处理后,再将其发送给AT89c51单片机进行进一步处理,因此,使得采集以及处理后的数据精确度更高,同时,也使得信息的采集更加周期化和准确化。
作为本实施例优选方案,信号采集模块20至少包含语音传感模块201、视频模块202、图像采集模块203以及高度检测模块204中的一种。 
在本实施例中,利用语音传感模块201实现对扫地机器人的智能语音控制,优选该语音传感模块201为TTS语音合成模块,该TTS语音合成模块为科大讯飞的XF—S4240嵌入式中文语音合成模块。该模块支持GB2312、GBK、BIG5及UNICODE四种内码格式的中文文本,同时提供英文字母的合成,支持男/女声发音,并可灵活地调节语速、语调及音量,同时,该语音合成模块XF—S4240支持异步串口(UART)、SPI和I2C通讯方式,允许发送数据的最大长度为1K字节。该语音模块借助SPI接口与单片机连接,由硬件RDY引脚指示模块的工作状态,与单片机的INT1引脚相连。当该引脚处于低电平时,表明板卡处于空闲状态,可接收进一步的命令。音频功放电路则采用LM368音频放大器,输出端可直接驱动扬声器。利用本实施例中的语音传感模块201,能够更精准且更快速的识别接收到的语音信号,进而执行相应的操作。
在本实施例中,利用视频模块202实现远程视频功能,也即实现如手机摄像头的功能,本实施例中优选该视频模块202为wifi视频无线模块,该模块尺寸小巧,同时,具有较高的分辨率:VGA(640*480)/QVGA(320*240)。利用该wifi视频无线模块不仅可以实现远程视频的功能,同时还可以实现对扫地机器人远程工作状态的监视,例如,其是否处于工作状态,工作质量是否满意等。
在本实施例中,利用图像采集模块203代替GPS定位模块实现对扫地机器人位置图像的传输,利用传输的图像方便用户远程了解或监视扫地机器人的工作状态以及所处位置,在使用时,用户通过移动终端(手机)与智能扫地机器人无线连接,通过对扫地机器人周围环境图像的采集,实现对扫地机器人的监视。
在本实施例中,高度检测模块204用于防止扫地机器人在工作时由于位置变化而导致跌倒的现象,在本实施例中优选该高度检测模块204为红外传感器,通过红外传感器采集的高度或距离等数据信息,判断扫地机器人所处位置是否正常,如果异常,则发出扫地机器人退回的指令,避免了扫地机器人因无法判断当前路况,而导致摔损的问题。
利用本实施例中的智能扫地机器人,避免了传统扫地机器人功能单一的问题,实现了一机多用途的功能,使得扫地机的功能更加全面,用户的满意度更高。
需要说明的是,本实施例中所列举的语音传感模块201、视频模块202、图像采集模块203以及高度检测模块204为本实施例中优选的几种类型,因此,不作为对本申请方案的限制,只要在本实施例的启示下,合理且可行的模块类型型号都属于本申请保护范围。
实施例2:与实施例1相比,本实施例中的轴架机构10包含主动端101和被动端102(参见图5),所述主动端101通过转动轴1011与设置在所述机器人本体1上的驱动装置12连接,所述被动端102通过一个卡合机构1021可活动的安装在所述机器人本体1上,该卡合机构1021由卡合槽(优选该卡合槽为设置在机器人本体上的凹槽)与卡合帽构成,卡合槽两侧设置有与卡合帽两侧的卡齿相互齿合的卡孔,轴架机构10的被动端102可活动的镶嵌在所述卡合机构1021内。在使用时,驱动装置12驱动主动端101进行转动的同时,带动被动端102也开始同步转动,由于控制器2安装在所述轴架机构10上,因此,控制器2随着轴架机构10开始转动,图像采集模块203,视频模块202以及高度检测模块204实时检测扫地机的当前状态,用户可以通过远程移动终端接收采集到的信息,更好的对扫地机进行控制以及监测。
实施例3:与实施例1相比,本实施例在机器人本体1上设置有凹槽13(参见图6),所述凹槽13用于固定所述轴架机构10以及所述驱动装置12,利用该凹槽13方便对轴架机构10进行固定,同时,也增加了智能扫地机器人的美观度。
实施例4:与实施例1相比,控制器2还包括扩音器14和/或显示屏15(参见图7),在 本实施例中,优选该显示屏15为触摸屏,利用该触摸屏显示器可以方便的对控制器2进行操作。
实施例5:参见图8,是本实施例中提供的智能扫地机器人控制电路结构示意图,在该示意图中,优选控制器2与机器人本体1之间通过USB接口进行有线通信,具体的:将控制器2通过USB接口与扫地机器人本体1上的通讯接口(USB接口)连接,根据触发信号使得信号采集模块20进入工作状态,将采集到的信息通过时钟芯片PCF8575C处理后,传输到优选AT89C52单片机进行处理,然后利用处理后的信息对扫地机器人进行控制,具体的控制包括启动云台电机对轴架机构10进行驱动,以及驱动扫地机器人左右轮子的电机进行转动,左右轮子的具体驱动方向根据处理后的信息进行操作;同时,AT89C52单片机将获取的信息处理后发送到对应的控制终端进而实现对扫地机器人的监控。在本实施例中,优选云台电机的转动也可以是在触发信号采集模块20工作之前,也即只要打开扫地机器人的开关键16就同步启动云台电机。为了减少扫地机器人本体的电量的消耗,在本实施例中,优选根据处理后的信息启动云台电机。
实施例6:本实施例与实施例1-5相比,其区别在于,所述的控制器2为现有市售的移动通讯终端,例如,手机,Ipad等。
以上内容是结合具体的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,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能扫地机器人,其特征在于,包括机器人本体(1)以及根据接收到的信号对机器人本体(1)进行控制的控制器(2),所述机器人本体(1)上设置有轴架机构(10)和通讯单元(11),所述轴架机构(10)一端与设置在所述机器人本体(1)上的驱动装置(12)连接,所述驱动装置(12)带动所述轴架机构(10)转动,所述控制器(2)安装在所述轴架机构(10)上;所述控制器(2)至少包含信号采集模块(20)、处理模块(21)以及无线通讯模块(22),所述控制器(2)通过所述通讯单元(11)与所述机器人本体(1)通信;所述无线通讯模块(22)根据接收到的控制信号触发至少一种相应的信号采集模块(20),所述信号采集模块(20)将采集到的信息传输给所述处理模块(21),经所述处理模块(21)处理后对所述机器人本体(1)进行控制。
2.如权利要求1所述的智能扫地机器人,其特征在于,处理模块(21)对信号采集模块(20)采集到的信息处理后对所述机器人本体(1)进行控制,具体控制方式包括:处理模块(21)根据处理后的采集信息直接对扫地机器人进行控制;和/或处理模块(21)将处理后的采集信息通过无线通讯模块(22)发送到对应的控制终端进而实现对扫地机器人的控制;所述信号采集模块(20)至少包含语音传感模块(201)、视频模块(202)、图像采集模块(203)以及高度检测模块(204)中的一种;所述无线通讯模块(22)包含无线通讯接收模块(221)和无线通讯发送模块(222)。
3.如权利要求1或2所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述轴架机构(10)包含主动端(101)和被动端(102),所述主动端(101)通过转动轴(1011)与设置在所述机器人本体(1)上的所述驱动装置(12)连接,所述被动端(102)通过一个卡合机构(1021)可活动的安装在所述机器人本体(1)上,所述卡合机构(1021)由卡合槽与卡合帽构成,所述卡合槽两侧设置有与所述卡合帽两侧的卡齿相互齿合的卡孔。
4.如权利要求1或2所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述机器人本体(1)上设置有凹槽(13),所述凹槽(13)用于固定所述轴架机构(10)以及驱动所述轴架机构(10)转动的所述驱动装置(12);所述轴架机构(10)上设置有安放槽(103),所述控制器(2)安装在所述安放槽(103)内。
5.如权利要求3所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述机器人本体(1)上设置有凹槽(13),所述凹槽(13)用于固定所述轴架机构(10)以及驱动所述轴架机构(10)转动的所述驱动装置(12);所述轴架机构(10)上设置有安放槽(103),所述控制器(2)安装在所述安放槽(103)内。
6.如权利要求1或2所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述控制器(2)还包括扩音器(14)和/或显示屏(15)。
7.如权利要求3所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述控制器(2)还包括扩音器(14)和/或显示屏(15)。
8.如权利要求1或2所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)包括有线通讯单元和/或无线通讯单元,所述有线通讯单元至少包括USB接口、RG45接口、RS232接口或RS485接口;所述无线通讯单元至少包括蓝牙模块或WIFI模块;当所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)为有线通讯单元时,所述控制器(2)上设置有与其对应的通讯接口模块(23)。
9.如权利要求3所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)包括有线通讯单元和/或无线通讯单元,所述有线通讯单元至少包括USB接口、RG45接口、RS232接口或RS485接口;所述无线通讯单元至少包括蓝牙模块或WIFI模块;当所述机器人本体(1)上设置的所述通讯单元(11)为有线通讯单元时,所述控制器(2)上设置有与其对应的通讯接口模块(23)。
10.如权利要求1或2所述的智能扫地机器人,其特征在于,所述控制器(2)为现有市售移动通信终端。
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