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一种核心控制装置及智能 机器人

阅读：1发布：2022-11-11

专利汇可以提供一种核心控制装置及智能机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种核心控制装置，其包括：相连接的人机交互模块和运动控制模块，其中，人机交互模块包括第一印刷电路板；将第一计算模块、第一交互通讯模块、显示模块、音频输出模块、语音采集模块、蓝牙和WIFI模块集成在人机交互模块的第一印刷电路板上。运动控制模块包括第二印刷电路板，第二计算模块、第二交互通讯模块、微处理器、传感器模块和电机驱动模块集成在第二印刷电路板上，各模块紧凑有序设置便于量产，方便维护、安装方便快捷、且节省空间。，下面是一种核心控制装置及智能机器人专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种核心控制装置，其特征在于，包括：
人机交互模块(100)；
运动控制模块(200)，其与所述人机交互模块(100)相连接；
所述人机交互模块(100)包括第一印刷电路板；
第一计算模块(101)，其安装于所述第一印刷电路板，用于人机交互信息计算；
第一交互通讯模块(102)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接；
显示模块(103)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接；
音频输出模块(104)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接；
语音采集模块(105)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接；
蓝牙和WIFI模块(106)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接；
所述运动控制模块(200)包括第二印刷电路板；
第二计算模块(201)，其安装于所述第二印刷电路板上；
第二交互通讯模块(202)，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块(201)连接；
微处理器(203)，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块(201)连接；
传感器模块(204)，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器(203)连接；
电机驱动模块(205)，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器(203)连接。
2.根据权利要求1所述的核心控制装置，其特征在于：
所述WIFI模块(106)连接有WIFI天线(1061)，所述语音采集模块(105)连接有阵列麦克风(1051)，所述音频输出模块(104)连接有喇叭(1041)和数字音频接口(1042)，所述显示模块(103)连接有媒体接口(1031)和低电压差分信号接口(1032)，所述第一计算模块(101)连接有USB接口(1011)，所述第一交互通讯模块(102)连接有以第一以太网接口(1023)、第一接口(1021)、第二接口(1022)。
3.根据权利要求2所述的核心控制装置，其特征在于：
所述电机驱动模块(205)设有3路电机接口(2051)，所述传感器模块(204)设有5路超声接口(2041)、2路防跌落接口(2042)、4路红外传感器(2043)，所述第二计算模块(201)设有雷达接口(2011)，所述第二交互通讯模块(202)连接有第三接口(2021)、第四接口(2022)、第二以太网接口(2023)。
4.根据权利要求3所述的核心控制装置，其特征在于：
还包括第一信号连接线(300)、第二信号连接线(400)、以太网连接线(500)，其中，所述第一信号连接线(300)的一端与所述第一接口(1021)连接，另一端与所述第三接口(2021)连接；第二信号连接线(400)的一端与所述第二接口(1022)连接，另一端与所述第四接口(2022)连接，所述以太网连接线(500)的第一端与所述第一以太网接口(1023)连接，另一端与所述第二以太网接口(2023)。
5.根据权利要求1所述的核心控制装置，其特征在于：
所述人机交互模块(100)还包括4G模块(107)，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块(101)连接，所述4G模块(107)连接有4G天线(1071)。
6.根据权利要求1所述的核心控制装置，其特征在于：
所述人机交互模块(100)还包括第一电源模块(108)，其安装于所述第一印刷电路板，并设有第一电源接口(1081)。
7.根据权利要求6所述的核心控制装置，其特征在于：
所述运动控制模块(200)还包括第二电源模块(206)，其安装于所述第二印刷电路板，并设有第二电源接口(2061)、扩展电池接口(2062)和电源输出接口(2063)。
8.根据权利要求7所述的核心控制装置，其特征在于：
还包括电源连接线(600)，其第一端与所述第一电源接口(1081)连接，另一端与所述第二电源接口(2061)连接。
9.根据权利要求1所述的核心控制装置，其特征在于：
所述运动控制模块(200)与所述人机交互模块(100)设置于外壳的内部。
10.一种智能机器人，其特征在于：包括如权利要求1-9中任一项所述的核心控制装置。

说明书全文

一种核心控制装置及智能机器人

技术领域

[0001] 本申请涉及控制装置技术领域，特别是涉及一种核心控制装置及智能机器人。

背景技术

[0002] 现有的智能机器人核心控制模块均是分散安装于多个部位或者紧凑安装在一个区域，这样使得控制模块散乱不利于产品的量产、及维护。使得产品在研发和生产的过程中消耗大量的人力和物理，造成大量的人力资源和时间及资金的浪费。实用新型内容

[0003] (一)要解决的技术问题：

[0004] 本实用新型的目的是提出一种核心控制装置，解决控制模块散乱不利于产品的量产的问题。

[0005] (二)技术方案：

[0006] 为了解决上述技术问题，本申请提供了一种核心控制装置，其包括：人机交互模块；运动控制模块，其与所述人机交互模块相连接；所述人机交互模块包括第一印刷电路板；第一计算模块，其安装于所述第一印刷电路板，用于人机交互信息计算；第一交互通讯模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接；显示模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接；音频输出模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接；语音采集模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接；蓝牙和WIFI模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接；所述运动控制模块包括第二印刷电路板；第二计算模块，其安装于所述第二印刷电路板上；第二交互通讯模块，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块连接；微处理器，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块连接；传感器模块，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器连接；电机驱动模块，其安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器连接。

[0007] 在一个实施例中，可选地，所述WIFI模块连接有WIFI天线，所述语音采集模块连接有阵列麦克风，所述音频输出模块连接有喇叭和数字音频接口，所述显示模块连接有媒体接口和低电压差分信号接口，所述第一计算模块连接有USB接口，所述第一交互通讯模块连接有以第一以太网接口、第一接口、第二接口。

[0008] 在一个实施例中，可选地，所述电机驱动模块设有3路电机接口，所述传感器模块设有5路超声接口、2路防跌落接口、4路红外传感器，所述第二计算模块设有雷达接口，所述第二交互通讯模块连接有第三接口、第四接口、第二以太网接口。

[0009] 在一个实施例中，可选地，还包括第一信号连接线、第二信号连接线、以太网连接线，其中，所述第一信号连接线的一端与所述第一接口连接，另一端与所述第三接口连接；第二信号连接线的一端与所述第二接口连接，另一端与所述第四接口连接，所述以太网连接线的第一端与所述第一以太网接口连接，另一端与所述第二以太网接口。

[0010] 在一个实施例中，可选地，所述人机交互模块还包括4G模块，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块连接，所述4G模块连接有4G天线。

[0011] 在一个实施例中，可选地，所述人机交互模块还包括第一电源模块，其安装于所述第一印刷电路板，并设有第一电源接口。

[0012] 在一个实施例中，可选地，所述运动控制模块还包括第二电源模块，其安装于所述第二印刷电路版，并设有第二电源接口、扩展电池接口和电源输出接口。

[0013] 在一个实施例中，可选地，还包括电源连接线600，其第一端与所述第一电源接口1081连接，另一端与所述第二电源接口2061连接。

[0014] 在一个实施例中，可选地，所述运动控制模块与所述人机交互模块设置于外壳的内部。

[0015] 本申请还提供了一种智能机器人，其包括了上述的核心控制装置。

[0016] (三)有益效果：

[0017] 本申请的技术方案，通过将第一计算模块、第一交互通讯模块、显示模块、音频输出模块、语音采集模块、蓝牙和WIFI模块集成在人机交互模块的第一印刷电路板上；第二计算模块、第二交互通讯模块、微处理器、传感器模块和电机驱动模块集成在运动控制模块的第二印刷电路板上，各模块紧凑有序设置便于量产，方便维护、安装方便快捷、且节省空间。

[0018] 根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0019] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

[0020] 图1是根据本申请一个实施例的核心控制装置的结构框图；

[0021] 图2是根据本申请一个实施例的核心控制装置的人机交互模块的结构框图；

[0022] 图3是根据本申请一个实施例的核心控制装置的运动控制模块的结构框图。

[0023] 附图标记：

[0024] 100、人机交互模块；101、第一计算模块；1011、USB接口；102、第一交互通讯模块；1023、第一以太网接口；1021、第一接口；1022、第二接口；103、显示模块；1031、媒体接口；
1032、低电压差分信号接口；104、音频输出模块；1041、喇叭；1042、数字音频接口；105、语音采集模块；1051、阵列麦克风；106、WIFI模块；1061、WIFI天线；107、4G模块；1071、4G天线；
108、第一电源模块；1081、第一电源接口；

[0025] 200、运动控制模块；201、第二计算模块；2011、雷达接口；202、第二交互通讯模块；2021、第三接口；2022、第四接口；2023、第二以太网接口；203、微处理器；204、传感器模块；
2041、5路超声接口；2042、2路防跌落接口；2043、4路红外传感器；205、电机驱动模块；2051、
3路电机接口；206、第二电源模块；2061、第二电源接口；2062、扩展电池接口；2063、电源输出接口；

[0026] 300、第一信号连接线；

[0027] 400、第二信号连接线；

[0028] 500、以太网连接线；

[0029] 600、电源连接线。

具体实施方式

[0030] 下面通过具体的实施例结合附图，对本申请做进一步详细介绍。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

[0031] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非有明确的规定和限制，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0032] 由于目前控制模块散乱不利于产品的量产的问题，本申请给出一种紧凑有序设置便于量产的核心控制装置。

[0033] 下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品等进行详细描述。

[0034] 实施例1：

[0035] 如图1-3所示，一种核心控制装置，其由相连接的人机交互模块100和运动控制模块200组成，其中，所述人机交互模块100包括第一印刷电路板，将第一计算模块101安装于所述第一印刷电路板，以所述第一计算模块101为核心的交互模块，通过外部的交互设备，可以方便的与人进行交流，沟通。第一交互通讯模块102安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接。显示模块103安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接。音频输出模块104安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接。语音采集模块105安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接，蓝牙和WIFI模块106安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接。所述运动控制模块200包括第二印刷电路板，将第二计算模块201安装于所述第二印刷电路板上。第二交互通讯模块202安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块201连接。微处理器203安装于所述第二印刷电路板，并与所述第二计算模块201连接。传感器模块204安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器203连接。电机驱动模块205安装于所述第二印刷电路板，并与所述微处理器203连接。

[0036] 通过将所述第一计算模块101、所述第一交互通讯模块102、所述显示模块103、所述音频输出模块104、所述语音采集模块105、所述蓝牙和WIFI模块106集成在所述人机交互模块100的第一印刷电路板上；所述第二计算模块201、所述第二交互通讯模块202、所述微处理器203、所述传感器模块204和所述电机驱动模块205集成在所述运动控制模块200的所述第二印刷电路板上，各控制模块紧凑有序设置便于量产，方便维护、安装方便快捷、且节省空间。

[0037] 在该实施例中，可选地，所述运动控制模块200与所述人机交互模块100设置于外壳(图中未示出)的内部，使装置成为一个整体，避免各模块受到外力损坏。

[0038] 如图2所示，在一个人实施例中，进一步地，所述WIFI模块106连接有WIFI天线1061，所述语音采集模块105连接有阵列麦克风1051，所述音频输出模块104连接有喇叭
1041和数字音频接口1042，所述显示模块103连接有媒体接口1031和低电压差分信号接口
1032，所述第一计算模块101连接有USB接口1011，所述第一交互通讯模块102连接有以第一以太网接口1023、第一接口1021、第二接口1022。所述人机交互模块100还包括4G模块107，其安装于所述第一印刷电路板，并与所述第一计算模块101连接，所述4G模块107连接有4G天线1071。所述人机交互模块100还包括第一电源模块108，其安装于所述第一印刷电路板，并设有第一电源接口1081。

[0039] 具体地，所述人机交互模块100以所述第一计算模块101为核心的交互模块，通过外部的交互设备，可以方便的与人进行交流，沟通。所述第一电源模块108的电源是由所述运动控制模块200直接滤波后的电源，通过电源连接线直接相连。所述4G模块107，由于所述人机交互模块100的工作需要网络通信，所述4G模块107可以让装置在WIFI信号不好的时候可以保证装置的正常运行不受影响，所述4G模块107的使用也很简单，只需要一个外置的天线即可。所述蓝牙模块和WIFI模块106，保证运行需要网络，所以WIFI模块106工作时的首选网络连接设备，使用同样简单，只需要连接一根天线即可以像手机一样使用无线网络。并且，为了方便连接无线的设备，此WIFI模块106还支持蓝牙功能，可以方便连接需要连接的蓝牙设备，例如：音响，鼠标，键盘等。所述语音采集模块105，通过外部的阵列麦克风1051将外部的语音输入，经过所述语音采集模块105的处理，再将数据传送给所述第一计算模块101可实现语音的交互功能。所述音频输出模块104提供两种音频输出方式，一种是直接外接所述喇叭1041、另一种是通过所述数字音频接口1042连接外部的SPDIF设备。所述显示模块103提供两种标准的显示接口：所述媒体接口1031、所述低电压差分信号接口1032、这两种接口都是标准的显示设备接口，可以方便连接显示。并且支持同时显示两个设备。所述第一交互通讯模块102通过所述第一以太网接口1023与所述运动控制模块100的所述第二以太网接口2023相连接，可以进行数据传输。另外，通过唤醒人机交互接线，即所述第一信号连接线300、第二信号连接线400，可以通过所述微处理器203的传感器接收后的数据，将所述人机交互模块100从低功耗的模式唤醒。此外唤醒所述运动控制模块200的接线可以通过所述人机交互模块100将所述运动控制模块200唤醒，达到双向控制的效果。所述USB接口
1011方便一些便携设备的使用。

[0040] 如图3所示，在一个实施例中，进一步地，所述电机驱动模块205设有3路电机接口2051，所述传感器模块204设有5路超声接口2041、2路防跌落接口2042、4路红外传感器
2043，所述第二计算模块201设有雷达接口2011，所述第二交互通讯模块202连接有第三接口2021、第四接口2022、第二以太网接口2023。所述运动控制模块200还包括第二电源模块
206，其安装于所述第二印刷电路板，并设有第二电源接口2061、扩展电池接口2062和电源输出接口2063。

[0041] 具体地，所述第二电源模块206提供5V、12V、24V直流电源，提供给所述运动控制模块200工作电压，并通过电源输出接口给外部设备供电，所述第二电源模块206的输入电源来自外接的电池，并配有所述扩展电池接口2062，可以增加电池的容量来提高续航能力。

[0042] 所述电机驱动模块205主要通过外部连接的3个电机来控制装置的运动，可以通过电机的连接口直接连接3路电机，电机的运动控制是由所述微处理器203通过脉冲宽度(PWM)的方式控制。所述传感器模块204主要的功能有超声传感器，跌落传感器以及红外传感器，所有的传感器都可以通过预留出来的对应的接口直接连接，所有的传感器的信号以及控制，都是由所述微处理器203直接采集和控制。所述第二计算模块201主要用于所述运动控制模块200的计算，连接所述人机交互模块100和所述微处理器203的重要部分，可以将所述微处理器203的数据处理整合后传送给所述人机交互模块100，使得整个信号网络的采集，和处理形成一条完整的通路。并且，所述第二计算模块201增加了一个外接雷达的所述雷达接口2011可以扫描整机的障碍物，使得装置在运行时更加有保障，更加安全。所述微处理器203，使所述运动控制模块200的最初级的数据采集，和行为的执行中心，它的作用将采集的传感器信号处理后通过串口的方式发送给所述第二计算模块201和执行所述第一计算模块102给出的命令。所述第二交互通讯模块202、通过所述第一以太网接口1023，与所述运动控制模块200的所述第二以太网接口2023相连接，可以进行数据传输。另外，通过唤醒人机交互接线可以通过所述微处理器203的传感器接收后的数据，将所述人机交互模块100从低功耗的模式唤醒。此外唤醒所述运动控制模块200的接线可以通过所述人机交互模块100将所述运动控制模块200唤醒，达到双向控制的效果。

[0043] 如图1所示，在一个实施例中，为了解决所述人机交互模块100和所述运动控制模块200连接，具体地，所述第一信号连接线300的一端与所述第一接口1021连接，另一端与所述第三接口2021连接；第二信号连接线400的一端与所述第二接口1022连接，另一端与所述第四接口2022连接，所述以太网连接线500的第一端与所述第一以太网接口1023连接，另一端与所述第二以太网接口2023，所述电源连接线600的第一端与所述第一电源接口1081连接，另一端与所述第二电源接口2061连接。

[0044] 实施例2：

[0045] 本申请还提供了一种智能机器人，其包括了上述的核心控制装置。

[0046] 以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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