用于环境数据检测和处理的健康机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种用于环境数据检测和处理的健康机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们的健康、安全意识日益增强，对于家庭环境的安全要求也越来越高，近几年，发展迅速的健康服务机器人正是满足这种需求的理想载体，利用机器人实现智能化和多功能化是智慧生活的发展方向，许多用户开始引进家庭机器人用于监测家庭环境，确保家庭安全，但现有的健康机器人智能化程度不高，仅仅能够监测环境数据和报警，缺乏一定的处理威胁的能力，因此亟待设计一种用于环境数据检测和处理的健康机器人，能够及时监测到家庭环境的数据异常，不单单能够起到报警功能，而且具备处理威胁的能力。

经检索，中国专利授权公告号为cn104898674a公开了一种危化品泄漏事故环境监测移动机器人及监测系统，包括事故监测控制系统和事故监测管理系统。事故监测控制系统主要接收风速风向传感器、温度/湿度传感器、工业级gps部分、复合型气体检测仪、网络高清防爆红外摄像机的监测信息通过无线发射部分和无线接收部分与远程管理部分进行气象/气体浓度、视频等信息交互，并控制移动机器人的运动；事故监测管理系统用于事故现场环境信息的分析与处理。

现有的用于环境数据检测和处理的健康机器人存在以下不足之处：现有机器人智能化程度不高，当监测到环境异常时只能够起到报警作用，不能够与其他智能设备进行交互，缺乏处理危险的能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于环境数据检测和处理的健康机器人，具备智能化程度高，一方面能够起到监测报警作用，另一方面能够控制其他智能设备，自主处理环境危险的优点，解决了现有技术中机器人智能化程度不高，当监测到环境异常时只能够起到报警作用，不能够与其他智能设备进行交互，缺乏处理危险的能力的问题。

根据本发明实施例的一种用于环境数据检测和处理的健康机器人，包括电源模块、中央处理系统、控制模块、运动控制模块、环境监测模块、处理模块、交互模块、通讯模块和数据收集模块；

所述电源模块的输出端与中央处理系统的输入端相连接，所述中央处理系统的输出端与控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端分别与运动控制模块、环境监测模块、处理模块和通讯模块的输入端相连接，所述处理模块的输出端与交互模块的输入端相连接，所述环境监测模块的输出端与数据收集模块的输入端相连接；

所述电源模块用于为机器人的中央处理系统供电，确保机器人正常工作，并且自动设置两种模式，正常情况下启动正常模式，提供机器人正常行走以及监测数据；耗能严重时启动节电模式，关闭闪烁灯光，降低行走速度；

所述中央处理系统用于获取多个环境监测模块采集的环境数据，并按照环境数据的类型上传采集的环境数据，并对采集的环境数据进行处理，发送指令至控制模块；

所述控制模块用于按照指令制定控制方案，根据采集的多项环境数据计算舒适度、安全指数；将所述舒适度、安全指数与预设的多个智能设备控制方案的执行条件分别进行匹配，得到符合使用者预期的控制方案，每个智能设备控制方案的执行条件包括舒适度、安全指数阈值范围，不同智能设备控制方案的执行条件对应的舒适度、安全指数阈值范围不同，并且每个智能设备控制方案中包含多个环境调整智能设备的运行优先级和目标控制参数；

所述运动控制模块包括视觉捕捉单元与移动单元，所述视觉捕捉单元用于识别机器人移动路径上的障碍物，传输数据至中央处理系统处理，控制机器人规避障碍，同时具备记忆功能，行走相同路线不再上传数据，机器人直接绕过障碍物，所述移动单元用于控制机器人按照预设路线移动，并借助视觉捕捉单元躲避障碍物，指定新的路线；

所述环境监测模块包括温度监测单元、烟雾监测单元和危险气体监测单元，所述温度监测单元内设温度传感器，所述温度传感器设定上下阙值，实时监测环境温度数据，所述烟雾监测单元内设烟雾传感器，所述烟雾传感器设定上下阙值，用于实时监测环境烟雾浓度，所述危险气体监测单元用于实时监测环境中危险气体含量；

所述处理模块根据控制模块发送的执行指令与交互模块取得连接，按照预期的控制方案实现机器人与其他智能设备的交互，通过机器人本体安装的万能遥控器实现对其他智能设备的启停以及调节数值；

所述交互模块包括换气单元、灭火单元和调温单元，所述换气单元用于接收遥控指令启动智能换气设备进行通风换气，扩散烟雾、排出危险气体，所述灭火单元用于接收遥控指令启动灭火装置扑灭环境内的明火，所述调温单元用于接收遥控指令启动空调调节环境温度；

所述通讯模块包括报警单元与移动设备，所述报警单元用于发出警报，并向区域安全网发送通知，所述移动设备用于向用户的移动设备发送警报信息，通知用户；

所述数据收集模块用于收集异常环境数据，根据异常数据的时间、地点做出归纳分析，上传至用户网络。

在上述方案基础上，所述用于环境数据检测和处理的健康机器人还包括用户模块，所述用户模块的输出端与控制模块的输入端相连接，所述用户模块用于设置用户权限，保护用户隐私，所述用户模块内设有语音模块，智能识别用户音色，通过用户获取最高优先级，直接控制机器人完成一系列用户指令。

在上述方案基础上，所述用于环境数据检测和处理的健康机器人还包括存储模块，所述存储模块的输入端与数据收集模块的输出端相连接，所述存储模块用于长时间存储异常环境数据。

在上述方案基础上，所述环境监测模块还包括湿度监测单元，所述湿度检测单元内设湿度传感器，所述湿度传感器设定上下阙值，用于实时监测环境内湿度变化。

在上述方案基础上，所述交互模块还包括除湿单元，所述除湿单元用于调节环境内的湿度。

在上述方案基础上，所述报警单元包括警铃、警灯和无线收发器，所述无线收发器与区域安全网无线连接。

在上述方案基础上，所述电源模块内设有备用电源，用于紧急供电。

在上述方案基础上，所述用户模块的用户权限上限为3人。

在上述方案基础上，所述存储模块的存储周期为3个月。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：通过运动控制模块能够控制机器人不断移动并避让障碍物，相较于在固定位置设置监测装置，移动监测的方式能够更快发现环境数据异常，及时处理；通过环境监测模块能够多方面、全方位的监测各项环境数据，以便及时发现潜在威胁。

通过处理模块与交互模块能够实现机器人与其他智能设备的交互，通过机器人控制其他设备启动与关闭，从而起到自主处理威胁的能力，将危险降至最低；通过通讯模块能够起到报警作用，及时通知工作人员前来处理危险。本发明智能化程度高，一方面能够起到移动监测报警作用，另一方面能够控制其他智能设备，自主处理环境危险，将损失降至最低。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于环境数据检测和处理的健康机器人的系统框图；

图2为本发明提出的一种用于环境数据检测和处理的健康机器人的一个实施例的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1-2，一种用于环境数据检测和处理的健康机器人，包括电源模块1、中央处理系统2、控制模块3、运动控制模块4、环境监测模块5、处理模块6、交互模块7、通讯模块8和数据收集模块9。

电源模块1的输出端与中央处理系统2的输入端相连接，中央处理系统2的输出端与控制模块3的输入端相连接，控制模块3的输出端分别与运动控制模块4、环境监测模块5、处理模块6和通讯模块8的输入端相连接，处理模块6的输出端与交互模块7的输入端相连接，环境监测模块5的输出端与数据收集模块9的输入端相连接。

电源模块1用于为机器人的中央处理系统2供电，确保机器人正常工作，并且自动设置两种模式，正常情况下启动正常模式，提供机器人正常行走以及监测数据。耗能严重时启动节电模式，关闭闪烁灯光，降低行走速度，设置两种模式合理利用能源，发挥机器人的最大功效。中央处理系统2用于获取多个环境监测模块5采集的环境数据，并按照环境数据的类型上传采集的环境数据，并对采集的环境数据进行处理，发送指令至控制模块3。控制模块3用于按照指令制定控制方案，根据采集的多项环境数据计算舒适度、安全指数；将舒适度、安全指数与预设的多个智能设备控制方案的执行条件分别进行匹配，得到符合使用者预期的控制方案，每个智能设备控制方案的执行条件包括舒适度、安全指数阈值范围，不同智能设备控制方案的执行条件对应的舒适度、安全指数阈值范围不同，并且每个智能设备控制方案中包含多个环境调整智能设备的运行优先级和目标控制参数，使得机器人能够按照优先级有条不紊的工作，提高工作效率。运动控制模块4包括视觉捕捉单元与移动单元，视觉捕捉单元用于识别机器人移动路径上的障碍物，传输数据至中央处理系统处理，控制机器人规避障碍，同时具备记忆功能，行走相同路线不再上传数据，机器人直接绕过障碍物，移动单元用于控制机器人按照预设路线移动，并借助视觉捕捉单元躲避障碍物，指定新的路线，对机器人起到保护作用，防止其损坏。

环境监测模块5包括温度监测单元、烟雾监测单元和危险气体监测单元，温度监测单元内设温度传感器，温度传感器的型号为cwdz15，温度传感器设定上下阙值，实时监测环境温度数据，烟雾监测单元内设烟雾传感器，烟雾传感器的型号为tad-168，烟雾传感器设定上下阙值，用于实时监测环境烟雾浓度，危险气体监测单元用于实时监测环境中危险气体含量。处理模块6根据控制模块3发送的执行指令与交互模块7取得连接，按照预期的控制方案实现机器人与其他智能设备的交互，通过机器人本体安装的万能遥控器实现对其他智能设备的启停以及调节数值。

交互模块7包括换气单元、灭火单元和调温单元，换气单元用于接收遥控指令启动智能换气设备进行通风换气，扩散烟雾、排出危险气体，灭火单元用于接收遥控指令启动灭火装置扑灭环境内的明火，调温单元用于接收遥控指令启动空调调节环境温度。通讯模块8包括报警单元与移动设备，报警单元用于发出警报，并向区域安全网发送通知，移动设备用于向用户的移动设备发送警报信息，通知用户。数据收集模块9用于收集异常环境数据，根据异常数据的时间、地点做出归纳分析，上传至用户网络。

用于环境数据检测和处理的健康机器人还包括用户模块11，用户模块11的输出端与控制模块3的输入端相连接，用户模块11用于设置用户权限，保护用户隐私，用户模块11内设有语音模块，智能识别用户音色，通过用户获取最高优先级，直接控制机器人完成一系列用户指令。用于环境数据检测和处理的健康机器人还包括存储模块10，存储模块10的输入端与数据收集模块9的输出端相连接，存储模块用于长时间存储异常环境数据，记录环境数据变化；环境监测模块5还包括湿度监测单元，湿度检测单元内设湿度传感器，湿度传感器的型号为hm1520，湿度传感器设定上下阙值，用于实时监测环境内湿度变化；交互模块7还包括除湿单元，除湿单元用于调节环境内的湿度；报警单元包括警铃、警灯和无线收发器，无线收发器与区域安全网无线连接；电源模块内设有备用电源，用于紧急供电；用户模块的用户权限上限为3人；存储模块的存储周期为3个月，防止存储模块饱和，无法存储新数据。

使用时，具体工作步骤如下：

s1:电能充足时，电源模块启动正常模式为机器人供电，机器人在环境内自由移动，通过视觉捕捉单元识别障碍物，控制机器人绕开障碍物行走，机器人记忆行走路线，再次通过相同位置时直接规避障碍物；

s2：行走过程中，温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器和危险气体测试单元分别测试行走路径记忆周围环境中的各项数值，上传至中央处理系统分析处理；

s3：当数值处于上下阙值之间时机器人继续移动，当数值超出上下阙值时，首先确认机器人所处位置是否安全，若不安全，先移动至安全位置，然后通过中央处理系统分析，快速发送指令至控制模块；

s4：控制模块根据异常数据确定控制方案，危险气体指数超过上下阙值属于最高优先级，优先发出执行指令至处理模块，其他数值同属于第二优先级，处理模块接受指令后通过交互模块与环境内的其他智能设备获得连接，优先启动智能设备控制换气装置启动，智能门窗打开，进行换气并关闭气体泄漏阀门，而出现明火时，启动灭火装置扑灭明火，当温度、湿度超过范围值时，启动除湿单元与调温单元，使得数值回归正常，并通过数据收集模块收集此次异常数据；

s5：当自主处理过后数据依然异常，中央处理系统迅速做出反应，发出紧急指令通过通讯模块进行报警并通知用户，进行及时救援；

s6：用户同时能够通过用户模块获取用户权限，通过语音播报直接控制机器人执行指令。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。