本發(fā)明涉及智能辦公及家居設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種智能空氣凈化機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著空氣污染的加重及人們健康意識(shí)的提高，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注空氣污染對(duì)人們身體帶來(lái)的危害。在空氣污染較嚴(yán)重的地區(qū)，空氣凈化器的使用就成了人們?nèi)粘＾k公及生活不可缺少的部分?，F(xiàn)有空氣凈化器一般為固定安裝方式，由于現(xiàn)代辦公及居家生活要求的私密性，辦公及居家的區(qū)域空氣流動(dòng)性很差，現(xiàn)有空氣凈化器只能凈化機(jī)器周?chē)目諝猓渌麉^(qū)域的空氣不能很好的凈化，因此需要安裝很多空氣凈化器或加大凈化器的功率進(jìn)行凈化，凈化效果不佳，凈化效率低。另外，現(xiàn)有凈化器不能自動(dòng)識(shí)別空氣質(zhì)量并自動(dòng)開(kāi)啟凈化工作，需要人們現(xiàn)場(chǎng)主動(dòng)判定并開(kāi)啟凈化器進(jìn)行凈化工作，并且空氣凈化是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間緩慢漸變的過(guò)程，因此給人們?nèi)粘＾k公及居家生活帶來(lái)了不便利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種智能空氣凈化機(jī)器人，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)周?chē)諝赓|(zhì)量是否符合人們舒適工作生活的要求，在不符合要求時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟凈化工作，可按預(yù)定的行走軌跡或自動(dòng)智能行走方式進(jìn)行空氣凈化工作，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式，讓凈化機(jī)器人提前對(duì)空氣進(jìn)行凈化，從而更好的滿(mǎn)足人們?nèi)粘９ぷ魃畹囊蟆?/p>

(二)技術(shù)方案

一種智能空氣凈化機(jī)器人，包括環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)、激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)、行走識(shí)別系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、過(guò)濾凈化系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)；

所述環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣變化，包括亮度感應(yīng)、異味感應(yīng)、異味感應(yīng)和溫濕度感應(yīng)；

所述激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)360度平行掃描家居環(huán)境，包括激光發(fā)生器、cmos圖像傳感器、光電編碼器和雷達(dá)傳感器；

所述行走識(shí)別系統(tǒng)靈敏避障，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、萬(wàn)向輪、萬(wàn)向輪傳感器和下視傳感器；

所述中央控制系統(tǒng)對(duì)聲、光、電等各種信號(hào)進(jìn)行集中處理并發(fā)出相應(yīng)的指令，包括處理器和存儲(chǔ)器；

所述過(guò)濾凈化系統(tǒng)凈化室內(nèi)空氣，提高空氣清潔度，包括初效濾層、抗菌過(guò)濾層、hepa集塵過(guò)濾層和雙效除味層；

所述無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端，接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端將控制指令傳輸給所述中央控制系統(tǒng)，所述無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)包括射頻天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信模組；

所述電源管理系統(tǒng)為其他功能系統(tǒng)提供電源并指示電量變化，包括led指示燈、蜂鳴器、充電電池和充電管理模組。

進(jìn)一步的，所述亮度感應(yīng)采用光敏電阻；

所述異味感應(yīng)采用異味感應(yīng)傳感器；

所述微塵感應(yīng)采用顆粒物傳感器；

所述溫濕度感應(yīng)采用溫濕度傳感器。

進(jìn)一步的，所述激光發(fā)生器發(fā)射650nm紅激光，用于直線(xiàn)測(cè)距；

所述cmos圖像傳感器曝光激光信號(hào)并成像；

所述光電編碼器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

所述雷達(dá)傳感器旋轉(zhuǎn)獲取角度信息。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述萬(wàn)向輪采用9cm超大直徑；

所述萬(wàn)向輪傳感器安裝于所述萬(wàn)向輪上；

所述下視傳感器采用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。

進(jìn)一步的，所述處理器為blckfin處理器；

所述存儲(chǔ)器為串行閃存。

進(jìn)一步的，所述初效濾層采用聚酯纖維材料濾網(wǎng)；

所述抗菌過(guò)濾層采用有機(jī)金屬鹽類(lèi)抗菌涂層濾網(wǎng)；

所述hepa集塵過(guò)濾層采用碟狀硼硅微纖維材料濾網(wǎng)；

所述雙效除味層采用蜂窩通孔結(jié)構(gòu)的活性炭材料濾網(wǎng)。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線(xiàn)通信模組為紅外、藍(lán)牙、zigbee或wifi中的一種或組合。

進(jìn)一步的，所述充電管理模組采用磁吸式充電模組。

作為優(yōu)選，還包括無(wú)線(xiàn)遙控器。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種智能空氣凈化機(jī)器人，功能強(qiáng)大，功耗較低，行走避障靈活，空氣凈化效率高，可通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行操作，操作簡(jiǎn)單方便，避免了到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后再開(kāi)啟凈化器進(jìn)行工作的緩慢凈化過(guò)程；另外，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式將其在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端進(jìn)行存儲(chǔ)，方便隨時(shí)查閱各個(gè)時(shí)期的空氣質(zhì)量情況并采取相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制方式；同時(shí)還可以通過(guò)遙控器或者遠(yuǎn)程控制工具設(shè)置不同的工作模式，滿(mǎn)足不同的使用需求，并加快工作區(qū)域的空氣凈化過(guò)程，提高空氣凈化效率，減輕用戶(hù)工作量，提高工作生活環(huán)境的舒適度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的行走識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的中央控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的過(guò)濾凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所涉及的一種智能空氣凈化機(jī)器人的電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種智能空氣凈化機(jī)器人，包括環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)、激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)、行走識(shí)別系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、過(guò)濾凈化系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)；

環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣變化，包括亮度感應(yīng)、異味感應(yīng)、異味感應(yīng)和溫濕度感應(yīng)；

激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)360度平行掃描家居環(huán)境，包括激光發(fā)生器、cmos圖像傳感器、光電編碼器和雷達(dá)傳感器；

行走識(shí)別系統(tǒng)靈敏避障，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、萬(wàn)向輪、萬(wàn)向輪傳感器和下視傳感器；

中央控制系統(tǒng)對(duì)聲、光、電等各種信號(hào)進(jìn)行集中處理并發(fā)出相應(yīng)的指令，包括處理器和存儲(chǔ)器；

過(guò)濾凈化系統(tǒng)凈化室內(nèi)空氣，提高空氣清潔度，包括初效濾層、抗菌過(guò)濾層、hepa集塵過(guò)濾層和雙效除味層；

無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端，接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端將控制指令傳輸給中央控制系統(tǒng)，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)包括射頻天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信模組；

電源管理模塊為其他功能系統(tǒng)提供電源并指示電量變化，包括led指示燈、蜂鳴器、充電電池和充電管理模組。

實(shí)施例2：

如圖2所示，環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)包括亮度感應(yīng)、異味感應(yīng)、微塵感應(yīng)和溫濕度感應(yīng)。

亮度感應(yīng)采用光敏電阻，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境調(diào)節(jié)機(jī)器人的led指示燈亮度，白天高亮顯示，夜晚自動(dòng)低亮顯示，避免影響家庭休息；

異味感應(yīng)采用異味感應(yīng)傳感器，智能嗅覺(jué)識(shí)別空氣污染物里的異味；

微塵感應(yīng)采用顆粒物傳感器，檢測(cè)空氣中的pm2.5、花粉等顆粒物；

溫濕度感應(yīng)采用溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)溫濕度，用戶(hù)可以根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)控制加濕降溫，保持最舒適的溫濕度。

實(shí)施例3：

如圖3所示，激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)包括激光發(fā)生器、cmos圖像傳感器、光電編碼器和雷達(dá)傳感器。

激光發(fā)生器發(fā)射650nm紅激光，用于直線(xiàn)測(cè)距；

cmos圖像傳感器曝光激光信號(hào)并成像；

光電編碼器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

雷達(dá)傳感器旋轉(zhuǎn)獲取角度信息。

綜合考慮對(duì)人眼的危害情況、測(cè)距信噪比和對(duì)環(huán)境光的抗干擾能力，本實(shí)施例的激光發(fā)射器使用650nm的紅激光。

激光直線(xiàn)測(cè)距的工作流程為：激光發(fā)射器發(fā)射650nm紅激光，cmos圖像傳感器的感光芯片接收反射回來(lái)的光信號(hào)并曝光成像，光電編碼器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，存儲(chǔ)器對(duì)成像進(jìn)行存儲(chǔ)，處理器讀取像素?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)激光數(shù)據(jù)和像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，計(jì)算出像素的中心位置，并換算成距離信息。

雷達(dá)旋轉(zhuǎn)掃描，角度獲取與直線(xiàn)測(cè)距同步進(jìn)行，準(zhǔn)確反映環(huán)境信息。

激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是距離和角度的綜合信息，也就是一個(gè)極坐標(biāo)信息，因此可以360度平行掃描辦公家居環(huán)境，能夠靈敏感知障礙物，碰到家具或者桌椅等障礙，中央控制系統(tǒng)控制機(jī)器人迅速反應(yīng)，靈活轉(zhuǎn)向離開(kāi)進(jìn)行避障，指導(dǎo)機(jī)器人行進(jìn)，快速實(shí)現(xiàn)全無(wú)無(wú)梯度凈化。

實(shí)施例4：

如圖4所示，行走識(shí)別系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、萬(wàn)向輪、萬(wàn)向輪傳感器和下視傳感器。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

萬(wàn)向輪采用9cm超大直徑，輕松越障，包膠滾輪高彈耐磨，減震避免刮花地板；

萬(wàn)向輪傳感器安裝于萬(wàn)向輪上，當(dāng)?shù)撞?個(gè)萬(wàn)向輪發(fā)生卡住的情況時(shí)，會(huì)及時(shí)向中央控制系統(tǒng)反饋，自動(dòng)后退并向多個(gè)方向靈活行走，轉(zhuǎn)向離開(kāi)；

下視傳感器采用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，能感知8cm以上的地面落差高度，防止機(jī)器人跌落。

實(shí)施例5：

如圖5所示，中央控制系統(tǒng)包括處理器和存儲(chǔ)器。

處理器為blckfin處理器，它將一個(gè)32位risc型指令集和雙16位乘法累加(mac)信號(hào)處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合在了一起，能夠在信號(hào)處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮上佳的作用，免除了增設(shè)單獨(dú)的異類(lèi)處理器的需要，極大的簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)任務(wù)，同時(shí)還提供了低至0.8v的業(yè)界領(lǐng)先功耗性能，對(duì)于滿(mǎn)足當(dāng)今及未來(lái)的信號(hào)處理應(yīng)用(包括寬帶無(wú)線(xiàn)、具有音頻/視頻功能的因特網(wǎng)工具和移動(dòng)通信)而言，這種高性能與低功耗的組合是必不可少的；

存儲(chǔ)器為串行閃存，是一種尺寸和功耗都很小的采用spi(串行外設(shè)接口)總線(xiàn)的nor閃存芯片，減少了外部引腳數(shù)量，降低了封裝成本和pcb空間，使設(shè)計(jì)和測(cè)試更易于操作。

實(shí)施例6：

如圖6所示，過(guò)濾凈化系統(tǒng)包括初效濾層、抗菌過(guò)濾層、hepa集塵過(guò)濾層和雙效除味層。

初效濾層采用聚酯纖維材料濾網(wǎng)，對(duì)空氣進(jìn)行初級(jí)過(guò)濾，可攔截飄絮、毛發(fā)等大顆粒污染物；

抗菌過(guò)濾層采用有機(jī)金屬鹽類(lèi)抗菌涂層濾網(wǎng)，過(guò)濾空氣中的細(xì)菌和霉菌等微生物，防菌防過(guò)敏；

hepa集塵過(guò)濾層，采用碟狀硼硅纖維材料濾網(wǎng)，h13級(jí)高效去除超微顆粒物包括pm2.5、塵螨、花粉、過(guò)敏物等細(xì)微顆粒物；

雙效除味層，采用蜂窩通孔結(jié)構(gòu)的活性炭材料濾網(wǎng)，有效去除甲醛、生活異味和化學(xué)污染物。

實(shí)施例7：

如圖7所示，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)包括射頻天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信模組。

無(wú)線(xiàn)通信模組為紅外、藍(lán)牙、zigbee或wifi中的一種或組合，用戶(hù)通過(guò)紅外、藍(lán)牙、zigbee或wifi，將移動(dòng)終端與機(jī)器人進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信連接。用戶(hù)的移動(dòng)終端預(yù)先下載好機(jī)器人的app，連接成功后，機(jī)器人通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式將其在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳到app進(jìn)行存儲(chǔ)，方便用戶(hù)隨時(shí)查閱各個(gè)時(shí)期的空氣質(zhì)量情況。同時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)app設(shè)置機(jī)器人的行走軌跡、凈化區(qū)域、工作時(shí)間和工作模式等，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)控制，避免了到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后再開(kāi)啟凈化器進(jìn)行工作的緩慢凈化過(guò)程。

實(shí)施例8：

如圖8所示，電源管理系統(tǒng)包括led指示燈、蜂鳴器、充電電池和充電管理模組。

充電管理模組采用磁吸式充電模組，包括位于機(jī)器人的磁性公端組件以及與公端組件同軸的充電線(xiàn)磁性母端組件，通過(guò)磁鐵公母對(duì)吸方式達(dá)到接通充電效果。其優(yōu)點(diǎn)為防摔、防水、充電時(shí)間快、節(jié)省pcb空間、以及延長(zhǎng)了充電線(xiàn)的使用壽命。

機(jī)器人工作的時(shí)候，led指示燈顯示剩余電量，正常情況為綠色，當(dāng)電量降低到一定程度的時(shí)候，指示燈變?yōu)辄S色，表示需要盡快充電，當(dāng)電量接近耗竭的時(shí)候，指示燈變?yōu)榧t色，表示需要馬上充電，同時(shí)蜂鳴器蜂鳴報(bào)警。

實(shí)施例9：

作為優(yōu)選，本實(shí)施例在以上實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增加了與機(jī)器人配套的無(wú)線(xiàn)遙控器，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的使用需求。

本發(fā)明提供了一種智能空氣凈化機(jī)器人，功能強(qiáng)大，功耗較低，行走避障靈活，空氣凈化效率高，可通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行操作，操作簡(jiǎn)單方便，避免了到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后再開(kāi)啟凈化器進(jìn)行工作的緩慢凈化過(guò)程；另外，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式將其在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端進(jìn)行存儲(chǔ)，方便隨時(shí)查閱各個(gè)時(shí)期的空氣質(zhì)量情況并采取相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制方式；同時(shí)還可以通過(guò)遙控器或者遠(yuǎn)程控制工具設(shè)置不同的工作模式，滿(mǎn)足不同的使用需求，并加快工作區(qū)域的空氣凈化過(guò)程，提高空氣凈化效率，減輕用戶(hù)工作量，提高工作生活環(huán)境的舒適度。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。