CN108818572A - 一种投影机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投影机器人及其控制方法，该机器人包括主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元、语音输入单元、存储单元、投影单元、设有的动力源连接的驱动单元及触摸感应单元；语音输入单元用于输入语音信号；触摸感应单元用于输入触摸感应信号；主控芯片U1用于接收语音输入单元，并输出控制信号；投影控制芯片U2用于接收控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；驱动单元用于接收驱动信号，驱动动力源正转或反转；投影单元用于根据所述投影信号显示对应内容；存储单元用于供主控芯片U1调取或存储资源；语音播放单元用于根据所述控制信号，播放对应内容。本发明使得机器人具备多项功能，以实现满足儿童的教育需求。

Description

一种投影机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人，更具体地说是指一种投影机器人及其控制方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对教育事业给予了极大的重视，不仅国家对教育大力支持，家庭中也把儿童教育列为最重要的事情，现代社会中，儿童不仅要学习书本上的知识，还要同时了解使用先进科学技术，机器人作为高科技的代表，十分受儿童的青睐。

目前应用于儿童教育的机器人功能较为单一，只能提供简单的播放或投影功能，也就是通过一键播放已存储在机器人内的信息，已经无法满足儿童的教育需求。

因此，有必要设计一种新的机器人，具备多项功能，以实现满足儿童的教育需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种投影机器人及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种投影机器人，包括主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元、语音输入单元、存储单元、投影单元、驱动单元以及触摸感应单元，所述驱动单元与设有的动力源连接；其中，所述语音输入单元，用于输入语音信号；所述触摸感应单元，用于输入触摸感应信号；所述主控芯片U1，用于接收语音输入单元，并输出控制信号；所述投影控制芯片U2，用于接收所述控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；所述驱动单元，用于接收所述驱动信号，驱动动力源正转或反转；所述投影单元，用于根据所述投影信号显示对应内容；所述存储单元，用于供主控芯片U1调取或存储资源；所述语音播放单元，用于根据所述控制信号，播放对应内容。

其进一步技术方案为：所述投影机器人还包括通信单元，所述通信单元与所述主控芯片U1连接。

其进一步技术方案为：所述投影机器人还包括按键单元，所述按键单元与所述投影控制芯片U2连接。

其进一步技术方案为：所述投影机器人还包括接口单元，所述接口单元与所述主控芯片U1连接，所述接口单元包括接口TFT。

其进一步技术方案为：所述语音播放单元包括与所述主控芯片U1连接的功放模块以及喇叭，所述功放模块包括功放管理芯片U3、U4，所述功放管理芯片U3、U4的型号分别为XPT8871。

其进一步技术方案为：所述语音输入单元包括咪头，所述咪头与所述主控芯片U1之间连接有滤波电容CM1、CM2、CM3以及滤波电阻RM2。

其进一步技术方案为：所述投影单元包括与所述投影控制芯片U2连接的亮度调节芯片U13以及投影灯，所述亮度调节芯片U13与所述投影灯之间连接有滤波电阻RT1以及MOS管Q2。

其进一步技术方案为：所述驱动单元包括左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16，所述左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16的型号分别为ULN2003。

其进一步技术方案为：所述投影机器人还包括充电管理单元，所述充电管理单元包括与所述主控芯片U1连接的充电管理芯片U12，所述充电管理芯片U12的端脚连接有USB接口，所述充电管理芯片U12的端脚连接有分压电阻R7、R8以及滤波电容C1、C2、C3。

本发明还提供了一种投影机器人的控制方法，包括：

语音输入单元输入语音信号；

触摸感应单元输入触摸感应信号；

主控芯片U1接收语音输入单元，并输出控制信号；

投影控制芯片U2接收所述控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；

驱动单元接收所述驱动信号，驱动动力源正转或反转；

投影单元根据所述投影信号显示对应内容；

存储单元供主控芯片U1调取或存储资源；

语音播放单元根据所述控制信号，播放对应内容。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元、语音输入单元、存储单元、投影单元、驱动单元以及触摸感应单元，既能利用语音播放单元播放音频，由语音输入单元智能控制机器人进行播放、投影以及走动，又利用主控芯片U1从其他设备上下载资源，并存储于存储单元内，以备调用，还可以通过对触摸感应单元的操作，实现触摸控制，利用语音输入单元和语音播放单元实现儿童与机器人的交流，使得机器人具备多项功能，以实现满足儿童的教育需求。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种投影机器人的示意性框图；

图2为本发明具体实施例提供的主控芯片U1的具体电路原理图；

图3为本发明具体实施例提供的投影控制芯片U2的具体电路原理图；

图4为本发明具体实施例提供的语音播放单元的具体电路原理图；

图5为本发明具体实施例提供的语音输入单元的具体电路原理图；

图6为本发明具体实施例提供的存储单元的具体电路原理图；

图7为本发明具体实施例提供的投影单元的具体电路原理图；

图8为本发明具体实施例提供的驱动单元的具体电路原理图；

图9为本发明具体实施例提供的触摸感应单元的具体电路原理图；

图10为本发明具体实施例提供的充电管理单元的具体电路原理图；

图11为本发明具体实施例提供的开机单元及复位单元的具体电路原理图；

图12为本发明具体实施例提供的背光单元的具体电路原理图；

图13为本发明具体实施例提供的按键单元的具体电路原理图；

图14为本发明具体实施例提供的接口单元的具体电路原理图；

图15为本发明具体实施例提供的一种投影机器人的立体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1～15所示的具体实施例，本实施例提供的一种投影机器人，可以运用在儿童教育等过程中，该投影机器人具备多项功能，以实现满足儿童的教育需求。

如图1所示，上述的一种投影机器人，包括主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元1、语音输入单元2、存储单元3、投影单元4、驱动单元5以及触摸感应单元6，驱动单元5与设有的动力源连接；其中，语音输入单元2，用于输入语音信号；触摸感应单元6，用于输入触摸感应信号；主控芯片U1，用于接收语音输入单元2，并输出控制信号；投影控制芯片U2，用于接收控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；驱动单元5，用于接收驱动信号，驱动动力源正转或反转；投影单元4，用于根据投影信号显示对应内容；存储单元3，用于供主控芯片U1调取或存储资源；语音播放单元1，用于根据控制信号，播放对应内容。

在本实施例中，如图2所示，上述的主控芯片U1的型号为AFWIFI，如图3所示，上述的投影控制芯片U2的型号为ZC3202N，于其他实施例，上述的主控芯片U1可以为其他携带WIFI功能的芯片。

在一实施例中，如图3所示，该投影控制芯片U2的端脚连接有振荡器Y1，以提供时钟效果。

在一实施例中，上述的投影机器人还包括通信单元7，通信单元7与主控芯片U1连接，上述的通信单元7可以为蓝牙或者ZigBee、2.4G等，以便于主控芯片U1与移动终端连接，实现投影机器人的上网功能，并且还可以从移动终端下载资源。

在一实施例中，如图4所示，上述的语音播放单元1包括与主控芯片U1连接的功放模块以及喇叭，功放模块包括功放管理芯片U3、U4，功放管理芯片U3、U4的型号分别为XPT8871。

另外，上述的功放管理芯片U3与主控芯片U1之间还连接有滤波电容CS2、滤波电阻RS3以及一端接地的下拉电阻RS4。功放管理芯片U4与主控芯片U1之间还连接有滤波电容CS3、滤波电阻RS5、RS6以及一端接地的下拉电阻RS7。

另外，上述的功放管理芯片U3、U4与主控芯片U1之间还连接有开关元件Q5，通过对开关元件Q5的导通或截断控制，以减少语音播放单元1不工作时的功耗等。

另外，功放管理芯片U3、U4分别通过接口J10、J10与喇叭连接。功放管理芯片U3、U4实现音频或语音的放大和音效的处理，喇叭能接收功放管理芯片U3、U4的音频进行播放。

上述的喇叭个数至少为两个，一个为左声道播放的喇叭，一个为右声道播放的喇叭和/或一个低音喇叭。

在一实施例中，如图5所示，上述的语音输入单元2包括咪头，所述咪头与主控芯片U1之间连接有滤波电容CM1、CM2、CM3以及滤波电阻RM2。通过滤波电容CM1、CM2、CM3以及滤波电阻RM2，当投影机器人内的主控芯片U1收到来自咪头的声音信号后，经过主控芯片U1的识别、放大、计算、比较后判断输出相应的控制信号去控制指令投影控制芯片U2进行相应工作。

在一实施例中，如图6所示，上述的存储单元3包括用于与TF卡连接的接口CN2，其中，该接口CN2与主控芯片U2之间连接有电阻R70、R71、R72、R73、R74、R75、R76。以实现各种音频、视频、语音等信息的存储和读取及交换，利用通信单元7或主控芯片U1自带的WIFI从移动终端或者其他可上网的设备中下载音频、视频、语音等信息存储在TF卡内。

在一实施例中，如图7所示，上述的投影单元4包括与投影控制芯片U2连接的亮度调节芯片U13以及投影灯，亮度调节芯片U13与投影灯之间连接有滤波电阻RT1以及MOS管Q2。由投影控制芯片U2输出投影信号至亮度调节芯片U13，由亮度调节芯片U13输出不同的PWM信号去调节投影灯的亮度。

在一实施例中，如图8所示，驱动单元5包括左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16，左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16的型号分别为ULN2003。

其中，上述的左驱动芯片U15的端脚连接有接口P3，上述的右驱动芯片U16的端脚连接有接口P4，动力源通过接口P3和接口P4分别与左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16连接，以左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16控制动力源的正转或反转，其中动力源包括左马达以及右马达，接口P3与左马达连接，接口P4与右马达连接，左驱动芯片U15与左马达、右驱动芯片U16与右马达，它们互相配合实现机器的前进、后退、左转和右转等动作。

在一实施例中，如图9所示，上述的触摸感应单元6包括触摸芯片U5，该触摸芯片U5的型号为JP02。通过触摸芯片U5第2脚和第3脚T_OUT1和T_OUT2与主控芯片U1连接，主控芯片U1接收来自触摸芯片U5的来自第7脚TP1和第8脚TP2的触摸信号，去实现切换投影机器人的触摸感应模式。

在一实施例中，如图10所示，投影机器人还包括充电管理单元8，所述充电管理单元8包括与所述主控芯片U1连接的充电管理芯片U12，所述充电管理芯片U12的端脚连接有USB接口，所述充电管理芯片U12的端脚连接有分压电阻R7、R8以及滤波电容C1、C2、C3。

上述的充电管理芯片U12的端脚连接有调节电阻R6，且充电管理芯片U12的端脚还连接有指示灯LED1、LED2，充电管理芯片U12的端脚还连接有充电电池BAT。

上述的USB接口连接有防反接二极管D3以及稳压二极管ZD1，以使得利用USB接口进行电池充电时电压的稳定和电池供电时反向输出电流。

当投影机器人接上USB电源后，充电管理芯片U12的第8脚为高电平，充电管理芯片U12的开始给充电电池充电，利用充电管理芯片U12的第2脚连接的电阻R6的大小可以调节给充电电池的充电电流的大小，同时充电管理芯片U12的第7脚输出低电平，充电指示灯LED2点亮，表示电池正在进行充电中；当充电管理芯片U12的内部检测充电电流小于某一个数值时，充电管理芯片U12的第6脚输出低电平，指示灯LED1点亮，表示该次充电电池充电完成；同时利用外围电路R7和R8的分压给主控芯片U1提供一个高电平，使投影机器人在插入USB充电过程中投影机器人暂停使用。

在一实施例中，如图11所示，上述的主控芯片U1的端脚还连接有开机单元9以及复位单元10，该开机单元9包括开机按键SW2，开机按键SW2与主控芯片U1之间连接有开关元件Q8，通过对开机按键SW2的操作，实现对整个投影机器人的开机。另外，上述的复位单元10包括复位按键SW1以及开关元件Q17、Q18，上述的复位按键SW1与开关元件Q17、Q18连接，上述的开关元件Q17、Q18分别与主控芯片U1连接，当投影机器人运行不正常或出现其他故障时，可以通过按下SW1按键，强制投影机器人重新回到初始的工作状态。

在一实施例中，如图12所示，上述的投影控制芯片U2的端脚还连接有背光单元11，该背光单元11包括与投影控制芯片U2连接的背光芯片U14，该背光芯片U14与投影控制芯片U2之间连接有三极管Q5、滤波电阻RB2、RB4以及滤波电容CB1，背光芯片U14的第2脚接收来投影控制芯片U2的信号来启动或关闭背光芯片U14，另外，上述的背光芯片U14的端脚LED1、LED2、LED3、LED4分别接显示屏的LED灯，以作背光显示之用。

另外，上述的投影控制芯片U2还连接有触摸芯片U13。

在一实施例中，如图13所示，上述的投影机器人还包括按键单元12，所述按键单元12与所述投影控制芯片U2连接，在按下不同按键时，实现投影控制芯片U2进入不同的模式，以实现不同的机器功能。

在一实施例中，如图14所示，投影机器人还包括接口单元13，所述接口单元13与所述主控芯片U1连接，接口单元13包括接口TFT。该接口单元13用于与各种不同型号的显示屏接口连接，以显示各种图片或视频，匹配各种显示屏的不同参数。

于其他实施例，上述的投影控制芯片U2的端脚还连接有摄像头14，通过摄像头14采集图像或视频，传输至主控芯片U1做识别和判断，并根据识别和判断结果输出对应的信号，以进行身份认证。

如图15所示，该投影机器人包括壳体20以及电路板，上述的主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元1、语音输入单元2、存储单元3、投影单元4、驱动单元5以及触摸感应单元6位于电路板上，且所述电路板位于所述壳体20内。

开机后，通过移动终端扫描壳体20上的二维码或搜索微信公众号去配置投影机器人的网络，当投影机器人的网络配置OK后，投影机器人即可进行各种与网络有关的操作。

上述的一种投影机器人，通过设置主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元1、语音输入单元2、存储单元3、投影单元4、驱动单元5以及触摸感应单元6，既能利用语音播放单元1播放音频，由语音输入单元2智能控制机器人进行播放、投影以及走动，又利用主控芯片U1从其他设备上下载资源，并存储于存储单元3内，以备调用，还可以通过对触摸感应单元6的操作，实现触摸控制，利用语音输入单元2和语音播放单元1实现儿童与机器人的交流，使得机器人具备多项功能，以实现满足儿童的教育需求。

另外，在一实施例中，还提供了一种投影机器人的控制方法，其包括：

语音输入单元2输入语音信号；

触摸感应单元6输入触摸感应信号；

主控芯片U1接收语音输入单元2，并输出控制信号；

投影控制芯片U2接收所述控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；

驱动单元5接收所述驱动信号，驱动动力源正转或反转；

投影单元4根据所述投影信号显示对应内容；

存储单元3供主控芯片U1调取或存储资源；

语音播放单元1根据所述控制信号，播放对应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的一种投影机器人的控制方法的具体工作过程，可以参考前述一种投影机器人实施例中的对应过程，在此不再赘述。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种投影机器人，其特征在于，包括主控芯片U1、投影控制芯片U2、语音播放单元、语音输入单元、存储单元、投影单元、驱动单元以及触摸感应单元，所述驱动单元与设有的动力源连接；其中，所述语音输入单元，用于输入语音信号；所述触摸感应单元，用于输入触摸感应信号；所述主控芯片U1，用于接收语音输入单元，并输出控制信号；所述投影控制芯片U2，用于接收所述控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；所述驱动单元，用于接收所述驱动信号，驱动动力源正转或反转；所述投影单元，用于根据所述投影信号显示对应内容；所述存储单元，用于供主控芯片U1调取或存储资源；所述语音播放单元，用于根据所述控制信号，播放对应内容。

2.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述投影机器人还包括通信单元，所述通信单元与所述主控芯片U1连接。

3.根据权利要求2所述的一种投影机器人，其特征在于，所述投影机器人还包括按键单元，所述按键单元与所述投影控制芯片U2连接。

4.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述投影机器人还包括接口单元，所述接口单元与所述主控芯片U1连接，所述接口单元包括接口TFT。

5.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述语音播放单元包括与所述主控芯片U1连接的功放模块以及喇叭，所述功放模块包括功放管理芯片U3、U4，所述功放管理芯片U3、U4的型号分别为XPT8871。

6.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述语音输入单元包括咪头，所述咪头与所述主控芯片U1之间连接有滤波电容CM1、CM2、CM3以及滤波电阻RM2。

7.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述投影单元包括与所述投影控制芯片U2连接的亮度调节芯片U13以及投影灯，所述亮度调节芯片U13与所述投影灯之间连接有滤波电阻RT1以及MOS管Q2。

8.根据权利要求1所述的一种投影机器人，其特征在于，所述驱动单元包括左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16，所述左驱动芯片U15以及右驱动芯片U16的型号分别为ULN2003。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种投影机器人，其特征在于，所述投影机器人还包括充电管理单元，所述充电管理单元包括与所述主控芯片U1连接的充电管理芯片U12，所述充电管理芯片U12的端脚连接有USB接口，所述充电管理芯片U12的端脚连接有分压电阻R7、R8以及滤波电容C1、C2、C3。

10.一种投影机器人的控制方法，其特征在于，包括：

语音输入单元输入语音信号；

触摸感应单元输入触摸感应信号；

主控芯片U1接收语音输入单元，并输出控制信号；

投影控制芯片U2接收所述控制信号和/或触摸感应信号，并输出投影信号和驱动信号；

驱动单元接收所述驱动信号，驱动动力源正转或反转；

投影单元根据所述投影信号显示对应内容；

存储单元供主控芯片U1调取或存储资源；

语音播放单元根据所述控制信号，播放对应内容。