CN103446654B - 抱枕机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抱枕机器人，包括外体、微型计算机、传感器、功能模块和电源；传感器包括温度传感器和拍打频率传感器，功能模块包括模拟心跳模块、语音模块、模拟呼吸模块、发热模块和拍打模块。本发明通过在抱枕内部设有多个功能模块，使其既实用又能缓解负面情绪，具有多功能的特点。其中，模拟心跳模块、模拟呼吸模块、发热模块、拍打模块以及拥抱模块让人感觉抱枕机器人具有生命，能够缓解孤独感。发热模块还可以助人取暖；照明模块、唤醒模块具有实用性，方便生活。语音模块具有实用独特放音功能，能够通过动作传感器采集用户拍打抱枕机器人的节拍频率来调整放音速率，此功能可以达到催眠作用。模拟心跳装置结构设计简单，模拟效果逼真。
Description
技术领域
本发明涉及一种抱枕机器人，属于民用生活用品设计与技术领域。其设计目的是在普通抱枕基础上实现更多实用功能，满足人们更多需求。
背景技术
随着生活节奏的加快以及生活压力的增加，亲人和朋友之间交流次数在减少、相处时间在缩短，以至于个人孤独感增强，越来越多的人将宠物、玩具等作为心灵伴侣。但是宠物需要花费时间照顾；玩具能够带来乐趣，但不能增加亲人和朋友之间的沟通交流。本发明不仅具有实用功能，而且能够抚慰心灵，缓解孤独感。
抱枕是家居常见的生活用品，现有的抱枕功能比较单一。如专利申请号为201020576249.4实用新型专利申请只具有普通抱枕和音响的功能；专利申请号为201020655768.X实用新型专利申请只具有普通抱枕和遥控器功能；专利申请号为200420013280.1实用新型专利申请只具有普通抱枕和电热功能。美国专利申请号为US2002144351A1只具有报警功能。
模拟心跳装置可以通过多种方法实现，现有的实现方法结构较为复杂，体积较为庞大，不适合设于玩具体内。如专利申请号200720112460.9，由设于壳体的电机实现模拟心跳，电机内部结构复杂。
发明内容
本发明提供一种抱枕机器人，目的在于克服现有抱枕功能单一的缺陷，更加注重用户需求和用户体验。
本发明提供的一种抱枕机器人，其特征在于，它包括外体，以及位于外体内的微型计算机、传感器、功能模块和电源；其特征在于，所述传感器包括温度传感器和拍打频率传感器，所述功能模块包括模拟心跳模块、语音模块、模拟呼吸模块、发热模块和拍打模块；所述外体为人形、动物形状或者卡通形；温度传感器安装在外体的头部，拍打频率传感器安装在在外体的背部，模拟心跳模块安装在在外体的胸部，模拟呼吸模块安装在在外体的腹部，发热模块安装在在外体的头部，拍打模块安装在在外体的肢体内，语音模块安装在外体内，各传感器及各功能模块均与微型计算机电信号连接，电源为微型计算机、各传感器及各功能模块提供电能。
上述技术方案可以采用下述任一种或任几种进行改进：
所述拍打模块包括铁芯、电感线圈、磁铁和弹簧，电感线圈绕在铁芯外部，弹簧将磁铁与绕有电感线圈的铁芯相连；电感线圈通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接；
所述模拟心跳模块与拍打模块结构相同，均包括铁芯、电感线圈、磁铁和弹簧，电感线圈绕在铁芯外部，弹簧将磁铁与绕有电感线圈的铁芯相连；电感线圈通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接；
所述模拟呼吸模块包括呼吸气泵和可收缩的呼吸气囊，呼吸气泵和可收缩的呼吸气囊通过第一软管连通，第二软管的一端与呼吸气泵相连接，另一端位于外体外，呼吸气泵通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接。
作为上述技术方案的改进，所述功能模块还包括拥抱模块，拥抱模块安装在外体的肢体处。所述拥抱模块包括可收缩的拥抱气泵和二个拥抱气囊，二个拥抱气囊通过第三软管与拥抱气泵连通；拥抱气泵通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接。
本发明提供的抱枕机器人还可以包括红外接收器和红外遥控器，红外接收器位于外体的眼部，红外遥控器和红外接收器无线通讯连接，红外接收器通过数据线与微型计算机的I/O端口连接。
本发明提供的抱枕机器人也可以包括唤醒模块，唤醒模块通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接。
本发明提供的抱枕机器人同样可以包括照明模块，照明模块放在外体头部，照明模块通过电源线和微型计算机的继电器的常开节点相连接。
本发明通过在抱枕内部设有多个功能模块，使其既实用又能缓解负面情绪，具有多功能的特点。其中，模拟心跳模块、模拟呼吸模块、发热模块、拍打模块以及拥抱模块让人感觉抱枕机器人具有生命，能够缓解孤独感。发热模块还可以助人取暖；照明模块、唤醒模块具有实用性，方便生活。照明模块可以用在停电或者用户夜里起床等情况下。唤醒模块能在预定的时间以语音、拍打方式唤醒用户；语音模块具有实用独特放音功能。放音功能是播放存储器内部的声音文件。该语音模块在放音过程中，能够通过动作传感器采集用户拍打抱枕机器人的节拍频率来调整放音速率，此功能可以达到催眠作用。并且本发明提供的模拟心跳装置结构设计简单，模拟效果逼真。
附图说明
图1为本实施例的抱枕机器人结构示意图，其中(a)为抱枕机器人正面，(b)为抱枕机器人侧面；
图2为本实施例的抱枕机器人的红外遥控器结构示意图；
图3为本实施例的抱枕机器人的工作关系图；
图4为本实施例的抱枕机器人的模拟心跳模块及拍打模块结构示意图；
图5为本实施例的抱枕机器人的模拟呼吸模块结构示意图；
图6为本实施例的抱枕机器人的拥抱模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实例提供的抱枕机器人主要由外体1、微型计算机15、传感器(温度传感器3、拍打频率传感器14)、功能模块(模拟心跳模块6、拍打模块8、模拟呼吸模块7、拥抱模块9、唤醒模块10、照明模块11、发热模块12和语音模块13)、红外接收器2、红外遥控器18以及电源16组成。
抱枕机器人外体1质地柔软，外体形状设计可以是人形、卡通形状和动物形状等，如图1(a)所示为人形。如图1(b)所示，抱枕机器人后背设有夹层17，便于使用者环抱。
微型计算机15由I/O端口21、计算单元20以及继电器22构成。计算单元20通过数据线与I/O端口21，通过控制线与继电器22相连。I/O端口21通过数据线向计算单元20传递信号；继电器22通过电源线与功能模块连接，计算单元20通过控制线控制继电器22常开节点的开启与闭合来开启或关闭相关功能模块。
传感器有多种类型，即温度传感器3和拍打频率传感器14。
温度传感器3安装在外体1的脸部，用于检测用户脸部的温度。温度传感器3通过数据钱与I/O端口21相连，温度传感器3将采集到的温度信号转化为数字信号，通过数据线传递给I/O端口21。
拍打频率传感器14安装在外体1的背部，用来检测用户对抱枕机器人背部的拍打频率。拍打频率传感器14通过数据线与I/O蝙口21相连。拍打频率传感器14将采集到的拍打频率信号转化为数字信号，通过数据线传递给I/O端口21。
功能模块包括模拟心跳模块6、拍打模块8、模拟呼吸模块7、拥抱模块9、唤醒模块10、照明模块11、发热模块12和语音模块13，实现的功能包括实用和娱乐方面。
如图4所示，本实施例中模拟心跳模块6包括铁芯23，电感线圈24，磁铁25和弹簧26，模拟心跳模块6安装在外体1的胸部，用来模拟心跳。电感线圈24绕在铁芯23外部，弹簧26将磁铁25与绕有电感线圈24的铁芯23相连。模拟心跳模块6通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，计算单元20通过控制与模拟心跳模块6相连的继电器22常开节点的断开和闭合控制模拟心跳模块6的开启和关闭。与模拟心跳模块6相连接的继电器22常开节点闭合时，电源16导通，启动模拟心跳模块6。当电感线圈24导通时会产生磁场，吸引磁铁25，弹簧26压缩；当电感线圈24断开时，磁场消失，磁铁25被压缩的弹簧26弹开，利用磁铁25弹开产生的冲击力模拟心跳。
如图4所示，本实施例中的拍打模块8和模拟心跳模块6的结构相同，包括铁芯23，电感线圈24，磁铁25和弹簧26，拍打模块8安装在外体1的手部，用来模拟拍打动作。电感线圈24绕在铁芯23外部，弹簧26将磁铁25与绕有电感线圈24的铁芯23相连。拍打模块8通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，计算单元20通过控制与模拟心跳模块6相连的继电器22常开节点的断开和闭合控制拍打模块8的开启和关闭。与拍打模块8相连接的继电器22常开节点闭合时，电源16导通，启动拍打模块8。当电感线圈24导通时会产生磁场，吸引磁铁25，弹簧26压缩；当电感线圈24断开时，磁场消失，磁铁25被压缩的弹簧26弹开，利用磁铁25弹开产生的冲击力模拟拍打动作。
如图5所示，本实施例中的模拟呼吸模块7包括可收缩的呼吸气囊27，呼吸气泵30，连接呼吸气泵30和呼吸气囊27的软管28以及带出气孔的软管29，软管29的一端与呼吸气泵30相连接，另一端在外体1的鼻孔处。模拟呼吸模块7安装在外体1的腹部，用来模拟呼吸。模拟呼吸模块7通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，计算单元20通过控制继电器22的常开节点的断开和闭合控制模拟呼吸模块7的开启和关闭。与模拟呼吸模块7相连接的继电器22常开节点闭合时，电源16导通，启动模拟呼吸模块7，从而呼吸模块中的呼吸气泵30按照一定的频率工作或停止。当呼吸气泵30工作时，开始对呼吸气囊27充气，气体从外体1的鼻孔处经过软管29、28进入呼吸气囊27，呼吸气囊27会在充气过程中变得膨胀；当呼吸气泵30停止工作时，呼吸气囊27中的气体自动经过软管28、29释放出来，呼吸气囊27在放气后收缩；利用呼吸气囊27的膨胀与收缩模拟呼吸。
如图6所示，本实施例中的拥抱模块9包括可收缩的拥抱气囊31、拥抱气泵33以及连接拥抱气囊31和拥抱气泵33的软管32。拥抱模块9安装在外体1的手臂处，可以让抱枕机器人用手臂做拥抱动作。外体1的两个手臂分别填充一个拥抱气囊31，拥抱模块9通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，计算单元20通过控制继电器22的常开节点的断开和闭合控制拥抱模块9的开启和关闭，用来模拟拥抱时手臂的压力作用。与拥抱模块9相连接的继电器22常开节点闭合时，电源16导通，启动拥抱模块9，从而拥抱模块9中的拥抱气泵33按照一定的频率工作或停止。当拥抱气泵33工作时，开始对拥抱气囊31充气，拥抱气囊31会在充气过程中变得膨胀，从而产生一定的压力；当拥抱气泵33停止工作时，拥抱气囊31中的气体自动放出来，拥抱气囊31在放气后收缩，减小了压力。
唤醒模块10中有个实现闹钟功能的装置。唤醒模块10通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，计算单元20通过控制继电器22的常开节点的断开和闭合控制唤醒模块10的开启和关闭。用户可以设置唤醒时间，当到了设定时间时，唤醒模块10通过与其相连接的继电器22常开节点向计算单元20发送信号，微型计算机15处理该信号后触发与语音模块13以及拍打模块8相连接的继电器22常开节点，接通电源16，开启语音模块13和拍打模块8，实现抱枕机器人以语音、拍打方式唤醒用户。
照明模块11实现抱枕机器人发光功能，发光部件放在抱枕机器人头部。照明模块11通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，诗算单元20控制继电器22的常开节点的断开和闭合从而控制照明模块11的开启和关闭。与照明模块11相连接的继电器22常开节点闭合时，电源16接通，启动照明模块11。
发热模块12能够使抱枕机器人头部具有温度。发热模块12通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，通过计算单元20控制继电器22的常开节点的断开和闭合从而控制发热模块12的开启和关闭。与发热模块12相连接的继电器22常开节点闭合时，启动发热模块12，达到相应温度时，发热模块12经过I/O端口21向计算单元20发送信号，计算单元20处理该信号后会断开与发热模块12相连接的继电器22的常开节点。抱枕机器人头部的温度传感器3感知其头部温度变化，如果头部温度下降，就会向计算单元20发送信号，计算单元20处理该信号后会闭合与发热模块12相连接的继电器22，再次启动发热模块12。
语音模块13内置实现放音功能的装置。语音模块13通过电源线和微型计算机15的继电器22的常开节点相连接，通过计算单元20控制继电器22的常开节点的断开和闭合从而控制语音模块13的开启和关闭。当打开语音功能时，计算单元20会闭合与语音模块13相关的常开节点，电源16导通，启动语音模块13，抱枕机器人开始放音。在放音过程中，语音模块13能够通过拍打频率传感器14采集用户拍打外体1的节拍频率调整放音速率。拍打频率传感器14采集用户拍打抱枕机器人背部的节拍频率，将此频率信号通过I/O端口21传递给计算单元20，计算单元20接收到该信号，利用采集到的最后三次拍打的平均节拍更新放音速率。当拍打的节拍频率加快，计算单元20发送一个加速控制信号给语音模块13，此时加快放音速率；当拍打的节拍频率减慢，计算单元20发送一个减慢控制信号给语音模块13，此时减慢放音速率；当检测不到节拍的时候，放音的速率就保持不变，并且音量逐渐降低，最后到设定的时间(比如10分钟后)结束播放。
红外接收器2设置在外体1的眼部，用来接收红外遥控器18发射的红外信号。红外接收器2通过数据线与微型计算机15的I/O端口21连接。当红外遥控器18向红外接收器2发送红外信号，红外接收器2将接收到的红外信号通过I/O端口21传递给微型计算机15的计算单元20进行处理。
如图2所示，本实施例中的红外遥控器18的按键19包括电源键和各个功能键。电源键用来打开或关闭红外遥控器18，只有红外遥控器18处于开启状态，才可以使用各个功能键。功能键用于遥控各个功能模块的开启与关闭。当红外遥控器18向红外接收器2发送红外信号，红外接收器2将接收到的红外信号通过I/O端口21传递给微型计算机15的计算单元20进行处理，计算单元20再通过控制继电器22常开节点的断开和闭合控制相关功能模块的开启与关闭。
下面再列举一个实例：
该抱枕机器人外部为人型毛绒材料，其内置微型计算机15可采用处理器MSP430，温度传感器3可采用LM-PT100，拍打频率传感器14可采用HZ-F-P3O3D4，红外接收器2可采用TSOP1138。语音模块13可采用LD3320，发热模块12可采用铝外壳型PTC加热器，唤醒模块10可采用PCF8563时钟芯片，照明模块11可采用LA304型号。模拟心跳模块6结构示意图如图4，模拟呼吸模块7结构示意图如图5，拥抱模块9结构示意图如图6，拍打模块8结构示意图如图4。
上述部件按照图2的关系图连接。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种抱枕机器人，其特征在于，它包括外体(1)，以及位于外体(1)内的微型计算机(15)、传感器、功能模块和电源(16)；其特征在于，所述传感器包括温度传感器(3)和拍打频率传感器(14)，所述功能模块包括模拟心跳模块(6)、语音模块(13)、模拟呼吸模块(7)、发热模块(12)拥抱模块(9)和拍打模块(8)；所述外体(1)为人形、动物形状或者卡通形；
温度传感器(3)安装在外体(1)的头部，拍打频率传感器(14)安装在外体(1)的背部，模拟心跳模块(6)安装在外体(1)的胸部，模拟呼吸模块(7)安装在外体(1)的腹部，发热模块(12)安装在外体(1)的头部，拍打模块(8)安装在外体(1)的肢体内，语音模块(13)安装在外体(1)内，各传感器及各功能模块均与微型计算机(15)电信号连接，电源(16)为微型计算机(15)、各传感器及各功能模块提供电能；
所述拥抱模块(9)安装在外体(1)的肢体处，拥抱模块(9)具体包括可收缩的拥抱气泵(33)和二个拥抱气囊(31)，二个拥抱气囊(31)通过第三软管(32)与拥抱气泵(33)连通；拥抱气泵(33)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接；
所述模拟心跳模块、模拟呼吸模块、发热模块、拍打模块以及拥抱模块让人感觉抱枕机器人具有生命，以缓解孤独感；
所述拍打模块(8)包括铁芯(23)、电感线圈(24)、磁铁(25)和弹簧(26)，电感线圈(24)绕在铁芯(23)外部，弹簧(26)将磁铁(25)与绕有电感线圈(24)的铁芯(23)相连；电感线圈(24)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接；
所述模拟心跳模块(6)与拍打模块(8)结构相同，均包括铁芯(23)、电感线圈(24)、磁铁(25)和弹簧(26)，电感线圈(24)绕在铁芯(23)外部，弹簧(26)将磁铁(25)与绕有电感线圈(24)的铁芯(23)相连；电感线圈(24)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接；
模拟呼吸模块(7)包括呼吸气泵(30)和可收缩的呼吸气囊(27)，呼吸气泵(30)和可收缩的呼吸气囊(27)通过第一软管(28)连通，第二软管(29)的一端与呼吸气泵(30)相连接，另一端位于外体(1)外，呼吸气泵(30)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接；
该抱枕机器人还包括红外接收器(2)和红外遥控器(18)，红外接收器(2)位于外体(1)的眼部，红外遥控器(18)和红外接收器(2)无线通讯连接，红外接收器(2)通过数据线与微型计算机(15)的I/O端口(21)连接。
2.根据权利要求1所述的抱枕机器人，其特征在于，该抱枕机器人还包括唤醒模块(10)，唤醒模块(10)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接。
3.根据权利要求1或2所述的抱枕机器人，其特征在于，该抱枕机器人还包括照明模块(11)，照明模块(11)放在外体(1)头部，照明模块(11)通过电源线和微型计算机(15)的继电器(22)的常开节点相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151202 |