本发明涉及一种移动监视装置，更具体地涉及一种通过一个有线或无线通信系统将住房等中的火警或入侵者等异常情况通知外部的一个监视单位或一个急救机构，从而执行防火与防止犯罪职能。

近来，在公寓与单家住宅中已经使用了家庭安全控制系统，这些系统使用一个或多个火警报警器，防盗报警器，煤气泄漏报警器，声音报警器等等。然而，这些家庭安全控制系统在住房外出或者在集体居住所中的任何一个独立单元中出现异常情况时会失去它们的作用。

在发生火警或探测到一个入侵者时，传统的家庭安全控制系统是设计为自动将该异常情况通知一间控制室。然而，采用这样一种系统需要许多电缆，结果是，相关的布线工作需要许多时间与劳力。因而，安装成本昂贵，而且在已有的建筑中安装这种系统尤其昂贵。在集体住所的情况中，当安全管理员因外出巡逻等原因而不在时，异常情况的探测被延迟了，结果向警方或救火人员的异常报告也被延迟了。此外，通知不在家的住户也存在问题。具体地，传统的系统在这种情况下不可能立即通知住户。

並且，传统的家庭安全控制系统要求将煤气检测传感器设置在最容易泄漏的煤气管线附近，而将入侵者探测传感器或声音检测传感器装设在入侵者最可能通过它们进入住房内的门或窗口处。由于传统的家庭安全系统要求在各种位置上使用传感器，相关的布线工作特别复杂並且可能十分难看。传统的家庭安全系统的另一个问题存在于布线本身。具体说，线路（或者电源线）可能被入侵者切断而使安全系统失效。

因此，本发明的一个目的是以提供一种具有一个火警报警器、防盗报警器、煤气泄漏报警器、声音检测报警器等的移动监视装置来解决上述问题，它是安装与制造成本都低的。

本发明的另一个目的是提供一种可以通过有线或无线通信方法实行启动或关闭的移动监视装置，並且该装置能将住房中的情况同时报告给警察所消防站或中央监视单位以及外出的住户。

为了实现上述的目的，本发明包括一个用于从一个予定的距离远程命令一个操作並且存储一个密码以防止合法用户以外的人进行控制的遥控装置;一个具有检测各种异常情况的传感器並且能够移动的机器人;一个监视装置，当装设在机器人上的各种传感装置中的一个或多个检测到异常情况时该监视装置能够接收机器人所发送的一个监视信号;以及一个自动通信控制装置，它同时接收该发送的信号並相应地报告给一个远程中央监视单位或其它场所。

上述构造的移动监视装置除了合法用户以外是不能使用的。在一位合法用户离开时没有启动该移动监视装置的情况中，该用户仍能通过电话呼叫远程地启动该装置。此外，该合法用户在外出时可携带该监视装置，使该用户能够接收响应在家中检测到一个异常情况而发出的一个呼叫声。並且，警察所、消防站或者中央监视单位的一名操作员同时接到报警而迅速采取对付措施。

本发明的上述与其它目的以及优点通过以下参照附图对本发明的描述将得到了解。

在所有附图中，相同的参照数字与符号用于指示相同的或等价的部件或部位，这是为了简化展示与说明。

图1为了展示按照本发明的一种移动监视装置的一个较佳实施例的示意图。

图2（a）与2（b）为按照本发明的一个机器人的方块图。

图2（c）与2（d）为展示按照本发明的机器人及监视装置的操作的流程图。

图3为按照本发明的键盘与显示单元的电路图。

图4（a）为指示一个操作装置的结构的机器人的剖视图。

图4（b）是沿图4（a）Ⅰ-Ⅰ线所取的操作装置的剖视图。

图4（c）是沿图4（a）Ⅱ-Ⅱ线所取的操作装置的纵剖面图。

图5（a）是机器人前进与后退驱动的驱动电路。

图5（b）是操纵机器人的操纵电机的驱动电路。

图6（a）是装有陷落底层（地板）表面探测装置的机器人的仰视图。

图6（b）为指示陷落表面探测装置的结构的机器人正面图。

图6（c）是陷落表面探测装置的透视图。

图6（d）是图6（b）的侧面图。

图6（e）是陷落表面探测装置的降低传感器的透视图。

图6（f）是陷落表面探测装置的功能图。

图7（a）是陷落表面探测装置的工作电路。

图7（b）是展示陷落表面探测装置的操作序列的流程图。

图8（a）是导航系统的电声传感器组件的透视图。

图8（b）是沿图8（a）的Ⅱ-Ⅱ线所取的该传感器组件的纵剖面图。

图9（a）是该传感器所连接的导航系统的方块图。

图9（b）是9（a）中所用的电路。

图10（a）是安装多个传感器的底板部件的俯视图。

图10（b）是底板部件上面的栅格的俯视图。

图10（c）是安装了传感器状态中的机器人的局部正视图。

图10（d）是示出传感器的机器人的局部背视图。

图11（a）是按照本发明的另一实施例的超声传感器的透视图。

图11（b）至11（e）是按照图11（a）的实施例的超声传感器的工作图，而图11（f）是传感器布置及控制的方块图。

图12（a）是一个超声发射部件的电路图。

图12（b）是用于感侧一个移动物体的超声接收部件的电路图。

图13是一个红外线感侧部件的电路图。

图14是一个声音感侧部件的电路图。

图15是一个信号发送与接收部件的电路图。

图16是机器人的电源部件的电路图。

图17是机器人的电源控制部件的电路图。

图18是系统复位部件的电路图。

图19（a）是一个自动通信控制装置的示意图。

图19（b）是图19（a）的方块图。

图19（c）是展示一个自动通信控制装置的操作序列的流程图。

图20（a）是按照本发明的一个较佳实施例的侵入者探测装置的侧视图。

图20（b）是图20（a）的正立视图。

图20（c）是该入侵者探测装置的工作图。

图20（d）是展示该入侵者探测装置的操作序列的流程图。

图21（a）是按照本发明的应急措施装置的方块图。

图21（b）至21（c）是展示该应急措施装置的操作序列的流程图。

以下，将参照附图详细说明本发明的较佳实施例。

图1是按照本发明的一个较佳实施例的移动监视装置的示意图。

具体地，图1、2（a）与2（d）示出作为一个遥控装置工作的一个R/F（射频）遥控器A，以及一个机器人R，它包含用于接受用户命今的键盘31;用于发射超声波並同时接收反射波以进行探测的一个导航系统60，该导航系统是由用户通过键盘输入一条操作命令启动的;一个主脚轮9，它是响应从导航系统60的一个输出分别由一台前进与后退驱动电机44与一台导向电机45驱动的;以及两个副脚轮7A与7B，它们与主脚轮9协同地被驱动。

装设了一根天线4，通过它对响应安装在机器人R内部的传感器的探测信号在住房内或办公室内是否存在异常进行通信，这些传感器能够探测是否存在入侵者、煤气泄漏、声音、周围温度、光、或人体所产生的红外线等等，当探测到一个异常情况时，根据一个发射控制器32向一个监视器11发送一个驱动信号，监视器M接收这一发射的信号並接着产生一个指示出现的异常情况的报警。

一个自动通信控制装置AD也接收来自机器人R的发送信号並通过电话自动向可能外出的用户报告异常情况的出现，並且同时向警察所、消防站或诸如安全办公室这样的中央监视单位报告。同时示出在在图1中的有一个超声传感器29、红外线传感器装置34以及机器人R的驱体8。

自动通信控制装置AD包含一个缩短的拨号功能，当在住房或办公室内探测到一个异常情况时自动进行电话拨号，这些异常情况是由机器人R上或其它地方的各种探测传感器探测到的。该自动通信控制自动装置AD响应来自，例如，天线4的发送信号自动拨通警察所、消防站或诸如控制室这样的中央监视单位的电话号码。此外，自动通信控制装置AD包含电话接收功能，它使得一位合法用户能够通过电话呼叫远程启动机器人R。虽然图中示出一个有线电话系统，当然，该电话系统可以是一个无线电话系统。

下面参照图2（a）与2（b）对机器人R的结构与操作作一般性的说明。如图2（a）与2（b）所示，装设了第一与第二微型计算机10与30;作为输入操作命令与存储一个密码的主控装置的键盘31，该密码只对合法用户提供使用;一个导航系统60，它通过两台微型计算机10与30从主控装置31接受信号（或命令信号）並且为了测定周围的空间，它在其左右两侧的前方围绕大约180度角发射超声波並同时接收反射波;一台第一微型计算机10用于在一个输入端1N2上输入一个用以通过导航系统60确定周围的空间的探测信号时判定是否在一个特定方向上的移动;一台前进与后退驱动电机44，它当根据来自第一微型计算机10的一个判定信号判定可能进行前进或后退移动时分别按照来自前进与后退移动驱动电路44a的输出信号执行前进或后退转动，电路44a本身响应来自第一微型计算机10的一个输出端口PoRT1发出的一个输出信号来控制前进与后退移动;一个主脚轮9，用于使用前进与后退驱动电机44的驱动功率在任何方向上移动;一对副脚轮7A与7B与主脚轮9的驱动协作在任意方向上移动;左右侧陷落传感器46与47探测地板表面状况以防止机器人R在移动中翻倒，它在探测到一个地板表面的一个台阶或坑槽部位时，停止前进运动並后退一个予定的距离，传感器46与47是这样设置的使它能向第一微型计算机10的一个输入端口PoRT3提供一个指示台阶部位的信号;右与左驱动状态传感器48与49探测副脚轮7A与7B的驱动状态;一台导向电机45按照来自导向驱动电路45a的输出信号执行前进或后退转动，电路45a根据来自微型计算机10的输出端口PoRT2的输出信号控制右与左导向，这一输出信号是响应来自右与左陷落传感器46与47以及右与左驱动状态探测传感器48与49输出的。所有这些信号都是通过第一微型计算机10的输入端口PoRT3输入的;一个速度检测传感器50检测驱动速度;以及一个导向方向探测器51探测导向角。机器人R的整体驱动系统根据各电机驱动电路44a与45a的输出分别用于控制前进与后退驱动电机44以及导向电机45的速度与导向角，而速度检测传感器50与导向方向探测传感器51的输出信号则是输入到一个输入端口PoRT4的。

在上述驱动系统中，本发明的机器人R还包括一个超声传感器29，它借发射超声波与同时接收反射波来探测物质物体（包括有生命物体）的运动，以及一个红外线探测传感器34，它也能接收人体产生的红外线，从而达到探测包括人在内的物质物体的位移;一个声音探测传感器35，它从电池37接受电源並探测诸如打碎玻璃的声音或儿童的哭叫声;以及一个第二微型计算机30，它接收来自传感器34与35的探测信号，此外还接收来自用于探测周围温度的传感器39与用于探测火警的离子化传感器40的探测信号。从而机器人R装备有判断一间住房或办公室中是否存在异常情况的手段，在存在异常情况的事件中，驱动一个发送控制器32去产生通过天线4向一个监视器M与一个自动通信控制装置AD的一个发送。

进一步参照图2（a）与2（b），来自一个晶体振荡器41的15兆赫振荡信号作用在第二微型计算机30的一个输入端XTAL2上。此外，来自晶体振荡器43的15兆赫振荡信号作用在第一微型计算机10的一个输入端XTAL上。一条总线75提供第一微型计算机10与第二微型计算机30之间的一条通信链路，从而有关微型计算机10与30的状态或操作的命令得以执行。並且，一个用于检测机器人R的操作状态的模拟终端57通过一个缓冲器58连接在总线75的中间。

下面参照图2（a）与2（b）对移动监视装置的操作作一般说明。当一位用户按键盘31上的一个特定的键向机器人R提供一条命令时（或者遥控进行），从第一微型计算机10的输出端口PoRT5输出一个操作导航系统60的脉冲。该脉冲驱动一个驱动电路62，而电路62又驱动设置在传感器上的一个励磁线圈63，如下面要讨论的图8（a）所示。这样，励磁线圈63间接地被来自输出端口5的脉冲所操作。来自励磁线圈63的信号为了证实其驱动状态首先被放大器63a所放大，然后提供给第一微型计算机10的一个模拟输入端IN1去证实传感器64的定位。作用在线圈63上的脉冲引起传感器部件的一个摆动，在本例中，这一个超声传感器，例如图8（a）所示。在附着在线圈后方的一块磁铁通过线圈位置不久以后在线圈上施加脉冲，便可得到一个摆动运动，如结合图8所详细讨论的。转换器64在摆动时在机器人R前方大致180°角的范围内发射超声波並同时接收反射超声波。然后由同步放大器64a同步与放大合成信号，随后又由探测滤波器64b滤波噪声成分。来自滤波器64b的合成信号随即通过一个输入端IN2提供给第一微型计算机10。然后在第一微型计算机10中对这两个信号（超声发射波与回波）进行比较，从发射与反射的相对定时的比较用于确定到一个物体的距离。一个物体的方向可通过记录脉冲发射时传感器的角度来判定，这一角度是可以从脉冲相对于传感器的摆动的计时来确定的，其度量可以从端口IN1的输入中导出。

导航系统60还可包括一个缓冲器65用于将一个52千赫的频率从第一微型计算机10的一个振荡输出端OScOUT输出到转换器64。然后，提供一个检测电路66来检验微型计算机10是否全面工作。检测电路66的一个输出信号被引导到第一微型计算机10的一个输入端NMI，从而当检测到一个异常状态时便可采取一种步骤以复位及重新启动微型计算机来消除该异常操作的原因，或者作为代替，执行一个报警。虽然上面的说明描述了一位用户通过按键盘31上的一个键来操作机器人R的一种方法，通过操作一个R/F遥控器A的键盘来将命令施加在机器人R上也是可以的。同样，当用户外出时，也可能通过电话的远程呼叫来操作机器人R。

在R/F遥控器的情形中，来自R/F遥控器A的一条命令信号在第二微型计算机30的一个接收机33上被接收，然后在放大器33a上被放大並随即输入到一个输入端口PoRT9从而启动机器人R。

机器人R的电源装置70包括一个整流器36、一个蓄电池37与一个直流充电电平检测器38。作用在电源输入端上的交流100V或交流220V电源在整流器上整流成直流电，然后充电蓄电池37。直流电源充电电平检测器38检测蓄电池37的直流电充电及其充电电平该电源同时提供给第一微型计算机10的一个复位端与一个输入端LN3以及第二微型计算机30的一个输入端口PORT11，从而为机器人R提供操作电源。另一方面，当检测器38检测到低于予定电平的充电电平时，机器人R的移动被停止只执行第一与第二微型计算机10与30的各种探测传感器与存储器功能。

下面，参照图2（c）与2（d）中所示的流程图详细描述移动监视装置的总体操作序列。图2（c）与2（d）中各框S1-S23表示一个步骤。如图中所示，将蓄电池37充电到一个予定的电平以后，当在住房或办公室内部直接操作键盘31或者在用户外出时通过电话实现远程启动时，移动监视装置便成为可操作的。在第二微型计算机30的图1（b）中的一个命令输入端口PoRT7，或者在遥控情况下在输入端口PoRT9输入一个命令信号。晶体振荡器41便以15兆赫的频率振荡，它被提供给第二微型计算机30。同时，晶体振荡器43以15兆赫的频率振荡，这一频率被提供给第一微型计算机10。随即，机器人R被初始化並在步骤S1成为可以操作的。然后，命令信号通过总线75输入到第一微型计算机10，从而在显示装置42上显示一个指示，指示机器人R是在正常状态中，同时进入步骤S2，在这一步骤中，图8（a）及以下诸图中的导航系统60被驱动。

具体地，从第一微型计算机10的输出端口PORT5输出一个用于驱动励磁线圈驱动电路62的信号从而驱动励磁线圈63，这将导致转换器单元开始来回摆动。从驱动励磁线圈63得到的输出信号在放大器63a处被放大並将一个用于探测电声转换器64在其摆动轨迹上的位置的输出输入到第一微型计算机10的模拟输入端IN1。在励磁线圈63的驱动下，转换器装置64交替地在正反两个方向上被驱动。此外，从第一微型计算机10的振荡输出端OSCOUT通过缓冲器65将52千赫的振荡频率输入到转换器装置64。从而从转换器装置64发射一种超声波並且由转换器装置64接收其反射波。发射的超声波与其反射波一起在同步放大器64a放大以得到同步与放大，然后在检波滤器64b处滤去噪声成分。以后，合成信号被输入到第一微型计算机10的模拟输入端IN2。

进行到步骤S3，在第一微型计算机10中对上述信号与在IN1上的信号进行比较与分析借此判定到一个物体的距离与方向。然后，进行到步骤S4，响应移动距离与方向的判定，驱动前进与后退驱动电机44与导向电机45，借此驱动机器人R。当机器人R在移动中时，左右坡降传感器46与47、驱动状态检测传感器48与49、速度检测传感器50以及导向方向探测传感器51全体都在工作。

下面，进行到步骤S5，作出判定是否传感器46或47之一已被启动。比如，当左侧陷落传感器46被启动（在图2（c）中示出为“是”），这一左侧陷落传感器46的输出信号被输入到第一微型计算机10的输入端PORT3，並从而导致输出到一个信号的输出端口PORT1，它停止前进与后退驱动电机44的转动。在步骤S2.2，前进与后退驱动电机44被停止，並且相应地，主脚轮9与右及左副脚轮7A与7B（它们是与主脚轮9协作的）的驱动也被停止。进行到步骤S23，前进与后退驱动电机44反方向转动一个瞬时以提供一段予定距离的倒退运动，以后返回到步骤S3。

另一方面，当在步骤S5中没有一个陷落传感器被启动时，通过进行到步骤S6，作出判定是否副脚轮7A或7B之一正在与主脚轮9协作而工作。当副脚轮7A或7B之一或两者都不在工作时，如上所述执行步骤S22。否则当副脚轮7A与7B还在适当地被驱动时，流程进行到步骤S7，使得前进与后退驱动电机44保持机器人R的向前运动。随即，在步骤S8中作出判定是否导航系统60发现了任何障碍。在发现障碍的情况中，指示这种发现的一个信号被提供给第一微型计算机10的输入端口PORT3。微型计算机10随即终止主脚轮9与副脚轮7A与7B的驱动。然后，作为步骤S9的一部分，驱动导向电机45，从而转变机器人R的方向。接着，作为步骤S.10的一部分，在新的方向上实现一段由导航系统60设定的距离的直线运动。然后，在步骤S11，机器人R停止在一个容易探测一名入侵者、火警、声音、周围温度等等的一个位置上。

如果在步骤S8没有发现障碍物，则执行步骤S10连同步骤S10以后的操作。

此后，当机器人R停止时，执行图2（d）的步骤S13，从传感器29发射超声波並接受其反射波，以及接收诸如人体产生的红外线。以这样的方式，使用超声传感器29与红外线探测传感器34达到探测一名入侵者及其行动。然后，进行步骤S14，作出判断是否有入侵者。如果没有，返回到步骤S13，並重复步骤S13以后的操作。如果有，执行步骤S15，从第二微型计算机30输出一个信号，从而驱动发送控制器32，它又通过天线4发射一个信号，这一信号驱动监视器M与自动电话传输装置AD。以下，作为步骤S16的部分，由于监视器M与自动电话传输装置AD同时被发射的信号所驱动，正巧外出的携带监视器M的合法用户被告警，同时一个自动拨号的警察所、消防站或中央监视单位（例如控制室）也被告警，在住房或办公室内部已出现异常情况这一事实。相应地，移动监视装置的操作周期便告结束。

另一方面，如果在图2（a）的步骤S12的声音探测中探测到一个较响的声音，通过第二微型计算机30的输入端IN4输入一个模拟输出信号。然后执行步骤S15以及上述步骤S15以后的步骤。在没有探测到任何声音的情况中，则执行结束步骤，从而终止移动监视装置的操作周期。

同样，在步骤S17中，在判定是否有周围温度改变中，如果没有突然的温度改变，则执行步骤S18。在步骤S18中作出判断是否检测到了电离作用。如果是，即如果发现了烟尘，从而指示已经探测到火焰的爆发，则通过第二微型计算机30的输入端IN3输入一个信号。然后，进行到步骤S15，执行步骤S15以及上述步骤S15以后的步骤。如果在步骤S18没有探测到什么，则执行结束步骤，从而终止移动监视装置的操作周期。另一方面，如果在步骤S17周围温度检测传感器39检测到一个突然的周围温度变化，则通过第二微型计算机30的输入端口IN3输入一个信号。然后如上所述执行步骤S15以及它以后的步骤。

在图2（c）与2（d）示出的流程图的文字说明中，左陷落传感器46与左驱动状态探测传感器48是用于示例步骤S5与步骤S6的。因为众所周知，右陷落传感器47与右驱动状态探测传感器49与它们的左侧对等部分以相同的方式操作，所以省略了利用右侧部件的特定例子。

下面，用一个较佳实施例对机器人系统的配置进行详细说明。

图3示出了键盘31与显示器单元42的配置。键盘31包含10个键，每个键具有按照本发明适当地分配的一个内在功能。显示器单元42包括多个显示装置，例如，LED（发光二极管）等，用于显示在键盘31上使用某些键选择的指定功能以及用于显示以后要说明的蓄电池充电操作。

更具体地，如图3所示，键盘31与显示器单元42包括一个环形计数器CT1，它输出根据通过时钟信号输入端KEYO提供的时钟信号顺序地移位的信号。环形计数器CT1在输出端Q0至Q4经由多个构成一个电流驱动电路的反相器IN1至IN5与多个电阻器R1至R5连接到对应的晶体管TR1至TR5的基极。各晶体管TR1至TR5的发射极连接到12伏电源以及集电极分别连接到显示器单元42中的LED的对应端上。即，晶体管TR1的一个集电极连接到延迟功能显示器LED    D5的一端与消除功能显示器LED    D10的一端，以及晶体管TR2的一个集电极连接到暂时密码标识功能显示器LED    D4的一端与漫游功能显示器LED    D9的一端。同样，晶体管TR3在其集电极连接到标识功能显示器LED    D3的一端，守护功能显示器LED    D8的一端以及蓄电池充电功能显示器LED    D13的一端，以及晶体管TR4在其集电极连接到报警功能显示器LED    D2的一端，快速功能显示器LED    D7的一端以及火警功能显示器LED    D12的一端。晶体管TR5的一个集电极连接到监视功能显示器LED    D1的一端，慢速功能显示器LED    D6的一端以及入侵者监视功能显示器LED    D11的一端。

此外，环形计数器CT1的输出端Q5至Q8通过反向电流防止二极管D14至D18各连接到键盘31的一个对应的键上。更具体地，环形计数器CT1在其输出端Q5上连接延迟功能键S1的一端以及消除键S6的一端，並在其输出端Q6上连接暂时密码标识功能键S2的一端以及漫游功能键S7的一端。计数器CT1在其输出端Q7连接到能够在电源ON/OFF（接通/断开），密码输入或数字输入功能中进行选择的标识功能键S3的一端以及守护功能键S8的一端。它也在输出端Q8上连接报警功能键S4的一端以及快速功能键S9的一端。同样，计数器CT1在其端Q9上连接监视键S5的一端以及慢速功能键S10的一端。

此外，设置在机器人系统上的一个功能选择键KEY1（未示出）连接到功能键S5、S4、S3、S2、S1与S6的另一端並通过一个反相器IN6与一个电阻器R6连接到LED    D1、D2、D3D4、与D5的另一端。一个功能选择键KEY2连接到功能键S10、S9、S8与S7的另一端並通过一个反相器IN7与一个电阻器R7连接到LED    D6、D7、D8、D9与D10的另一端。同样，一个功能选择键KEY3经由电阻器R9与电阻器R10的一端通过达林顿连接（DarLingfon-Connected）的晶体管TR6与TR7连接到LED    D11、D12与D13的另一端，其另一端则连接到计数器CT1的输出端Q0。如果用户选择了功能选择键KEY1至KEY3中的任何一个，则按下所选择的功能选择键並以电位电平接地一个予定的时间。相应地，该功能键及与之相连接的显示LED有可能被对应地加电。利用上述配置，由于通过选择功能选择键KEY1、KEY2或KEY3，某些功能键与显示器LED被对应地操作，通常可以简单地制造键盘31与显示器单元。

在上述构造的本发明的键盘31与显示器单元42中，如果将来自微型计算机30的时钟信号通过时钟端KEYO输入到计数器CT1的时钟输入端，则计数器CT1在时钟信号的基础上顺序地生成移位的输出信号。在这一情况下，如果为了选择监视功能而有选择地按下功能选择键KEY1与功能键S5，在功能键S5的连接时向内，一个高电平信号被供给微型计算机30的一个输入端Pa1。相应地，微型计算机30判定已经选择了监视功能，並且为了执行机器人系统的监视功能而执行控制。当释放功能键S5的连接状态时，在反相器IN6的一个输入端上提供一个高电平信号，而IN6则输出一个低电平信号。此时，从环形计数器CT1的输出端Q4向反相器IN5提供一高平信号，而反相器IN5则输出一个低电平信号。结果，晶体管TR5被导通，从而监视功能显示器LED    D1发光以指示选择了监视功能。同样，其它功能选择键与功能键以相同的方式选择。

下面要描述上述机器人系统的所述功能。首先，延迟功能在经过一定延迟时间以后导致另一被选择的功能的执行，即，当选择了快速、慢速或保护功能的时候。监视功能是一个向用户报警婴儿啼哭的功能，或者用于其它呼叫功能。报警功能在感测到一个人体或障碍物时生成一个声音信号。（漫游功能执行机器人系统的漫游而不执行任何监视功能。快速功能导致机器人系统快速移动去视察，而慢速功能则导致机器人系统慢速移动去视察。ID（标识）功能是一个能够接通或断开电源，输入密码以及作为数字输入键使用10个键的功能。消除功能释放机器人的监视功能，暂时ID功能容许在机器人系统的一个异常状态中输入一个暂时密码以执行一个要求的功能。最后，守护功能是在机器人系统静止时执行监视功能的标准设置。

按照本发明的机器人是以一个用于监视及搜索一个需要守护的位置的操作系统构成的，並使用该操作系统的驱动能力来对一个守护区域进行巡逻。该操作系统具有一个用于运送该装置的驱动装置，该驱动装置包括一个通过变速部件连接到一台驱动电机的驱动部件，並且能够自由地在正常或相反的方向上转动。

驱动装置可以利用一个导向装置改变其行进方向。

导向装置包括一个支承驱动装置的转盘部件，该转盘部件是设置在该装置的底部的使其在连接时能够自由地在右或左方向上转动，从而使该装置能由一台导向电机与一个变速部件带动。导向装置是构造成在至少一个或多个导向控制部件的控制下执行其导向功能的，因此机器人能在守护位置内自由移动对该区域进行巡逻与搜索。

现在参照附图对操作装置的一个较佳实施例作详细描述。

图4（a）示出装有按照本发明的一个操作系统的一个机器人，该机器人具有半球形的躯体8。

躯体8包括一块由园形板构成的底板部件11，以及作为可松开的装配部件组装在底板部件11上的一个上部部件12。

躯体8上包括至少一个或多个用于感测或搜索一个侵入者，煤气泄漏或发声源的传感器装置，並且还包括一台或多台微型计算机（上面所讨论的），它们接收来自传感器的信号以产生一个警告信号。一台微型计算机还接收从设置在机器人前后两面的障碍探测装置（导航单元）输入的信号，借此容许机器人避开障碍导向。

图4（a）示出能够提供驱动操作系统的一种机构的一个实施例。该驱动操作系统详细示出在图4（b）与（c）中並包括一个驱动装置200、导向装置201以及导向控制部件202。

驱动装置200包括一台驱动电机210以及滚轮形的驱动部件220，在它们之间介入一个变速部件230，从而电机的驱动动力得以减速並传递到驱动装置220上。

驱动装置200安装在导向装置201上，后者下面还要说明，並且驱动部件220是与一根轴221整体地安装的，后者横向安装在导向装置201上。驱动部件220的上方用一个外罩240罩住，並且驱动装置是用一个固定部件250固定在外罩240的一个侧面的上部的。驱动电机是以一个予定的坡度稍微倾斜地安装的。

变速部件230包括一根安装在驱动电机一侧的一根蜗杆231，一个蜗轮232与一个直齿园柱齿轮233，它们以一个适当的比例减小驱动电机的驱动速度。

蜗轮232也是可转动地安装到一根横向地安装在外罩240与固定部件250之间的一根轴上的，並且一个直齿园柱齿轮233与所述蜗轮232的轴上的另一个直齿园柱齿轮啮合，並且它也是整体地安装到一根轴221上，后者固定在驱动部件220上。

另一方面，导向装置201包括一个安装驱动装置200的园板形转盘部件270。转盘部件270是以将它从板部件11的底部插入来进行组装的。在转盘部件270与底板部件11之间装有滚动轴承286使得转盘部件270能够平滑与自由地转动。

在转盘部件270上，设有向上延伸的周壁部分271，该周壁部分271通过底板部件11並穿入躯体8的内部。环形中心齿轮272插入周壁部分271的上端外侧。中心齿轮272作为将转盘部件270定位与支承在底板部件11上的基座，並且与变速部件290与导向电机280协作，后者按照从导向控制部件202输入的一个信号在正常或相反方向上转动。

导向电机280用部件260固定在转盘部件270的周边外侧离转盘部件仅可能远的一个适当位置上。变速部件290包括一个安装在导向电机280的转轴上的蜗杆291以及一个与蜗杆291啮合的蜗轮292，蜗轮292是可转动地固定在一根轴300上，后者垂直地安装在底板部件11与部件260之间。

蜗轮292与转盘部件270的中心齿轮272啮合将来自导向电机的驱动动力传送给转盘部件。

导向控制部件202由固定在转盘部件270的齿轮272的一个适当位置上的一块磁性部件215以及至少三个或更多导向方向探测传感器251构成。磁性部件215固定在一个垂直于齿轮272的方向上的，並且导向传感器251是围绕齿轮272与磁性部件的定位距离保持相等的距离间隔安装的。即，它们的安装是在设定躯体8的前进方向的基础上，设置在躯体8的前方及左右两侧的。

操作将参照图4（b）与4（c）进行解说。

当给出一个起动信号时，躯体8中所包含的微型计算机10被提供一个初始起动信号，同时，微型计算机10驱动驱动电机210，所述驱动电机的驱动动力通过变速部件230传送到驱动部件220，从而驱动躯体8。这时，操作是在一个向前行进方向上进行的。同时，驱动部件220的方向将保持不变，即，在前面停止状态所留下的位置上。

当机器人在前进方向上移动时接收到来自障碍传感器装置60的一个障碍探测信号时，微型计算机10接收这一探测信号並且同时向导向装置201的导向电机280输出一个驱动信号以执行导向，将方向调整到避开以上识别出的障碍物的一个方向上。

更具体地，微型计算机10当在一个方向上探测到一个障碍物时选择没有感测到障碍物的一侧，並使导向电机280转向所述选择的方向。同时，转盘部件270向所要求的方向转动。

当转盘部件270转动了一个予定的角度到达予定的方向时，导向控制部件202检测导向状态，並根据检测到的信号结束向电机280的导向操作，从而将躯体8导向到一个要求的方向上。这样，便使得机器人在守护区域内不断地巡逻。

下面要描述用于驱动操作单元的电路。

参见图5（a），其中示出了根据本发明的电机驱动电路，它包括一个用于向前转动一台电机的向前转动控制部分1，用于反向转动电机的一个电机反向转动控制部分2以及用于设定电机转动方向的一个转动方向设定部分3。

电机向前转动控制部分1包含一个第一晶体管TR11，其基极连接成接收来自微型计算机10的一个输出端MTRF的一个电机向前转动控制信号，其发射极接地。第二与第三晶体管TR9与TR10，各有一个基极通过一个电阻器R10共同连接到晶体管TR11的集电极上，以及一个发射极分别连接到24伏的电源上。

电机反向转动控制部分2包含一个第四晶体管TR3，其集电极连接成接收来自微型计算机10的输出端MTRR的一个电机反向转动信号，以及其基极连接到输出端MTRF;一个第五晶体管TR2，其基极连接到晶体管TR3的集电极及其发射极连接到晶体管TR3的发射极;以及第六与第七晶体管TR1与TR4，各有一个连接在一起的基极连接到晶体管TR2的一个集电极及一个连接到24伏电源的发射极。

转动方向设定部分3包含一个第一MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）MT1，其栅极与其通过电阻器R6的源极共同连接到晶体管TR4的集电极上;一个第二MOSFET    MT2，其栅极连接到晶体管TR10的集电极侧，其漏极连接到MOSFET    MT1的源极以及其源极接地;一个第一电感器L1，其一端连接到第一与第二MOSFET    MT1与MT2的源极与漏极之间的一个节点上，其另一端连接到电机的“一”端，从而延迟该电机的转速;一个第三MOSFET    MT3，其栅极与其通过电阻器R7的源极共同连接到晶体管TR9的集电极侧;一个第四MOSFET    MT4，其漏极连接到MOSFET    MT3的源极，其栅极连接到晶体管TR1的集电极侧，其源极接地;以及一个第二电感器L2，其一端连接到第三与第四MOSFETMT3与MT4的源极与漏极之间的一个节点上，其另一端连接到电机的一个“一”端上。

以这样一种构造，当机器人系统向前移动並执行监视或漫游功能时，则从微型计算机10的向前转动控制信号输出端MTRF向晶体管TR3与TR11输出一个高电平输出信号将这些晶体管导通。相应地晶体管TR9与TR10的基极的电位降低使晶体管TR9与TR10导通。结果，连接到晶体管TR9的集电极侧的MOSFET    MT3被导通並且MOSFETMT2也被导通。因此，电流流经下述电流环路24伏电源（蓄电池）电压-MOSFET    MT3-电感器L2-电机（+）端-电感器L1-MOSFET    MT2-地。这样，电机向前移动而使机器人系统向前移动。在这一情况中，通过检测电感器L1的输出电流来监视向前移动速度。反之，当电机正在被脉冲接通与断开以调节速度时，在断开时在端口MTRS（电机感测）上的模拟值将是与电机的速率成反比的。

如果超声传感器在前进运动中感测到一个障碍物，则从微型计算机10的反向转动控制信号输出端MTRR向晶体管TR2输出一个高电平的输出信号，从而导通晶体管TR2並使晶体管TR1与TR4也导通。这样，使MOSFET    MT1导通並且也使MOSFET    MT4导通。结果，电流流经下述电流环路：电源-MOSFET    MT1-电感器L1-电机（一）端-MOSFET    MT4-电感器L2-地;使得电机反转而机器人系统后退移动。

下面，参照图5（b）说明用于改变机器人系统的移动方向的方向改变控制电路。

如图5（b）所示，方向改变控制电路包含一个右方向改变部分1，它包括一个开关晶体管TR12，其集电极连接到微型计算机10的一个右方向改变信号输出端MR，其基极连接到一个左方向改变信号输出端ML，一个第一晶体管TR13，其基极连接到晶体管TR12的集电极侧，其发射极接地，以及一个第二晶体管TR14，其基极连接到接在晶体管TR13的集电极上的两个电阻器R15、R16之间的一个节点上，其发射极连接到24伏电源;一个左方向改变部分2，它包括一个第三晶体管TR20，其基极连接到微型计算机10的一个左方向改变信号输出端ML，其发射极接地，以及一个第四晶体管TR17，其基极连接到接在晶体管TR20的集电极上的两个电阻器R24、R21之间的一个节点上，其发射极连接电源;以及一个方向设定部分3，它包括一个第一MOSFET    M16其栅极与其通过一个电阻器R20的源极相连並一起通过电阻器R18连接到晶体管TR14的集电极上，其漏极连接到BAT处的24伏电源。一个第二MOSFET    M18，其栅极与其通过电阻器R25的源极相连並通过电阻器R24连接到晶体管TR17的集电极，其漏极连接24伏电源;第三与第四MOSFET    M15与M17各有一个栅极分别连接到晶体管TR17与TR14的集电极上，一个漏极分别连接到MOSFET    M16、M18的源极上，以及分别接地的源极;一个电感器L5，其一端连接到MOSFET    M16的源极侧及其另一端连接电机的一个正端“+”，以及一个电感器L6，其一端连接到MOSFET    MT18的源极及其另一端连接电机的一个负端“-”。

以这样一种构造，如果在机器人系统的操作中感测到一个障碍物，从微型计算机10的右或左方向改变控制信号输出端ML或MR提供一个输出信号。如果端ML输出一个高电平信号，则指示在右侧的一个障碍物，使得晶体管TR12导通並也使晶体管TR20导通。结果，晶体管TR17的基极电位降低而使这一晶体管导通，从而使MOSFET    MT15与MT18也导通。相应地，电流流经下述电流环路：蓄电池BAD（24伏）-MOSFET    M18-电感器L6-电机（-）端-电感器L5-MOSFET    M15。因此，电机转动而机器人系统向左转。

反之，如果输出端MR输出指示左侧障碍物的高电平信号，则使晶体管TR13导通，然后使晶体管TR14导通，从而也使MOSFET    M16与M17导通。结果，电流流经下述电流环路：蓄电池BAT（24伏）-MOSFET    M16-电感器L5-电机（+）端-电感器L6-MOSFET    M17，使得电机反方向转动，这样，机器人系统向右转。

下面，说明为防止机器人在行驶表面的一个不平位置上翻倒而安装在机器人的底板部件11上的一个有陷落表面探测装置。

用于达到上述目的的探测装置的构造如图6所示，在移动机器人的右与左前侧部分装有滚球。在杠杆的一端装有一个球而在另一端则装有磁铁。装设了一个传感器来探测滚动表面的状态，这是根据两个球中的任何一个的位置改变作出判断的。一个右侧表面探测装置判根据右侧传感器的表面状态感测判断右侧表面的状态，一个左侧表面探测装置根据左侧传感器的感测判断左侧表面的状态。杠杆分别用铰链销311安装在躯体8的底板部件11上，传感器安装在底板部件11上并面对安装在杠杆另一端的磁铁。

下面参照附图详细描述有陷落表面探测器的一个较佳实施例。

图6（a）（b）（c）（d）是示意性地示出按照本发明的移动机器人的表面探测装置的结构图。图6（a）与（b）示出该装置的一种工作状态，图7（a）为驱动该装置的电路，图7（b）是示出其操作序列的流程图。

如图6（a），（b），（c）与（d）所示，在基本上园形的机器人的底板部件11上，安装了围绕板的中心面对面的两个驱动轮310。两个杠杆320分别安装在底板部件11上的两个驱动轮310之间使它们能上下活动。在每一个杠杆320上，其中心部分弯曲成一个予定的角度，并且在弯曲部分的边的两端固定有铰链销311。在杠杆320的前端，可转动地设置一个具有基本上与所述各铰链销311的宽度相等的直径的球330。从而，当移动机器人的箭头A的方向上前进时，当它到达一个阶梯部分或者一个地板的下降处时，右与左球330中至少一个落下，这种阶梯部分、表面的下降或凹坑部分便被一个霍尔元件单元所检测到，霍尔元件单元将在下面说明。机器人在微型计算机10的控制下后退一会儿，向右或向左转90°，以后执行正常的操作。

下面，参照图6（a）至6（f）相对于根据本发明的移动机器人的有缺陷表面探测装置的机械操作对此进行说明。

如图6（e）与6（f）所示，坡降传感器46、47各包含一条具有N极与S极的条形永久磁铁341，的水平轴线上的霍尔元件片342。

以这样一种方式使永久磁铁341操作，根据如图6（f）所示安装在杠杆320的第一端部并且响应移动机器人的运动协同移动的环330的动作，杠杆320带有永久磁铁的另一端离开或者接近霍尔元件片342，从而根据该霍尔元件片342所生成的电信号便能探测到下面表面上的一个阶梯或凹坑部分。即，在图6（f）中，当本发明的移动机器人在一平坦表面上正常前进时，左侧的球330与杠杆320保持在同实践示出的位置上。然而，当在路面的左侧出现阶梯或其它下降部分时，左侧的球330在阶梯或其它下降部分落下，从而使左侧的球330与杠杆320的位置移位如点划线所示。

在阶梯或下降处，磁场的源附着在杠杆的顶端部位的永久磁铁）靠近附着在支架344上的霍尔元件单元343，并通过霍尔元件单元343检测到磁场强度的变化，使得机器人的前进运动停止。下一个操作（后退机器人）是由微型计算机10控制的，如下面要说明的。

图7（a）示出表面探测装置的驱动电路。它包括一个采用可以再充电蓄电池351并且有电源开关的电源350。微型计算机10是由该电源供电并控制移动机器人的正常操作并运行用于探测有陷落的表面的程序的。一个导向驱动器201（图4b）根据微型计算机10的控制改变移动机器人的移动方向;一个前进或后退运动驱动装置200根据微型计算机10的程序操作移动机器人前进或后退。右侧表面探测部分354在所述微型计算机10的控制下探测右侧下方表面的一个不良状态（阶梯等），以及一个左侧表面探测部分355在微型计算机10的控制下探测左侧表面的状态。

按照这样构成的有缺陷表面探测装置，当为了操作移动机器人首先将电源装置350的电源开关352接通时，直流电源Vcc作用在移动机器人上，从而移动机器人按照先前输入微型计算机10的一个正常操作程序进行操作。当移动机器人到达一个位置，在那里在机器人的前进中的左侧存在一个不良表面状态时，连接在移动机器人的左前方的球330在其自身重量的作用下落下越出其正常水平面。

此时，连接到左侧的球330的杠杆移位使连接在这一杠杆上的永久磁铁341靠近连接到稳压器345的霍尔元件单元343，而使霍尔元件传导一个与磁场强度成正比的电流。

当垂直于霍尔片342的表面的磁场到超过操作点时，在霍尔元件上流过的电流通过信号放大器346从施密特触发器347输出而导通一个输出晶体管348。从而，通过微型计算机10的输入端口b输入一个低电平的信号。结果，微型计算机10判定在移动机器人的左侧处表面的一个不良状态并输出一个信号到端口e，该信号操作前进/后退操作驱动部分44a使移动机器人后退一个予定的距离。

接着，由于微型计算机10判断对机器人存在危险的方向是在左侧，它通过端口c与d向导向驱动部分45a作用一个驱动信号使导向电机M向右转动一个90度角。

当在操作中移动机器人到达一个位置在右侧有危险时，在这一侧的球在其自身的重量作用下类似地落下。

类似于左侧表面探测部分355的操作，当垂直于霍尔片342形成的磁场强度超过操作点时，霍尔元件343上流过的电流通过信号放大器346从施密特触发器347输出，导通一个输出晶体管348并将一个低电平信号导向微型计算机10的输入端口a。微型计算机10判断出在右侧的一个不良状态并输出一个信号到端口e以操作前进/后退操作驱动部分44a使移动机器人后退一个予定的距离。接着，由于微型计算机10已判定危险方向是在右侧，它便通过端口c与e向导向驱动部分45a作用一个驱动信号使导向电机M向左转动90度角。

当右侧与左侧两面的表面状态都好时，探测器不操作，当然，机器人照常执行正常操作。

图7（b）是展示本发明的移动机器人的有缺陷表面探测装置的操作序列的流程图。在步骤S1，当电源装置350的电源开关352首先被接通时，直流电便施加在移动机器人上使其开始操作。在步骤S2，它开始按照事先输入到微型计算机10中的正常操作程序进行移动。

接着，在步骤S3当连接在右前或左前方的球330落下时，连接到杠杆320的顶部的永久磁铁341的位置向霍尔元件单元343方向移动并且磁场改变的程度在霍尔元件单元343上得到检测，并且在信号放大器346处被放大到一个予定值。当信号通过施密特触发器347且导通输出晶体管348时，通过端口a（或b）向微型计算机10输入一个低电平。流程进行到步骤S4，而移动机器人按照在微型计算机10中建立的程序向后移动一个予定的距离。在步骤S5，微型计算机10判断出不良表面是在前方（两个球都落下）或者在移动机器人的左侧或右侧以后，移动机器人开始移动。当在左侧L时，流程进行到步骤S6，微型计算机10在使机器人后退一个短距离之后通过端口c与d将操作信号作用在导向驱动部分45a上而将导向电机M向右转一个90度角以防止移动机器人跌倒，然后返回到步骤S2。当微型计算机10判定在移动机器人的右侧R出现一个不良表面时，流程进行到步骤S7而微型计算机10通过端口c与d将操作驱动信号作用在导向驱动部分45a上，从而驱动导向电机M，在后退一个短距离后导向左侧90度角。流程返回到步骤S2接着进行正常操作。

当在移动机器人的前方存在不良表面（两个球都落下）而移动机器人必须后退时，微型计算机通过端口e将一个移动信号作用在前进与后退操作驱动部分44a上使移动机器人后退。在这一情况下，机器人只是简单地向后转。

在表面是良好的情况中，在步骤S3，也就是当S3产生“否”的判定，通过右侧与左侧表面探测部分344、345的输出晶体管348向微型计算机的端口a、b输入一个高电平信号，而流程返回到步骤S2，机器人按照事先输入微型计算机10的操作程序移动。

这样，以本发明的移动机器人的跌倒防止装置，为了防止跌倒，霍尔元件单元响应连接在球/杠杆单元的顶端部位的永久磁铁的位置变化而协同改变的值在微型计算机10上加以判断，从而探测出可能出现在移动机器人的前方、右侧或左侧的一个不良表面，而使机器人能够安全地操作。

下面，对导航系统60及用超声波探测障碍物进行较详细的描述。

按照本发明，基于回声测距的原理，用于远程物体探测目的一个单一转换器在一个探测包络中发射超声能量。转换器发射一个短特续期的声能强脉冲并指向一定的变化着的方向上。然后收取在探测包络内的一个目标反射回来的回声以判定如此探测到的目标物体的距离、方向及其性质。这种回声由该单一转换器在它的一个从工作台的一个零位置的扫描位移中接收，该位移是克服一个同时作为该转换器与一个发送-接收电路之间的脉冲信号电流的导体的弹簧的定心偏压产生的。根据一个实施例，一个电磁扫描器驱动器为使转换器通过一条小于360度的扫描角弧线的位移向转换器以磁性地产生的力提供摆动运动，该力是根据电磁扫描器驱动器在转换器的零位置与扫描角的两端位置的负载变化的，这两端的位置是用与该电磁扫描器驱动器相关联的一个位置传感器检测出的。这种位移力的变化是在编程控制下产生的，这是为了保持一个相对不变的扫描角，通过它该转换器与用于发射超声波的发送-接收电路对转换器的脉冲之间成适当的时间关系地移位。

现在参见详细的附图，图8示出一个电声转换器组件，总体上用参照数字64表示，它包括一个管形外壳，总体上用参照数字512表示，最好用一种塑性材料制成并适合于固定地安装在一个台架上，通过台架与导航系统相关联。

该外壳组件的后端用一个伸入到外壳部件的平面壁部分520与大体上园形或圆柱形部分526之间的外壳组件中的盖部件524封闭。在盖部件524上安装一个接线柱连接器插座528，通过它建立转换器组件510与其控制系统之间的电连接，后者将在下面说明。

一对时钟或支承部件540拧螺丝地安装在园形外壳上互相对准以建立一条与园形外壳512的纵轴线成垂直相交关系的旋转轴线。轴承支承的框轴部件542固定在圆柱形转换器支座532上与支承部件540成支承接触如图8（b）所示，从而提供转换器部件536绕支承部件540所建立的旋转轴线的基本上没有摩擦的角位移。

现在参照图8（a）与8（b），支承枢轴部件542的各个毅部锚定在一对反向绕卷的螺旋弹簧546的端部544上，它们将探测器定心在一个直前死点上。由诸如钢材这样的导电材料制成的螺旋弹簧的端548通过螺纹接线螺钉550锚固在管形外壳上并且是电气地连接到连接器552上。接线螺钉550固定地安装在壁554上，后者从内部将管形外壳组件512分隔成其支座532上封装转换器部件536的一个前舱以及封装一个总体上用参照数字556表示的电磁扫描器驱动器的后舱。

图8（b）中所示的扫描器驱动器556包括一个电磁线圈558（63，图2（a）），该线圈安装在一个内部管形核心结构物560与一个外部园柱形外壳结构物562之间形成的一个环形空间中，两个结构物都是从安装壁554轴向伸出的。电磁线圈558的相对的端由接线柱564与566连接到绝缘信号导线568与570上，它们延伸到电连接器插座528。电流通过导线568与570相应地供给电磁线圈558以电流在扫描器驱动器556的线圈上产生一个磁激励。在一个方向上流动的电流将产生一个磁性斥力作用在永久磁铁574的磁通量发射面572上，在逆时针方向上在转换器536上作用一个推力，例如，从图8（b）中观察，产生离开线圈面的位移。磁铁574在初始静止状态中稍为在逆时针方向上离开线圈一个位移量。极面572对在零位置上的线圈558的轴线的相对位置关系保证提供这一逆时针方向的位移量并使得数据处理系统（以后说明）能够准确地予测与检测转换器的位移方向。

图8（b）中所示的装置也将建立转换器部件536与绝缘导电线576与578之间的电连接，后者是连接到接线锚固钉550上的，而螺旋弹簧部件546则是连接在螺钉550上的，如前所述。导电线576与578也连接到连接器插座528，通过它将电脉冲传导到转换器部件从那里发射超声能量并通过它将返回回声转换成电信号能量传导控制系统，该控制系统是与转换器组件510相关联的，并在下面详细说明。

现在具体参见图9（a），转换器组件500示出为通过连接器插座528连接到上述总体地以参照数字580表示的控制系统上。转换器部件536通过控制系统经由上述导线576被导入的电流所脉冲，使之在用包络584指示的一个探测区域内的用矢量582指示的方向上发射超声能量。根据本发明的一个实施例，该探测区域包络是在大约11.36毫秒的一个询向周期中建立的，在这一周期中在这探测区域中的任何物体或目标都将有效地反射超声回声能量让转换器接收并转换成电能通过导线576传送到控制系统580。并且，根据本发明的这一实施例，该探测包络584建立一个距离其转动轴线588高达大约7呎的探测范围距离，在每一个超声询问周期中这一距离基本上保持不变。此外，图9（a）中示出的探测包络584具有大约20度的最大扇形区。

继续参见图9（a），这一实施例的转换器部件536扫描一个大大地大于单一探测包络584所包围的区域的探测区域，这是由于转换器部件536是绕其转动轴线588通过一个小于360度的扫视角摆动位移获得的，例如示出为180度。转换器的这种扫描运动是响应上述的驱动器556的电磁线圈558的脉冲作用，由在图8（a）与9（a）中所示的零位置的两侧各90度的角位移产生的。作用在线圈558上的电驱动脉冲是响应转换器的零位置的探测改变大小与定时以达到并保持转换器发射与位置之间的所要求的操作关系，并且以接合橡胶停止部件530来限制其扫视角两端的位置。对转换器部件536作用脉冲以产生超声能量发射是通过导体576、导电定心弹簧部件546以及在一个发送-接收电路102中的一个脉冲驱动器592实现的，并且是在从一台微型计算机598的信号输出端口594与595作用在该电路上的脉冲发生信号与选通信号的控制下实现的。作为探测区域内的物体的反射的后果，从转换器部件上得到的回声信号通过螺旋弹簧部件546与导线576传送到发送-接收电路102中的一个低噪声放大器100。放大的回声信号被馈送到发送-接收电路的一个负峰值检测器104，从那里一个输出作用在微型计算机98的一个输入端口106上。通过微型计算机的输入端口106接收到的信号数据被用于根据编程算法分析反射这些回声的目标物体以及执行其它功能。

微型计算机对回声信号的这种分析当然依赖于它与电磁线圈558的脉冲发生的时间关系以及转换器在其上述的扫描位移中对零与极限位置的探测。通常，在线圈558上作用一个脉冲使传感器在逆时针方向上移动。在这一方向上的转动极限上，传感器冲击橡胶停止部件530并从它上面反弹，并被弹簧546的力在相反（顺时针）方向上推进。当磁铁574经过0度位置以后不久（这可以很容易地探测它与线圈558的交点作用来确定），该线圈再度受脉冲作用来进一步在顺时针方向上转动传感器。在顺时针方向上的极限上的反弹与返回与在逆时针方向上的情况相似地出现。如前所述，微型计算机跟踪每一个周期（或半周期）占用的时间量，并改变线圈脉冲的大小及其定时从建立及保持一个适当的周期时间。从周期时间的信息中，当然这是一件容易的事情来确定超声发射的适当定时，使得能够在重复的基础上进行在所选定的适当角度上发射。

在本实施例中，转换器的位移及其位置的检测是通过一个扫描驱动器与传感器部件110实现的，如图9（a）中所画出的。部件110包括可重复位的驱动器电路112与一个位置感测电路114。电磁线圈558是通过可复位驱动器电路112与前述导线568连接到微型计算机的一个脉冲信号输出端口116的。转换器位置信号是由位置感测电路114检测的，后者也通过导线568连接到线圈558。该位置感测电路114连接到微型计算机的一个位置信号输入端口118。

控制系统580还包括一个蓄电池120形式的电源，其正电压端连接到可复位的驱动器电路112、脉冲驱动器592以及电压调节器122。电压调节器122提供不同电平的两个输出电压包括一个在连接到微型计算机与位置传感器114的线124上的1.8伏参照偏压以及一个在连接到脉冲驱动器592、低噪声放大器100与负峰值检测器104的线126上用于供给它们操作电力的5伏电源。偏压线124建立一个相对于微型计算机98的内部AC信号的地电平以上的一个参照电平。

与发送-接收电路102相关联的电路详细地示出在图9（b）中。脉冲驱动器592包括一个发射极输出器连接的晶体管Q3、Q4的梯级以及在地与正蓄电池端之间互连的一个变压器T1，当从微型计算机的输出端口94输出的一个超声脉冲通过电阻器R6作用在晶体管Q3的基极上以在晶体管Q4的基极上作用一个控制偏压时，T1在转换器部件536上作用一个升高的电压，如图所示。

由于晶体管Q4导通，电流供给变压器T1的初级线圈，当来自变压器的次级线圈的升高的电压通过电容器C5供给转换器536时，转换器536便发射超声波。连接在变压器的初级线圈与晶体管Q4之间的二极管防止在变压器上产生的一个反向超压损坏晶体管。

超声转换器536探测到的回声信号通过导线P与一个电容器C5作用在低噪声放大器100中的晶体管Q5的基极上，被连接到晶体管Q5的某电极的电流镜象电路Q6、Q7调谐到高增益与低噪声。

从5伏电源通过电阻器R16作用一个偏压在晶体管Q8的集电极上，其输出集电极作用在晶体管Q9的基极，晶体管Q9被连接到晶体管Q9的某电极的电流镜象电路Q10、Q11所调谐为低噪声放大器100设立大约是20的一个Q值，在超声频率上的增益大约为100，000。即，晶体管Q8的集电极输出的放大的与滤波的信号作用在晶体管Q9的基极上，晶体管Q9是连接在电流镜象电路Q10、Q11上的。

组成一部分电流镜象电路的晶体管Q11的输出在其集电极上连接到微型计算机98的信号输入端口AND用于模数转换与分析。

输入超声反射信号每460微秒由微型计算机扫描一次，并且从大约3吋的单程有效距离分辨率进行转换。

继续参照图9（b），可复位驱动器电路112包括晶体管Q2，其基极由电阻器R3连接到微型计算机的脉冲驱动输出端口116上，晶体管Q2的输出集电极通过电阻器R2连接到功率晶体管Q1的基极上使之导通并将来自蓄电池端的电流经过导线P2传导到线圈58的输入端上。

线圈58的一端还通过串联的电容器C2与电阻器R96耦合到位置感测电路114的工作放大器OP1的负输入端上。放大器OP1的正参照端连接到编压线124。工作放大器的反馈是由并联的电容器C3与电阻器R4建立的用于从线圈58上检测信号，将它带通滤波并放大30倍。二极管D2将来自线圈58的导线P2接地以防止一旦线圈断电时感应的反冲电压损坏驱动器的晶体管Q1。

下面，参照附图对设置在机器人体内的传感器，即超声波发射部件与超声波探测传感器、红外线探测传感器以及物体探测传感器的配置进行详细描述。

图10（a）示出各种传感器的布置的一个较佳实施例。图10（a）是示出设置在机器人的底板部件409上的传感器的放置位置，而图10（b）示出用于从上面将传感器插入底板部件409的设置部位的一个传感器固定栅格410。

在图10（c）中，为了控制驱动装置200与导向装置201而探测出现在近距离上的一个障碍物的电声转换器402是安装在一个第一传感器设置部位401上的。这一传感器可以如图8（a）中所画的那样构成。为了操作一个报警器之类而探测远距离上运动的一个物体的超声传感器404包括一个超声波发射部件404（图10（c））及一个超声波探测部件405，其中构成超声传感器的部件404、405是安装在第二传感器设置部位403上的，同时在位置3也使用了向后方的传感器。用于探测由入侵者人体产生的红外线的一个红外线探测传感器408分别安装在相隔120度间隔的第三传感器设置部位406上。

导向肋条408分别在右侧与左侧侧壁上的设置部位401、403、406处形成，而当连接传感器的一块基板垂直地沿侧导向肋条408插入时，一个初步的设置便完成了，当该传感器插入以后，如图10（b）所示的一个传感器格栅410便被组装到底板部件409上使传感器更牵固地固定。

图10（c）示出机器人的躯体8的正面部位的一部分，它示出物体探测（导航）传感器402及超声波发射部件与超声波探测部件404、405是如何安装的，以及图10（d）示出机器人躯体8的背面部位的一部分，它示出在右侧与左侧设置的面向后方的超声波发射部件404与超声波探测部件405。

虽然上述说明是针对一个超声波传感器、一个红外线探测传感器以及一个导航系统的，但本发明不限于这种构造并且，例如，可以使用一个声音探测传感器、一个温度传感器、一个电离化传感器等构成，而只须稍微改变一下其结构便可。

上述超声波发射与探测部件404、405具有对抗位置移动的一种固定结构并且是只对向前方（与后方）的，然而，采用一种能够在左右两侧的一个予定范围内移位的结构也是可能的，如下所述。

即，如图11（a）至11（e）的实施例中所示，超声波发射部件404与超声波探测部件405分别连接到传感器支承件411a、411b上，并且它们与传感器支承件411a与411b分别用铰链销412a、412b、412c、412d连接到一个支座架413与一块齿板414上。齿板414经由小齿轮415连接到一台电机422，借此协同地向右与左方向移动。超声波发射与探测部件的这一实施例的电路，如图11（f）所示，包括一个电源控制部件417，它为协同地移动齿板414提供电力，并且它连接到微型计算机30的“G”端子上使得供给的电压被一个操作开关417a有选择地接通或断开。一个超声波传输部分418包括超声波发射部件装置404并连接到控制微型计算机的“A”端子上。一个超声波探测部分419连接到“B”端子上并经由超声波探测部件405接收反射的超声波，并且证实存或不存在一个物体的运动，并且将这一信息再传送给控制部分30。一个告警声音发生部分420连接到端子“C”从控制微型计算机30接收一个存在移动的物体的指示，从而发出一个告警声音。一个电机驱动部分421将超声传感器29向左右移动并且连接到控制微型计算机30的“D”、“E”及“F”端子上。一个复位开关422连接到“H”端子上并限止在告警声音发生部分产生的告警声音。控制微型计算机30与各部分相连并指令与调节它们的操作。

现在对按照本发明的超声波探测装置的这一实施例的操作进行描述。

如图11（b）与（f）所示，当按下电源控制部分417的一个操作开关417a以供给电力时，电力便通过“G”端子传送到控制微型计算机30，并且控制单元30向各端子发送一个初始化状态信号。

此时，当一个电机驱动信号输出到“D”端子以及指定旋转方向的一个操作信号输出到“E”或“F”端子时，电机422在指定的予定方向上被驱动并且固定在电机轴424上的小齿轮415使齿板414执行直线运动，而使支座架413上的超声波发射部件404与超声波探测部件405在一个予定的方向上协同移动。当超声传感器29到达一个设定角“1”时，电机422的转动停止。接着，当控制部分30检测到电机422的转动完全停止时，电源控制部分417的电力供应通过“A”端子输出到超声波传输部分418，并通过超声波发射部件装置404发射一个超声波，而超声波接收部分419则通过超声波探测部件405接收反射的超声波，并将其数据传送给控制单元30。控制部分30判断从超声波接收部分419传送来的值并确定是否出现由于一名入侵者之类所引起的物体运动。如图11（b）所示，当为了将定位在设定角“1”（右）上的探测传感器29移动到设定角“2”（左）的一个操作信号输出到电机驱动部分421时，该探测传感器29到达设定角“2”，而电机停止并重复上述操作。

当为两个方向中任何一个上探测到由入侵者引起的物体运动时，控制单元30通过“C”端子向告警声音发生部分420输出一个信号，告警声音操作部分420连续地发出一种告警声音直到使户按下复位开关SW并初始化操作。其它过程也同样可以执行，如以上已描述过及以下将描述的。

当传感器29的移动到达其终点角，即设定的角“2”时，电机422的转动方向被改变，并且如果由于一个错误的操作而没有执行这一动作时，便发出一个告警声音来将它报告给用户。

如从上面所知，电机422的使用开阔了传感器29的探测区域而使得犯罪防止装置的功能效率倍增。

图12是按照本发明的用于感测移动物体的超声传感部分的电路图，它使用一个非稳定态多谐振荡器。更具体地，当蓄电池的12伏电源通过电阻器R2、R5、R7与R8供给晶体管TR1与TR2的基极与集电极时.使得晶体管TR1与TR2导通并在晶体管TR1与TR2的发射极上产生输出电流，从而电容器C5与C7被这些输出电流充电。如果已经完成了电容器C5与C7的充电，晶体管TR1与TR2的发射极电位升高从而晶体管TR1与TR2被截止。

但是，如果电容器C5与C7通过电阻器R3与R6放电。晶体管TR1与TR2的发射极电位降低，从而使晶体管TR1与TR2再次导通。以上述方式重复电容器C5与C7的充电与放电，便在晶体管TR1的集电极上产生具有予定频率的脉冲信号，该信号被传送到一个超声波发射部件（在这一图中未示出）。

如果这样传输的超声波被一个移动物体反射，例如一名窃贼，反射的超声波被一个超声波探测部件（下面要说明）所感测到，一个移动物体感测到信号便输入到微型计算机30。微型计算机30根据这一移动物体感测到信号执行控制以作出处理，例如，驱动诸如一个扬声器或蜂鸣器之类的警报器，或者启动自动拨号机。

参见图12（b），该图示出了超声波探测部分419的配置，该部分包括一个超声探测部件405;一个用于防止由系统周围的噪声信号引起的机器人系统的错误操作的衰减率调节部分1;用于放大衰减率调节部分1的输出信号的第一与第二放大部分2与3;以及用于对放大部分2与3的放大了的输出信号进行滤波的第一与第二滤波器4与5。

更具体地，衰减率调节部分包括一个开关电路部件SC1，它具有直接连接到超声波传感器405的一个输入端XO，通过一个电阻器R11与超声传感器405相连的一个输入端X1，通过电阻器R11与R12与超声传感器405相连的一个输入端X2，经由电阻器R13的一端与超声传感器405相连的一个输入端X3（电阻器R13的另一端与电阻器R12相连），以及经由电阻器R14的一端与超声传感器405相连的一个输入端X4，电阻器R14的另一端是连接电阻器R13的另一端的。并且，开关部件SC1还在输入端子A与B上被提供一个来自微型计算机30的2比特衰减率选择信号A与B得到电阻器R11至R14的一种适当组合，从而使机器人系统无错误地操作。

这样得到的超声感测器信号从衰减率调节部分1输出到包含一个放大该感测到的超声信号的差分放大器OP1的初级放大部分2，然后初级放大后的超声信号被提供给一个包含一个差分放大器OP2的一个次级放大部分3以获得辐号然后被第一与第二滤波器部分4与5所滤波并且滤波后的输出信号被输入微型计算机30。相应地，微型计算机30在接连的超声感测信号的基础上确定移动物体，例如一名窃贼的存在，并在必要时执行控制去生成一个报警信号等。

下面对根据本发明的红外感测部分34进行描述，参见图13。红外感测部分34分别从成120度角安装在机器人上的三个红外传感器SEN1、SEN2与SEN3接收感测到的信号。为了清楚起见，在图13中只示出了三个传感器中的一个及其相关联的电路。更具体地，如图13所示，传感器SEN1、SEN2与SEN3（只示出了其中的一个SEN1）是连接到MOSFETMT1的一个栅极上以感测来自一个人体的红外辐射的，而MOSFETMT1在其漏极上连接一个初级放大部分1中的放大器AMP3的第一输入端“+”。放大器AMP3的一个输出端连接到一个次级放大部分2中的放大器AMP4的一个第二输入端“-”，并且放大器AMP4的一个输出端连接到微型计算机30的输入端AN3。传感器SEN2与SEN3（未示出）的电路的输出相似地耦合到微型计算机输入端口AN2与AN4。

采用上述构造的红外感测部分34，如果传感器SEN1、SEN2或SEN3中任何一个感测到来自人体的红外辐射，则使对应的MOSFETMT1导通而其输出信号则被输入到放大器AMP    AMP3的第一输出端去放大该信号。这样放大的信号作用在放大器AMP4的第二输入端上去二次放大该信号。放大器AMP4的放大输出信号提供给微型计算机30的对应输入端AN2、AN3或AN4。相应地，微型计算机30在来自该次级放大部分2的信号的基础上确定一名侵者或窃贼的存在并操作诸如自动拨号机去自动地送出一个信息，并操作扬声器或蜂呜器发出一个报警信号。

图.14是用于判定声音感测部件（诸如一个话筒）所感测到的声音信号是否是诸如婴儿的啼哭或者由窗户被打碎所引起的破裂信号的电路图。图14所示的这一电路包括一个第一带通滤波器1，它包含一个第一比较器1，其非反相输入端“+”接收该声音信号及其反相输入端“-”连接到电阻器R13与R14之间的一个节点上;一个第二带通滤波器2，它包含一个第二比较器COM2，通过电阻器RR22与23在其非反相输入端“+”上提供该声音信号并且其反相输入端“-”连接到电阻器R24与R25及一个电容器C16;一个放大部分3，其反相输入端“-”接收第一比较器COM1的输出信号;以及一个声音信号发生部分4，它具有一个开关晶体管TR3在其基极上连接第二放大器AMP1的输出方，其中，第一与第二放大器AMP1与AMP2的各非反相输入端“+”被馈以该声音信号。采用上述构造的电路，被图1中声音传感器35感测到的信号被馈送到第一与第二比较器COM1与COM2并被它们滤波。设定了参照值使得第一比较器COM1的输出信号在该声音信号为破裂声信号时呈高电平，而第二比较器COM2的输出信号在该声音信号为语音声信号时呈高电平。第一或第二比较器COM1或COM2的高电平输出信号馈送到第一或第二放大器AMP1或AMP2并被它们放大。放大器AMP1这样放大的输出信号作为语音声信号（从一个扬声器等）输出，而第二放大器AMP2输出的信号则提供给晶体管TR3。结果，响应该破裂声信号晶体管TR3反复地被电容器C14的充电与放电所开关以输出一个方波脉冲。这时，放大器AMP1的输出信号具有对应于声音信号的电平并馈送到第二微型计算机30。第二微型计算机30判定该声音信号是一个破裂声信号还是一个语音声信号。如果该信号是一个破裂声信号，第二微型计算机30执行自动拨号操作等。反之，如果该信号是一个语音信号，微型计算机30向拥有监视器的用户通知婴儿的啼哭声。

参见图15，它示出了信号传输与接收部分32的电路图。这一电路的构成使之向监视器发送通知存在窃贼的报警信号与图14中所示的声音感测部分所感测的声音信号的生成，或者从监视器接受命令。

更具体地，图14中的声音感测部分所感测到的语音信号通过一个语音信号输入部分1转换成一个信号YCOM，该语音信号输入部分1包括一个可变电阻器R16、一个变容二极管D2、一个电感器L2以及一个电阻器R12等，并且信号YCOM是作为一个声音感测信号馈送给微型计算机30的。相应地，微型计算机30提供能改变调制频率的频率选择信号Y2S与Y1S，频率选择信号Y2S与Y1S是由用户选择来防止干扰的。因而，一个石英晶体振荡器Y1或Y2被用户所选择的频率选择信号Y2S或Y1S所激励，而从振荡振器Y1或Y2发出一个予定的频率。然后，通过一个调制器2、一个高频放大器3及一个语音信号传输部分4从熟知的方式对该振荡频率信号进行调制并通过天线A1发射到监视器，从而向拥有监视器的用户报告语音信号的发生。

从监视器发送的一个信号，例如一条命令，经由天线AT1输入一个射频输入部分5。该输入信号被解调部分6解调，放大部分7放大，然后通过包含NAND（与非门）门ND1、ND2与ND3的一个波整形部分8进行波整形。该波整形后的信号被馈送给微型计算机30。相应地，微型计算机30分析该输入信号并执行控制去实行对应的功能。

参照数9指示一个感测到的声音传输部分，它包括一个高频发生装置SAWR1用于发生一个指定的高频，以及一个所谓的模式电感器L5，用于将高频发生装置SAWR1所发生的高频信号以一种确定的模式发送而在微型计算机30的控制下去执行自动拨号功能。

对筑入机器人系统内的蓄电池充电的操作以及指示其充电状态的操作，现在将参照图16进行说明。

当机器人系统不在操作时如果将它的交流插头插入一个交流插座，交流电源通过一个普通的电桥整流电路36与电容器C25、C24转变成直流电压，并且该直流电压被馈送到一个稳压器VR2。

稳压器VR2生成并输出一个稳定的直流电压。存在于直流电压中的噪声成分被电容器C1与C2及变压器T1所滤掉，并将该直流电压供给策入机器人的蓄电池对其进充电。稳压器VR2在一个端U及输出端OUT上连接一个电流限制电路以限制峰值电流，电流限制电路包括晶体管TR13与电阻器R35至R37。

此时，稳压器VR2生成的一部分电压通过二极管D10馈送到一个开关晶体管TR17，使得只要机器人是连接到交流电源时晶体管TR17通常总是导通的。

结果，在晶体管TR17的集电极方出现一个低电平信号并被馈送到微型计算机30的一个端子PBO上。相应地，微型计算机30根据该低电平信号判定蓄电池的充电状态并执行控制使机器人在充电过程中不进行操作。

同时，微型计算机30（见图3）进行操作将功能选择键KEY3的电位改变到一个低电平状态，点亮设置在显示器单元42上的充电状态指示LED    D13以指示蓄电池在充电状态中。

参见图17，它示出了电源控制电路，为了减少电力耗用的目的，必要时它能够断续地向机器人系统供电。

图17所示的电源控制电路80包括一个普通的振荡器1;一个电源电压供应部分2，它包含一个第一晶体管TR18其发射极与基极连接到12伏的第一电源，以及一个第二晶体管TR16其集电极通过电阻器R92连接到晶体管TR18的基极而其基极则通过电阻器R93连接到晶体管TR18的发射极方。一个电源控制部分3包括一个第一NAND门ND1其一个输入端连接到一个3伏的第二电源及键盘31的功能选择键KEYO，一个第二NAND门ND2其一个输入端连接到第一NAND门ND1的输出方其另一个输入端通过一个电阻器R104连接到3伏的第二电源并连接到一个控制信号输出端PA4以及一个输出端连接到第一NAND门ND1的另一个输入端。一个第三NAND门ND3其两个输入端共同连接到第一NAND门ND1的输出端，以及一个第四NAND门ND4其一个输入端连接到电源电压供应部分2中的晶体管TR16的发射极另一端通过二极管D16连接到第三NAND门ND3的输出端并且其输出端连接到微型计算机30的一个输入端STOP（停）。在图17中，参照数字4指示一个电源生成部分用于为机器人系统的各电路部分生成电源电压。

采用上述构造的电源控制电路，当机器人系统在静止中从上述蓄电池提供第一电源（12伏）时，使晶体管TR18导通并且在晶体管TR18的发射极方的输出电压被馈送到晶体管TR16的基极而使之也导通。晶体管TR16是以一个被电阻器R93与R94分压一个电压偏压的使得第二电压，例如3伏，出现在晶体管TR18的发射极方。第二电压（3伏）作为后备电压供给微型计算机30，从而防止存储在微型计算机30中的数据等丢失，即使机器人系统中的主电源被切断。此时，在机器人系统停止状态中，第二电压（3伏）供给NAND门ND2的一端，使得NAND门ND2输出一个高电平信号。该高电平信号被送到NAND门ND1的一个输入端，而其另一个输入端被第二电压（3伏）维持在高电平上。结果NAND门ND1输出一个低电平信号。这一低电平信号被馈送到与晶体管TR4达林顿连接的晶体管TR3，使两个晶体管TR3与TR4都不导通并且一个开关晶体管TR5也不导通而稳压器VR1不产生输出电压。另一方面，NAND门ND1的低电平输出信号被馈送到NAND门ND3的两个输入端上，从而NAND门ND3输出一个高电平信号，它被馈送到NAND门ND4的一个输入端。因此，NAND门ND4输出一个高电平信号并将此信号传送到微型计算机30的输入端STOP。相应地，微型计算机30控制另一台微型计算机10使它不执行机器人系统的任何功能。

反之，如果在图3中的键盘31上的功能键，例如S3，被用户按下，则功能选择键KPT成为低电平。此时，微型计算机30通过一个输出端PA4输出一个低电平信号并将它供给NAND门ND2。结果，NAND门ND2输出一个低电平信号。在这一情况中，NAND门ND1的另一个输入端被提供一个低电平使NAND门ND1输出一个高电平信号。

相应地，在电源电压生成部分4中的晶体管TR3与TR4导通而使晶体管TR5也导通。

因此，稳压器VR1生成并输出一个确定的电压。NAND门ND1生成的高电平输出信号供给NAND门ND3，使后者生成并输出一个低电平输出信号。这样，从NAND门ND4输出一个低电平输出信号，它又被提供给微型计算机30的输入端STOP。

如上所述，按照本发明的电源控制电路，由于用作后备电压的第二电压可以不用单独的蓄电池而从第一电源12内部地产生，有可能使蓄电池的消耗减至最小并防止存储在微型计算机中的数据在非操作状态中丢失，从而延长了设置在机器人系统中的蓄电池的寿命。

下面，参照图18对用于即使蓄电池的电压降低到一个予定的电平以下也能防止机器人系统错误地操作的系统复位电路进行描述。

系统复位电路81（第一次示出在图2（b））包括一个比较器COP1，它的一个反相输入端“-”通过分压电阻器R41与R42连接到第一电源电压（12V）以及一个非反相端“+”连接到对应于容许电压电平的一个参照电压。当电源电压降至2.5伏以下时比较器COP1产生一个高电平的输出信号。系统复位电路还包括一个晶体管TR13，其发射极接地而集电极连接到微型计算机30的一个复位端RESET。当比较器COP1产生的输出信号为高电平时使晶体管TR13不导通。从而，在晶体管TR13的发射极与集电极间的一条电流通路被接地而复位微型计算机30。

此外，系统复位电路还包括一个开关晶体管TR12，用于当第一与第二微型计算机10与30之间的一个模拟导致后者呈现异常状态时（下面要描述）复位微型计算机30。晶体管TR12的集电极连接到微型计算机30的复位端RESET，基极连接到微型计算机10的一个输出端RSTM，以及发射极接地。

采用上述结构，当微型计算机10与30间执行一个模拟时，并且如果微型计算机30异常地操作，则从微型计算机10的输出端RSTM输出一个高电平的复位信号，从而使晶体管TR12导通。结果，微型计算机30的复位端RESET被馈以一个低电平的信号以复位微型计算机30。反之，在微型计算机10的复位端RESET保持在高电平的情况中如果微型计算机10操作异常，则从微型计算机30的一个输出端PA7输出一个低电平的输出信号并供给微型计算机10的复位端RESET，从而复位微型计算机10。相应地，有可能防止由系统本身的错误动作引起的错误操作。

本发明的移动监视装置包括一个自动通信控制装置，并且有可能在自动通信控制装置与机器人之间进行双向通信，从而有能力从一个远程位置对机器人进行操纵并控制其操作状态。

为了达到这一目的，根据本发明的自动通信控制系统包括一个微处理器、一个电源部分、一个用于向微处理器及辅助电源部分输入一个程序的键输入部分，一个从机器人接收一个紧急状态告警信号与控制应答信号的无线电接收部分（从而向微处理器进行输入）、一个送出存储在存储器中的电话音调并且从一条外部电话线上感测一次呼叫及从一位外部用户接收一个电话声音信号的电话音调（或拨号脉冲）传输与感测部分、一个在微处理器的控制下根据情况合成并再生语音的语音合成部分、一个射频发射部分用于根据从外部电话线上接收的电话信号通过无线电向机器人发射一个控制信号、以及一个显示器部分用于显示从键输入部分或远程系统来的输入信号以及机器人的状态。

下面参照附图对根据本发明的自动通信控制系统的一个较佳实施例进行详细描述。

图19（a）为示出自动通信控制装置的总体配置的示意图，图19（b）是自动通信控制装置的方块图，而图19（c）则是展示根据本发明的自动通信控制装置的操作序列的流程图。

射频发射与接收能力同时存在于机器人体及自动通信控制单元，能够在机器人体与自动通信控制单元之间进行双向通信，使得即使在一个远程位置，也可以控制机器人并掌握其操作。

在图19（a）中，参照字符R表示具有射频发射与接收功能的机器人体;数字600是一个自动通信控制单元，它通过无线电接收指示一个被机器人身上的传感器或外部传感器630探测到的紧急状态的紧急状态信号并使用一条标准电话线向一个指定的远程位置报告。当一位外面的用户利用电话机660执行遥控操纵时，控制信号通过电话线送到单元600然后经由无线电送到机器人体R。一个无线电应答码从机器人体R送出而单元600响应时的情况合成一个事先建立的应答报文并随即将该报文经由电话线650送给远程用户以确认收到。

传感器630、640补充机器人体上的传感器，并经由导线或无线电将探测到的信号送到机器人体R或自动通信控制装置600。传感器包括上面所提到的那些，诸如人体或火警传感器。

在图19（b）中，参照数字670是微处理器，数字601是一个电源部分，它接受市电为系统加电，以及数字602是一个辅助电源部分，当主电源部分601供应的电压降至其正常值以下时，它能够以一个可充电蓄电池代替主电源。即使出现起电力中断，它也能够供电一个予定的时间间隔。

参照数字603是一个键输入部分，它包括多个用于将自动通信控制单元的操作所需要的信号输入到微处理器670，数字604是一个显示器部分，包括，例如，多个发光二极管它们可以被微处理器670接通以显示机器人的工作状态以及自动通信控制装置的工作状态，以及数字605是一个射频发射部分，当一位外部用户输入一个用于控制机器人的控制信号时，它通过无线电将该控制信号发送到机器人上。

参照数字606是一个射频接收部分，它或者接收来自机器人的一个信号或者来自通过无线电连接的传感器630的一个信号并将其输出导向微处理器670。数字607表示一个电话音调发送与感测部分，当从由射频接收部分606向微处理器670送出的信号中判定出一个紧急信号时，它生成电话音调（或拨号脉冲）呼叫并接通一台远程电话机，或者感测由一位外部用户经由一台远程电话机送来的各种控制信号，并且翻译与输入这些信号到微处理器670。一个语音合成部分608根据一个给定的紧急状态拨放事先录制的报文，从而经由一个电话线接口609将该报文传送给外部用户（或其它位置）。

根据本发明的目的通信控制单元，当电力从电源部分601输入，並且用于控制机器人的数据通过键输入部分603输入到微处理器670时，输入信号显示在显示器部分604並同时通过射频发射部分605送到机器人上，使得机器人能够被控制。

当一位外部用户用声音或音调（即通过公用电话线）输入一个控制机器人的控制信号时，该控制信号通过电话线接口609在发送与感测部分607被感测到，从而被翻译及输入到微处理器。然后，微处理器670控制射频发射部分605並将该控制信号转发到机器人以控制它。

当机器人体R上或独立装设在630处的一个传感器将一个紧急状态信号输入到射频接收部分606时，微处理器670控制发送与感测部分607产生电话呼叫音调並通过电话线接口609直接连接到电话线650上与外部用户或有关当局通信。

必要时，微处理器670利用语音合成部分608生成一个语音报文，並通过接口609将语音信号连接到电话线上。微处理器也分析只有用户知道的一个密码号，它是通过电话线输入並用于实现对机器人的控制的，当该码是正确地输入时便赋予用户控制机器人的权力。

现在参照图19（c）中的流程图对自动信控制装置的操作进程进行描述。

按照本发明的自动通信控制装置，如图19（c）所示，在步骤S1保持备用状态，並在步骤S2判断是否从机器人或其它源输入了一个紧急状态信号，以及一位外部用户是否输入了一个控制信号。

即，它判断是否从机器人接收到一个紧急状态信号並已通过射频接收部分606输入微处理器670，或者由传感器630发出的一个紧急状态信号是否通过射频接收部分经由无线电收发输入並传输到处理器。它也判断一个用于控制机器人的控制信号是否通过公用电话线接口609及发送与感测部分607经由电话输入，以及是否从传感器640接收到一个输入。

作为所述判断的结论，当既没有紧急状态信号也没有控制信号输入时，流程返回到步骤S1並保持备用状态。如果从经由无线电或电线连接到机器人或射频接收部分606的传感器630、640之一输入了一个紧急状态信号，流程前进到步骤S3並且微处理器670控制电话线接口609去接通（摘机）电话线，然后，在步骤S4，它向电话音调发送与感测部分607发送一个控制信号以选择一个通信区（对应于该紧急状态的一个保留电话号码）並导致去拨对应于所选择的通信区的电话号码。

然后，单元608拨对应的电话号码，並在步骤S5作出判定是否所拨的电话号码正被占线。

作为在步骤S5接受返回的铃声或忙音的结果，在忙音信号的情况下（在“是”情况中），在步骤S6接口609在微处理器670的控制下挂机（断开电话线），此后经过了一个予定的时间间隔以后，重新返回到步骤S3並重复拨号动作。在返回铃声的情况下（对应的电话号码不忙），流程进至步骤S7並作出判定是否听筒已被拿起。当听筒没有拿起，开始等待一个予定的时间间隔，而如果听筒被拿起时，流程进行到步骤S8送出一则报文或对应于该紧急状态的状态码，或者通过语音合成部分608输出一则对应于该紧急状态並事先录制好的报文，它重复发送该报文一定的次数。

在步骤S9，检测是否已经完成了报文或状态码的发送，如果是，在步骤S10电话线接口609将线路返回挂机状态，而流程返回到步骤S3。对于各保留区（呼叫的紧急电话号码）重复这一过程，如上所述，並且在发送没有完成的情况下继续发送操作。

当然，在完成了发送操作时，恢复到步骤S1的备用状态，並且再度判定紧急状态信号感测。

另一方面，在步骤S2从一台远程电话机上接收到的是机器人的一个控制信号（呼叫信号）而不是一个紧急状态信号，並且该信号已到达微处理器670，在步骤S11微处理器670控制电话线接口609並连接该线路，並且在步骤S12它控制语音合成部分608提示用户输入一个密码，然后进入一个接收等待状态。

当保持在接收等待状态中时，在步骤S13判定是否作为一个电话音调的密码已经接收到或者通过电话线检测到，並且在接收到它时，控制前进到步骤S14，在该步骤，单元609将该电话音调转换为能够输入微处理器670的控制码。

在步骤S15，判定微处理器670从部分607接收到的控制码的密码是否与所存储的码符合。

作为步骤S15的判定结果，当密码不正确（不匹配）时，控制前进到步骤S21並切断电话线而返回到步骤S1的备用状态。当密码匹配时，流程进行到步骤S16由语音合成部分608送出一则报文提示外部用户输入一个控制码。

这样输入的控制码在步骤S17由微处理器670经由电话音调发送与感测部分607接收，並且微处理器670在步骤S18生成对应于该控制码的射频控制信号並将它通过射频发射部分605发送给机器人。在步骤S19，机器人从射频发射部分605接收该控制信号，执行对应的控制操作，此后经由无线电发送一个结果信号。自动通信控制单元600的射频接收部分606接收这一信号，微处理器分析它並在步骤S20通过电话线接口609发送一则对应于分析内容的状态报文，从而使外部用户知道该控制信号已经收到並处理。

由于本发明的自动通信控制单元提供从一个远程位置对机器人的控制，有可能进行适当的控制並且使机器人高效地被利用。

下面要描述的是本发明的移动监视装置的一个辅助单元，它是以入侵者探测装置的形式邻近一个窗口安装并用超声探测通过窗口进入的一名入侵者。

根据本发明的这一方面的探测装置采用一个探测器它通过使用一个磁性驱动器在180度范围内转动，从而在180度视野内探测一名入侵者，用时它能够判断入侵者的大小使之能够忽视通过视野的小东西（小动物等）。

为了达到上述目的，该入侵者探测器包括一个微处理器;一个用于存储由超声传感器探测到的数据的存储器;一个磁线圈用于生成转动该超声传感器的磁力;一个磁传感器用于在超声传感器从一个予定的位置点经过一个予定的角度转动时检测该超声传感器;以及一个射频发射机，用于当微处理器判断出一个异常状态时与外界通信。

根据本发明的入侵者探测器的一个较佳实施例将参照附图进行详细描述。

图20（a）是根据本发明的一个较佳实施例的一个装置的侧面图。图20（b）是图20（a）的正立面图，图20（c）是展示发明的操作的示范图，而图20（d）为展示一个操作序列的流程图。

在图20（a）至20（d）中，参照数字700为该入侵者探测单元的本体，数字702是用于发射与接收超声波的一个超声传感器，它是安装在一个传感器支承座703上的，並且在支承销704的尖端部位分别安装了润滑的支承705使得超声传感器702的180度转动能够自由与平滑地进行。

分别在润滑的支承705上连接弹簧706，並且安装螺套707分别包围支承705与弹簧706，从而将超声传感器702安装在基座708上。

参照数字710是一个磁线圈，它是为了对超声传感器702产生磁力而以一个予定的角度连接在本体700上的，它包括连接在支承座703的一个底端上的一块磁铁709，並启动超声传感器702的转动。在静止时，磁线圈719与磁铁709是互相面对面地定位的，如图中实线所示。

参照数字711将一个磁传感器，它几乎与超声传感器702的中心点在同一水平线上连接到本体700上。传感器711保证超声传感器702的转动范围不超出180度。该传感器探测与超声传感器702一起转动的磁铁709的磁场，借此判断超声传感器702是否通过正确的角度转动。

在参照数字712处是一个微处理器;713，一个用于在超声传感器702正在转动中存储探测到的数据的存储器;以及714，一个射频发射机，用于通过天线ANT将一个指示被微处理器712判断出的一个异常状态的信号发射到，比如，通信控制单元600。

超声传感器702的输入与输出端通过电缆716连接到传感器支承座703上並分别连接到支承销704与安装螺套707，然后通过接头717连接到微处理器712。

这般构造的入侵者探测装置的操作序列将参照图20（d）中的流程图进行描述。

为了操作该入侵者探测器在步骤S1在磁线圈710上加电时，在步骤S2，超声传感器702由于磁铁709与磁线圈710产生的脉冲磁场之间的斥力而逆时针方向转动。在步骤S3判定传感器702是否已在顺时针方向上摆回足够远而要将磁传感器711接通。

当磁传感器711检测到磁铁709的磁化力而变成接通时，超声传感器702已经在其上转过180度（以虚线所示出的起始点两侧方向上各90度）的基点便可以确定。

如果磁传感器711没有被接通，流程返回到步骤S1而脉冲电力连续地加在磁线圈710上直到产生一个磁力使得在超声传感器702上的转动力使它到达180度点。如图8与9那样执行线圈的励磁的定时。

作为步骤S3的判断结果，当磁传感器711被接通时，由于传感器702已经到达一个180度的转动角，微处理器712控制磁线圈710的磁力及励磁定时使之保持在超声传感器702上的这一予定的转动力。

随着，在步骤S4，侧定磁传感器711的接通时间间隔。将这一时间间隔分成多个较小的时间间隔，它们对应于传感器702的给定角位移。以这一方式，确定超声脉冲的发射定时，使得在传感器的每一个摆动周期中发射多个脉冲，如图20（c）用图形所描绘的。在步骤S5，在确定的时间间隔上从超声传感器702发射超声波，它也接收反射波。

在步骤S6，利用反射的超声波的接收数据将没有入侵者出现的状态的参照数据存储在存储器713中，当起动超声传感器702时为每一个转动时间间隔存储一组数据。在步骤S7，对于可比较的时间间隔，将存储在存储器713中的参照数据与接连地输入存储器713的数据进行比较。在步骤S9，判定在参照数据与探测到的数据之间是否存在任何差别。

作为步骤S8的比较的一种结果，如果在参照数据与当前状态的探测数据之间出现任何误差（差别），则产生一个异常状态的初次判断。在步骤S9，通过观侧参照数据与当前状态探测数据之间的差别的大小判定入侵物体的大小。设置了触发警报的一个阈值，该值对应于相当大的差别。如果超过了这一个值，流程进行到步骤S10，如果没有超过，流程返回到步骤S5。

在步骤S10，执行通过射频发射部分与外界的通信，指示已经发现了一名入侵者。这一信号被控制单元600所接收，並如前面讨论过及下面要进一步讨论的那样采取进一步的措施（报警，向远程位置打电话等）。

利用超声传感器的超声探测装置是这样利用该超声传感器在在转动180度中所探测到的数据来判断是否探测到一名入侵者以及入侵者的大小的，从而有可能作出正确的判断，並防止差错。

下面将描述作为本发明的移动监视系统的一部分提供的一个紧急措施单元。

紧急措施单元是为在探测到煤气泄漏、火警或入侵者时立即采取必要的应急措施使损失或破坏减少到最小而设计的。

根据本发明，为达此目的，在机器人内所含有的微型计算机的控制下，当出现煤气泄漏时，电磁控制阀被操作並且在电机的驱动下将门打开，並且将煤气阀门关闭使得煤气泄漏停止並将泄漏的煤气排出户外。当探测到一名入侵者时，操作另一个电磁线圈用卷帘式活门将出口堵死使入侵者无法逃跑。

现在对根据本发明的紧急措施单元的一个较佳实施例进行详细描述。

根据本发明的这一实施例的移动监视装置的机器人R包括上述驱动系级及超声传感器单元29，它发射超声波並接收其回波从而在前方与后方探测物体的移动;一个红外探测传感器34，它接收人体产生的红外辐射以探测一个物体的左右两个方向上的移动，一个声音探测传感器35，它探测並判定玻璃打碎或婴儿的哭叫声之类;一个火警探测传感器40，用于探测火焰的爆发;以及一个煤气泄漏探测传感器41，用于探测煤气泄漏。微型计算机30接收这些探测信号並判定在住所或办公室中是否出现了异常状态並借此控制通过其天线向监视器M、自动通信控制装置600及紧急措施单元800的信号发送。

在这般构造的移动监视装置中，当微型计算机30接收到由超声/红外探测传感器29、34探测到的一个信号並判定出现了一名入侵者时，从控制器32发射的一个信号被图21（a）中所示的一个紧急措施装置800的接收部分801所接收，一个电磁控制阀809被操作，一台电机811被驱动从而将设置在门或窗口的卷帘活动门关闭从而防止入侵者逃跑。也可以采取其它措施来阻止入侵者的行动，当然单元600同时被启动用电话报警等。当煤气泄漏传感器40检测到煤气泄漏时，与上述相似，从发送控制器32发送一个信号并在紧急措施装置800的接收部分801处接收。电磁控制阀804被操作而煤气阀805被关闭。同时，一个信号被输出到一个门驱动部分806並驱动另一台电机807，借此将门808或窗打开。用于驱动一个风扇电机驱动部分802的一个信号也被输出使集积在一间房间中的煤气能被排出户外以防止起火。当存在煤气泄漏或入侵者时，安装在接收部分801的一盏报警灯814点亮同时一个蜂鸣器815鸣叫。另外也可以发出录制好的语音或合成的声音来向外界通报该异常状态。

现在参照图21（b）与21（c）中所示的流程图对紧急措施单元的操作序列进行描述。应当理解，这一过程可以与上述其它措施（诸如定位一个紧急电话呼叫，寻呼监视器等）并行地进行。

当机器人R停止时，在步骤S1作出一个判断是否探测到任何声音。如果没有，继续执行这一功能。在步骤S2，执行超声波发射並接收其反射波，並同时由超声/红外探测传感器29、34探测人身产生的红外线等。在步骤S1与S2，在探测到不寻常的声音和/或一名入侵者的向前或向后运动和/或由人体产生的红外线的情况中，流程进行到步骤S3，在那里作出判断是否有一名入侵者存在。

在没有入侵者的情况中，流程返回到步骤S1並重复上述操作。当有入侵者时，流程进行到步骤S4，从微型计算机30的输出端口PORT8发出一个信号去驱动发送控制器32通过天线发送一个表示该异常状态的信号，从而驱动监视器M、自动通信控制装置以及接收部分801。携带监视器M的用户便这样得到通知，並且同时自动拨电话到警察所、消防站等，如上所述。同时，在步骤S8在紧急措施单元800的接收部分801的控制下一盏报警灯814及蜂鸣器815被操作来产生一种告警声音並通知外界。在S3以后的任何一点上，电磁控制阀809可以被操作来驱动电机驱动部分810去驱动电机811使装设在窗口或门口的卷帘自动门812落下困住入侵者从而减小破坏。完成了这些步骤，入侵者监视功能便终止。

同时在图21（b）中还有步骤（S6，S7），它们涉及对火和/或作为前因的烟的探测。这些步骤与图2（d）在S17与S18所讨论的相同，因此无需再作解释。

在图21（c）中，示出了煤气泄漏探测的控制进程。在机器人R是停止的状态中，微型计算机30在图21（c）所示的步骤S13判断是否有任何煤气泄漏，在没有煤气泄漏的情况下，重复步骤S13並连接地判断是否有泄漏。如果探测到煤气泄漏，一个信号被输入到微型计算机30的输入端口PORT12，並且微型计算机判断出煤气已经泄漏，在步骤S14与S15，从微型计算机的一个输出端口输出一个信号，它驱动发送控制器32，后者又通过天线发送一个表示发生煤气泄漏的信号，並且驱动监视器M、自动通信控制装置以及接收部分33通知携带监视器M的用户并且同时自动拨警察所或其它紧急电话号码。在步骤S16，点亮告警灯814并且操作蜂鸣器815发出告警声音。同时，来自微型计算机30的输出端口与单元32的信号在接收部分801被接收，在步骤S17，电磁控制阀804工作并关闭煤气阀805阻止煤气的泄漏。进行到步骤S18，判定煤气阀是否关闭，如果煤气阀尚末关闭，返回到步骤S17。在煤气阀已经关闭的情况中，电磁线圈804被操作来驱动开门驱动部分806，从而在一个方向上驱动电机打开窗户或门808。此后，在步骤S20当门808之类已经打开时，风扇驱动部分802被操作去驱动风扇电机803将煤气排出户外。

在向户外排出泄漏的煤气中，在步骤S21，煤气泄漏探测传感器41连续地探测是否在房内还有任何煤气泄漏，如果煤气已经全部排出，流程进行到步骤S22，而门驱动部分806工作在反方向上驱动电机去关闭窗户或门808。如果还有煤气存在，流程返回步S17重复执行阻漏与排气过程。虽然上面说明的是在出现入侵者时驱动一扇卷帘自动门来封闭房间，但本发明不局限于这一操作而可能包括任何必要的紧急措施。

根据本发明的机器人安全监视装置，当探测到煤气泄漏时，一个电磁线圈关闭煤气开关阀而阻止煤气泄漏並驱动一台电机将窗或门打开，然后驱动通风扇排气。此后在煤气排完后可将窗或门关闭。从而防止煤气泄漏中毒或火灾。

虽然上面的说明所描述的是在机器人内部具有第一与第二微型计算机的一种移动监视装置，但是本发明並不局限于这样一种构造，例如，可以构造成只用一台微型计算机进行操作，而不脱离本发明的概念与范围。

如上所述，本发明具有若干特色与优点，尤其是，通过拨所监视的住宅或办公室的电话号码以后再拨一个密码号码，即使用户外出，也能远程地操作该移动监视装置。同时，由于不需要电缆，与硬接线相关联的劳动与安装成本也就不需要了。此外，由于各种探测传感器是安装在机器人内部的，从而通常与传统的家庭安全控制系统相关联的难看的特性得以避免，后者到处安装探测传感器。此外，由于不需要传感器的布线，不用犯愁任何外来者或入侵者可能切断这些布线或对传感器的电源线。一位合法的用户能够随心所欲地操作该移动监视装置。