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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510279625.0 (22)申请日 2013.04.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104905736 A (43)申请公布日 2015.09.16 (62)分案原申请数据 201310140223.3 2013.04.23 (73)专利权人 宁波市智能制造产业研究院 地址 315400 浙江省宁波市余姚市经济开 发区城东新区 (72)发明人 朱伟明 甘中学 (74)专利代理机构 新余市渝星知识产权代理事 务所(普通合伙) 36124 代理人 廖平。
2、 (51)Int.Cl. A47L 11/24(2006.01) A47L 11/40(2006.01) H04N 21/41(2011.01) (56)对比文件 CN 201905823 U,2011.07.27, CN 201304244 Y,2009.09.09, CN 101446832 A,2009.06.03, CN 1959435 A,2007.05.09, CN 101772959 A,2010.07.07, CN 101690197 A,2010.03.31, US 2005171636 A1,2005.08.04, WO 2007065030 A2,2007.06.07, 。
3、审查员 陈珠 (54)发明名称 多功能智能清洁机器人装置 (57)摘要 本发明涉及一种多功能智能清洁机器人装 置， 包括： 机器人装置的主体模块、 超声波收发模 块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模 块、 数字电视广播信号接收模块、 音视频数据处 理模块和控制器模块， 其中控制器模块分别与机 器人装置的主体模块、 超声波收发模块、 红外线 传感器检测模块、 接触传感器检测模块、 数字电 视广播信号接收模块和音视频数据处理模块连 接， 根据超声波收发模块、 红外线传感器检测模 块和接触传感器检测模块的检测结果控制机器 人装置的主体模块的驱动和清洁， 并控制数字电 视广播信号接收模块和音。
4、视频数据处理模块对 接收到的数字电视广播信号进行处理， 输出适合 外部音视频播放设备的各种接口格式的音视频 信号。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 104905736 B 2017.03.29 CN 104905736 B 1.一种多功能智能清洁机器人装置， 包括： 机器人装置的主体模块、 超声波收发模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模 块、 数字电视广播信号接收模块、 音视频数据处理模块和控制器模块， 其中控制器模块分别 与机器人装置的主体模块、 超声波收发模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模 块、 数字电视广播信号接收模块和音视频数据处理模块连接， 根据。
5、超声波收发模块、 红外线 传感器检测模块和接触传感器检测模块的检测结果控制机器人装置的主体模块的驱动和 清洁， 并控制数字电视广播信号接收模块和音视频数据处理模块对接收到的数字电视广播 信号进行处理， 输出适合外部音视频播放设备的各种接口格式的音视频信号； 其特征在于， 进一步包括： 机器人装置的主体模块， 包括驱动器、 吸尘器， 驱动器控制机器人装置的前进、 后退和 转弯的驱动动作， 吸尘器对经过的地面进行清洁； 超声波收发模块， 位于机器人装置的正前方， 发射并接收超声波以检测机器人装置到 前方障碍物的距离； 红外线传感器检测模块， 包括四个红外线传感器， 分别位于机器人装置的左前方、 左。
6、下 方、 右前方和右下方， 检测机器人装置的周边障碍物和地面落差； 接触传感器检测模块， 位于机器人装置前端的缓冲器上， 通过轻微的碰撞接触， 检测未 能被超声波收发模块和红外线传感器检测模块检测到的微小障碍物； 数字电视广播信号接收模块， 包括数字调谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解压缩单元 和信号强度检测模块， 接收并处理数字电视广播信号， 其中所述信号强度检测模块检测接 收到的数字电视广播信号的强度， 并产生强度控制信号； 音视频数据处理模块， 接收数字电视广播信号接收模块输出的处理后的数字电视广播 信号， 进行音视频数据格式转换， 输出适合外部音视频播放设备的DVI、 HDMI、 。
7、DisplayPort 或DiiVA接口格式的音视频信号， 所述音视频数据处理模块采用现场编程门阵列FPGA芯片， 该FPGA芯片为ALTERA公司的EP2C5Q208C8N； 控制器模块， 分别与超声波收发模块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块 连接， 根据超声波收发模块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块的检测结果， 使 得驱动器控制机器人装置的驱动动作， 同时控制吸尘器进行清洁， 并在所述信号强度检测 模块检测到的强度控制信号大于60dBuV时， 启动数字调谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解 压缩单元和音视频数据处理模块处理接收到的数字电视广播信号并输出到外部音视频。
8、播 放设备进行播放； 其中， 所述数字电视广播信号接收模块、 音视频数据处理模块和控制器模块位于机器 人装置的主体模块上， 所述超声波收发模块发送的超声波的中心频率是40kHz， 每一个红外线传感器的检测 距离达到10cm。 2.如权利要求1所述的多功能智能清洁机器人装置， 其特征在于， 所述外部音视频播放设备包括数字电视、 DVD、 录像机、 电脑、 机顶盒或摄像机。 3.如权利要求1所述的多功能智能清洁机器人装置， 其特征在于， 所述接收到的数字电视广播信号是DVB-C、 DVB-T、 DVB-S或DVB-H信号。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104905736 B 2 多功。
9、能智能清洁机器人装置 0001 本发明要求申请号为2013101402233、 申请日为2013年4月23日、 发明名称为 “多功 能智能清洁机器人装置” 的专利的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及一种多功能智能清洁机器人装置， 尤其涉及一种用于室内能够根据多 个障碍检测装置确定障碍并根据接收到的无线电视广播信号的强度确定是否播放广播信 号中音视频内容的多功能智能清洁机器人装置， 一方面， 准确检测出附近障碍物并及时进 行躲避， 另一方面， 在清扫的同时接收无线信号并播放其中的多媒体内容， 为用户改善室内 环境的同时， 丰富了用户的视听享受。 背景技术 0003 清洁机器人是为人类服务。
10、的特种机器人， 主要从事家庭卫生的清洁、 清洗等工作， 扫地省时、 省力。 其整个清洁过程不需要人控制， 减轻用户的操作负担， 省下时间看电视、 陪 家人， 净化空气， 有的机器人装置内置活性碳、 吸附空气中有害物质， 一般结构轻便小巧， 能 够轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角。 在两年前， 家庭服务机器人的概念还和普通老百 姓的生活相隔甚远， 广大消费者还体会不到家庭服务机器人的科技进步给生活带来的便 捷。 而如今， 越来越多的消费者正在使用家庭服务机器人产品， 概念不再是概念， 而是通过 产品让消费者感受到了实实在在的贴心服务。 越来越多的清洁机器人开始进入千家万户。 0004 但是， 现。
11、有的清洁机器人通常存在障碍物检测器单一， 障碍物检测不够准确的问 题， 在打扫过程中经常因为没检测到障碍物而陷入进退两难的尴尬情况， 在一个地方被限 制不动直到耗尽电力为止， 清洁效率大大降低， 同时在清洁的同时无法为用户提供其他的 服务， 如多媒体视听享受， 用途比较固定， 不能进一步丰富用户的使用体验。 0005 因此， 需要一种用于室内的多功能智能清洁机器人装置， 使用多种检测装置联合 检测附近的障碍物， 及时制定躲避策略， 杜绝空转的情况发生， 同时接收无线电视广播信号 并输出其中的音视频内容， 为用户提供深层次的服务。 发明内容 0006 为了解决上述问题， 本发明提供了一种用于室内。
12、多功能智能清洁机器人装置， 使 得用户不必时刻保证对清洁机器人运行状况的关注， 不用自己观测清洁机器人的使用情 况， 在出现障碍物时及时进行躲避， 并在广播信号强度达到一定程度时为用户提供其中的 音视频内容， 从而提高清洁机器人的智能程度和使用效率。 0007 根据本发明的一方面， 提供了一种用于室内的多功能智能清洁机器人装置， 包括 机器人装置的主体模块、 超声波收发模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模块、 数字电视广播信号接收模块、 音视频数据处理模块和控制器模块， 其中控制器模块分别与 机器人装置的主体模块、 超声波收发模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模块、 数。
13、字电视广播信号接收模块和音视频数据处理模块连接， 根据超声波收发模块、 红外线传 说 明 书 1/5 页 3 CN 104905736 B 3 感器检测模块和接触传感器检测模块的检测结果控制机器人装置的主体模块的驱动和清 洁， 并控制数字电视广播信号接收模块和音视频数据处理模块对接收到的数字电视广播信 号进行处理， 输出适合外部音视频播放设备的各种接口格式的音视频信号。 0008 更具体地， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 机器人装置的主体模块， 包括驱动器、 吸尘器， 驱动器控制机器人装置的前进、 后退和转弯的驱动动作， 吸尘器对经 过的地面进行清洁； 超声波收发模块， 位于机器人。
14、装置的正前方， 发射并接收超声波以检测 机器人装置到前方障碍物的距离； 红外线传感器检测模块， 包括四个红外线传感器， 分别位 于机器人装置的左前方、 左下方、 右前方和右下方， 检测机器人装置的周边障碍物和地面落 差； 接触传感器检测模块， 位于机器人装置前端的缓冲器上， 通过轻微的碰撞接触， 检测未 能被超声波收发模块和红外线传感器检测模块检测到的微小障碍物； 数字电视广播信号接 收模块， 包括数字调谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解压缩单元和信号强度检测模块， 接收 并处理数字电视广播信号， 其中所述信号强度检测模块检测接收到的数字电视广播信号的 强度， 并产生强度控制信号； 音视频。
15、数据处理模块， 接收数字电视广播信号接收模块输出的 处理后的数字电视广播信号， 进行音视频数据格式转换， 输出适合外部音视频播放设备的 DVI、 HDMI、 DisplayPort或DiiVA接口格式的音视频信号， 所述音视频数据处理模块采用现 场可编程门阵列FPGA芯片， 该FPGA芯片为ALTERA公司的EP2C5Q208C8N； 控制器模块， 分别与 超声波收发模块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块连接， 根据超声波收发模 块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块的检测结果， 使得驱动器控制机器人装 置的驱动动作， 同时控制吸尘器进行清洁， 并在所述信号强度检测模块检测到。
16、的强度控制 信号大于60dBuV时， 启动数字调谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解压缩单元和音视频数据 处理模块处理接收到的数字电视广播信号并输出到外部音视频播放设备进行播放； 其中， 所述数字电视广播信号接收模块、 音视频数据处理模块和控制器模块位于机器人装置的主 体模块上。 0009 更具体地， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述超声波收发模块发 送的超声波的中心频率是40kHz， 每一个红外线传感器的检测距离达到10cm。 0010 更具体地， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述外部音视频播放设 备可包括数字电视、 DVD、 录像机、 电脑、 机顶盒或摄像机。。
17、 0011 更具体地， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述接收到的数字电视 广播信号可以是DVB-C、 DVB-T、 DVB-S或DVB-H信号。 附图说明 0012 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述， 其中： 0013 图1根据本发明实施方案示出的多功能智能清洁机器人装置的结构方框图。 具体实施方式 0014 下面将参照附图对本发明的多功能智能清洁机器人装置的实施方案进行详细说 明。 0015 图1示出根据本发明实施方案示出的多功能智能清洁机器人装置的结构方框图。 其中被用于室内的多功能智能清洁机器人装置包括： 机器人装置的主体模块、 超声波收发 说 明 书 2/5 页 。
18、4 CN 104905736 B 4 模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模块、 数字电视广播信号接收模块、 音视频 数据处理模块和控制器模块， 其中控制器模块分别与机器人装置的主体模块、 超声波收发 模块、 红外线传感器检测模块、 接触传感器检测模块、 数字电视广播信号接收模块和音视频 数据处理模块连接， 根据超声波收发模块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块 的检测结果控制机器人装置的主体模块的驱动和清洁， 并控制数字电视广播信号接收模块 和音视频数据处理模块对接收到的数字电视广播信号进行处理， 输出适合外部音视频播放 设备的各种接口格式的音视频信号。 具体地， 机器人装。
19、置的主体模块， 包括驱动器、 吸尘器， 驱动器控制机器人装置的前进、 后退和转弯的驱动动作， 吸尘器对经过的地面进行清洁； 超 声波收发模块， 位于机器人装置的正前方， 发射并接收超声波以检测机器人装置到前方障 碍物的距离； 红外线传感器检测模块， 包括四个红外线传感器， 分别位于机器人装置的左前 方、 左下方、 右前方和右下方， 检测机器人装置的周边障碍物和地面落差； 接触传感器检测 模块， 位于机器人装置前端的缓冲器上， 通过轻微的碰撞接触， 检测未能被超声波收发模块 和红外线传感器检测模块检测到的微小障碍物； 数字电视广播信号接收模块， 包括数字调 谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解。
20、压缩单元和信号强度检测模块， 接收并处理数字电视广 播信号， 其中所述信号强度检测模块检测接收到的数字电视广播信号的强度， 并产生强度 控制信号； 音视频数据处理模块， 接收数字电视广播信号接收模块输出的处理后的数字电 视广播信号， 进行音视频数据格式转换， 输出适合外部音视频播放设备的DVI、 HDMI、 DisplayPort或DiiVA接口格式的音视频信号， 所述音视频数据处理模块采用现场可编程门 阵列FPGA芯片， 该FPGA芯片为ALTERA公司的EP2C5Q208C8N； 控制器模块， 分别与超声波收发 模块、 红外线传感器检测模块和接触传感器检测模块连接， 根据超声波收发模块、 。
21、红外线传 感器检测模块和接触传感器检测模块的检测结果， 使得驱动器控制机器人装置的驱动动 作， 同时控制吸尘器进行清洁， 并在所述信号强度检测模块检测到的强度控制信号大于 60dBuV时， 启动数字调谐器、 解调器、 解复用器、 音视频解压缩单元和音视频数据处理模块 处理接收到的数字电视广播信号并输出到外部音视频播放设备进行播放； 其中， 所述数字 电视广播信号接收模块、 音视频数据处理模块和控制器模块位于机器人装置的主体模块 上。 0016 其中， DVI、 HDMI、 DisplayPort、 DiiVA是市场上常见的数字音视频接口标准。 DVI (Digital Visual Inter。
22、face)， 即数字视频接口， 由Silicon Image、 Intel(英特尔)、 Compaq(康柏)、 IBM、 HP(惠普)、 NEC、 Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(Digital Display Working Group， 数字显示工作组)于1999年推出的接口标准， DVI以PanalLink接 口技术为基础， 基于TMDS(最小化传输差分信号)电子协议作为基本电气连接， 最高信号传 输码流为1.65Gbps， 相比较之前的模拟视频接口， 其具有速度快、 画面清晰、 支持HDCP协议 的特点。 HDMI(High Definition Multimedia 。
23、Interface)， 即高清晰度多媒体接口， 由日 立、 松下、 飞利浦、 Silicon Image、 索尼、 汤姆逊、 东芝等7家公司共同组建的HDMI高清多媒 体接口组织于2002年12月9日正式发布， HDMI以DVI为基础， 采用TMDS编码机制， 对视频信 号、 音频信号和控制信号进行时分控制， 最高数据传输速度为5Gbps， 克服了DVI对于平板电 视和广色域终端兼容性差、 对影像版权保护缺乏支持、 不支持数字音频信号、 接口体积大等 缺点。 DisplayPort， 简称DP接口， 由VESA(视频电子标准组织)2006年5月发布。 它是一种针 对所有显示设备(包括内部和外部。
24、接口)的开放标准， 采用8B/10B编码、 内嵌时钟信号与微 说 明 书 3/5 页 5 CN 104905736 B 5 封包架构， 视频内容以封包方式传送， 支持HDCP数字内容保护协议， 可以同时传输音频与视 频， 最大传输带宽为10.8Gb/S， 其通过一条可实现双向通信的外部通道直接进行语音、 视频 等低带宽数据的传输， DisplayPort相比较HDMI具有更大的传输带宽和更强的兼容性。 DiiVA， 即数字高清互动接口， 由TCL、 海信、 创维、 康佳、 长虹、 海尔、 上广电、 熊猫电子、 凌旭 等9家企业于2009年4月推出， 采用与DisplayPort接口相同的8B/。
25、10B编码技术， 支持视频带 宽达13.5Gbps， 支持混合通道频宽合计超过2Gbps， 可做双向数据和音频传输， 同时还支持 HDCP 2.0与DTCP-IP， 其采用菊花链的连接方式， 使得任何一个在DiiVA网络中的设备都可 以互相访问。 不同的消费类电子制作商、 半导体公司、 测试设备制作商以及商用电子制造 商， 根据自身利益需要， 在自己的产品中选用不同的数字音视频接口， 这些产品包括数字电 视、 DVD、 录像机、 电脑、 机顶盒、 摄像机。 0017 另外， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述超声波收发模块发送的 超声波的中心频率是40kHz， 每一个红外线传感器的。
26、检测距离达到10cm。 0018 其中， 超声波收发器具体工作原理为， 发射器， 给换能器一个高压脉冲， 换能器把 电能转换成声能； 接收器， 换能器把声信号转换为电信号， 再介入小信号放大器。 超声波传 感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。 超声波是一种振动频率高于声波的机械波， 由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的， 它具有频率高、 波长短、 绕射现象小， 特别是 方向性好、 能够成为射线而定向传播等特点。 超声波对液体、 固体的穿透本领很大， 尤其是 在阳光不透明的固体中， 它可穿透几十米的深度。 超声波碰到杂质或分界面会产生显著反 射形成反射成回波， 碰到活动物体能产生多普勒效应。
27、。 因此超声波检测广泛应用在工业、 国 防、 生物医学等方面。 超声波收发器， 由发送传感器(或称波发送器)、 接收传感器(或称波接 收器)、 控制部分与电源部分组成。 发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振 子换能器组成， 换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射； 而接 收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成， 换能器接收波产生机械振动， 将其变换成电 能量， 作为传感器接收器的输出， 从而对发送的超进行检测.而实际使用中， 用作发送传感 器的陶瓷振子也可以用作接收器传感器社的陶瓷振子。 控制部分主要对发送器发出的脉冲 链频率、 占空比及稀疏调制和计数及探测。
28、距离等进行控制。 0019 其中， 红外线测距离传感器是一种利用红外线反射原理对障碍物距离进行测量的 传感器。 红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管， 发射管发射特定频率的红 外信号， 接收管接收这种频率的红外信号， 当红外的检测方向遇到障碍物时， 红外信号反射 回来被接收管接收， 经过处理之后， 通过数字传感器接口返回到机器人主机， 机器人即可利 用红外的返回信号来识别周围环境的变化。 0020 另外， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述外部音视频播放设备可 包括数字电视、 DVD、 录像机、 电脑、 机顶盒或摄像机。 所述多功能智能清洁机器人装置通过 外部接口与各种外。
29、部音视频播放设备， 灵活实现各类音视频数据的播放。 0021 另外， 所述多功能智能清洁机器人装置进一步包括： 所述接收到的数字电视广播 信号可以是DVB-C、 DVB-T、 DVB-S或DVB-H信号。 所述多功能智能清洁机器人装置根据当地使 用范围最广的数字电视广播服务， 接收并播放其中的多媒体内容。 0022 采用本发明的多功能智能清洁机器人装置， 进一步提高了清洁机器人的智能化程 度和工作效率， 能够快速识别附近的各种障碍物并进行躲避， 以打扫各个卫生死角且不会 说 明 书 4/5 页 6 CN 104905736 B 6 陷入空转耗电的尴尬情况， 同时也能够在本清洁机器人上观看音视频。
30、业务。 使用本发明的 清洁机器人， 用户可以放心处理其他事物， 甚至进一步在所述清洁机器人上欣赏当地的无 线电视广播服务， 丰富了用户的视听感官。 0023 可以理解的是， 虽然本发明已以较佳实施例披露如上， 然而上述实施例并非用以 限定本发明。 对于任何熟悉本领域的技术人员而言， 在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰， 或修改为等 同变化的等效实施例。 因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明的技术实质对 以上实施例所做的任何简单修改、 等同变化及修饰， 均仍属于本发明技术方案保护的范围 内。 说 明 书 5/5 页 7 CN 104905736 B 7 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 104905736 B 8 。