CN106527451B - 一种屏上互动机器人 - Google Patents

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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory

Abstract

本发明公开了一种屏上互动机器人，包括跟触摸屏接触的、用于定位机器人位置及其方向的接触部，所述的接触部由至少三个并不处于同一直线上的导电触脚构成；用于实现机器人行走及其转向的行走部，所述的行走部由行走轮和控制行走轮行走转向的电机构成；用于控制行走部并跟带屏设备数据联通的控制部。本发明实现了机器人跟带屏设备之间的互动，并且其互动完全由带屏设备内的程序来操控。可以通过不同的程序，实现机器人不同的动作，再配合屏幕画面场景，增加趣味性。

Description

一种屏上互动机器人
技术领域
本发明涉及智能设备领域，具体为一种屏上互动机器人。
背景技术
目前作为位置输入装置采用投射式互电容屏在市场上广泛应用。这是因为在该投射式互电容屏上，人的手指或是拿在手中的手写笔等进行接触时，可以查到各个接触的位置。因为有多点触摸检出功能，所以投射式互电容屏被广泛的应用于智能手机和平板电脑上。
目前市场上的机器人，基本上都是由电脑程序控制，而机器人的运动情况则是由其他辅助工具(如预先埋好的感应器)或者人来判断，不能由电脑单独判断。
本机器人就是基于以上情况开发的一种可以在投射式互电容屏上，配合相应程序，实现机器人与电脑之间互动的机器人。
发明内容
为此，本发明的目的是基于投射式互电容屏的设备开发出的一种屏上互动机器人，可以通过不同的程序，实现机器人不同的动作。本发明通过如下手段实现：
一种屏上互动机器人，包括跟触摸屏接触的、用于定位机器人位置及其方向的接触部，所述的接触部由至少三个并不处于同一直线上的导电触脚构成；用于实现机器人行走及其转向的行走部，所述的行走部由行走轮和控制行走轮行走转向的电机构成；用于控制行走部并跟带屏设备数据联通的控制部。
所述的接触部由三个呈等腰三角形的导电触脚构成，三个所述的导电触脚安装在导电连接架的安装孔内，并能沿着安装孔上下滑动，使得导电触脚利用重力和触摸屏接触而又不影响机器人的运动。
所述的行走轮为一对，各由一个电机驱动，通过两个电机不同的转速来实现转向。
所述的控制部由对两个驱动电机下达指令的驱动电路板构成，所述的驱动电路板上设有跟带屏设备数据联通的蓝牙模组以及用于供电的蓄电池。
本发明实现了机器人跟带屏设备之间的互动，并且其互动完全由带屏设备内的程序来操控。可以通过不同的程序，实现机器人不同的动作，再配合屏幕画面场景，增加趣味性。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构爆炸图；
图3为投射式互电容屏结构示意图；
图4为投射式互电容屏Y方向的截面图；
图5为投射式互电容屏X方向的截面图；
图6为电容屏正常状态下的示意图；
图7为导电体跟电容屏接触状态示意图；
图8为本发明的导电触脚跟电容屏接触状态示意图。
具体实施方式：
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明：
一种屏上互动机器人(如图1-2所示)，包括由安装在导电连接架2上的三个呈等腰三角形分布的导电触脚71、72、73，所述的导电连接架2上的安装孔呈圆筒形，导电触脚71、72、73能沿安装孔上下滑动，使得导电触脚71、72、73利用重力和触摸屏接触而又不影响机器人的运动。
主机架3安装在导电连接架2上部，主机架3两侧各安装有一行走轮4，两个行走轮4各通过一电机5驱动。
驱动电路板6安装在主机架3上方，驱动电路板6通过蓝牙模块接受带屏设备指令，并下达给电机5，控制行走轮4。
驱动电路板6通过蓄电池1供电。
投射式互电容屏(如图3-5所示)，一般有沿着第一方向(以下也称为X方向，用24Xj表示)延伸的几个第一电极形成的第一电极层；沿着与第一方向正交的第二方向(以下也称为Y方向，用24Yk表示)延伸的几个第二电极形成的第二电极层。并且沿着第一电极层与第二电极层、以及第一方向与第二方向的双方正交的方向(以下也称为Z方向)堆积了绝缘层。所以几个第一电极和几个第二电极是立体交叉着的。测量在立体交叉位置的容量，通过测量结果可以检出多点接触时的接触位置。这种互电容的测量，是通过发送给该立体交叉位置的第一电极和第二电极中一个电极(以下称为驱动电极)所定的激励信号而引起另一电极(以下称为接收电极)的信号,这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即整个触摸屏的二维平面的电容大小.通过测量这种状态而进行确定物体的位置。这是因为在立体交叉位置附近的触摸物引起的寄生容量的有无，相应的接收电极上引起的信号样态不一样的缘故。
当投射式互电容屏上没有放置导电物体时(如图6所示)。X电极24Xj与Y电极24Yk的立体交叉位置处、X电极24Xj与Y电极24Yk之间发生容量Cj,k。在X电极24Xj寄生容量CXj产生的同时，Y电极24Yk的寄生容量CYk也产生了。这时寄生容量CXj，CYk与容量Cj,k相比要小。
这时假定X电极24Xj为驱动电极，Y电极24Yk设置为接收电极。向驱动电极发送激励信号后，会在接收电极发生上述容量所引起的互电容对应的信号。
当投射式互电容屏上放置导电物体7时(如图7所示)。导电物体7在接触面(用24T表示)上，导电物体7位于X电极24Xj和Y电极Yk的立体交叉位置附近时，不仅有上述的图6所示的容量，还发生导电物体7与X电极24Xj之间的容量CTX、导电物体7与Y电极Yk之间的容量CTY，以及导电物体7的寄生容量CS。这里的容量CTX,CTY与容量Cj,k相比是相等的的，但寄生容量CS与其他容量相比极小。所以通过寄生容量CS的容量结合的大小，与其他容量的容量结合相比也极小。
这时假定X电极24Xj为驱动电极，Y电极24Yk设置为接收电极。向驱动电极发送激励信号后，虽然上述产生的容量对应的互电容所对应的信号在接收电极上产生，但通过寄生容量CS流动的电流，与通过其他电容流动的电流相比极小。另外，与图6的情况相比，产生新的通过容量CTX及容量CTY的电流通路。但是，因为通过寄生容量CS流动的电极极小，所以其接收电极产生的信号与在图6的情况下接收电极产生的信号相比，几乎没有变化。
那么扩大导电物体7的体积，其寄生容量CS会变大，但是导电物体7的体积没有人的体积那么大时，寄生容量CS也不会太大。所以，若是在机器人内部配置那么大的导电物体7，接收电极处产生的信号和图6的情况相比变化很小，则无法检出位置或者是只能检出极不稳定的位置。
与上述的情况相比，本机器人配置了3个导电触脚71、72、73，三个导电物体形成一个等腰三角形，且任意两个导电物体的间隔设的比X电极24Xj的配列周期长DX及Y电极24Yk的配列周期长DY都大。并且导电触脚71、72、73用导电连接架2进行导电连接。因此，机器人在接触面24T上(如图8所示)，导电触脚71位于X电极24Xj1与Y电极24Yk1立体交叉位置附近时，导电触脚72位于X电极24Xj2与Y电极24Yk2立体交叉位置附近，导电触脚73位于X电极24Xj3与Y电极24Yk3立体交叉位置附近。于是和图7所示同样的容量，会在导电触脚71，导电触脚72及导电触脚73上发生(为了区分，分别在其所对应的地方添加记号1、2、3)。
这时假定X电极24Xj1设置为驱动电极、Y电极24Yk1设为接收电极，向驱动电极发送激励信号，上述产生容量对应的互电容所对应的信号会在接收电极上产生。这时，作为图7上的寄生容量CS的替代，容量Cj2,k2、CXj2、CYk2、CTX2、CTY2、Cj3,k3、CXj3、CYk3、CTX3、CTY3的合成容量成为导电触脚71的寄生容量。这个合成容量与单个物体的寄生容量CS相比要大的多。因此在图8的状态时，其接收电极上产生的信号，与没有放置机器人时接收电极上产生的信号相比的变化，要比与图7所示的状态差别要大的多。同理，在X电极24Xj2设置为驱动电极、Y电极24Yk2设为接收电极和在X电极24Xj3设置为驱动电极、Y电极24Yk3设为接收电极时，向接收电极发送激励信号时，导电触脚72、73都会产生与导电触脚71一样大小的寄生容量。这样，在机器人放置在投射式互电容屏的接触面24T时，可以稳定的检测出导电触脚71、72、73的各自位置。
基于上述的原理，在机器人放置在投射式互电容屏的接触面24T时，驱动电极与接收电极的组合周期性顺次改变接收电极上产生的信号状态，并根据测点结果，检测出导电触脚71、72、73的位置，并根据软件计算出机器人的中心位置，作为位置情报。并根据软件设定的程序，使用蓝牙功能传输，命令机器人运动到指定位置，并适时检测机器人的位置，直到机器人准确到达指定位置为止，从而再发出指令进行下一步动作，同时投射式互电容屏的屏幕可以根据机器人的位置不同和任务的需要，显示相应的画面。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (3)

1.一种屏上互动机器人，包括触摸屏，所述触摸屏为投射式互电容屏，所述触摸屏上设有沿着第一方向延伸的若干第一电极形成的第一电极层，沿着与第一方向正交的第二方向延伸的若干第二电极形成的第二电极层，所述第一电极和第二电极立体交叉，其特征在于，包括：
跟触摸屏接触的、用于定位机器人位置及其方向的接触部，所述的接触部由三个呈等腰三角形的导电触脚构成，任意两个所述的导电触脚的间隔距离大于触摸屏上第一电极的配列周期长及第一电极的配列周期长，三个所述的导电触脚安装在导电连接架的安装孔内，并能沿着安装孔上下滑动，使得导电触脚利用重力和触摸屏接触；
用于实现机器人行走及其转向的行走部，所述的行走部由行走轮和控制行走轮行走转向的电机构成；
用于控制行走部并跟带屏设备数据联通的控制部。
2.根据权利要求1所述的一种屏上互动机器人，其特征在于，所述的行走轮为一对，各由一个电机驱动。
3.根据权利要求2所述的一种屏上互动机器人，其特征在于，所述的控制部由对两个驱动电机下达指令的驱动电路板构成，所述的驱动电路板上设有跟带屏设备数据联通的蓝牙模组以及用于供电的蓄电池。
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