CN102335511A - 机器宠物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器宠物，所述宠物具有由行走装置支撑的机身（1），具有宠物特征的可转动头部（2）和顶盖（3），控制装置，传感器及功能装置容纳在机身或头部内腔，宠物的行走装置包括轮式行走或利用机器腿行走，所述的机器宠物由电控装置控制，本发明所述的机器宠物具备一定的智能，能听从主人的指令，具备行走，识别敌友，并能发出警报，协助主人看家，玩游戏，防火防盗。

Description

机器宠物

技术领域

本发明涉及一种机、电一体化的产品，特别是一种智能化的机器宠物。

技术背景

人们对宠物，如猫、狗、马等有一种天生的喜爱，以其温驯、听话，模样乖巧，善解人意等喜不自胜。但这类天然的生物饲养起来有一定的麻烦，不仅要照料宠物吃喝拉撒，还要产生环境污染等增加生物特有的不胜厌烦的事情。而且动物本身具有野性，有时失控容易造成事故，因此使得一些爱好宠物的人也望而却步。如何保留宠物受人喜爱的特点，去除人们不容易控制的部分，还能对人类的活动有所帮助，这是人们所希望的。

发明内容

本发明的目的在于提供一个具有生物宠物优点，具有宠物的形象特点，动作灵活，具有多种适用功能，能服从人的意志的机器宠物。

本发明的再一个目的，是提供一种所述机器宠物的控制方法，所述方法涉及的电子硬件结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种机器宠物，所述宠物具有由行走装置支撑的机身，具有宠物特征的可转动的头部和顶盖，控制装置，传感器及功能装置容纳在机身或头部内腔，其特别之处在于：宠物的行走装置包括轮式行走或利用机器腿行走。

一种机器宠物的电控装置，包括：

一个主微处理器CPU，其一个第一数据端与一个按键阵相连，并与一个液晶显示装置相连，

一个第一从处理器CPU，与主微处理器CPU有通讯线路相连，第一从处理器CPU的一个第一数据端口分别与一个第一功能装置相连，

第一从处理器CPU的其他数据端口，分别与一个无线接收装和一个无线发射装置相连，

一个第二从处理器，与主微处理器CPU也有通讯线路相连，

第二从处理器的一个第一数据输出端分别与一个第二功能装置相连，

第二从处理器的其他数据输出端还与一个语音装置相连，

一个遥控机器宠物的装置，包括一个遥控微处理器CPU，其数据端与一个按键阵相连，并与一个液晶显示装置相连，

遥控装置的微处理器的其他数据端口还与一个无线接收和一个无线发射装置相连。

一种机器宠物的电控装置，或采用一个、两个或其他数量的微处理器，各微处理器所连接的子系统对象可以交换，一个以上微处理器时各微处理器之间应有互相联络、传递信号的通讯线路。

其它的方案包括：

所述的一个第一功能装置为左电机控制器，右电机控制器，头部电机控制器，障碍信号接收和无线收发装置；一个第二功能装置包括人脸识别系统、隐蔽识别系统、条码识别系统、指纹识别系统、红外识别系统、火灾识别系统、有毒气体识别系统。

采用上述方案，所述的机器宠物具备一定的智能，能听从主人的指令，具备行走，识别敌友，识别危险，并能发出警报，协助主人看家，防盗，参与游戏，从而实现了本发明的目的。

下面结合图示及实施例对本发明的方案作更详细的说明。

附图说明

图1为机器宠物的轮式行走主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为机器宠物的腿式行走主视图；

图4为图3的B-B剖视图；

图5为机器宠物的腿式行走机械原理图；

图6为机器宠物电器控制原理图；

图7为机器宠物电器遥控原理图；

图8为图6电路原理图的一个详细示例；

图9为图7电路原理图的一个详细示例；

图10为机器宠物电器控制的单CPU原理图例。

具体实施方式

实施例1：

如图1及图2所示为轮式行走的机器宠物，有由行走装置支撑的机身1，宠物头部2，有可转动的头部顶盖3，轮式行走包括在机身的下部设有三个行走轮，当然设四个行走轮也在本方案考虑之内。本实施例为两前轮4，其中5为后轮，前面两轮各与一个驱动电动机6相连，轮5为万向轮。

头部顶盖3与一组轮系44相连，轮系的一个转动轴与电机45相连。

如方案所述，控制装置，各种传感器及功能装置均容纳在机身或头部的容腔内，在耳孔、眼孔、鼻孔、嘴孔内分别安装红外传感器，声音传感器，摄像头、火灾传感器、煤气或天然气传感器，头部顶盖装有红外传感器，指纹传感器，机身前端装有障碍传感器或射频传感器，功能装置包括喇叭、蜂鸣器。

实施例2为一个机器腿行走的机器宠物，如图3至图5所示，大部分结构与实施例1相同，只是行走部分模拟动物用腿行走，此方案用在路面状况不好，有障碍的情况下，包括一个电动机带动一付链轮链条装置7，前链轮8由电机直接带动，后链轮在一根转轴9上。每个链轮的轴端各连有一个四杆机构的曲柄，行走机械原理如图5所示。该图示画出了同一侧的前后两个曲柄连杆机构，以及该机构产生的轨迹曲线。连接前轴端的一个第一曲柄10，连接后轴端的一个第二曲柄11，曲柄各与一根连杆相连，曲柄10连接一个第一连杆12，曲柄11连接一个第二连杆13，所述连杆为一三角形刚体，各有两个铰接点，一个铰接点与曲柄相连，另一铰接点与摇杆相连，如连杆12的一端与摇杆14铰接，连杆13的一端与摇杆15铰接，两根摇杆的另一端均与机架16铰接，两根连杆的另一端延长形成宠物腿17、18。并画出行走曲线。机器腿的实质是电机将转动变为多杆机构的平面运动，机器腿的上肢，即摇杆14和15，和下肢，即连杆12和13，在多杆机构的驱动下，实现腿行走的功能。当然前后腿行走有一定规律，有相位差别，使用时经过适当调整使模拟逼真。

除电动机带动一付链条链轮装置7作机器腿行走的动力，也可采用同步齿形带和带轮传动，或增加电机直接采用电机驱动方案。用四个电动机直接带动每个腿的转轴，或仅用两个电机通过机械传动带动同一边另一腿的转轴。每个转轴端各连一个四杆机构的曲柄，曲柄再与三角形刚体的连杆相连，连杆的另一端延长形成宠物腿，如（17）、（18）。

图6所示为机器宠物电器控制的一例电路原理图，其包括一个主微处理器CPU19，一个数据端20与一个键盘输入按键阵21相接，其他数据端与一个液晶显示装置22相连，一个指令信号端23及数据输出端24与一个第一从处理器CPU25的指令端口26及数据端27相接，并与一个第二从处理器CPU28的指令接收端29及数据端口30相接。

第一从处理器CPU25的一个第一数据输入输出端31与功能装置相接，所述的功能装置包括轮式行走或腿式行走的电动机，头部转动电机及障碍装置的传感器，

第一从处理器CPU25的一个第二数据输出端32与一个无线接收装置33相接，以及一个无线发射装置35相接，

一个第二从处理器CPU28的数据输出端36与第二功能装置37相连，第二功能装置包括人脸识别、隐蔽按键识别、条码识别、指纹识别、红外识别、火灾识别、煤气或天然气有毒气体识别，还与一个语音装置38相接，

图7为一个遥控装置控制电路原理图，如图所示包括一个第二主微处理器CPU39，一个按键阵40与微处理器39的数据输入输出端41相连，微处理器39的数据输入输出端42与一个液晶显示装置43相连，

微处理器39的其他数据端45、47与一个无线接收装置44及一个无线发射装置46相接。

图8为图6所示电路原理图的一个详细示例，它包括一个主微处理器19，一个数据端20与一个键盘输入按键阵21相接，并与一个液晶显示装置22相连，按键阵21的一组按键48跨接一组纵线和一组横线，纵横线的每个交点设有一按键，均代表相应的指令。当按下48其中的一个按键时，相应的纵线和横线接触，一个低电平“0”使与门49输出一个信号给主CPU19的中断输入端50，主CPU19的内部程序则判明是哪个键按下，从而确定是什么指令。然后，一方面通过数据输出端20将信号发给液晶显示器22，显示按键内容，另一方面通过CPU之间的通讯线23发出一个中断信号给第一从处理器25和第二从处理器28，通知有指令信号；并通过数据输入输出端24发出并行数据给两个从处理器，本例为并行数据传输，也可以采用串行数据传输。两个从处理器根据指令的具体内容，发出相应的动作指令到相应的功能装置。如上所述第一从处理器25的数据端31与多个功能装置相连，如控制行走的左电机控制器，右电机控制器，控制头部及顶盖3转动的电机控制器等。

第二从处理器28接到相应指令信号后，通过相连的语音电路38或喇叭发出声音，用户可以设定不同报告的语音内容。

另一方面，两个从CPU获得的信息，如障碍传感器包括机械触碰式或射频雷达的障碍信息、人脸识别系统、隐蔽按键识别系统、条码识别系统、指纹识别系统、红外识别系统、火灾识别系统、煤气或天然气泄漏识别系统，也通过与主CPU的通讯线路进行信息传递，向主CPU报告，由主CPU作出决策后向从CPU发出指令执行操作。

第一从处理器25还通过数据端及指令端32与一个无线接收装置33，和一个无线发射装置35相接。机器宠物有时在遇到意外的情况如遭遇有敌意的人侵袭，或小偷、或火灾，或其它事故时必须报告给主人；而且需要接受主人的遥控，所以它必须具有信号发射装置和遥控信号的接收装置。

图9所示的电路图中，包括一个遥控微处理器39，一个键盘按键阵40与遥控微处理器39的一个数据端口41相连，微处理器39的数据端还与一个液晶显示装置43相连，微处理器39的其它数据端分别与一个无线接收装置和一个无线发射装置相接。

上述原理图与各电路图相符，其中的主微处理器，从微处理器可以采用型号如AT89C51或AT89C52芯片或其他种类的单片机芯片，语音电路可以采用ISD1420以及其他语音芯片。所列举的功能性装置如人脸识别、隐蔽按健识别、条码识别、指纹识别、红外识别、火警识别、煤气或天然气漏泄识别系统均采用市售的各种产品。

上述电路图结合相应的程序软件，形成机器宠物的控制系统，可以完成多种功能，该功能包括看家、运载、服务、娱乐为一体，具有智能的系列机器动物，其主要功能：

看家

能识别入室的来人究竟是家人还是陌生人甚至坏人，它是通过人脸识别、指纹识别、口令识别、按键识别、条码识别、或遥控器信号识别等多种方式之一或综合进行判断。通过上述识别，它能判断近距离内的移动生物是否为允许入室者。当它发现有未经允许或不认识的入室者后，能前往阻挡和警告，同时向主人报告，并做出进一步的判断。

如果主人出面，则听从主人的安排：对客人则表示欢迎，对不速之客则限制其行动，直到驱赶出家。

如果主人不在家，它能录下来人的相片，并通过手机短信或采信通知主人，以便主人采取措施，同时限制其行动，直到驱赶出家。

运载

运载物品时，可以由机器宠物拖动载物的小车；也可以直接将运输物放在其背上安装的篮子内。机器宠物接到“走”的指令后，会将东西送到指定的地方，等待主人取用。

游戏

机器宠物可以完成的游戏种类十分丰富，还可以由用户自行开发和设计，下列游戏仅是其中的一部分：

随音乐跳舞；与用户玩“猫捉老鼠”；用户指挥走迷宫；与人争占地盘；室内“足球”赛等。

家务

可以完成以下家务：拖地板；吸尘；送鞋；逗小孩；报时和提醒；迎客和送客；报告火警，引导逃生；报告煤气、天然气泄漏；作儿童学习机等。

由于机器宠物具备以上功能，基本上能迎合主人的兴趣，而受到主人的宠爱。使用本机器宠物时，本机器宠物由于采用多种技术手段，如成熟的人脸识别、指纹识别、语音识别，加上本系统的密码识别、条码识别、遥控信号识别等多种方式，实现宠物对主人或授权人的识别功能，使用宠物时，主人用手在宠物头顶抚摸一下，即可完成识别，跟主人行走时，自动识别障碍避让，并跟随主人，在可旋转的头顶盖上装有红外跟踪，从而能不离不弃主人左右，并能随时将感知到的信息报告主人，用遥控信号或手机彩信，短信等告知，或语音报告，其中的彩信是利用宠物的摄像工具获取的图形，由本技术方案的电路结合适当的软件，本机器宠物还具有学习的功能，从而具有一定的智能。

实施例3，如图10所示为采用一个微处理器Cpu作为机器宠物的电控装置原理图，其他如两个或更多个微处理的电路原理图不再一一画出，可以举一反三，但都在本技术方案的保护之下，这是可以理解的。使用一个单独的Cpu就能省去各Cpu之间的并行数据传输或串行数据传输的线路，这是其优点之一，但相应控制软件复杂些。 

Claims (10)

1.一种机器宠物，所述宠物具有由行走装置支撑的机身（1），具有宠物特征的可转动头部（2）和顶盖（3），控制装置，传感器及功能装置容纳在机身或头部内腔，其特征在于：宠物的行走装置包括轮式行走或利用机器腿行走。

2.根据权利要求1所述的一种机器宠物，其特征在于：轮式行走包括在机身的下部设有三到四个行走轮，前面为两轮（4），后面为单轮或双轮（5），前面两轮各与一个驱动电动机（6）相连，轮（5）为万向轮。

3.根据权利要求1所述的一种机器宠物，其特征在于：具有宠物特征的头部（2）和顶盖（3）与一组轮系（44）相连，轮系的一个转动轴与电机（45）相连。

4.根据权利要求1所述的一种机器宠物，其特征在于：控制装置，各种传感器及功能装置均容纳在机身或头部的容腔内，在耳孔、眼孔、鼻孔、嘴孔内分别安装红外传感器，声音传感器，摄像头、火灾传感器、煤气或天然气传感器，头部顶盖装有红外传感器，指纹传感器，机身前端装有障碍传感器或射频传感器，功能装置包括喇叭、蜂鸣器。

5.根据权利要求1所述的一种机器宠物，其特征在于：机器腿行走的机器宠物包括用电动机通过机械传动装置（7）带动后一转轴，每个轴端各连有一个四杆机构的曲柄，曲柄各与一个连杆相连，所述连杆为一三角形刚体，各有两个铰接点，一个铰接点与曲柄相连，另一铰接点与摇杆相连，两根摇杆的另一端均与机架（16）铰接，连杆的另一端延长形成宠物腿（17、18）。

6.一种机器宠物的电控装置，包括：

一个主微处理器CPU（19），其一个第一数据端（20）与一个按键阵（21）相连，并与一个液晶显示装置相连，

一个第一从处理器CPU（25），与主微处理器CPU（19）有通讯线路相连，第一从处理器CPU（25）的一个第一数据端口（31）分别与一个第一功能装置相连，

第一从处理器CPU（25）的其他数据端口，分别与一个无线接收装和一个无线发射装置（35）相连，

一个第二从处理器（28），与主微处理器CPU（19）也有通讯线路相连，

第二从处理器（28）的一个第一数据输出端（36）分别与一个第二功能装置相连，

第二从处理器（28）的其他数据输出端还与一个语音装置相连，

一个遥控机器宠物的装置，包括一个遥控微处理器CPU（39），其数据端（41）与一个按键阵相连（40），并与一个液晶显示装置（43）相连，

遥控装置的微处理器的其他数据端口还与一个无线接收（44）和一个无线发射装置（46）相连。

7.根据权利要求6所述的一种机器宠物的电控装置，其特征在于：所述的一个第一功能装置为左电机控制器，右电机控制器，头部电机控制器，障碍信息接收，无线信号收发；一个第二功能装置包括人脸识别系统、隐蔽按键识别系统、条码识别系统、指纹识别系统、红外识别系统、火灾识别系统、煤气及天然气漏泄识别系统。

8.根据权利要求6所述的一种机器宠物的电控装置，其特征在于：感受障碍信号的传感器为机械触碰式或射频雷达。

9.根据权利要求5所述的一种机器宠物，其特征在于：用四个电动机直接带动每个腿的转轴，或仅用两个电机通过机械传动带动同一边另一腿的转轴，每个转轴端各连一个四杆机构的曲柄，曲柄再与三角形刚体的连杆相连，连杆的另一端延长形成宠物腿，如（17）、（18）。

10.一种机器宠物的电控装置，其特征在于：或采用一个、两个或其它数量的微处理器，采用一个以上微处理器时各微处理器之间应有互相联络，传递信号的通讯线路。

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