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CN101947788A - 一种智能机器人 - Google Patents

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CN101947788A CN 201010217252 CN201010217252A CN101947788A CN 101947788 A CN101947788 A CN 101947788A CN 201010217252 CN201010217252 CN 201010217252 CN 201010217252 A CN201010217252 A CN 201010217252A CN 101947788 A CN101947788 A CN 101947788A
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焦利民
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Abstract

本发明涉及一种智能机器人，它包括人机接口模块、主控制器、环境监测模块、机器人定位模块、电机驱动模块、视觉模块、语音模块、数据存储模块、无线数据传输模块和电源管理模块；人机接口模块与用户进行人机信息交互，将接受数据传输至主控制器；环境监测模块将检测到的信息输入主控制器；机器人定位模块将外部信息传输给主控制器；电机驱动模块由主控制器控制，完成对电机驱动模块内驱动电机的伺服控制；视觉模块和语音模块将采集到的信号输入主控制器内，主控制器将采集到的各种信号均输入数据存储模块内，与数据存储模块内预先调用的服务数据包进行对比；主控制器控制无线数据传输模块按预先设定的定时时间与服务端进行信息交互；机器人内的各模块均由电源管理模块供电。

Description

一种智能机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，特别是关于一种在家庭环境中使用的智能机器人。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，以及机器人技术的不断进步，机器人进入家庭已经成为可能。现在从事机器人商用化的公司大多是将机器人作为教学器具，应用于教学。但是，此类机器人通常作为学校进行C语言培训、电子电路教学的辅助工具，对用户的能力要求较高，因此面向的学生大多是高中以上的在校生。目前，市场上出现了一些家用机器人，例如除草机器人、搬用机器人、清洁机器人。国内市场上销售的用于家庭的机器人产品是一种称为清洁机器人的智能吸尘器，它主要承担家居环境的清洁工作。此类机器人主要承担一些家庭生活中的繁琐，或是重复性的事情，其功能单一，智能化程度较低。除了能给用户提供特定的服务外(如扫地)，没有任何附加值，也没有升级换代的可能。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种功能较多且智能化程度较高的智能机器人。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种智能机器人，其特征在于：它包括一人机接口模块、一主控制器、一环境监测模块、一机器人定位模块、一电机驱动模块、一视觉模块、一语音模块、一数据存储模块、一无线数据传输模块和一电源管理模块；所述人机接口模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接受到的数据传输至所述主控制器；所述环境监测模块将实时检测到的信息输入所述主控制器；所述机器人定位模块将机器人外部信息传输给所述主控制器内，由所述主控制器处理后完成对机器人所处环境的识别及定位；所述电机驱动模块由所述主控制器控制，完成对所述电机驱动模块内驱动电机的伺服控制；所述视觉模块和语音模块将采集到的信号输入所述主控制器内，所述主控制器将采集到的各种信号均输入所述数据存储模块内，与所述数据存储模块内预先调用的服务数据包进行对比；所述主控制器控制所述无线数据传输模块按预先设定的定时时间通过无线网络与服务端进行信息交互；所述机器人内的各模块均由所述电源管理模块供电。
所述机器人定位模块包括一自身状态感知器和一环境感知器，所述自身状态感知器由加速度传感器、电子罗盘和悬崖传感器组成；所述环境感知器由测距传感器、防撞传感器和智能定位系统组成；所述自身状态感知器和环境感知器将感知的全部信息传输至所述主控制器后，完成对所述机器人所处环境的识别和定位。
所述人机接口模块包括主控制器、存储模块、手机模块、灯光效果模块、LED显示屏、指示灯、红外遥控模块、ZigBee/蓝牙、按键输入模块和投影仪。
所述人机接口模块与用户进行信息交互方式采用手机、遥控器、按键或通过PC机无线网卡遥控。
所述主控制器采用RISC嵌入式微处理器。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用通过语音、灯光效果或指示灯等媒介与用户进行人机信息交互，并且可以根据各类用户的现实需求在服务端定制各种不同的功能，因此，实现了适用于各类人群的功能，且智能化程度较高。2、本发明由于采用机器人定位模块，它包括自身状态感知器和环境感知器，自身状态感知器和环境感知器将感知的全部信息传输至主控制器后，完成对机器人所处环境的识别和定位。因此实现了对机器人所处的家庭环境的可靠定位。3、本发明的主控制器由于在采用RISC嵌入式微处理器，因此，进一步提高了智能化水平，可以对各种传感器采集到的信息进行实时分析处理。4、本发明由于配备了多种检测家居生活环境的传感器，因此，实现了对家居环境进行实时监测，并告知用户针对当前环境的注意事项。5、本发明由于采用了模块化设计，因此，用户可以定制最适合自己需要的用户端的软件和硬件，实用性较好。本发明可以广泛应用于各种环境中的机器人系统中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的人机接口模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一人机接口模块1、一主控制器2、一环境监测模块3、一机器人定位模块4、一电机驱动模块5、一视觉模块6、一语音模块7、一数据存储模块8、一无线数据传输模块9和一电源管理模块10。
人机接口模块1通过语音、灯光效果或指示灯等媒介与用户进行人机信息交互，人机接口模块1并将接受到的数据传输至主控制器2内；环境监测模块3将实时检测到的家居环境信息输入主控制器2内；机器人定位模块4将机器人外部信息传输给主控制器2内，由主控制器2进行处理后完成对机器人所处环境的识别及定位；电机驱动模块5由主控制器2控制，以实现对电机驱动模块5内的驱动电机的伺服控制，进而实现了机器人能在家庭环境中随意行走；视觉模块6和语音模块7将采集到的信号输入主控制器2内，主控制器2将采集到的各种信号均输入数据存储模块8内，与数据存储模块8内预先调用的服务数据包进行对比，进而实现机器人对语音和图像的识别、环境的检测以及定位功能。其中，无线数据传输模块9在主控制器2控制下，按预先设定的定时时间通过无线网络与服务端进行信息交互，当服务端内有更新的服务数据包时，无线数据传输模块9可以及时的将更新数据信息传入数据存储模块8内，以备使用。机器人内的各个模块均由电源管理模块10进行供电。
上述实施例中，主控制器2采用RISC嵌入式微处理器。
如图2所示，上述实施例中，人机接口模块1与用户进行信息交互方式可以采用手机、遥控器、按键或通过PC机无线网卡遥控。人机接口模块1包括主控制器11、存储模块12、手机模块13、灯光效果模块14、LED显示屏15、指示灯16、红外遥控接收模块17、ZigBee/蓝牙18、按键输入模块19和投影仪20。
主控制器11负责协调各部分的工作，决定各部分执行指令的先后顺序。
存储模块12中储存着各部分执行命令的信息。
手机模块13完成人机交互功能，可以实现机器人与人的远程通信和实时通信。
灯光效果模块14是辅助模块，为烘托气氛，例如：在主人唱歌的时候，机器人会根据旋律闪烁出五颜六色的灯光效果。
LED显示屏15用来显示人机交互过程中的信息。例如：教小孩子认字的时候，显示汉字，并显示该汉字的笔画、笔顺、拼音等；教小孩学英语时，显示单词、音标等；老人定制了梅兰芳的戏曲，在播放戏曲的同时，可以显示介绍梅兰芳生平的字幕、戏文等等信息；待机时显示万年历、室内温湿度、天气状况、机器人自身状况等。
指示灯16是用来指示机器人的各种工作状态。
红外遥控接收模块17是一种常规的遥控方式。通过红外遥控器，可以控制机器人完成各种规定的动作。
ZigBee/蓝牙18是通过手机蓝牙或Zigbee模块对机器人进行遥控，让其完成相应的功能。
按键输入模块19是进行人机交互的最直接方式。可以在机器人失控后紧急停止；可以通过键盘输入预先设定的指令、设定参数。
投影仪20完成辅助娱乐功能，设置投影仪20可以将客户定制的各种服务中的视频文件投影在客户需要的地方，例如墙壁。同时，还可以将摄像头拍摄下来的景物投影到客户需要的地方，方便客户随时、随地查看。
上述实施例中，机器人定位模块4包括一自身状态感知器和一环境感知器，自身状态感知器由加速度传感器、电子罗盘和悬崖传感器组成，用于确定机器人自身的状态。环境感知器由测距传感器、防撞传感器和智能定位系统组成，用于确定机器人外部的状态。自身状态感知器和环境感知器将感知的全部信息传输至主控制器2后，完成对机器人所处环境的识别和定位。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种智能机器人，其特征在于：它包括一人机接口模块、一主控制器、一环境监测模块、一机器人定位模块、一电机驱动模块、一视觉模块、一语音模块、一数据存储模块、一无线数据传输模块和一电源管理模块；
所述人机接口模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接受到的数据传输至所述主控制器；所述环境监测模块将实时检测到的信息输入所述主控制器；所述机器人定位模块将机器人外部信息传输给所述主控制器内，由所述主控制器处理后完成对机器人所处环境的识别及定位；所述电机驱动模块由所述主控制器控制，完成对所述电机驱动模块内驱动电机的伺服控制；所述视觉模块和语音模块将采集到的信号输入所述主控制器内，所述主控制器将采集到的各种信号均输入所述数据存储模块内，与所述数据存储模块内预先调用的服务数据包进行对比；所述主控制器控制所述无线数据传输模块按预先设定的定时时间通过无线网络与服务端进行信息交互；所述机器人内的各模块均由所述电源管理模块供电。
2.如权利要求1所述的一种智能机器人，其特征在于：所述机器人定位模块包括一自身状态感知器和一环境感知器，所述自身状态感知器由加速度传感器、电子罗盘和悬崖传感器组成；所述环境感知器由测距传感器、防撞传感器和智能定位系统组成；所述自身状态感知器和环境感知器将感知的全部信息传输至所述主控制器后，完成对所述机器人所处环境的识别和定位。
3.如权利要求1所述的一种智能机器人，其特征在于：所述人机接口模块包括主控制器、存储模块、手机模块、灯光效果模块、LED显示屏、指示灯、红外遥控模块、ZigBee/蓝牙、按键输入模块和投影仪。
4.如权利要求2所述的一种智能机器人，其特征在于：所述人机接口模块包括主控制器、存储模块、手机模块、灯光效果模块、LED显示屏、指示灯、红外遥控模块、ZigBee/蓝牙、按键输入模块和投影仪。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种智能机器人，其特征在于：所述人机接口模块与用户进行信息交互方式采用手机、遥控器、按键或通过PC机无线网卡遥控。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种智能机器人，其特征在于：所述主控制器采用RISC嵌入式微处理器。
7.如权利要求5所述的一种智能机器人，其特征在于：所述主控制器采用RISC嵌入式微处理器。
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