CN107024881A - 一种磁悬浮机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮机器人，该磁悬浮机器人包括：机器人本体和底座，机器人本体或底座上设置有音频播放模块；机器人本体设置有悬浮永磁体，底座设置有悬浮电磁线圈和悬浮控制器；悬浮控制器，用于控制悬浮电磁线圈通电产生磁场，对悬浮永磁体产生斥力，使机器人本体悬浮在底座上方；以及用于根据音频播放模块播放的音频音量和/或频率，控制流过悬浮电磁线圈的电流，使机器人本体随播放的音频上下律动。本方案通过利用底座的悬浮控制器，根据磁悬浮机器人播放的音频的音量和/或频率，控制流过悬浮电磁线圈的电流，使机器人本体随播放的音频上下律动，具有极强的动态感和代入感，能够提高用户的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种带有音乐播放功能的磁悬浮机器人。
背景技术
随着科技的进步，机器人领域也得到了迅猛的发展，目前市面上的机器人琳琅满目大小各异，但大部分都是人形或轮式机器人，运动方式常规普通，缺少科技神秘感与动态美感，而磁悬浮技术应用于机器人中，常常仅限于工业应用和家庭打扫等，功能单调；目前市面上还出现了一些采用磁悬浮技术的音箱，但其主要是通过磁悬浮技术简单地将音箱发声体与外材质隔离，从而避免与其他材质接触引起共振产生不同的噪音影响，例如，现有专利技术中，中国实用新型专利(公开号CN204145716U)公开了一种磁悬浮蓝牙音箱，其也是注重于音箱发音体与其他物体的分离，实现静态悬浮，同样缺乏动态感，同传统静止放置的音箱一样视觉体验较差。
现有的机器人大多是双足或轮式的，功能单一，而现有的磁悬浮音箱一般只能实现静态悬浮，动态视觉体验较差，因此，需要提供一种更具科技感和动态感的机器人。
发明内容
鉴于现有技术中机器人运动方式常规、功能单一，而磁悬浮蓝牙音箱又缺乏动感的问题，提出了本发明的一种磁悬浮机器人，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种磁悬浮机器人，该磁悬浮机器人包括：机器人本体和底座，所述机器人本体或所述底座上设置有音频播放模块；所述机器人本体设置有悬浮永磁体，所述底座设置有悬浮电磁线圈和悬浮控制器；
所述悬浮控制器，用于控制所述悬浮电磁线圈通电产生磁场，对所述悬浮永磁体产生斥力，使所述机器人本体悬浮在所述底座上方；以及用于根据所述音频播放模块播放的音频音量和/或频率，控制流过所述悬浮电磁线圈的电流，使所述机器人本体随播放的音频上下律动。
可选地，所述底座上还设置有环形永磁体，所述环形永磁体围绕所述悬浮电磁线圈设置，所述环形永磁体对所述悬浮永磁体产生吸力，控制所述机器人本体仅在所述底座上方范围内悬浮。
可选地，所述底座上周向设置有若干转向电磁线圈；
所述悬浮控制器，进一步用于控制流过所述转向电磁线圈的电流，使所述转向电磁线圈产生磁场，驱动所述机器人本体转动。
可选地，所述机器人本体或者所述底座上设置有声源定位模块，所述声源定位模块用于确定声源的方位，并将所述声源的方位发送给所述悬浮控制器；
所述悬浮控制器，进一步用于根据所述声源的方位控制流过所述转向电磁线圈的电流，使所述转向电磁线圈产生磁场，驱动所述机器人本体的正面转向所述声源。
可选地，所述机器人本体的正面还设置有摄像头，所述摄像头用于在所述机器人本体的正面转向所述声源后，拍摄影像。
可选地，所述机器人本体上还设置有投影仪，所述投影仪用于在所述机器人本体转至指定方向时实现投影。
可选地，所述机器人本体上还设置有LED灯，所述LED灯用于随所述音频播放模块播放的音频变换颜色和闪烁频率，和/或指示所述机器人本体的电量信息。
可选地，所述机器人本体为球形形状，其上设置有无线充电接收线圈；所述底座上设置有凹槽，其内设置有无线充电发射线圈；所述磁悬浮机器人停止工作时，所述机器人本体落入所述底座的凹槽内进行无线充电。
可选地，所述机器人本体或所述底座上还设置有语音交互模块，所述语音交互模块用于识别语音指令，并根据所述语音指令，控制所述磁悬浮机器人工作。
可选地，所述机器人本体与所述底座之间通过蓝牙或WiFi通信。
综上所述，本发明的技术方案通过利用底座的悬浮控制器，根据磁悬浮机器人播放的音频的音量和/或频率，控制流过悬浮电磁线圈的电流，使机器人本体随播放的音频上下律动，具有极强的动态感和代入感，能够提高用户的使用体验。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种磁悬浮机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种磁悬浮机器人的底座俯视示意图；
图3为本发明实施例2提供的一种磁悬浮机器人的功能模块示意图；
图4为本发明实施例2提供的一种磁悬浮机器人的工作流程示意图；
图中，1、机器人本体；11、扬声器；12、摄像头；13、LED灯；14、悬浮永磁体；15、无线充电接收线圈；16、投影仪；2、底座；21、悬浮电磁线圈；22、环形永磁体；23、转向电磁线圈；24、凹槽；25、麦克风。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
图1为本发明一个实施例1提供的一种磁悬浮机器人的结构示意图，图中各部分仅为示意性图示，不代表真实尺寸和形状。如图所示、该磁悬浮机器人包括：机器人本体1和底座2，机器人本体1或底座2上设置有音频播放模块，具体在本图1所示实施例中，音频播放模块的扬声器11设置在机器人本体1上；机器人本体1设置有悬浮永磁体14，底座2设置有悬浮电磁线圈21和悬浮控制器。
悬浮控制器，用于控制悬浮电磁线圈21通电产生磁场，对悬浮永磁体14产生斥力，使机器人本体1悬浮在底座2上方；以及用于根据音频播放模块播放的音频音量和/或频率，控制流过悬浮电磁线圈21的电流，使机器人本体1随播放的音频上下律动。
通过利用底座2的悬浮控制器，根据磁悬浮机器人播放的音频的音量和/或频率，控制流过悬浮电磁线圈21的电流，使机器人本体1随播放的音频上下律动，具有极强的动态感和代入感，视觉效果更加强烈，酷炫感十足，能够提高用户的使用体验。
优选地，底座2上还设置有环形永磁体22，环形永磁体22围绕悬浮电磁线圈21设置，环形永磁体22对悬浮永磁体14产生吸力，控制机器人本体1仅在底座2上方范围内悬浮，防止机器人本体1悬浮到底座2上方以外的位置，导致掉落造成损坏。
当无音乐播放时，悬浮控制器控制悬浮电磁线圈21产生恒定的排斥力，以抵消环形永磁体22对悬浮永磁体14产生的吸引力和机器人本体1自身的重力，使机器人本体1能平衡在某一位置处；当有外物触碰该机器人本体1，使机器人本体1偏离原来的位置时，机器人本体1会在电磁效应负反馈的作用下回到原来的位置。
当有音乐播放时，通过可以音频传感器获取音乐的音量大小与频率，根据采集到的信号，悬浮控制器产生控制信号，并经过功率放大器转化为可控电流，进而控制悬浮电磁线圈21产生的排斥力的大小，使机器人本体1随音乐节拍上下律动。
优选地，底座2上周向设置有若干转向电磁线圈23。
悬浮控制器，进一步用于控制流过转向电磁线圈23的电流，使转向电磁线圈23产生磁场，驱动机器人本体1转动。
通过转向电磁线圈23的设置，能够实现机器人本体1的水平转动，丰富机器人本体1的运动方式，提供更好的视觉体验，同时，控制该机器人本体1实现转动，也能便捷地实现机器人本体1的定向功能。
转向电磁线圈23的设置位置可参考图2所示俯视示意图，在图2中，转向电磁线圈23供设置有4个，分居底座2的四边，围绕机器人本体1设置在机器人本体1的下方，以通过产生磁场驱动机器人本体1转动。
优选地，机器人本体1或者底座2上设置有声源定位模块，声源定位模块用于确定声源的方位，并将声源的方位发送给悬浮控制器。
悬浮控制器，进一步用于根据声源的方位控制流过转向电磁线圈23的电流，使转向电磁线圈23产生磁场，驱动机器人本体1的正面转向声源。
再次参考图2，声源定位模块的多个麦克风25设置在底座2的两侧，用意采集声源，供机器人定位使用。
优选地，机器人本体1的正面还设置有摄像头12，见图1，摄像头12用于在机器人本体1的正面转向声源后，拍摄影像。进一步地，该磁悬浮机器人还具有人脸定位追踪功能，通过对该摄像头12拍摄的影像进行处理，识别出人脸，进而通过悬浮控制器控制转向电磁线圈23，实现人脸定位追踪功能，可以用于更好地对目标进行拍摄，例如用于视频通话或自拍等。
优选地，机器人本体1上还设置有投影仪16，见图1，投影仪16可设置在机器人本体1的背面，用于在机器人本体1转至指定方向时实现投影。例如，当控制机器人本体1转向用户时进行投影，或者，当控制机器人本体1转向指定位置的幕布后进行投影。
具体地，本实施例1的磁悬浮机器人可以如下工作：首先，在用户发出语音指令时，通过声源定位模块确定用户的位置，并将该位置信息，如坐标信息等发送给悬浮控制器，然后悬浮控制器通过该位置信息调整4个转向电磁线圈23的电流值，产生不同的磁力作用于机器人本体1实现转向，机器人本体1将带有摄像头12的正面转向用户方向后，对人脸进行识别，从而开始对用户实现追踪定位拍摄。
优选地，机器人本体1上还设置有LED灯13，见图1，LED灯13可以是围绕机器人本体1设置的LED灯带，用于随音频播放模块播放的音频变换颜色和闪烁频率，和/或指示机器人本体1的电量信息，提高视觉效果，以及实现电流指示。
优选地，机器人本体1为球形形状，其上设置有无线充电接收线圈15；底座2上设置有凹槽24，其内设置有无线充电发射线圈(图1中未图示)；磁悬浮机器人停止工作时，机器人本体1落入底座2的凹槽24内进行无线充电。
优选地，机器人本体1或底座2上还设置有语音交互模块，语音交互模块用于识别语音指令，并根据语音指令，控制磁悬浮机器人工作。
优选地，机器人本体1与底座2之间通过蓝牙或WiFi通信，当然，其他无线通信方式也可适用于本发明，这里不再一一赘述。
实施例2
图3为本发明实施例2提供的一种磁悬浮机器人的功能模块示意图；如图3所示，机器人本体上设置有MCU控制器，在该MCU控制器的控制作用下，机器人本体可以实现语音交互、声源定位、无线充电、拍摄影像、投影和LED灯光显示等功能。
底座上设置有悬浮控制器，在该悬浮控制器的控制作用下，通过采集音频数字信号，实现机器人本体随音频的上下律动控制和转向控制。
具体地控制流程如图4所示：
首先，磁悬浮机器人启动后，悬浮控制器工作，控制悬浮电磁线圈产生电流从而产生磁力使机器人本体悬浮。
当用户发出语音指令时，底座的麦克风接收到用户的语音信息，通过蓝牙或WiFi通信发送给机器人本体，通过机器人本体的声源定位模块确定用户的位置，并将此位置信息传送给悬浮控制器，悬浮控制器通过控制底座上的多个转向电磁线圈的电流值，对机器人本体施加不同的力使其转向说话的用户。
当磁悬浮机器人收到播放音乐的指令后，底座或机器人本体开始播放音乐，此时悬浮控制器会根据音乐的节奏与强弱，将其转换为对应的电流信号，控制悬浮电磁线圈产生的磁场大小，使机器人本体随音乐节拍上下跳动。
另外，在音乐播放的同时，机器人本体上的LED灯带也会随着音乐变换颜色与频率，LED灯的控制原理与对悬浮电磁线圈的控制原理相近，在此不再赘述。此外，若还需要投影，则MCU接收到语音指令后将其传送给悬浮控制器，悬浮控制器控制机器人本体转动，将投影仪转向使用者或指定方向进行投影。
当磁悬浮机器人不工作时，机器人本体会缓慢落入底座的凹糟内进行充电。
本发明的优点在于：
本发明的磁悬浮机器人，工作时机器人本体与底座分离，且播放音乐时机器人本体可以随音乐节拍上下跳动，更优选地，机器人本体上的LED灯也可随音乐节拍变换颜色与闪烁频率，极具动态感与科技感，在给用户提供音乐美感的同时也提供视觉享受；本磁悬浮机器人还可以通过声源定位模块识别出使用者的位置实现自动转向，利用机器人本体的摄像头进行追踪拍照，功能更加丰富；本磁悬浮机器人还具有语音识别功能，能够通过语音指令进行控制，使用更加便捷。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种磁悬浮机器人，其特征在于，该磁悬浮机器人包括：机器人本体和底座，所述机器人本体或所述底座上设置有音频播放模块；所述机器人本体设置有悬浮永磁体，所述底座设置有悬浮电磁线圈和悬浮控制器；
所述悬浮控制器，用于控制所述悬浮电磁线圈通电产生磁场，对所述悬浮永磁体产生斥力，使所述机器人本体悬浮在所述底座上方；以及用于根据所述音频播放模块播放的音频音量和/或频率，控制流过所述悬浮电磁线圈的电流，使所述机器人本体随播放的音频上下律动。
2.如权利要求1所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述底座上还设置有环形永磁体，所述环形永磁体围绕所述悬浮电磁线圈设置，所述环形永磁体对所述悬浮永磁体产生吸力，控制所述机器人本体仅在所述底座上方范围内悬浮。
3.如权利要求1所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述底座上周向设置有若干转向电磁线圈；
所述悬浮控制器，进一步用于控制流过所述转向电磁线圈的电流，使所述转向电磁线圈产生磁场，驱动所述机器人本体转动。
4.如权利要求3所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体或者所述底座上设置有声源定位模块，所述声源定位模块用于确定声源的方位，并将所述声源的方位发送给所述悬浮控制器；
所述悬浮控制器，进一步用于根据所述声源的方位控制流过所述转向电磁线圈的电流，使所述转向电磁线圈产生磁场，驱动所述机器人本体的正面转向所述声源。
5.如权利要求4所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体的正面还设置有摄像头，所述摄像头用于在所述机器人本体的正面转向所述声源后，拍摄影像。
6.如权利要求3所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体上还设置有投影仪，所述投影仪用于在所述机器人本体转至指定方向时实现投影。
7.如权利要求1所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体上还设置有LED灯，所述LED灯用于随所述音频播放模块播放的音频变换颜色和闪烁频率，和/或指示所述机器人本体的电量信息。
8.如权利要求1所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体为球形形状，其上设置有无线充电接收线圈；所述底座上设置有凹槽，其内设置有无线充电发射线圈；所述磁悬浮机器人停止工作时，所述机器人本体落入所述底座的凹槽内进行无线充电。
9.如权利要求1-8中任一项所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体或所述底座上还设置有语音交互模块，所述语音交互模块用于识别语音指令，并根据所述语音指令，控制所述磁悬浮机器人工作。
10.如权利要求1-8中任一项所述的磁悬浮机器人，其特征在于，所述机器人本体与所述底座之间通过蓝牙或WiFi通信。
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