CN113018877B - 一种毛绒玩具多向驱动器及其交互控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种毛绒玩具多向驱动器，包括可卡扣机体、开关单元、感应单元、运动控制单元、运动驱动端和电源单元；所述可卡扣机体设有磁铁；所述感应单元包括压力传感器、蓝牙模块和加速度传感器；所述运动控制单元包括单片机，连接感应单元、运动驱动端、开关单元和电源单元；所述运动驱动端包括联动杆和伺服电机；所述联动杆为双头联动杆，分别为位于两端的长杠杆端和短杠杆端。本发明所提出的毛绒玩具多向驱动器，实现单一关节运动，甚至多关节同时运动，达到个性化玩法设定的目的。
Description
技术领域
本发明属于毛绒玩具领域，尤其涉及一种毛绒玩具多向驱动器及其交互控制方法。
背景技术
随着科技的发展，毛绒玩具的智能化是传统毛绒玩具的发展趋势，而现有的可互动的毛绒玩具大多是简单的重复动作，或叠加灯光、声音等元素，刺激和吸引孩子的视听觉；并且玩法单一，与儿童互动性较低。对于低龄儿童，恰当的触觉交互、体感交互、互动行为更有助于提升儿童的感知力和创造力。
鉴于上述原因，亟需提供一种适配于毛绒玩具、并且可根据人为输入的动态信息或静止信息实现个性化玩法的毛绒玩具多向驱动器及其交互控制方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种毛绒玩具多向驱动器及其交互控制方法。
这种毛绒玩具多向驱动器，包括可卡扣机体、开关单元、感应单元、运动控制单元、运动驱动端和电源单元；所述可卡扣机体设有磁铁；所述感应单元包括压力传感器、蓝牙模块和加速度传感器；所述运动控制单元包括单片机，连接感应单元、运动驱动端、开关单元和电源单元；所述运动驱动端包括联动杆和伺服电机；所述联动杆为双头联动杆，分别为位于两端的长杠杆端和短杠杆端；所述长杠杆端设有齿状结构，压力传感器设在齿状结构中，加速度传感器设在长杠杆端中部；伺服电机的转轴连接在联动杆靠短杠杆端一侧，所述伺服电机和联动杆均为两个，在可卡扣机体闭合时，两个伺服电机之间成正交关系。
作为优选：所述开关单元包括运动模式开关和交互运动模式开关，运动模式开关切换开关控制运动模式或交互运动模式；交互运动模式开关切换单一模块交互运动模式或多模块交互运动模式。
作为优选：所述可卡扣机体为环状可折叠结构；所述磁铁设在可卡扣机体开口处；所述开关单元设在可卡扣机体表面；所述蓝牙模块与电源单元设在可卡扣机体内部；所述伺服电机嵌入环状可卡扣机体，伺服电机的转轴朝向可卡扣机体所围成环状的圆心。
作为优选：所述联动杆的摆动幅度不大于45°。
作为优选：所述长杠杆端的端部向短杠杆端弯曲。
这种毛绒玩具多向驱动器交互控制方法，具体包括以下步骤：
S1：将毛绒玩具多向驱动器卡扣在毛绒玩具上；
S2：切换选择运动模式开关和交互运动模式开关；运动模式开关切换选择开关控制运动模式或交互运动模式；交互运动模式开关切换选择单一模块交互运动模式或多模块交互运动模式；
S3：当运动模式开关切换为交互运动模式时，执行步骤S4；当运动模式开关切换为开关控制运动模式，则执行步骤S10；
S4：摆动放置有毛绒玩具多向驱动器的毛绒玩具；
S5：感应单元记录玩家摆动毛绒玩具的动态信息和静止信息至运动控制单元；
S6：当交互运动模式开关切换为多模块交互运动模式时，执行步骤S7；当交互运动模式开关切换为单一模块交互运动模式，则执行步骤S9；
S7：蓝牙模块传输多个毛绒玩具多向驱动器的运动信号至运动控制单元；
S8：运动控制单元记录多个驱动器的运动信号顺序；
S9：当感应单元记录了一定时长的静止信息，进入步骤S10；否则回到步骤S5；
S10：当运动模式开关为交互运动模式时，运动控制单元按感应单元记录的动态信息和静止信息发送控制信号至运动驱动端；当运动模式开关为开关控制运动模式时，运动控制单元按预设的动态信息和静止信息发送控制信号至运动驱动端；
S11：运动驱动端驱动毛绒玩具运动。
作为优选：所述步骤S1中毛绒玩具多向驱动器卡扣在毛绒玩具的肢体部位上。
本发明的有益效果是：
本发明所提出的毛绒玩具多向驱动器，不仅利用智能传感和驱动控制技术记录感应到的动作并驱动运动，还利用蓝牙传输感应器传输多模块运动信息，实现单一关节运动，甚至多关节同时运动，达到个性化玩法设定的目的。
本发明所提出的毛绒玩具多向驱动器，可卡扣在任意传统静态毛绒玩具上，利用低成本的方式改造传统静态毛绒玩具，既实现了旧物改造，延长产品生命周期，又实现了一物多用的玩法，增强玩具交互性。
本发明所提出的毛绒玩具多向驱动器交互控制方法，拥有模块化设计思路、个性化玩法设定，可激发儿童在个人游戏、多角色扮演游戏中的创造力，锻炼儿童的创造性思维。
附图说明
图1为毛绒玩具多向驱动器交互控制方法流程图；
图2为毛绒玩具多向驱动器结构示意图；
图3为可卡扣机体结构示意图；
图4为联动杆最大摆动幅度示意图；
图5为毛绒玩具多向驱动器四个方向运动示意图。
附图标记说明：磁铁1、蓝牙模块2、可卡扣机体3、开关单元4、运动控制单元5、压力传感器6、加速度传感器7、联动杆8、电源单元9、伺服电机10、毛绒玩具11。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1：如图2至图5所示，这种毛绒玩具多向驱动器，包括可卡扣机体3、开关单元4、感应单元、运动控制单元5、运动驱动端和电源单元9；所述可卡扣机体3设有磁铁1；所述感应单元包括压力传感器6、蓝牙模块2和加速度传感器7；所述运动控制单元5包括单片机，连接感应单元、运动驱动端、开关单元4和电源单元9；所述开关单元4包括运动模式开关和交互运动模式开关，运动模式开关切换开关控制运动模式或交互运动模式；交互运动模式开关切换单一模块交互运动模式或多模块交互运动模式。所述运动驱动端包括联动杆8和伺服电机10；所述联动杆8为双头联动杆，分别为位于两端的长杠杆端和短杠杆端；所述长杠杆端设有齿状结构，压力传感器6设在齿状结构中，加速度传感器7设在长杠杆端中部；所述长杠杆端的端部向短杠杆端弯曲。伺服电机10的转轴连接在联动杆8靠短杠杆端一侧，所述伺服电机10和联动杆8均为两个，在可卡扣机体3闭合时，两个伺服电机10之间成正交关系。述联动杆8控制两个方向的运动，单个联动杆8的摆动幅度不大于45°。
所述可卡扣机体3为环状可折叠结构；所述磁铁1设在可卡扣机体3开口处；所述开关单元4设在可卡扣机体3表面；所述蓝牙模块2与电源单元9设在可卡扣机体3内部；所述伺服电机10嵌入环状可卡扣机体3，伺服电机10的转轴朝向可卡扣机体3所围成环状的圆心。
其中，加速度传感器7与压力传感器6感应并记录玩家对单个毛绒玩具多向驱动器输入的动态信息后，再将动态信息传输给运动控制单元，蓝牙模块2用于检测、记录和传输多个毛绒玩具多向驱动器之间的静止信息；所述运动控制单元包括单片机5，运动控制单元接收和处理感应单元感应到的动态信息与静止信息后，再将处理后的两种信息转化为控制信号控制运动驱动端的运动行为；
实施例2，如图1所示，一种毛绒玩具多向驱动器交互控制方法，具体步骤如下：
首先，玩家将单个或多个毛绒玩具多向驱动器卡扣在传统静态动物毛绒玩具的肢体部分，然后选择并打开开关单元4；
当玩家选择开关控制运动模式时，毛绒玩具多向驱动器的驱动端将按程序已设定的规律运动，实现传统静态动物毛绒玩具的肢体的自我运动，如重复性前后运动或左右运动。
当玩家选择交互运动模式并选择单一模块交互运动模式时，玩家需继续向感应单元输入动态信息，例如摆动卡扣有毛绒玩具多向驱动器的传统静态动物毛绒玩具的肢体；感应单元将负责感应与记录摆动的肢体的动态信息(包括摆动方向、摆动速度和频率)；当玩家不再向感应单元输入动态信息时，即玩具呈静止态后，运动驱动端接收运动控制单元将动态信息处理后传输的控制信号后开始运动，毛绒玩具多向驱动器将带动传统静态动物毛绒玩具的肢体重复玩家摆动时输入的动态信息。
当玩家选择多模块交互模式时，各毛绒玩具多向驱动器之间将通过蓝牙模块连接，在单一模块交互运动模式中感应单元所负责的基础上，蓝牙模块2将检测、记录各自所在的毛绒玩具多向驱动器的静止信息，并将该静止信息在多个毛绒玩具多向驱动器之间传输；当所有毛绒玩具多向驱动器都检测到静止信息时，各运动驱动端接收来自各自运动控制单元的控制信号(该控制信号来自运动控制单元处理的动态信息与静止信息)后开始运动，多个毛绒玩具多向驱动器重复运行玩家手动摆弄玩具的动作和顺序。
多模块交互运动模式也适用于多人游戏中，在多模块交互模式下，多个玩家可以同时摆弄玩具。
Claims (6)
1.一种毛绒玩具多向驱动器，其特征在于，包括可卡扣机体(3)、开关单元(4)、感应单元、运动控制单元(5)、运动驱动端和电源单元(9)；
所述可卡扣机体(3)设有磁铁(1)；所述感应单元包括压力传感器(6)、蓝牙模块(2)和加速度传感器(7)；所述运动控制单元(5)包括单片机，连接感应单元、运动驱动端、开关单元(4)和电源单元(9)；所述运动驱动端包括联动杆(8)和伺服电机(10)；
所述联动杆(8)为双头联动杆，分别为位于两端的长杠杆端和短杠杆端；所述长杠杆端设有齿状结构，压力传感器(6)设在齿状结构中，加速度传感器(7)设在长杠杆端中部；伺服电机(10)的转轴连接在联动杆(8)靠短杠杆端一侧，所述伺服电机(10)和联动杆(8)均为两个，在可卡扣机体(3)闭合时，两个伺服电机(10)之间成正交关系；
所述开关单元(4)包括运动模式开关和交互运动模式开关，运动模式开关切换开关控制运动模式或交互运动模式；交互运动模式开关切换单一模块交互运动模式或多模块交互运动模式。
2.根据权利要求1所述的毛绒玩具多向驱动器，其特征在于：所述可卡扣机体(3)为环状可折叠结构；所述磁铁(1)设在可卡扣机体(3)开口处；所述开关单元(4)设在可卡扣机体(3)表面；所述蓝牙模块(2)与电源单元(9)设在可卡扣机体(3)内部；所述伺服电机(10)嵌入环状可卡扣机体(3)，伺服电机(10)的转轴朝向可卡扣机体(3)所围成环状的圆心。
3.根据权利要求1所述的毛绒玩具多向驱动器，其特征在于：所述联动杆(8)的摆动幅度不大于45°。
4.根据权利要求1所述的毛绒玩具多向驱动器，其特征在于：所述长杠杆端的端部向短杠杆端弯曲。
5.一种毛绒玩具多向驱动器交互控制方法，用于控制权利要求1至4任一所述的毛绒玩具多向驱动器，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1：将毛绒玩具多向驱动器卡扣在毛绒玩具(11)上；
S2：切换选择运动模式开关和交互运动模式开关；运动模式开关切换选择开关控制运动模式或交互运动模式；交互运动模式开关切换选择单一模块交互运动模式或多模块交互运动模式；
S3：当运动模式开关切换为交互运动模式时，执行步骤S4；当运动模式开关切换为开关控制运动模式，则执行步骤S10；
S4：摆动放置有毛绒玩具多向驱动器的毛绒玩具(11)；
S5：感应单元记录玩家摆动毛绒玩具(11)的动态信息和静止信息至运动控制单元(5)；
S6：当交互运动模式开关切换为多模块交互运动模式时，执行步骤S7；当交互运动模式开关切换为单一模块交互运动模式，则执行步骤S9；
S7：蓝牙模块(2)传输多个毛绒玩具多向驱动器的运动信号至运动控制单元(5)；
S8：运动控制单元(5)记录多个驱动器的运动信号顺序；
S9：当感应单元记录了一定时长的静止信息，进入步骤S10；否则回到步骤S5；
S10：当运动模式开关为交互运动模式时，运动控制单元(5)按感应单元记录的动态信息和静止信息发送控制信号至运动驱动端；当运动模式开关为开关控制运动模式时，运动控制单元(5)按预设的动态信息和静止信息发送控制信号至运动驱动端；
S11：运动驱动端驱动毛绒玩具(11)运动。
6.根据权利要求5所述的毛绒玩具多向驱动器交互控制方法，其特征在于：所述步骤S1中毛绒玩具多向驱动器卡扣在毛绒玩具(11)的肢体部位上。
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