一種多功能家居機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多功能家居機(jī)器人，包括機(jī)器人主體以及穿戴設(shè)備，所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)置有主控芯片、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音播放芯片以及溫濕度傳感器，所述穿戴設(shè)備上設(shè)置有姿態(tài)傳感器，所述主控芯片通過(guò)無(wú)線模塊接受所述姿態(tài)傳感器上的數(shù)據(jù)，所述溫濕度傳感器與室內(nèi)空調(diào)以及加濕器通過(guò)紅外感應(yīng)連接，另外與主控芯片連接的還設(shè)置有一煙霧傳感器以及一能夠向手機(jī)發(fā)送信息的SIM9088模塊，機(jī)器人主體內(nèi)還設(shè)置有心電監(jiān)測(cè)芯片，環(huán)境監(jiān)控與調(diào)節(jié),安全防護(hù)和健康管理功能,可以成為用戶的生活管家,利用科學(xué)技術(shù)提高生活品質(zhì)。
【專利說(shuō)明】
一種多功能家居機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能家居機(jī)器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在娛樂(lè)性上，傳統(tǒng)機(jī)器人需要遙控或者按鍵操作，傳統(tǒng)機(jī)器人功能單一，只具有娛樂(lè)性，傳統(tǒng)的機(jī)器人主控芯片一般為8位單片機(jī)，如STM8系列，主頻低，運(yùn)算速率低，對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力弱，傳統(tǒng)機(jī)器人機(jī)械臂的控制信號(hào)輸入依賴單一的按鍵或者遙控，導(dǎo)致機(jī)器人動(dòng)作單一，傳統(tǒng)機(jī)器人功能單一，只具有娛樂(lè)性，因?yàn)樵O(shè)備中沒(méi)有加入多種傳感器進(jìn)行多種外界數(shù)據(jù)的采集和分析。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，現(xiàn)提出一種多功能家居機(jī)器人，環(huán)境監(jiān)控與調(diào)節(jié)，安全防護(hù)和健康管理功能，可以成為用戶的生活管家，利用科學(xué)技術(shù)提高生活品質(zhì)。
[0005](二)技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本發(fā)明提出了一種多功能家居機(jī)器人，包括機(jī)器人主體以及穿戴設(shè)備，所述機(jī)器人主體內(nèi)部設(shè)置有主控芯片、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音播放芯片以及溫濕度傳感器，所述穿戴設(shè)備上設(shè)置有姿態(tài)傳感器，所述主控芯片通過(guò)無(wú)線模塊接受所述姿態(tài)傳感器上的數(shù)據(jù)，所述溫濕度傳感器與室內(nèi)空調(diào)以及加濕器通過(guò)紅外感應(yīng)連接， 另外與主控芯片連接的還設(shè)置有一煙霧傳感器以及一能夠向手機(jī)發(fā)送信息的SIM9088模塊，機(jī)器人主體內(nèi)還設(shè)置有心電監(jiān)測(cè)芯片。
[0007]進(jìn)一步的，所述主控芯片采用以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的STM32F107VCT6芯片。 [〇〇〇8] 進(jìn)一步的，所述姿態(tài)傳感器型號(hào)為MPU6050。[〇〇〇9](三)有益效果
[0010]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0011]本發(fā)明提到的一種多功能家居機(jī)器人，主控芯片采用以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的 STM32F107VCT6芯片，主頻最大可達(dá)72MHz，對(duì)數(shù)據(jù)分析運(yùn)算速度快，大大提升了本設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度，制信號(hào)輸入為MPU6050姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)，單片機(jī)通過(guò)分析穿戴設(shè)備上的傳感器的數(shù)據(jù)，從而可以得到當(dāng)前人體手臂的動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)械臂動(dòng)作實(shí)時(shí)模仿人體動(dòng)作，另外，本發(fā)明含語(yǔ)音識(shí)別模塊LD3320,可以實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別用戶語(yǔ)音信息，再配合以PM66 語(yǔ)音播放芯片，則達(dá)到了人機(jī)語(yǔ)言交流的效果，另外采用多種傳感器結(jié)合的方式，配合自動(dòng)調(diào)控的功能，成為用戶的生活管家，其中使用SHT10溫濕度傳感器采集室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)紅外智能控制空調(diào)，加濕器等家電，始終自動(dòng)維持室內(nèi)環(huán)境于舒適條件，另外配有煙霧傳感器，當(dāng)用戶不在家時(shí)，可以檢測(cè)火災(zāi)隱患，如果異常情況，通過(guò)S頂9088模塊向手機(jī)發(fā)送提示短信，還配備了 BMD101心電監(jiān)測(cè)芯片，用于用戶在家方便檢測(cè)自身的健康狀態(tài)?！靖綀D說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明模塊化連接示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1所示的一種多功能家居機(jī)器人，包括機(jī)器人主體1以及穿戴設(shè)備2,所述機(jī)器人主體1內(nèi)部設(shè)置有主控芯片3、語(yǔ)音識(shí)別模塊4、語(yǔ)音播放芯片5以及溫濕度傳感器6,所述穿戴設(shè)備上設(shè)置有姿態(tài)傳感器7,所述主控芯片3通過(guò)無(wú)線模塊8接受所述姿態(tài)傳感器7上的數(shù)據(jù)，所述溫濕度傳感器6與室內(nèi)空調(diào)以及加濕器通過(guò)紅外感應(yīng)連接，另外與主控芯片3連接的還設(shè)置有一煙霧傳感器9以及一能夠向手機(jī)發(fā)送信息的S頂9088模塊10,機(jī)器人主體內(nèi)還設(shè)置有心電監(jiān)測(cè)芯片11。[〇〇15] 其中，所述主控芯片3采用以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的STM32F107VCT6芯片;所述姿態(tài)傳感器7型號(hào)為MPU6050。
[0016]人體姿態(tài)識(shí)別:[〇〇17]我們使用MPU6050傳感器，它將偏轉(zhuǎn)角，俯仰角，航向角的數(shù)值通過(guò)串口來(lái)輸出，每個(gè)胳膊上需要佩戴4個(gè)MPU6050傳感器來(lái)確定姿態(tài)，傳感器上有三個(gè)互相垂直的參考軸，分別是X，Y，Z軸，其中傳感器水平放置時(shí)X，Y軸計(jì)算出的角度數(shù)據(jù)都為0，當(dāng)傳感器只繞X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸角度數(shù)值增大，如果繞X軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，角度數(shù)值減小，同理，Y，Z軸也是如此，這樣有了這三個(gè)角度數(shù)值，我們便可以在三維空間內(nèi)定位這段胳膊的方向和姿態(tài)，從而進(jìn)一步去調(diào)節(jié)機(jī)械臂的動(dòng)作，使其與胳膊動(dòng)作一致。
[0018]語(yǔ)音識(shí)別方案:
[0019]我們使用LD3320語(yǔ)音識(shí)別芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的識(shí)別，這是一款”語(yǔ)音識(shí)別”專用芯片，由TCRoute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，集成度高，芯片上面集成了語(yǔ)音識(shí)別處理器和一些必要的外部電路，包括AD，DA，麥克風(fēng)接口等，它的工作電壓僅為3.3V，功耗很低。
[0020]LD3320芯片可以完成非特定人語(yǔ)音識(shí)別，不需要提前錄音用于對(duì)比。每次識(shí)別可以最多設(shè)置50項(xiàng)候選識(shí)別句，每個(gè)識(shí)別句可以是單字，詞組或短句，長(zhǎng)度不超過(guò)10個(gè)漢字即可，在我們的這個(gè)應(yīng)用中，每次識(shí)別只需要判斷是上，下，左還是右這幾個(gè)單字，那么它的功能完全可以滿足我們的需求。它有多種操作方式，支持并口和串口(SPI)操作方式，為了簡(jiǎn)化連接，節(jié)約更多的10 口資源，我們選擇了串口 SPI操作方式對(duì)其進(jìn)行配置和數(shù)據(jù)的讀取。
[0021]語(yǔ)音播放方案:
[0022]選用PM66語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片，容量大，可存儲(chǔ)人聲語(yǔ)音以及音樂(lè)等，通過(guò)低速的串行接口即可完成對(duì)它的配置和播放控制。[〇〇23] 心電監(jiān)測(cè)方案:[〇〇24] BMD101是NeuroSky的第三代生物信號(hào)檢測(cè)和處理的片上設(shè)備。它具有先進(jìn)的模擬前端電路和靈活強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理結(jié)構(gòu)。它可以采集從uV到mV的生物信號(hào)，然后經(jīng)過(guò) Neurosky的專利算法處理。
[0025]低噪音放大器和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器是BMD101模擬前端的主要組成部分。BMD101具有極低的系統(tǒng)噪聲和可控增益，因此可以有效地檢測(cè)到生物信號(hào)，并使用16位高精度ADC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器把它們轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。模擬前端還包含一個(gè)檢測(cè)感應(yīng)器脫落的電路。[〇〇26] BMD101的核心是一個(gè)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)管理單元。它負(fù)責(zé)整體系統(tǒng)配置、運(yùn)行管理、 內(nèi)外通訊、專有算法計(jì)算和電源管理。BMD101還配有固化DSP數(shù)字信號(hào)處理模塊來(lái)加速對(duì)系統(tǒng)管理單元監(jiān)控下的各種數(shù)字濾波的計(jì)算。
[0027]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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能家居機(jī)器人，其特征在于:包括機(jī)器人主體以及穿戴設(shè)備，所述機(jī)器人主 體內(nèi)部設(shè)置有主控芯片、語(yǔ)音識(shí)別模塊、語(yǔ)音播放芯片以及溫濕度傳感器，所述穿戴設(shè)備上 設(shè)置有姿態(tài)傳感器，所述主控芯片通過(guò)無(wú)線模塊接受所述姿態(tài)傳感器上的數(shù)據(jù)，所述溫濕 度傳感器與室內(nèi)空調(diào)以及加濕器通過(guò)紅外感應(yīng)連接，另外與主控芯片連接的還設(shè)置有一煙 霧傳感器以及一能夠向手機(jī)發(fā)送信息的SM9088模塊，機(jī)器人主體內(nèi)還設(shè)置有心電監(jiān)測(cè)芯 片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能家居機(jī)器人，其特征在于:所述主控芯片采用以 ARM Cortex-M3為內(nèi)核的STM32F107VCT6芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能家居機(jī)器人，其特征在于:所述姿態(tài)傳感器型號(hào)為 MPU6050。
【文檔編號(hào)】G05B15/02GK106019954SQ201610351406
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】顧洪羽, 石鑫, 朱斐, 張鎮(zhèn)鵬, 劉怡靜
【申請(qǐng)人】顧洪羽