CN109663368B - 一种智能玩具随从的方法及应用该方法的玩具机械人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能玩具随从的方法,包含以下步骤:1)身份配置:S1:发出搜寻信号搜寻领袖机械人;S2:当没有接收到回应信号时,该玩具机械人身份即为领袖机械人;S3:领袖机械人向其他玩具机械人发出配置其身份的信号;S4:进入游戏模式;2)游戏模式:S5:玩具机械人YX向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1接收并识别跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动;S6:所有玩具机械人形成了一队玩具机械人跟随移动。该方法中存在一个领袖机械人,其余的玩具机械人能自动依次跟随领袖机械人移动,使得多个玩具机械人能够形成依次跟随的队列,提高玩具的趣味性和可玩性。本发明还公开了一种应用所述智能玩具随从方法的玩具机械人。
Description
技术领域
本发明属于儿童智能玩具领域,特别涉及一种智能玩具随从的方法及应用该方法的玩具机械人。
背景技术
随着时代的发展,IT技术与传统玩具的结合诞生了智能玩具。目前对于智能玩具的普遍定义为,能与人进行一些简单互动的玩具。智能玩具已经把传统玩具、芯片、数码技术等不同行业的一些产品整合在了一起,玩法比传统玩具有趣,且多样,常常需要玩者动脑筋,选择不同的操作或者应对,玩具会有不同的回应或动作,增加不少趣味,深得孩子们的喜爱,有的智能玩具设计巧妙,还能达到寓教于乐的效果。
智能玩具中的其中一种互动模式,就是跟随移动。目前市面上大部分具有跟随功能的智能玩具的跟随功能均需要配备特定的信号源,信号源通过发射信号向智能玩具传输指令,智能玩具在接到指令信号后对该信号进行处理并作出反应,根据接收到信号的方向确定信号源的位置,以朝向信号源的方向进行移动,从而实现跟随的功能。
这类跟随移动的智能玩具,信号源通常为发信器,需要使用者随身携带着信号源,并且不断地进行移动,以保持智能玩具的跟随移动,一旦使用者停止下来,智能玩具在接近信号源后也会停下;当信号源为遥控器时,需要使用者具有一定的智力水平才能对遥控器进行操作,不便于让年幼的儿童玩耍。
此外,现有跟随功能一般分为单个智能玩具单独跟随信号源移动或多个智能玩具共同跟随信号源一起移动两种模式。然而上述的两种跟随模式单一,趣味性不足,无法实现智能玩具彼此之间的跟随移动。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种智能玩具随从的方法,该方法中存在一个领袖机械人,其余的玩具机械人能自动依次跟随领袖机械人移动,使得多个玩具机械人能够形成依次跟随的队列,提高玩具的趣味性和可玩性。
本发明的另一个目的在于提供一种应用该方法的玩具机械人。
本发明的第一个目的是通过如下技术方案来实现的:
一种智能玩具随从的方法,包含以下步骤:
1)身份配置:
S1:开启任一玩具机械人YX的电源,发出搜寻信号搜寻领袖机械人;
S2:当没有接收到回应信号时,即表明领袖机械人不存在,该玩具机械人YX的身份配置为YX=Y0,身份即为领袖机械人;
S3:当领袖机械人Y0接收到其他玩具机械人YX的搜寻信号时,向该玩具机械人YX发出配置其身份为自然数x的信号,按搜寻信号发出的时间先后顺序依次配置其他玩具机械人的身份为随从机械人,身份序号为YX=Y1,orY2,orY3,orY4,orY5……;
S4:当x达到预设最大值xmax/或玩者主动控制领袖机械人进入游戏模式时,身份配置程序终止,领袖机械人向随从机械人发出游戏指令,所有的玩具机械人进入游戏模式;
2)游戏模式:
S5:进入游戏模式后的玩具机械人YX通过自身上的信号发射装置向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1通过自身上的信号接收装置接收并识别从玩具机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动;
S6:所有进入“游戏模式”的玩具机械人均完成S5后,便形成了一队玩具机械人跟随移动,直至玩者主动对领袖机械人发出停止的指令后,领袖机械人Y0向其他所有的玩具机械人YX发出停止的指令,使所有玩具机械人均停止移动,游戏模式结束。
本发明中,若使用遥控器对领袖机械人发出指令,其所采用的信号传输方式可以是红外线、无线电频率、蓝牙或无线通讯中的一种,当采用无线电频率进行通讯时,推荐采用的频率有27MHz、40MHz、49MHz或2.4GHz。玩具机械人彼此之间则通过红外线进行信号传输。在游戏模式的过程中,所有随从机械人均不能单独接收玩者发出的停止指令,只有通过领袖机械人Y0向随从机械人发出停止的指令的情况下,随从机械人YX才能接收到停止指令并停止移动,结束游戏模式。
本发明所述的玩具机械人,其外形不限于人形或拟人化的玩具机械人,还可以是任何其他物体形象的玩具体,如各种动物形象的玩具体、各种类型的交通工具形象的玩具体、想象出来的生物形象的玩具体、或者以任何物体形象做成的玩具体等等。
本发明所述的每个玩具机械人YX的硬件配置都是完全相同的,在身份配置的过程中,只有第一个开启的玩具机械人会成为领袖机械人,其余的玩具机械人均会成为随从机械人。随后开启的玩具机械人会发出搜寻信号,当领袖机械人识别到其它玩具机械人发出的搜寻信号时,会向该玩具机械人发出分配身份的信号。领袖机械人的身份为YX=Y0,领袖机械人会为随后的其他玩具机械人YX根据收到其信号的先后顺序依次分配身份YX=Y1,Y2,Y3,Y4,Y5……,直至x达到预设最大值xmax或接收到进入游戏模式的指令后,身份配置的程序才会终止。
在游戏模式中,玩具机械人会依照自身所分配到的身份序号,成一字长蛇的队列依次序随从移动行进。这种依次行进的模式是,身份Y0的领袖机械人领头前行,身份Y1的随从机械人跟随领袖机械人行进,身份Y2的随从机械人跟随身份Y1的随从机械人行进,身份Y3的随从机械人跟随身份Y2的随从机械人行进,以此类推,身份序号前一位的随从机械人成为其身份序号后一位的随从机械人的引领机械人。
本发明还可以做以下改进:
优选地,可以在玩具机械人前面左右两侧各设置一个信号接收装置,以便本发明所述的S5中可以根据随从机械人与其引领机械人之间的位置或距离的不同情况做出不同的反应,以增加趣味性和可玩性:
玩具机械人YX通过信号发射装置向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1则通过左右两侧的信号接收装置接收并识别从机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号情况进行移动或者转动后再移动;
当玩具机械人YX+1左右两侧的信号接收装置所接收到的跟随信号强度相同时,玩具机械人YX+1向前移动,并根据所接收到的跟随信号强度自动调节向前移动的速度;当玩具机械人YX+1左右两侧的信号接收装置所接收到的跟随信号强度不同时,玩具机械人YX+1向接收到更强信号的一侧偏转,直至两侧的信号接收装置所接收到的信号强度相同为止,然后再向前移动。
为了加大信号发射区域,本发明可以采用在玩具机械人背面左右两侧各设置一个信号发射装置的方式,也可以采用在玩具机械人背面中部设置一个信号发射装置并安装凹透镜以增大信号发射的角度。
本发明在游戏模式中,玩具机械人YX会对左右两侧接收到的信号强度进行识别的具体情况如下:
(1)当玩具机械人YX-1的位置位于玩具机械人YX的正前方时,玩具机械人YX左右两侧所接收到的信号强度应当是相同的,在此情况下,玩具机械人YX向正前方行进;
(2)当玩具机械人YX-1的位置位于玩具机械人YX的正前方以外的其它位置时,玩具机械人YX左右两侧所接收到的信号强度存在差异,在此情况下,玩具机械人YX会在原地向接收到的信号强的一侧转动,直至其两侧收到的信号强度相同,即直到玩具机械人YX-1位于玩具机械人YX的正前方的位置为止,如:当玩具机械人YX-1位于玩具机械人YX的左前方时,玩具机械人YX左侧信号接收器所接收到的信号则会强于右侧,玩具机械人YX向左转动;反之,当玩具机械人YX-1位于玩具机械人YX的右前方时,玩具机械人YX右侧信号接收器所接收到的信号则会强于左侧,玩具机械人YX向右转动;
同样地,本发明在游戏模式中,玩具机械人YX接收到的信号的强度受到玩具机械人YX与玩具机械人YX-1之间的距离影响:
当玩具机械人YX与机械人YX-1相距的距离较短时,例如10cm,则玩具机械人YX接收到的由玩具机械人YX-1所发出的信号强度较强;反之,当玩具机械人YX与机械人YX-1相距的距离较长时,例如100cm,则玩具机械人YX接收到的由玩具机械人YX-1所发出的信号强度就会相对较弱。基于此原理,玩具机械人YX可以通过识别所接收到的信号强弱来判断与玩具机械人YX-1之间的距离,以控制自身向前行进速度的快慢甚至停止,以使玩具机械人YX与玩具机械人YX-1之间保持一个相对固定的距离。
作为本发明的另一种改进方式,可以在玩具机械人身上设置障碍物检测装置,以便本发明所述的游戏模式S5中还可以增加检测障碍物的功能,具体为:
进入游戏模式后,玩具机械人YX通过所述障碍物检测装置周期性地发出障碍物检测信号,所述的检测信号在遇到障碍物时发生反射,形成反射信号,当玩具机械人YX左右两侧的信号接收装置接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到反射信号较弱一侧的方向偏转然后前行,以避开障碍物行进;当左右两侧的信号接收装置均收到的反射信号时,玩具机械人YX停止移动/偏转直至接收不到反射信号为止。
这种障碍物检测的原理和蝙蝠利用超声波识别周围环境的原理相似:当玩具机械人YX发出的障碍物检测信号遇到障碍物时,检测信号就会发生反射,从而被玩具机械人YX的信号接收装置所捕获。若障碍物位于玩具机械人YX的左前方,则检测信号经过反射后,反射信号会到达玩具机械人YX的左侧从而被左侧的信号接收装置所接收,此时,玩具机械人YX向右偏转后再前行,以避开障碍物;反之,当右前方出现障碍物时,接收到反射信号的是右侧的信号接收装置,玩具机械人YX向左转向,以避开障碍物;若障碍物位于玩具机械人YX的正前方,则两侧的信号接收装置均会接收到反射信号,此时玩具机械人YX则需要停止移动或偏转直至接收不到反射信号为止。如此一来,可以使得玩具机械人YX在没有外部控制器(如遥控器)操控的情况下,自动避开障碍自如行走,提高玩具的可玩性。
本发明在身份配置的过程中,可以通过左右两侧的信号发射装置其中之一,也可以通过障碍物检测装置发射搜寻信号。
本发明可以通过以下技术措施来实现在游戏模式下的玩具机械人YX向玩具机械人YX+1传递跟随信号,以便避免游戏模式中玩具机械人YX之间收发信号出现互相干扰的问题:
在游戏模式下,设定所有的玩具机械人YX均周期性地发出跟随信号,在同一周期内玩具机械人根据不同的身份序号拥有不同的信号时序,并且所有玩具机械人在同一个周期内按照信号时序依次发出信号,即玩具机械人YX只有在其信号时序对应的时间段内发出信号,相应地,玩具机械人YX+1只会识别玩具机械人YX在其信号时序对应的时间内发出的信号并作出反应,移动前行或者转动后再前行,在同一周期的其他时间里,该玩具机械人YX不会发射信号,相应的玩具机械人YX+1的也不做信号识别,玩具机械人YX+1维持执行已有的反应,直至在下一周期的相应时序中接收到玩具机械人YX所发出的新的信号为止,按新信号做出反应,如此循环,使得所有玩具机械人YX在整个游戏模式的过程中两两之间的形成单向的信号传导模式。
以上两两玩具机械人之间传递信号的原理说明如下:
每个玩具机械人YX按照身份编号YX的不同,在同一个周期内拥有不同的信号时序,使得在同一周期中的某一个时间段内,只有一个玩具机械人YX发出信号,且只有玩具机械人YX+1会接收并识别此时间段当中的信号,如此一来,同一时序中信号的发出和接收都是单独的,使得所有玩具机械人YX两两之间形成了单向信号逐一传导模式,避免了多个信号传输过程中的互相干扰。在所述逐一传导模式下,由于一个周期的时间设定得越长,会导致玩具机械人YX的反应时间会越慢,换句话说,当单个玩具机械人发出/接收信号的时间段设置得过长时,所有玩具机械人完成一次信号发出/接收的信号周期就会过长,就会导致信息的传导出现严重滞后,使得玩具机械人YX的跟随反应速度变慢,因此需要将时序信号的周期和时间设置在一个合理的范围内,作为本发明的优选实施方式,信号的时序周期设定为100~150ms,单个玩具机械人YX的时间为14~20ms。
与玩具机械人发射跟随信号方式相同,玩具机械人YX通过障碍物检测装置周期性地发出障碍物检测信号,所述的检测信号在遇到物体时发生反射,形成反射信号,当玩具机械人YX左右其中一侧的信号接收装置接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到反射信号的一侧方向转向,以向该物体方向行进。
为了更好地实现信号的单向传导,减少其他信号的干扰,所述的玩具机械人YX所发出的信号由数字信息和模拟信息组成,其中,数字信号包含头码、玩具机械人身份序号、声音位元和循环冗余码,模拟信号包含强度等级。
本发明可以在游戏模式中的所有玩具机械人YX进行移动的过程中,均启用障碍物检测功能。对于随从机械人YX+1而言,其在移动的过程中,同时接收玩具机械人YX发出的跟随信号以及其自身发出的障碍物检测信号的反射信号,为了避免指令的互相干扰,随从机械人YX+1依据以下逻辑关系进行识别:
⑴当随从机械人YX+1同时接收到玩具机械人YX发出的跟随信号以及障碍物的反射信号时,随从机械人YX+1优先识别玩具机械人YX所发出的跟随信号并作出反应,直到下一个信号周期再重复以上逻辑关系识别;
⑵当随从机械人YX+1接收的玩具机械人YX发出的信号强度明显弱于障碍物反射信号的强度时,随从机械人YX+1则先识别障碍物反射信号并作出反应,直到下一个信号周期再重复以上逻辑关系识别。
与玩具机械人发射跟随信号方式相同,玩具机械人YX通过障碍物检测装置发出的障碍物信号也是周期性的,并且多个玩具机械人周期性发出检测信号的方式也与玩具机械人周期性发射跟随信号的方式相同。
本发明推荐的障碍物检测信号实施方式可以是所述的障碍物检测装置发出的障碍物检测信号同时包含强、中和弱三级强度不同的信号:信号会由于传输距离的变长而衰减,强级信号传输较长的距离后,依旧能保持较强的信号强度,而对于弱级信号而言,长距离的传输会使信号衰减甚至消失。基于以上原理,信号接收装置可以根据所收到的反射信号最弱是哪一级的障碍物检测信号的反射信号来判断障碍物与自身的距离:当障碍物的距离很远时,只有强级的障碍物检测信号的反射信号才能被信号接收装置接收到,因为弱级和中级的障碍物检测信号会在远距离的传输过程中消失,无法被信号接收装置所接收;而当信号接收装置连来源于弱级的障碍物检测信号的反射信号也能接收到时,表明障碍物与自身的距离很近;当信号接收装置可以接收到中级和强级的障碍物检测信号的反射信号时,表明障碍物与自身的距离中等远。
作为本发明的另一种跟随方式,与所述的玩具机械人对检测到的障碍物做避让的情况刚好相反,使得玩具机械人YX向着检测到的障碍物进行移动:
玩具机械人YX识别到障碍物反射信号后,朝向接收到该反射信号的方向行进,从而实现玩具机械人YX跟随识别到的障碍物移动。当玩具机械人YX检测到多个障碍物所反射回来的反射信号时,玩具机械人YX优先识别反射信号中最弱级别的反射信号,即使得玩具机械人YX朝向距离自身最近的障碍物方向进行移动。
本发明的第二个目的通过以下技术方案实现:
一种应用所述智能玩具随从方法的玩具机械人,包括玩具机械人本体、电源、控制机构、驱动机构、传动机构以及能自由转向并移动的行走机构,所述的电源、控制机构以及驱动机构位于所述的本体上,所述的行走机构位于所述本体的底部,并通过所述的传动机构与所述的驱动机构连接,还包含:
信号发射装置,所述的信号发射装置位于所述本体的后方,用于发射搜寻信号或跟随信号;
信号接收装置,用于接收来自其他玩具机械人的信号发射装置和/或障碍物检测装置发出的信号,所述的信号接收装置和/或障碍物检测装置位于所述本体的前方;
所述的控制机构位于所述的本体上,包括开关按键、电路板和智能芯片,用于识别、处理和控制所述信号发射装置、信号接收装置所发出/接收的信号及控制所述行走机构执行指令。
优选地,所述信号接收装置的数量为两个或两个以上的偶数个,所述的信号接收装置位于所述本体的前面两侧,且两侧的数量相同。通过这种装置设置,以实现身份为YX+1的玩具机械人识别身份为YX的玩具机械人的具体方位。
作为本发明的一种优选实施方式,所述的信号发射装置位于所述本体的背面两侧,且两侧的数量相同;所述信号发射装置也可以设置在所述本体的背面中间,并配有凹透镜以增大发射信号的角度。
作为本发明的一种改进,所述的玩具机械人还包含位于所述本体正前方的障碍物检测装置,用于发射障碍物的检测信号。
作为本发明推荐的一种实施方式:
所述的驱动装置为马达;
所述的电源为电池,所述的电池可以是干电池或者是蓄电池;
所述的传动机构为齿轮变速器,以更好地控制所述玩具机械人的行进速度;
所述的行走机构包括与传动机构连接的主动轮,以及没有连接动力的从动轮;
所述的信号发射装置和障碍物检测装置采用红外线发光二极管,在此情况下,玩具机械人之间通过红外线信号进行信号传导;
所述的玩具机械人还可以配置一遥控器,以便向玩具机械人发出开启、停止以及方向控制指令,信号为红外线、无线电频率、蓝牙或无线通讯中的一种。
所述的玩具机械人还可以包含一扬声器,用于播放音乐或音效等,提高玩具的趣味性。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明通过身份配置的方式,将玩具机械人分为领袖机械人和带有身份序号的随从机械人,所有随从机械人依次跟随领袖机械人或前一身份序号的引领机械人行进,在控制合理成本的前提下,有效地实现玩具机械人逐一跟随的行进方式,提高趣味性和可玩性;
2.本发明通过在玩具机器人本体左右两侧设置的信号接收装置,使玩具机械人可以根据随从机械人与其引领机械人之间的位置或距离的不同情况做出不同的反应,以增加趣味性和可玩性;
3.本发明还可以通过在玩具机器人本体左右两侧设置的信号发射装置,或者在玩具机器人本体背面中部设置信号发射装置+凹透镜,来扩大信号发射区域,以便使玩具机械人在一个较大的范围内也能够接收到相关信号,提高玩具机械人随从功能的可靠性;
4.在本发明所述的游戏模式中,玩家可以通过遥控器控制领袖机械人的移动,领袖机械人也可以通过安装在自身上的障碍物检测装置避开/朝向障碍物自己寻找行进路线进行移动,玩法多变,可玩性高;
5.本发明通过对每个玩具机械人分配信号时序,在同一时间段内只有一个玩具机械人在发射信号,只有一个玩具机械人在接收并识别前一玩具机械人所发出的信号的单向信号逐一传导模式,以便能以较低的成本有效解决多个玩具机械人的多个信号之间互相干扰的问题。
附图说明
以下通过附图对本发明作进一步的说明。
图1实施例1所述玩具机械人的立体示意图。
图2a实施例1所述玩具机械人的正视图。
图2b图2a的A-A面的剖视图。
图3实施例1所述玩具机械人的后视图。
图4实施例1所述玩具机械人的侧视图。
图5实施例1所述玩具机械人的分解视图。
图6实施例2身份配制流程示意图。
图7实施例2信号发射覆盖区域示意图。
图8实施例3信号发射覆盖区域示意图。
图9实施例2玩具机械人信号时序图。
图10实施例2数字信号组成示意图。
附图标记:1-本体;2-开关按键;3-电池;4-马达;5-电路板;6-齿轮变速器;71-主动轮;72-从动轮;8-发光二极管;91-左信号接收装置;92-右信号接收装置;101-左信号发射装置;102-右信号发射装置;103-中间信号发射装置;11-障碍物检测装置;12-扬声器。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1~5所示,智能玩具机械人包括本体1、开关按键2、电池3、马达4、齿轮变速器6、主动轮71以及从动轮72,电池3作为电源为玩具机械人提供能量来源,开关按键2、电路板5和智能芯片(图中未示出)位于本体1中构成控制机构,马达4为玩具机器人提供动力,齿轮变速器6作为传动机构将马达4的动能传递给主动轮71并控制玩具机械人的移动速度,主动轮71和从动轮72实现玩具机械人的移动及转向。
玩具机械人还安装有位于本体1前面左侧的左信号接收装置91、位于本体1前面右侧的右信号接收装置92、位于本体1背面左侧的左信号发射装置101、位于本体1背面右侧的右信号发射装置102以及作为电源指示灯的发光二极管8。
左信号接收装置91、右信号接收装置92为红外线接收器,左信号发射装置101和右信号发射装置102均为红外线发光二极管且均与电路板5连接,玩具机械人通过左信号发射装置101和右信号发射装置102发出的红外信号向后一玩具机械人传递信息,后一玩具机械人通过左信号接收装置91、右信号接收装置92接收信号并通过控制机构进行识别,并控制玩具机械人的转向和前进。
位于玩具机械人前面中间的障碍物检测装置11用于发出信号检测前方的障碍物,当发出的信号遇到障碍物并形成的反射信号被左信号接收装置91或右信号接收装置92检测到后,玩具机械人避开/朝向障碍物进行移动。
实施例2
玩具机械人配备遥控器,所述遥控器通过蓝牙向玩具机械人传输指令,包括开始/停止,以及控制移动方向。
1)如图6所示,身份配置的具体程序为:
S1:开启任一玩具机械人YX的电源,通过左信号发射装置101发出信号搜寻领袖机械人;
S2:当没有接收到回应信号时,即表明领袖机械人不存在,该玩具机械人YX的身份配置为YX=Y0,身份即为领袖机械人;
S3:当领袖机械人接收到其他玩具机械人YX的搜寻信号时,向该玩具机械人YX发出配置其身份为自然数x的信号,按搜寻信号发出的时间先后顺序依次配置其他玩具机械人的身份为YX=Y1,orY2,orY3,orY4,orY5……;
S4:当x达到预设最大值6或通过遥控器或领袖机械人上的按键主动控制领袖机械人进入游戏模式时,身份配置程序终止,领袖机械人向其他玩具机械人发出指令,所有的玩具机械人进入游戏模式;
2)游戏模式的具体程序为:
S5:进入游戏模式后的玩具机械人YX通过自身背面两侧的左信号发射装置101和右信号发射装置102向玩具机械人YX+1传递跟随信号,如图7所示,阴影部分为左信号发射装置101和右信号发射装置102发射信号的覆盖区域,每个信号发射装置覆盖的角度为110°,左信号发射装置101和右信号发射装置102叠加后覆盖的角度共为220°,玩具机械人YX+1通过自身前面两侧的左信号接收装置91和右信号接收装置92接收并识别从玩具机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动:
当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度相同时,玩具机械人YX+1向前移动,并根据所接收到的跟随信号强度自动调节向前移动的速度;当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度不同时,玩具机械人YX+1向接收到更强信号的一侧偏转,直至左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的信号强度相同为止,然后再向前移动;
玩具机械人YX通过其自身前面中部的障碍物检测装置11周期性地发出障碍物检测信号,并根据信号接收装置所接收到反射信号的情况进行偏转/移动,以避开障碍物行进:
当玩具机械人YX左信号接收装置91和右信号接收装置92接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到反射信号较弱一侧的方向偏转然后前行,以避开障碍物行进;当左信号接收装置91和右信号接收装置92均收到的反射信号时,玩具机械人YX停止移动/偏转直至接收不到反射信号为止。
S6:所有进入“游戏模式”的玩具机械人均完成S5后,便形成了一队玩具机械人跟随移动,直至玩者主动对领袖机械人发出停止的指令后,领袖机械人Y0向其他所有的玩具机械人YX发出停止的指令,使所有玩具机械人均停止移动,游戏模式结束。
在游戏模式的过程中,每个玩具机械人YX根据身份序号的不同,在一周期内均拥有不同的信号时序,信号的时序周期为120ms,单个玩具机械人YX的时间为16ms,每个玩具机械人YX的信号时序图如图9所示。玩具机械人YX只有在对应的时间内对玩具机械人YX+1发出信号,且玩具机械人YX+1只会识别玩具机械人YX对应的时间内的信号并作出反应,使得所有玩具机械人YX在整个游戏模式的过程中两两之间的形成单向的信号传导模式。
以机械人Y4为例,所述的玩具机械人YX向玩具机械人YX+1所传输的数字信号如图10所示,可见所传输的数字信号包括头码、、玩具机械人身份、声音位元和循环冗余码,模拟信号包含强度等级和侦测障碍物信号。通过这种数字信号,更好地实现信号的单向传导,减少其他信号的干扰。
实施例3
玩具机械人配备遥控器,所述遥控器通过无线电频率向玩具机械人传输指令,包括开始/停止,以及控制移动方向。
1)身份配置的具体程序为:
S1:开启任一玩具机械人YX的电源,通过障碍物检测装置11发出信号搜寻领袖机械人;
S2:当没有接收到回应信号时,即表明领袖机械人不存在,该玩具机械人YX的身份配置为YX=Y0,身份即为领袖机械人;
S3:当领袖机械人接收到其他玩具机械人YX的搜寻信号时,向该玩具机械人YX发出配置其身份为自然数x的信号,按搜寻信号发出的时间先后顺序依次配置其他玩具机械人的身份为YX=Y1,orY2,orY3,orY4,orY5……;
S4:当x达到预设最大值10或通过遥控器或领袖机械人上的按键主动控制领袖机械人进入游戏模式时,身份配置程序终止,领袖机械人向其他玩具机械人发出指令,所有的玩具机械人进入游戏模式;
2)游戏模式的具体程序为:
S5:进入游戏模式后的玩具机械人YX通过自身背面的中间信号发射装置103向玩具机械人YX+1传递跟随信号,并配有凹透镜(图中未示出)以增大发射信号的覆盖角度,如图8所示,中间信号发射装置103发射信号的原覆盖角度为110°,配备凹透镜后使得发射信号的覆盖角度变大为大于110°,玩具机械人YX+1通过自身前面两侧的左信号接收装置91和右信号接收装置92接收并识别从玩具机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动:
当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度相同时,玩具机械人YX+1向前移动,并根据所接收到的跟随信号强度自动调节向前移动的速度;当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度不同时,玩具机械人YX+1向接收到更强信号的一侧偏转,直至左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的信号强度相同为止,然后再向前移动;
玩具机械人YX通过其自身前面中部的障碍物检测装置11周期性地发出障碍物检测信号,所述的障碍物检测信号同时包含强、中和弱三级信号,并根据信号接收装置所接收到反射信号的方向,以及接收到反射信号的强弱进行偏转/移动,以向着检测到离自己最近的物体进行移动:
当玩具机械人YX检测到多个障碍物所反射回来的反射信号时,玩具机械人YX优先识别反射信号中最弱级别的反射信号,使得玩具机械人YX朝向距离自身最近的障碍物方向进行移动;当玩具机械人YX左信号接收装置91和右信号接收装置92接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到来源于同级障碍物检测信号的反射信号较强一侧的方向偏转然后前行,以朝向障碍物行进;当左信号接收装置91和右信号接收装置92均收到的反射信号时,玩具机械人YX向前移动;
S6:所有进入“游戏模式”的玩具机械人均完成S5后,便形成了一队玩具机械人跟随移动,直至玩者主动对领袖机械人发出停止的指令后,领袖机械人Y0向其他所有的玩具机械人YX发出停止的指令,使所有玩具机械人均停止移动,游戏模式结束。
游戏模式中,玩家可以通过将手掌伸到领袖机械人Y0面前,通过移动手掌指引所有玩具机械人YX的移动方向。
实施例4
1)身份配置的具体程序为:
S1:开启任一玩具机械人YX的电源,发出信号搜寻领袖机械人;
S2:当没有接收到回应信号时,即表明领袖机械人不存在,该玩具机械人YX的身份配置为YX=Y0,身份即为领袖机械人;
S3:当领袖机械人接收到其他玩具机械人YX的搜寻信号时,向该玩具机械人YX发出配置其身份为自然数x的信号,按搜寻信号发出的时间先后顺序依次配置其他玩具机械人的身份为YX=Y1,orY2,orY3,orY4,orY5……;
S4:当x达到预设最大值10或通过遥控器或领袖机械人上的按键主动控制领袖机械人进入游戏模式时,身份配置程序终止,领袖机械人向其他玩具机械人发出指令,所有的玩具机械人进入游戏模式;
2)游戏模式的具体程序为:
S5:进入游戏模式后的玩具机械人YX通过自身上的信号发射装置向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1通过自身上的信号接收装置接收并识别从玩具机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动:
当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度相同时,玩具机械人YX+1向前移动,并根据所接收到的跟随信号强度自动调节向前移动的速度;当玩具机械人YX+1左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的跟随信号强度不同时,玩具机械人YX+1向接收到更强信号的一侧偏转,直至左信号接收装置91和右信号接收装置92所接收到的信号强度相同为止,然后再向前移动;
S6:所有进入“游戏模式”的玩具机械人均完成S5后,便形成了一队玩具机械人跟随移动,直至玩者主动对领袖机械人发出停止的指令后,领袖机械人Y0向其他所有的玩具机械人YX发出停止的指令,使所有玩具机械人均停止移动,游戏模式结束。
需要指出的是,上述实施例仅是对本发明的进一步说明,而不是限制,本领域技术人员在与本发明技术方案的相当的含义和范围内的任何调整或改变,都应认为是包括在本发明的保护范围内。
Claims (16)
1.一种智能玩具随从的方法,其特征在于,包含以下步骤:
1)身份配置:
S1:开启任一玩具机械人YX的电源,发出搜寻信号搜寻领袖机械人;
S2:若无回应信号时,即表明该玩具机械人为首个开启的机械人,该玩具机械人YX的身份配置为YX=Y0,身份即为领袖机械人;
S3:当领袖机械人Y0接收到其他玩具机械人YX的搜寻信号时,向该玩具机械人YX发出配置其身份为自然数x的信号,按搜寻信号发出的时间先后顺序依次配置其他玩具机械人的身份为随从机械人,身份序号为YX=Y1,orY2,orY3,orY4,orY5……;
S4:当x达到预设最大值Xmax或玩者主动控制领袖机械人进入游戏模式时,身份配置程序终止,领袖机械人向随从机械人发出游戏指令,所有的玩具机械人进入游戏模式;
2)游戏模式:
S5:进入游戏模式后的玩具机械人YX通过自身上的信号发射装置向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1通过自身上的信号接收装置接收并识别从玩具机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号进行跟随移动;
S6:所有进入“游戏模式”的玩具机械人均完成S5后,便形成了一队玩具机械人跟随移动,直至玩者主动对领袖机械人发出停止的指令后,领袖机械人向其他所有的玩具机械人发出停止的指令,使所有玩具机械人均停止移动,游戏模式结束。
2.根据权利要求1所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,在玩具机械人前面左右两侧各设置一个信号接收装置,以便所述的S5中根据随从机械人与其引领机械人之间的位置或距离的不同情况做出不同的反应,以增加趣味性和可玩性:
玩具机械人YX通过信号发射装置向玩具机械人YX+1传递跟随信号,玩具机械人YX+1则通过左右两侧的信号接收装置接收并识别从机械人YX发出的跟随信号,并根据接收到的跟随信号情况进行移动或者转动后再移动;
当玩具机械人YX+1左右两侧的信号接收装置所接收到的跟随信号强度相同时,玩具机械人YX+1向前移动,并根据所接收到的跟随信号强度自动调节向前移动的速度;当玩具机械人YX+1左右两侧的信号接收装置所接收到的跟随信号强度不同时,玩具机械人YX+1向接收到更强信号的一侧偏转,直至两侧的信号接收装置所接收到的信号强度相同为止,然后再向前移动。
3.根据权利要求2所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,在玩具机械人背面左右两侧各设置一个信号发射装置,或在玩具机械人背面中部设置一个信号发射装置并安装凹透镜以增大信号发射的角度。
4.根据权利要求3所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,在玩具机械人身上设置障碍物检测装置,以便所述的游戏模式S5中增加检测障碍物的功能,具体为:
进入游戏模式后,玩具机械人YX通过所述障碍物检测装置周期性地发出障碍物检测信号,所述的检测信号在遇到障碍物时发生反射,形成反射信号,当玩具机械人YX左右两侧的信号接收装置接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到反射信号较弱一侧的方向偏转然后前行,以避开障碍物行进;当左右两侧的信号接收装置均收到的反射信号时,玩具机械人YX停止移动/偏转直至接收不到反射信号为止。
5.根据权利要求3所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,在玩具机械人身上设置障碍物检测装置,以便所述的游戏模式S5中增加检测障碍物的功能,具体为:
进入游戏模式后,玩具机械人YX通过所述障碍物检测装置周期性地发出障碍物检测信号,所述的检测信号在遇到障碍物时发生反射,形成反射信号,当玩具机械人YX左右两侧的信号接收装置接收到所述的反射信号时,玩具机械人YX向接收到反射信号较强一侧的方向偏转然后前行,朝向接收到该反射信号的方向行进,从而实现玩具机械人YX跟随识别到的障碍物移动;当玩具机械人YX检测到多个障碍物所反射回来的反射信号时,玩具机械人YX优先识别反射信号中最弱的反射信号,即使得玩具机械人YX朝向距离自身最近的障碍物方向进行移动。
6.根据权利要求4或5所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,所述的障碍物检测装置发出的障碍物检测信号同时包含强、中和弱三级信号,以使得玩具机械人YX判断障碍物与自身的距离。
7.根据权利要求6所述的智能玩具随从的方法,其特征在于,在游戏模式下,设定所有的玩具机械人YX均周期性地发出跟随信号,在同一周期内玩具机械人根据不同的身份序号拥有不同的信号时序,并且所有玩具机械人在同一个周期内按照信号时序依次发出信号,即玩具机械人YX只有在其信号时序对应的时间段内发出信号,相应地,玩具机械人YX+1只会识别玩具机械人YX在其信号时序对应的时间内发出的信号并作出反应,移动前行或者转动后再前行,在同一周期的其他时间里,该玩具机械人YX不会发射信号,相应的玩具机械人YX+1的也不做信号识别,玩具机械人YX+1维持执行已有的反应,直至在下一周期的相应时序中接收到玩具机械人YX所发出的新的信号为止,按新信号做出反应,如此循环,使得所有玩具机械人YX在整个游戏模式的过程中两两之间的形成单向的信号传导模式。
8.一种应用权利要求1~7任一项所述智能玩具随从方法的玩具机械人,包括玩具机械人本体、电源、控制机构、驱动机构、传动机构以及能自由转向并移动的行走机构,所述的电源、控制机构以及驱动机构位于所述的本体上,所述的行走机构位于所述本体的底部,并通过所述的传动机构与所述的驱动机构连接,其特征在于,还包含:
信号发射装置,所述的信号发射装置位于所述本体的后方,用于发射搜寻信号或跟随信号;
信号接收装置,用于接收来自其他玩具机械人的信号发射装置和/或障碍物检测装置发出的信号,所述的信号接收装置和/或障碍物检测装置位于所述本体的前方;
所述的控制机构位于所述的本体上,包括开关按键、电路板和智能芯片,用于识别、处理和控制所述信号发射装置、信号接收装置所发出/接收的信号及控制所述行走机构执行指令。
9.根据权利要求8所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,所述信号接收装置的数量为两个以上的偶数个,所述的信号接收装置位于所述本体的前面两侧,且两侧的数量相同。
10.根据权利要求9所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,所述的信号发射装置位于所述本体的背面两侧或所述本体的背面中间,当所述的信号发射装置位于所述本体的背面两侧时,两侧的数量相同;当所述的信号发射装置位于所述本体的背面中间时,配有凹透镜以增大发射信号的角度。
11.根据权利要求8~10任一项所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,所述的玩具机械人还包含位于所述本体正前方的障碍物检测装置,用于发射障碍物的检测信号。
12.根据权利要求11所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,所述的驱动机构为马达;所述的电源为电池,所述的电池为干电池或者是蓄电池。
13.根据权利要求12所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,所述的传动机构为齿轮变速器,所述的行走机构包括与传动机构连接的主动轮,以及没有连接动力的从动轮。
14.根据权利要求13所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于所述的信号发射装置和障碍物检测装置采用红外线发光二极管。
15.根据权利要求14所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,其特征在于,还配置一遥控器,以便向玩具机械人发出开启、停止以及方向控制指令,信号为无线通讯中的一种。
16.根据权利要求15所述的所述智能玩具随从方法的玩具机械人,所述的玩具机械人包含一扬声器,用于播放音乐或音效,提高玩具的趣味性。
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