吸尘器的控制装置及方法 【技术领域】
本发明涉及一种吸尘器，尤其涉及一种识别语音信号控制吸尘器动作的吸尘器的控制装置及方法。
背景技术
图1显示出一般吸尘器的整体立体图。
如图所示，清扫地面1的吸尘器包括：安装有吸入装置的吸尘器本体20；由上述本体20产生的吸入气流吸入含尘空气的吸头39。上述本体20与吸头39之间依次设置吸入软管36，连接在上述吸入软管36端部的手柄35，连接上述手柄35与吸头39之间的加长管38，使得在上述本体20产生的吸入气流传达到上述吸头39。
上述手柄35具有驱动设置在本体20内部的吸入电机23的输入按键37。如果上述吸头39内部设置有刷子电机25的话，上述输入按键37还包括驱动上述刷子电机25地开关。
上述本体25内部包含：产生吸入气流的吸入电机23，风扇24；把上述吸入软管36吸入的异物过滤后，把空气再排到本体外部的过滤器35；控制吸尘器的控制电路33等。并且具有向上述控制电路33与吸入电机23供电用的电源线10，上述电源线10通过插头(plug)15可以接通外部电源。
此外，没有在图中显示出来，通过上述电源线10向本体供给的电源经过设置在吸入软管36内部的电源线供给到手柄35的输入按键37上。并且上述吸入软管36内部包容信号线，使上述输入按键37的动作信号传递给上述控制电路33。
具有上述结构的现有的吸尘器中，通过电源线10将电源供给到吸尘器本体内吸入电机23后，上述吸入电机23驱动而产生吸入气流。此时产生的吸入气流通过上述吸入软管36与加长管38传达到吸头39侧。
此时，上述吸头39吸入周围的灰尘，异物等。通过上述吸头39吸入的灰尘，异物等再通过上述加长管38吸入软管36，再吸入到本体20内的集尘室(图中未示出)中。
同时，现有的吸尘器中，使用者可以用手握住在上述加长管38上侧形成的手柄35。而且利用上述手柄35移动加长管38可以灵活地完成清扫。并且使用者的作用力传递到与上述手柄35连接的吸入软管36上后移动本体20。
现有吸尘器及可以被使用者的作用力而移动。所以在现有技术的吸尘器中，使用者只能亲自移动吸尘器，吸尘器自己是不能够执行清扫作业的。另外使用现有吸尘器时，使用者总是要清扫，所以使用者要额外腾出清扫的时间。
具有上述结构的吸尘器的控制结构如图2所示。
如图1所示，现有的吸尘器本体20内部具有控制电路33。上述控制电路33由在印刷电路板等PCB基板上安装的电子元件构成。
详细描述的话，上述控制电路33包括：储存控制吸尘器时必要的各种控制程序及控制数据的存储器105；根据储存在上述存储器105上的各种数据控制吸尘器的一切动作的控制部106；在上述控制部106的控制下驱动上述吸入电机23的吸入电机驱动部133。使用者可以通过设置在吸尘器手柄35的输入按键37把选择信号传达至上述控制部106。
在具有上述结构的吸尘器中，使用者要执行吸尘器的清扫动作及其他各种动作时，通过手柄35上的输入按键37选择各种键信号后，上述被选择的信号通过连接在吸入软管36内部的信号线传达至本体20的控制部106。
上述控制部106识别输入信号后，从存储器105读取需要的数据执行相应的控制。
当使用者选择设置在输入按键37上的清扫(“接通ON”)键后，输入按键37把信号传送至控制部106，上述控制部106通过吸入电机驱动部133驱动吸入电机来控制清扫动作。
如上所述，现有的吸尘器的加长管38的手柄35设置有控制吸尘器动作用的输入按键37，由人为的动作来控制吸尘器的开/关动作。并且吸尘器的本体也具有使吸尘器动作的启动部件。另外，如前所述，现有吸尘器在使用者的作用力下进行移动。
所以现有的吸尘器只有在使用者的作用下才能够移动，并且吸尘器的动作也要由使用者人为的控制。所以现有的吸尘器存在使用者要亲自清扫的麻烦和格外安排清扫时间的问题以及需要使用者的操作的问题。
而且，现有的吸尘器为了制造人为启动所需的启动部件，需要设计费用，模具费用，铸造制造费用等，造成成本上升。
【发明内容】
为了解决上述目的，本发明提供利用语音信号可以自动控制吸尘器的控制装置及方法。
为了实现上述目的，本发明提供的吸尘器的控制装置包括：输入语音信号的语音信号输入装置；放大上述语音信号使其成为可以处理的信号，并且使其变为数字形式的放大及模拟/数字转换装置；储存预设定的语音识别算法，根据这个语音识别算法分析上述数字语音信号的语音分析装置；根据上述语音分析装置分析的清扫控制信号，控制吸尘器的清扫动作的清扫装置；根据上述语音分析装置分析的运行控制信号，控制吸尘器的运行动作的运行装置。
此外，上述语音分析装置包括：储存语音识别算法与预设定的各种语音样式的第一储存储装置；由上述语音识别算法分析所输入的语音信号后，储存语音样式的第二储存装置；储存在上述第二储存装置的语音样式与上述第一储存装置的储存值作比较，产生其分析结果的微处理器。
为了实现上述目的，本发明的吸尘器的控制方法包括：测量附近声音，设定基准值的阶段；监视语音信号是否输入的阶段；输入语音信号后，与上述基准值作比较，只把比基准值大的数值提取为语音信号的阶段；由语音识别算法分析并识别上述提取的语音信号的语音识别阶段；由上述识别的结果控制吸尘器的阶段。
如上所述的本发明可以带来如下效果。
第一，本发明吸尘器不必额外设置控制吸尘器的操作部。进而减少了为了制造吸尘器操作部而需要的设计、制作模具、铸造等环节，降低了制造费用。
第二，本发明吸尘器不必由人来亲自控制。通过语音信号执行吸尘器的控制，使得其操作简单，方便并节约了清扫时间，也省去了要亲自清扫的麻烦。特别是，本发明的吸尘器可以自动运行，省去了使用者移动吸尘器所需要的力气。
【附图说明】
图1是一般吸尘器的立体图。
图2是现有技术吸尘器的控制结构图。
图3是本发明吸尘器的语音识别的控制结构图。
图4是本发明吸尘器的语音识别的控制动作流程图。
主要部件附图标记说明
200：话筒(micro phone) 203：放大器
206：模拟/数字信号转换器 209：微处理器(microprocessor)
210：信号输入部 212：数据储存部
215：程序储存部 218：快速存储器(flash-memory)
221：左轮编码器(encode) 224：右轮电机驱动部
227：右轮电机 230：右轮编码器(encode)
233：吸入电机驱动部 236：吸入电机
239：清扫部 242：电源部
245：左轮电机驱动部 248：左轮电机
251：运行部
【具体实施方式】
下面参照附图，详细描述本发明吸尘器的控制装置及方法。
图3是本发明吸尘器的语音识别的控制结构图。
本发明的吸尘器的特点为：利用了随着最近半导体技术快速发展制造成本降低又具有大众性的微处理器。上述微处理器209识别本发明吸尘器的语音信号并控制吸尘器的各种动作。
此外，本发明吸尘器还包括：输入语音信号后转换为电信号的话筒(microphone)200；把由上述话筒200输入的语音信号放大到一定大小的放大器203；把上述放大器203放大的语音信号转换为数字信号的模拟/数字转换器206。详细说明则是，上述话筒200安装在吸尘器的一侧，输入吸尘器外部产生的各种声音信号并把其转换成电信号。上述放大器203与模拟/数字转换器206把上述语音信号放大到信号处理所需要的大小并转换成数字信号。
这样转换成数字信号的语音信号传达到微处理器209。上述微处理器209需要识别所输入的语音信号的数据需要做哪种信号处理。
进而，本发明的吸尘器设置了在上述微处理器209的控制下识别所输入的语音信号的语音识别算法，并具有储存上述语音识别算法的程序储存部215。上述程序储存部215除了储存上述语音识别算法外，还储存有其他控制吸尘器需要的各种算法。例如，储存有自动地驱动吸尘器的左侧或右侧轮子的运行算法。并且还储存控制吸尘器的清扫动作的清扫算法。上述程序储存部215的储存的数据应储存在即使电源切断后也能够保持储存的永久储存介质里，并使得其不能做任何修改或删除。
此外，本发明吸尘器还包括储存由上述程序储存部215储存的语音识别算法分析的各种语音样式的数据储存部212。上述数据储存部212的储存的数据为命令清扫开始动作的语音信号“清扫开始”，命令清扫结束的语音信号“清扫结束”，把吸尘器向左侧运行的语音信号“左侧”，把吸尘器向右侧运行的语音信号“右侧”等等。并且上述数据储存部212储存有吸尘器的语音控制所需要的各种语音样式。上述数据储存部212内储存的数据永久保存。并且可以由使用者的要求添加新的语音样式。
本发明吸尘器还包括由上述程序储存部215储存的语音识别算法分析当前吸尘器的控制动作中使用者输入的语音信号后，转换程语音样式并储存的快速储存器218。上述快速储存器218可以由使用者的要求修改和删除储存的数据。
本发明的吸尘器还包括由上述微处理器209的控制从上述结构中识别使用者的语音信号，控制吸尘器的运行的运行部251与控制吸尘器清扫的清扫部239。
上述运行部251的功能是把吸尘器向左，右，前，后方向行进一定需要的距离。为了实现这个功能，上述吸尘器的下侧安装有移动吸尘器的左轮及右轮。
上述运行部251包括：分别驱动安装在吸尘器下侧的左轮，右轮的左轮电机248，右轮电机227；控制上述左轮电机248驱动的左轮电机驱动部245和控制上述右轮电机227驱动的右轮电机驱动部244；感知上述左轮电机248的旋转状态的左轮编码器221和感知上述右轮电机227的旋转状态的右轮编码器230。利用上述运行部251的结构，可以把吸尘器向左，右，前，后方向行进一定需要的距离。
上述清扫部239包括产生吸入气流的吸入电机236；由上述吸入电机236产生的吸入气流把灰尘及异物吸入到吸尘器内部的吸入口；通过上述吸入口储藏所吸入的灰尘及异物的集尘室(图中未示出)。并且还包括由识别上述语音信号的微处理器209输出的清扫信号，驱动上述吸入电机236的吸入电机驱动部233。
上述吸入口没有在图中表示，其设置在吸尘器本体的底部。使得上述吸入口的吸入气流具有与上述吸入电机236中产生的吸入气流一样的强度。进而避免了现有技术需要通过软管及加长管而产生的吸入气流的损失。所以本发明吸尘器没有必要象现有技术的吸尘器那样设置加长管，吸入软管，手柄等。
另外，上述清扫部239是执行房屋内的清扫，保管清扫中吸入的灰尘的结构。
附图标记242为向吸尘器供给电源的电源部。附图标记210是信号输入部。上述信号输入部不是象现有技术的吸尘器那样具有操作吸尘器的各种按键，而是只具有把初始化储存在吸尘器的各种数据的复位(reset)信号和语音样式登陆信号提供给上述微处理器209的按键。上述信号输入部设置在吸尘器本体内部的控制电路上，以防止使用者的错误操作。
下面描述具有上述结构的本发明吸尘器的控制过程。
首先，本发明吸尘器分析吸尘器控制的各种语音信号，把分析的语音样式储存。此过程可以在产品的制造阶段完成，也可以在售后服务阶段由售后服务人员指导下，使用者自己输入。
选择信号输入部210的语音样式键后，所选择的语音样式登陆信号提供到微处理器209上。上述微处理器209执行根据上述信号的语音样式登陆模式。
在上述语音样式登陆模式下，通过话筒200输入的吸尘器的各种语音信号转换成电信号后输入至放大器203上。在上述放大器203放大到一定量的语音信号通过模拟/数字转换器206转换成数字信号并输入至微处理器209。
此时，上述微处理器209执行语音样式登陆模式，所以运行储存在程序储存部215上的语音识别算法，分析所输入的数字语音信号后，把语音样式储存到数据储存部212上。并且储存至上述数据储存部212时同时储存对应语音样式的控制信号。举例说，储存对“左侧”的语音样式时添加把吸尘器向左侧运行的控制信号，此时把识别驱动左轮电机248控制信号也一并储存。
上述过程中，语音样式登陆为了可以执行吸尘器的各种控制，把语音样式储存到数据储存部212上。下面把“清扫开始”作为清扫开始的语音样式，“左侧”作为把吸尘器向左运行的语音样式，“右侧”作为把吸尘器向右运行的语音样式，“清扫结束”作为清扫结束的语音样式，举例说明。
通过上述过程，各种语音样式全部储存在上述数据储存部212时，吸尘器通过如下过程来完成语音识别控制。
图4是本发明吸尘器的语音识别的控制动作流程图。
电源部242的电源供给到微处理器209后，微处理器209处于执行根据语音信号的控制的待机状态。
在上述待机状态下，微处理器209执行测量周围声音的控制。用语音信号输入吸尘器动作控制时，把比上述测量的周围声音大的信号识别为语音信号。使用吸尘器的人们所处的空间并不是维持恒定不变的声音值。
举例说，在周围声音小的地方与大都市等周围声音大的地方生活的人们产生与自身所处的周围环境成比例的语音信号。如在周围声音大的地方，要把自己的声音传达到他人或吸尘器时要发出大的语音信号。但是在周围声音小的环境下发出小的语音信号也可以传达到他人或吸尘器。
所以微处理器209首先执行在待机状态下测量周围声音，把其值设定为基准值的过程。具体讲，微处理器209把通过话筒200输入的周围的声音用放大器203和模拟/数字转换器206放大到一定值后，把其值设定为基准值(第300阶段，第303阶段)。在上述第303阶段设定的基准值作为吸尘器控制用的输入的语音信号是否为有效的判断基准值。
然后，微处理器209监视语音信号是否输入(第306阶段)。
上述第306阶段的语音信号通过话筒200转换为电信号，在放大器203放大到设定值后，用模拟/数字转换器206转换成数字信号后输入至微处理器209。上述微处理器209判断上述输入的数字信号是否比上述第303阶段设定的基准值大，并只提取大的语音信号(第309阶段)，并把所输入的信号中比基准值小的信号判断为无效信号消除掉。
上述第309阶段提取的语音信号在上述微处理器209的控制下，暂时储存在快速储存器218。
此时，上述微处理器209执行储存在程序储存部215的语音识别算法，识别储存在上述快速储存器218上的语音信号的语音样式(第312阶段)。
然后上述微处理器209把上述第312阶段识别的语音样式与储存在上述数据储存部212的若干个语音样式作比较后，把比较的结果输出至各控制部。
如果，上述语音样式为对应“清扫开始”的语音信号时，微处理器209通过吸入电机驱动部233供给电源到吸入电机236，开始驱动吸入电机236。
吸入电机236驱动后，产生清扫用吸入气流并把吸入气流传达至吸入口。上述吸入口用上述吸入气流，吸入周围的异物及灰尘。
上述过程中，上述语音样式为对应“左侧”的语音信号时，微处理器209通过左轮电机驱动部245给左轮电机248供给电源。通过左轮电机248的驱动使吸尘器向左侧移动。相反，在上述过程中，上述语音样式为对应“右侧”的语音信号时，微处理器209通过右轮电机驱动部224给右轮电机227供给电源。通过右轮电机248的驱动使吸尘器向右侧移动。轮电机227的驱动使吸尘器向右侧移动。
另外，由“清扫结束”的语音信号，上述微处理器209执行停止吸尘器的清扫动作的控制。
如上所述，上述微处理器209在上述第312阶段中，把识别的语音样式与储存在上述数据储存部212的若干个语音样式做比较，确认结果后，输出相应的控制信号(第315阶段)。上述微处理器209为了吸尘器的运行动作驱动运行部251，执行驱动清扫部239的控制(第318阶段)。
如上所述，本发明的吸尘器特征为识别语音信号，执行吸尘器的控制动作。本发明吸尘器包括语音识别算法；输入各种语音信号后使其变成数字形式的装置；由上述语音识别算法把上述数字语音信号转换成语音样式的装置。由这些结构识别吸尘器的各种控制信号，控制吸尘器的清扫动作。并且，本发明的吸尘器通过语音识别，使得吸尘器能够自动运行。
本发明描述了把语音信号转换成可以做信号处理的数字语音信号后，在微处理器的控制下，形成语音样式的实施例。但是也可以不受上述微处理器的控制，利用语音识别元件形成语音样式，只把分析结果传递至微处理器。此时，上述由上述话筒200输入的信号直接提供至语音识别元件后，上述语音识别元件分析，取样后把其分析结果输出至微处理器。在上述过程中，微处理器执行根据分析结果的吸尘器的控制。