一种智能环保机器人的制作方法

本发明涉及一种智能环保机器人，可应用于公共场所、旅游景点、企事业单位，可实现垃圾智能分类，自动收取垃圾。

背景技术

环境保护涉及到人类生存与发展的重大问题，目前在公共场所，仅采用一些简易且无法自动分类的垃圾桶。

已知技术缺失：

1、无法自动分类；

2、无法对垃圾进行识别；

3、无法自动收取。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能环保机器人，该智能环保机器人具有多种语音识别系统，同时可扩展增加行走、拾取以及垃圾智能识别系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能环保机器人，包括主控制板及与该主控制板连接的用于实现人体感应及信息显示的机器人头部控制单元、垃圾回收单元、智能语音识别单元、扬声单元；所述垃圾回收单元包括与主控制板连接的传动缓存模块，以及与该传动缓存模块连接的n个垃圾回收仓；所述智能语音识别单元包括与主控制板连接的智能语音识别模块，以及与该智能语音识别模块链接的mic麦克风阵列。

在本发明一实施例中，所述机器人头部控制单元包括与主控制板连接的人体感应模块、显示模块。

在本发明一实施例中，该机器人能够实现智能语音互动的垃圾分类功能，具体实现如下：

（1）机器人头部控制单元感应有人靠近，直接唤醒整个机器人，并通过扬声单元发送语音信息询问用户需投放的垃圾类型，同时通过显示模块显示语音信息；

（2）若智能语音识别单元识别用户投放的垃圾类型信号，则通过主控制板打开垃圾回收单元对应的垃圾类型的垃圾回收仓，以便用户投放垃圾；

（3）用户投放垃圾后，机器人头部控制单元感应人手离开与否，若是，则延时预定时间，关闭垃圾回收仓；若否，继续等待，直至人手离开；

（4）当用户投放垃圾离开后，机器人头部控制单元感应人体离开，通过扬声单元发送语音信息感谢用户，同时通过显示模块显示语音信息。

在本发明一实施例中，还包括与所述主控制板连接的机器人行走控制单元、机械手控制单元、gps；所述机器人行走控制单元包括与主控制板连接的机器人行走控制板，以及与该机器人行走控制板连接的减速装置、速度传感器、第一左右轮电机；所述机械手控制单元包括与主控制板连接的机械手控制板，以及与该机械手控制板连接的重力传感模块、第二左右轮电机；所述机器人头部控制单元包括与主控制板连接的机器人头部控制板，以及与该机器人头部控制板连接的显示模块、头部电机、摄像头模块、障碍物识别模块、人体感应模块。

在本发明一实施例中，该机器人能够实现自动收取垃圾的功能，具体实现如下：

（1）机器人启动，通过机器人行走控制单元控制机器人进行巡航，同时，通过扬声单元发送语音信息询问用户是否需要进行垃圾投放，并通过显示模块显示语音信息；

（2）若智能语音识别单元识别到有用户呼叫该机器人预设名称，则机器人停止等待，并进入接收垃圾处理流程；若否，则机器人行走控制单元控制机器人继续巡航，执行步骤（3）；

（3）通过机器人头部控制单元的摄像头模块拍摄地面，而后将拍摄图像传输给主控制板，由主控制板判断是否有垃圾；若有，则启动垃圾回收流程；若无，则执行步骤（4）；

（4）判断机器人电池电量是否充足，若充足，则继续巡航；若不充足，则返回充电。

在本发明一实施例中，所述步骤（1）中，机器人进行巡航的实现过程如下：

（1.1）机器人启动巡航模式，设定巡航速度与巡航路线；

（1.2）启动障碍物侦测与行人侦测流程；

（1.3）判断当前机器人行进速度是否等于巡航速度，若否，通过机器人行走控制单元进行加速，直至达到巡航速度；

（1.4）机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人进行巡航。

在本发明一实施例中，所述步骤（1.2）中，机器人进行障碍物侦测与行人侦测流程的实现过程如下：

（1.2.1）机器人头部控制单元通过障碍物识别模块、人体感应模块判断是否有障碍物或行人，若是，执行步骤（1.2.2）；

（1.2.2）判断是否可以进行障碍物或行人规避，若是，则机器人减速进行规避，若规避成功后，机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人继续巡航，若规避失败，则执行步骤（1.2.3）；若否，执行步骤（1.2.3）；

（1.2.3）机器人行走控制单元控制机器人停止等待；判断障碍物或行人是否解除，若是，则机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人继续巡航；若否，则重复执行步骤（1.2.3）。

在本发明一实施例中，所述步骤（2）中，接收垃圾处理流程的实现过程如下：

（2.1）机械手控制单元控制机器人机械手，准备接收物品；

（2.2）此时通过扬声单元发送语音信息告知用户将垃圾置于机器人机械手上，同时通过显示模块显示语音信息；若未在机器人机械手检测到物品，则重复步骤（2.2）；否则，执行步骤（2.3）；

（2.3）通过机器人头部控制单元的摄像头模块、机器人机械手设置的识别模块或语音交互实现物品识别，并打开垃圾回收单元的对应的垃圾回收仓；

（2.4）完成物品回收，通过扬声单元发送语音信息感谢用户，同时通过显示模块显示语音信息。

在本发明一实施例中，所述步骤（3）中，垃圾回收流程的实现过程如下：

（3.1）机械手控制单元控制机器人机械手，准备拾取地面垃圾；

（3.2）通过机器人头部控制单元的摄像头模块、机器人机械手设置的识别模块实现物品识别，并打开垃圾回收单元的对应的垃圾回收仓。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

一、本发明机器人具有智能语音互动的垃圾分类功能：

1、机器人具有智能语音系统，能进行语音识别与互动；

2、机器人根据不同的关键词，比如“可回收、有害、不可回收、塑料、玻璃、金属、生活垃圾等等”，来自动打开不同的垃圾回收仓进行垃圾收取；

3、在非工作状态以及未正确识别关键词的情形下，垃圾回收仓处于关闭状态；

4、垃圾回收仓具备人体感应功能与延时关闭功能，在人手离开一定的时间后，自动关闭垃圾回收仓；

二、本发明机器人具有智能语音互动的垃圾分类功能：

1、机器人具有智能语音系统，能进行语音识别与互动；

2、机器人具备行走功能；

3、机器人具备自动发现、识别与拾取功能；

4、机器人具备自动分类功能。

附图说明

图1为本发明一实例的智能语音互动的垃圾分类机器人原理框图。

图2为本发明一实例的智能语音互动的垃圾分类机器人垃圾分类流程图。

图3为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人原理框图。

图4为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人自动收取垃圾流程图。

图5为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人巡航流程图。

图6为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人障碍物或行人规避流程图。

图7为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人接收垃圾处理流程图。

图8为本发明另一实例的自动收取垃圾的服务型机器人路面垃圾回收流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明提供了一种智能环保机器人，该机器人为智能语音互动的垃圾分类机器人，包括主控制板及与该主控制板连接的用于实现人体感应及信息显示的机器人头部控制单元、垃圾回收单元、智能语音识别单元、扬声单元；所述垃圾回收单元包括与主控制板连接的传动缓存模块，以及与该传动缓存模块连接的n个垃圾回收仓；所述智能语音识别单元包括与主控制板连接的智能语音识别模块，以及与该智能语音识别模块链接的mic麦克风阵列。所述机器人头部控制单元包括与主控制板连接的人体感应模块、显示模块。

如图2所示，该机器人能够实现智能语音互动的垃圾分类功能，具体实现如下：

（1）机器人头部控制单元感应有人靠近，直接唤醒整个机器人，并通过扬声单元发送语音信息询问用户需投放的垃圾类型，同时通过显示模块显示语音信息；

（2）若智能语音识别单元识别用户投放的垃圾类型信号，则通过主控制板打开垃圾回收单元对应的垃圾类型的垃圾回收仓，以便用户投放垃圾；

（3）用户投放垃圾后，机器人头部控制单元感应人手离开与否，若是，则延时预定时间，关闭垃圾回收仓；若否，继续等待，直至人手离开；

（4）当用户投放垃圾离开后，机器人头部控制单元感应人体离开，通过扬声单元发送语音信息感谢用户，同时通过显示模块显示语音信息。

如图3所示，本发明提供了一种智能环保机器人，该机器人为自动收取垃圾的服务型机器人，包括主控制板及与该主控制板连接的用于实现人体感应及信息显示的机器人头部控制单元、垃圾回收单元、智能语音识别单元、扬声单元；所述垃圾回收单元包括与主控制板连接的传动缓存模块，以及与该传动缓存模块连接的n个垃圾回收仓；所述智能语音识别单元包括与主控制板连接的智能语音识别模块，以及与该智能语音识别模块链接的mic麦克风阵列。还包括与所述主控制板连接的机器人行走控制单元、机械手控制单元、gps；所述机器人行走控制单元包括与主控制板连接的机器人行走控制板，以及与该机器人行走控制板连接的减速装置、速度传感器、第一左右轮电机；所述机械手控制单元包括与主控制板连接的机械手控制板，以及与该机械手控制板连接的重力传感模块、第二左右轮电机；所述机器人头部控制单元包括与主控制板连接的机器人头部控制板，以及与该机器人头部控制板连接的显示模块、头部电机、摄像头模块、障碍物识别模块、人体感应模块。

如图4所示，该机器人能够实现自动收取垃圾的功能，具体实现如下：

（1）机器人启动，通过机器人行走控制单元控制机器人进行巡航，同时，通过扬声单元发送语音信息询问用户是否需要进行垃圾投放，并通过显示模块显示语音信息；

（2）若智能语音识别单元识别到有用户呼叫该机器人预设名称，则机器人停止等待，并进入接收垃圾处理流程；若否，则机器人行走控制单元控制机器人继续巡航，执行步骤（3）；

（3）通过机器人头部控制单元的摄像头模块拍摄地面，而后将拍摄图像传输给主控制板，由主控制板判断是否有垃圾；若有，则启动垃圾回收流程；若无，则执行步骤（4）；

（4）判断机器人电池电量是否充足，若充足，则继续巡航；若不充足，则返回充电。

如图5所示，所述步骤（1）中，机器人进行巡航的实现过程如下：

（1.1）机器人启动巡航模式，设定巡航速度与巡航路线；

（1.2）启动障碍物侦测与行人侦测流程；

（1.3）判断当前机器人行进速度是否等于巡航速度，若否，通过机器人行走控制单元进行加速，直至达到巡航速度；

（1.4）机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人进行巡航。

如图6所示，所述步骤（1.2）中，机器人进行障碍物侦测与行人侦测流程的实现过程如下：

（1.2.1）机器人头部控制单元通过障碍物识别模块、人体感应模块判断是否有障碍物或行人，若是，执行步骤（1.2.2）；

（1.2.2）判断是否可以进行障碍物或行人规避，若是，则机器人减速进行规避，若规避成功后，机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人继续巡航，若规避失败，则执行步骤（1.2.3）；若否，执行步骤（1.2.3）；

（1.2.3）机器人行走控制单元控制机器人停止等待；判断障碍物或行人是否解除，若是，则机器人行走控制单元按照主控制板设定的巡航路线控制机器人继续巡航；若否，则重复执行步骤（1.2.3）。

如图7所示，所述步骤（2）中，接收垃圾处理流程的实现过程如下：

（2.1）机械手控制单元控制机器人机械手，准备接收物品；

（2.2）此时通过扬声单元发送语音信息告知用户将垃圾置于机器人机械手上，同时通过显示模块显示语音信息；若未在机器人机械手检测到物品，则重复步骤（2.2）；否则，执行步骤（2.3）

（2.3）通过机器人头部控制单元的摄像头模块、机器人机械手设置的识别模块或语音交互实现物品识别，并打开垃圾回收单元的对应的垃圾回收仓；

（2.4）完成物品回收，通过扬声单元发送语音信息感谢用户，同时通过显示模块显示语音信息。

如图8所示，所述步骤（3）中，垃圾回收流程的实现过程如下：

（3.1）机械手控制单元控制机器人机械手，准备拾取地面垃圾；

（3.2）通过机器人头部控制单元的摄像头模块、机器人机械手设置的识别模块实现物品识别，并打开垃圾回收单元的对应的垃圾回收仓。

本发明智能环保机器人分为两类：

一、智能语音互动的垃圾分类机器人

1、内置有麦克风这列，可以多向的进行语音输入；

2、内置智能语音识别与交互系统，具有识别语音、语调、语义以及与人进行语音交互等功能；

3、内置传动系统，在机器人识别到对应关键词后，打开对应的垃圾回收仓；

4、内置缓冲系统，降低垃圾仓开关的噪音，提升系统可靠性；

5、内置人体感应系统，当人靠近一定距离内，系统会进行语音播报欢迎词与垃圾分类提示词；收取垃圾后，人手离开一定距离，自动关闭垃圾回收仓；当人离开一定的距离后，系统会进行语音播报感谢词。

6、内置延迟系统，延迟关闭垃圾回收仓；

7、可添加显示模组（可升级触摸功能）；

二、自动收取垃圾的服务型机器人

1、内置有麦克风这列，可以多向的进行语音输入；

2、内置智能语音识别与交互系统，具有识别语音、语调、语义以及与人进行语音交互等功能；

3、内置传动系统与行人识别系统，在收到语音信息后，可自动行走至需要垃圾回收服务的人前面；

4、内置定时巡航与垃圾识别系统，根据内置的地图与设定的路线，可在固定的时间，对固定的区域进行巡航以及识别地面上的垃圾；

5、内置智能垃圾分类装置，进行垃圾自动识别与分类：

a）根据物品上的特定垃圾分类信息进行识别与分类，特定垃圾分类信息具体可用二维码、条形码以及其他分类标识；

b）根据物品的外观等信息进行识别与分类；

c）语音提示物品的分类；

6、可回收垃圾入仓后，自动进行粉碎/压缩处理，提升回收仓的利用率；

7、内置电量识别，电池电量下降至一定时候自动返回充电；

8、可添加显示模组（可升级触摸功能）

9、添加用户互动模块，用户通过扫描二维码，在线注册id后，每次正确放置垃圾，可获得一定的环保公益积分，热心公益的企业根据积分，向公益机构捐助相应金额给公益机构。

10、内置城市/景区地区，为游客提供地图导航与问路功能；可通过二维码分享导航信息/地图。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。