一种自走式室内环境测量智能机器人系统技术方案

本发明专利技术属于环境测量技术领域，公开了自走式室内环境测量智能机器人系统，包括机器人本体、驱动模块、运动传感器模块、控制模块、电池模块、自动充电桩模块、人机交互模块、环境检测模块、无线通讯模块、智能客户终端。本发明专利技术减少了室内环境多点测量时所需的测量传感器数量，与人工传感器布点测量相比减小了系统误差，测量覆盖更加全面，数据更加丰富；并且利用本发明专利技术进行测量对室内环境影响较小，测量过程需要的人工操作更少，更加智能化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境测量
，具体的说，是涉及一种用于居住及办公室的室内环境品质自动智能测量系统。
技术介绍
在室内环境品质测量领域中，测量仪器往往是固定式并且只测量室内一点的装置，这样单点式的测量结果往往难以代表室内整体环境品质的好坏。若要进行多点测量，则需要布置大量的测量仪器，或者采用人工对单个测量仪器在不同的测量区间内移动测量。由于市场上测量仪器的价格较高，多点测量会耗费大量的人力和仪器成本。人工测量又会造成室内空气环境的扰动，容易造成测量结果不准确。
技术实现思路
为了解决上述室内环境多点测量的技术问题，本专利技术提供了一种自走式室内环境测量智能机器人系统，能够对室内整体环境进行移动多点自动测量，并可通过智能客户终端向用户进行反馈或接收指令。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种自走式室内环境测量智能机器人系统，包括机器人本体、驱动模块、运动传感器模块、控制模块、电池模块、自动充电桩模块、人机交互模块、环境检测模块、无线通讯模块、智能客户终端；所述机器人本体上设置有充电触点；所述驱动模块包括安装于所述机器人本体底部的两个主动轮和一个万向轮，两个所述主动轮分别由两个驱动电机控制，所述驱动电机与所述控制模块信号连接，所述控制模块控制所述驱动电机；所述运动传感器模块包括安装于所述机器人本体的超声波传感器、红外光电传感器、电子罗盘和增量式编码器；所述超声波传感器、所述红外光电传感器、所述电子罗盘和所述增量式编码器分别与所述控制模块信号连接，用于向所述控制模块传输运动信号；所述电池模块为所述驱动模块、所述运动传感器模块、所述控制模块、所述人机交互模块、所述环境检测模块、所述无线通讯模块供电；所述电池模块与所述控制模块信号连接，所述控制模块将所述电池模块的剩余电量信号传输给所述人机交互模块和所述智能客户终端；所述电池模块的开启与关闭由所述控制模块进行控制；所述自动充电桩模块包括无线信号收发器、充电触点和开关，与所述机器人本体分离设置；所述自动充电桩模块的无线信号收发器与所述无线通讯模块通过无线网络实现通讯；所述自动充电桩模块的充电触点与所述机器人本体的充电触点相匹配，所述自动充电桩模块用于向所述电池模块充电；所述人机交互模块包括安装在所述机器人本体表面的液晶显示器、语音提示器、开关按钮；所述液晶显示器、所述语音提示器、所述开关按钮与所述控制模块信号连接，所述控制模块为所述人机交互模块提供的信息由所述液晶显示器和所述语音提示器输出；所述开关按钮通过所述控制模块控制所述电池模块的开启与关闭，以实现人工开关操作；所述环境检测模块包括安装在所述机器人本体内部的气体容器和微流泵，所述气体容器内布置有温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、VOC传感器、PM2.5传感器，所述气体容器通过环境检测模块吸气口和环境检测模块排气口连接于所述机器人本体表面；所述微流泵、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述CO2传感器、所述VOC传感器、所述PM2.5传感器与所述控制模块信号连接，由所述控制模块控制开启、关闭以及检测参数，并向所述控制模块传输检测信息；所述无线通讯模块与所述控制模块信号连接，并通过无线网络与所述智能客户终端模块进行通讯，所述无线通讯模块接收所述控制模块所发送的信号并传输至所述智能客户终端模块，所述无线通讯模块接收来自所述智能客户终端模块的指令并传输至所述控制模块；所述无线通讯模块还通过无线网络与所述自动充电桩模块的无线信号收发器进行通讯，所述无线通讯模块接收所述自动充电桩模块的无线信号收发器所发送的信号并传输至所述控制模块，所述无线通讯模块接收来自所述控制模块的信号并传输至所述自动充电桩模块的无线信号收发器；所述智能客户终端模块由电脑或手机平台搭载，通过所述无线通讯模块接收所述控制模块传输的信号，并通过所述无线通讯模块向所述控制模块发出指令；所述智能客户终端用于处理来自所述运动传感器模块的运动数据来实现对所述机器人本体的定位，基于全区域覆盖算法通过控制模块控制所述机器人本体对室内区域进行扫描，并通过格栅地图方法生成环境地图，最终根据所述环境检测模块的检测数据将所述机器人本体位置与检测数据相结合得到室内环境品质分布图或污染物分布图，并给出室内环境整体评价指标与最差环境品质位置。其中，所述机器人本体为圆柱体结构。其中，多个超声波传感器和多个红外光电传感器均匀布置在所述机器人本体外侧，所述电子罗盘设置在所述机器人本体内部，所述增量式编码器与所述主动轮连接。其中，所述人机交互模块的所述液晶显示器用于显示当前工作状态、剩余电量、环境品质，所述语音提示器用于提示开始工作、工作结束、剩余电量、充电结束。本专利技术的有益效果是：本专利技术减少了室内环境多点测量时所需的测量传感器数量，与人工传感器布点测量相比减小了系统误差，测量覆盖更加全面，数据更加丰富；并且利用本专利技术进行测量对室内环境影响较小，测量过程需要的人工操作更少，更加智能化。附图说明图1是本专利技术所提供的自走式室内环境测量智能机器人系统的结构示意图；图2是机器人本体顶面的平面示意图；图3是机器人本体底面的平面示意图；图4是机器人本体的充电状态示意图。图中：10、机器人本体；20、驱动模块；30、运动传感器模块；40、控制模块；50、电池模块；60、自动充电桩模块；70、人机交互模块；80、环境检测模块；90、无线通讯模块；100、智能客户终端；101、充电触点；201、主动轮；202、万向轮；301、超声波传感器；302、红外光电传感器；701、液晶显示器；702、语音提示器；703、开关按钮；801、环境检测模块吸气口；802、环境检测模块排气口。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1所示，本实施例提供了一种自走式室内环境测量智能机器人系统，包括机器人本体10、驱动模块20、运动传感器模块30、控制模块40、电池模块50、自动充电桩模块60、人机交互模块70、环境检测模块80、无线通讯模块90、智能客户终端100。驱动模块20设置在机器人本体10上，负责机器人本体10的运动。运动传感器模块30设置在机器人本体10上，用于检测机器人本体10的运动方位与距离和障碍物距离。控制模块40接收并执行智能客户终端100的指令，以对驱动模块20、自动充电桩模块60、人机交互模块70、环境检测模块80进行控制；控制模块40接收并执行人机交互模块70的指令，对电池模块50进行控制；控制模块40还用于接收运动传感器模块30、电池模块50、自动充电桩模块60、人机交互模块70、环境检测模块80的信号并通过无线通讯模块90传输给智能客户终端100；控制模块40与无线通讯模块90相连接并通过无线通讯模块90与智能客户终端100和自动充电桩模块60之间进行信号传输。电池模块50与驱动模块20、运动传感器模块30、控制模块40、人机交互模块70、环境检测模块80、无线通讯模块90相连以给各模块供电。自动充电桩模块60与机器人本体10分离的固定设置，可使机器人本体10停靠并自动或根据智能客户终端100的指令对电池模块50充电。人机交互模块70设置在机器人本体10上，方便用户取得信息，并进行开关机的控制。环境检测模块80设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自走式室内环境测量智能机器人系统，其特征在于，包括机器人本体、驱动模块、运动传感器模块、控制模块、电池模块、自动充电桩模块、人机交互模块、环境检测模块、无线通讯模块、智能客户终端；所述机器人本体上设置有充电触点；所述驱动模块包括安装于所述机器人本体底部的两个主动轮和一个万向轮，两个所述主动轮分别由两个驱动电机控制，所述驱动电机与所述控制模块信号连接，所述控制模块控制所述驱动电机；所述运动传感器模块包括安装于所述机器人本体的超声波传感器、红外光电传感器、电子罗盘和增量式编码器；所述超声波传感器、所述红外光电传感器、所述电子罗盘和所述增量式编码器分别与所述控制模块信号连接，用于向所述控制模块传输运动信号；所述电池模块为所述驱动模块、所述运动传感器模块、所述控制模块、所述人机交互模块、所述环境检测模块、所述无线通讯模块供电；所述电池模块与所述控制模块信号连接，所述控制模块将所述电池模块的剩余电量信号传输给所述人机交互模块和所述智能客户终端；所述电池模块的开启与关闭由所述控制模块进行控制；所述自动充电桩模块包括无线信号收发器、充电触点和开关，与所述机器人本体分离设置；所述自动充电桩模块的无线信号收发器与所述无线通讯模块通过无线网络实现通讯；所述自动充电桩模块的充电触点与所述机器人本体的充电触点相匹配，所述自动充电桩模块用于向所述电池模块充电；所述人机交互模块包括安装在所述机器人本体表面的液晶显示器、语音提示器、开关按钮；所述液晶显示器、所述语音提示器、所述开关按钮与所述控制模块信号连接，所述控制模块为所述人机交互模块提供的信息由所述液晶显示器和所述语音提示器输出；所述开关按钮通过所述控制模块控制所述电池模块的开启与关闭，以实现人工开关操作；所述环境检测模块包括安装在所述机器人本体内部的气体容器和微流泵，所述气体容器内布置有温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、VOC传感器、PM2.5传感器，所述气体容器通过环境检测模块吸气口和环境检测模块排气口连接于所述机器人本体表面；所述微流泵、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述CO2传感器、所述VOC传感器、所述PM2.5传感器与所述控制模块信号连接，由所述控制模块控制开启、关闭以及检测参数，并向所述控制模块传输检测信息；所述无线通讯模块与所述控制模块信号连接，并通过无线网络与所述智能客户终端模块进行通讯，所述无线通讯模块接收所述控制模块所发送的信号并传输至所述智能客户终端模块，所述无线通讯模块接收来自所述智能客户终端模块的指令并传输至所述控制模块；所述无线通讯模块还通过无线网络与所述自动充电桩模块的无线信号收发器进行通讯，所述无线通讯模块接收所述自动充电桩模块的无线信号收发器所发送的信号并传输至所述控制模块，所述无线通讯模块接收来自所述控制模块的信号并传输至所述自动充电桩模块的无线信号收发器；所述智能客户终端模块由电脑或手机平台搭载，通过所述无线通讯模块接收所述控制模块传输的信号，并通过所述无线通讯模块向所述控制模块发出指令；所述智能客户终端用于处理来自所述运动传感器模块的运动数据来实现对所述机器人本体的定位，基于全区域覆盖算法通过控制模块控制所述机器人本体对室内区域进行扫描，并通过格栅地图方法生成环境地图，最终根据所述环境检测模块的检测数据将所述机器人本体位置与检测数据相结合得到室内环境品质分布图或污染物分布图，并给出室内环境整体评价指标与最差环境品质位置。...

【技术特征摘要】
1.一种自走式室内环境测量智能机器人系统，其特征在于，包括机器人本体、驱动模块、运动传感器模块、控制模块、电池模块、自动充电桩模块、人机交互模块、环境检测模块、无线通讯模块、智能客户终端；所述机器人本体上设置有充电触点；所述驱动模块包括安装于所述机器人本体底部的两个主动轮和一个万向轮，两个所述主动轮分别由两个驱动电机控制，所述驱动电机与所述控制模块信号连接，所述控制模块控制所述驱动电机；所述运动传感器模块包括安装于所述机器人本体的超声波传感器、红外光电传感器、电子罗盘和增量式编码器；所述超声波传感器、所述红外光电传感器、所述电子罗盘和所述增量式编码器分别与所述控制模块信号连接，用于向所述控制模块传输运动信号；所述电池模块为所述驱动模块、所述运动传感器模块、所述控制模块、所述人机交互模块、所述环境检测模块、所述无线通讯模块供电；所述电池模块与所述控制模块信号连接，所述控制模块将所述电池模块的剩余电量信号传输给所述人机交互模块和所述智能客户终端；所述电池模块的开启与关闭由所述控制模块进行控制；所述自动充电桩模块包括无线信号收发器、充电触点和开关，与所述机器人本体分离设置；所述自动充电桩模块的无线信号收发器与所述无线通讯模块通过无线网络实现通讯；所述自动充电桩模块的充电触点与所述机器人本体的充电触点相匹配，所述自动充电桩模块用于向所述电池模块充电；所述人机交互模块包括安装在所述机器人本体表面的液晶显示器、语音提示器、开关按钮；所述液晶显示器、所述语音提示器、所述开关按钮与所述控制模块信号连接，所述控制模块为所述人机交互模块提供的信息由所述液晶显示器和所述语音提示器输出；所述开关按钮通过所述控制模块控制所述电池模块的开启与关闭，以实现人工开关操作；所述环境检测模块包括安装在所述机器人本体内部的气体容器和微流泵，所述气体容器内布置有温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、VOC传感器、PM2.5传感器，所述气体容器通过环境检测模块吸气口和环境检测模块排气口连接于所述机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈雄，苏若愚，邓庭煊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12