CN1328721A - 机器人装置及其充电方法和系统、充电装置、记录介质 - Google Patents
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Abstract
一种安装有充电电池的机器人,该机器人被设计成:当对该充电电池充电时,根据充电量的增加执行预定动作。这种机器人允许根据其动作识别充电状态,同时提供某些娱乐性。
Description
技术领域
本发明涉及机器人装置的充电系统、机器人装置、充电装置、用于机器人装置的充电方法和记录介质，更具体讲，涉及例如行走机器人。
技术背景
按照惯例，需要的设备包括充电电池和给充电电池自身充电的充电装置。常见的充电装置一般通过使LED(发光二极管)发光来通知这些充电电池充电过程的开始和完成。
可是，在利用使LED发光来通知充电完成或其他情况的系统中，缺少提起注意的功能并且充电已经完成的情况不易被用户发现，因此，存在这样一个问题，即在被发现之前，不需要的充电可能会持续很长时间，导致浪费很多电能。
近几年来，各种用充电电池作为电源驱动的娱乐机器人已经投入商业生产。但是，那些娱乐机器人是这样设计的，在充电电池被充电时，不做任何动作或表演，因而出现的问题是在充电期间会使用户感到无聊，从而影响娱乐性。
本发明的披露
本发明是针对上述几个问题提出的，目的是提出能够清楚地表示充电状态的机器人装置的充电系统、机器人装置、充电装置、用于机器人装置的充电方法和记录介质，另一方面，通过减少充电期间的乏味来增加娱乐性。
为了解决这些问题，按照本发明，在机器人装置充电系统中，当机器人装置中的充电电池被充电时，使机器人装置根据充电电池中的充电量来做预定的动作。因此，在这种机器人装置充电系统中，用户可以根据机器人装置的动作了解充电电池的充电状态，并且，表现出很高的提起注意充电电池充电情况的能力。同时，可以减少充电期间机器人装置的乏味，从而获得上佳的娱乐性。
此外，按照本发明，当安装在机器人装置上的充电电池被充电时，根据充电电池中的充电量，使机器人装置做出预定的动作。因此，在这种机器人装置中，用户可以根据机器人装置的动作了解充电电池的充电状态，并且，表现出很高的提起注意充电电池充电情况的能力。同时，可以减少充电期间机器人装置的乏味，从而获得上佳的娱乐性。
此外，按照本发明，在用于给安装在机器人装置上的充电电池充电的充电装置中，当给充电电池充电时，根据充电电池中的充电量，使机器人装置做出预定的动作。因此，按照这种充电装置，用户可以根据机器人装置的动作了解充电电池的充电状态，并且，表现出很高的提起注意充电电池充电情况的能力。同时，可以减少充电期间机器人装置的乏味，从而获得上佳的娱乐性。
此外，按照本发明，在用于给安装在机器人装置上的充电电池充电的充电方法中，当给充电电池充电时，根据充电电池中的充电量，使机器人装置做出预定的动作。因此，按照这种机器人装置的充电方法，用户可以根据机器人装置的动作了解充电电池的充电状态，并且，表现出很高的提起注意充电电池充电情况的能力。同时，可以减少充电期间机器人装置的乏味，从而获得上佳的娱乐性。
此外，按照本发明，将对机器人装置实施上述充电方法的控制程序记录在记录介质中。因此，按照这种记录在记录介质中的控制程序，用户可以根据机器人装置的动作了解充电电池的充电状态，并且，表现出很高的提起注意充电电池充电情况的能力。同时，可以减少充电期间机器人装置的乏味，从而获得上佳的娱乐性。
此外，按照本发明，对机器人装置提供有：用于生成动作的动作生成装置、用于检测被摇动的预定区域的检测装置、以及以如下方式控制动作生成装置的控制装置，即，在停止生成任何动作的状态下，当根据检测装置的检测结果识别出被摇动的预定范围时，控制装置控制动作生成装置开始生成动作。因此，该机器人装置能够给用户一种活物的印象，给用户一种如狗和猫等宠物一样亲切或可爱的感觉，由此能够获得上佳的娱乐性。
本发明附图的简要说明
图1是示出了按照本实施例的行走机器人结构的透视图；
图2是用于说明图1中示出的行走机器人的充电系统的透视图；
图3是示出了充电座结构的透视图；
图4是示出了图1中示出的行走机器人腹部表面形状的底视图；并且
图5是示出了用于图2中示出的充电系统的电路结构的框图。
本发明的最好实施方式
下文中，将参照附图详细描述按照本发明的实施例。
(1)本实施例的行走机器人的结构
图1示出了一个仿照四脚动物如狗和猫制造的小型行走机器人1。行走机器人1的结构是：头3通过头关节4安装在躯干2的前端，可以在上下、左右两个方向上自由转动；尾5通过尾关节6安装在躯干2的后部，可以在上下、左右两个方向上自由转动；两个前肢7A、7B和两个后肢7C、7D通过肩关节9A至9D和膝关节10A至10D安装在躯干2的前后两侧，可以在上下、左右两个方向上自由转动。
在躯干2内部，安装有主控制器11，主控制器11由用于集中控制后面说明的控制器的微处理器、电话单元(没有示出)、用于检测行走机器人在三个轴(X-轴、Y-轴和Z-轴)方向上的加速度的加速度传感器12以及其他装置组成。另外，在头3上，安装有接触传感器13、CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机14、扬声器15、麦克风17、红外线控制器18或其他此类装置。
主控制器11全面驱动包括前肢7A和7B以及后肢7C和7D的四肢进行伸缩，由此，行走机器人1能够靠自己的动力躺下或站起。通过使前肢7A和7B以及后肢7C和7D完成行走动作，行走机器人1能够靠自己的动力行走。
此外，行走机器人1的结构是这样的：当主控制器11驱动头3和尾5时，行走机器人1能够上下、左右地摇动头3和摆动尾5来表现与四脚动物如狗和猫相似的动作。
相似地，当用户触摸头3上的接触传感器13时，行走机器人能够通过摇动头3或摆动尾5来表现快乐的动作，能够抬起前肢7A和7B中的一个对“给我一个爪子”做出反应。
此外，该行走机器人1能够通过主控制器11根据CCD摄像机14的输出识别例如行走中的任何障碍，从而避开障碍，安全地走到目的地，并且在主控制器11的控制之下，在电话通信期间，将通过CCD摄像机14输入的用户的面容传输给线路另一端的人。
此外，行走机器人1能够通过扬声器15发出如狗和猫等动物的叫声，如：“汪汪(bow-wow)”、“喵(mew)”，还能够通过红外线控制器18控制各种红外线控制设备如：电视机和录像机等。
(2)用于行走机器人1的充电系统的结构
下面参照附图2至5描述充电系统的结构，该充电系统包括给安装在行走机器人1上的充电电池30(见图5)充电的充电座20以及与给行走机器人1充电有关的部件，对充电电池30的描述见下文。
如图3所示，在充电座20上部中间部位有一个凹槽部分20A，其形状和尺寸与行走机器人1的躯干2的底部完全相同，还有一个用于提供电能的连接器(所谓的接线端)21布置在凹槽部分20A中的预定位置。
在充电座20的前端有LED(后文称之为充电状态指示LED)22，用于如后文所述用颜色来通知“充电进行中”和“充电完成”。在充电座20里面，安装有充电电路23(见图5)、充电控制器24(见图5)或图5中示出的其他装置。
另一方面，如图5所示，在行走机器人1的躯干2里面安装有：作为头关节4(见图1)的驱动装置的头部驱动单元32以及作为其控制装置的头部驱动控制器33；作为尾关节6(见图1)的驱动装置的尾部驱动单元34以及作为其控制装置的尾部驱动控制器35；在前肢7A和7B以及后肢7C和7D中的肩关节9A至9D(见图1)，作为膝关节10A至10D的驱动装置的腿部驱动单元36以及作为其控制装置的腿部驱动控制器37；用于为各种声音如叫声生成声音信号的声音处理单元38，在主控制器11的控制下，将声音信号传送到扬声器15；还包括充电电池30和电源控制器31。
在行走机器人1的躯干2的腹部，在与图4所示的充电座20的连接器21(见图3)相对应的预定位置安装有连接器40，如图2所示，行走机器人1的躯干2置于充电座20的凹槽部分20A中，由此将行走机器人1和充电座20结合在一起，通过行走机器人1的连接器40和充电座20的连接器21实现电连接，如图5所示。
当行走机器人1如上述被置于充电座20上时，行走机器人1中的主控制器11根据预先储存在安装在行走机器人1中的存储器11A中的控制程序，分别控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35和腿部控制器37，从而按照需要驱动头部驱动单元32、尾部驱动单元34和腿部驱动单元36，由此使行走机器人1在充电期间做出表示虚弱的姿势：低下头3、垂下尾5、并垂下前肢7A和7B以及后肢7C和7D。
同时，在充电座20中，充电电路23开始通过行走机器人1的电源控制器24向行走机器人1中的充电电池30提供电能，即，开始充电，并且充电控制器24使充电状态指示LED22发出表示充电已经开始的橙色光。
经过一段预定时间之后，当给行走机器人1中的充电电池30的充电完成时，由电源控制器31向主控制器11输出充电完成信号，直到此时，电源控制器31一直监测充电电池30的充电状态(充电量)，并且主控制器11向充电座20的充电控制器24输出充电完成信号。结果，在充电控制器24的控制下，充电状态指示LED22由冷色变成绿色。
同时，行走机器人1的主控制器11根据储存在存储器11A中的控制程序，控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35、腿部驱动控制器37和/或声音处理单元38，从而使行走机器人1做出通知充电完成的姿势。
作为这种通知充电完成的姿势，当头部驱动控制器33驱动头部驱动单元32时，将实际做出向上抬起头3这样的头部抬高动作或使头3做出上下摇动的姿势(方向如图2中的箭头a所示)；当尾部驱动控制器35驱动尾部驱动单元34时，使尾5做出上下摆动(方向如图2中的箭头b所示)或左右摆动的姿势(方向如图2中的箭头c所示)；当腿部驱动控制器37驱动腿部驱动单元36时，向上抬起前肢7A和7B(方向如图2中的箭头d所示)，使前肢上下和左右摇动(方向如图2中的箭头e所示)，或着将前肢7A和7B以及后肢7C和7D全部伸直，抬起躯干2；当声音处理单元38生成输出到扬声器15的声音信号时，根据该声音信号，通过扬声器15发出动物的叫声如“汪汪”和“喵”或此类声音。
此时，就这一点来说，不仅能够结束只用一个姿势通知充电完成的姿势，而且能够连续做出多种姿势的连续动作。当做出将前肢7A和7B以及后肢7C和7D全部伸直从而抬起躯干2的姿势时，可以将躯干2抬到充电座20之上，从而靠其自身的动力从充电座20的连接器21(见图3)中退出，并且随后，靠其自身的动力做出行走动作，从而退出充电座20。
此外，在上述通知充电完成的姿势被做出之后，再经过一段预定的时间，行走机器人1中的主控制器11按照需要控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35、腿部驱动控制器37和/或声音处理单元38，就此终止行走机器人1的动作。
此外，当随后根据加速度传感器12的输出，确定躯干2已经被摇动时，主控制器11根据储存在存储器11A中的控制程序，开始控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35、腿部驱动控制器37和/或声音处理单元38，从而做出：由头部驱动单元32驱动，向上抬起头3的动作；由尾部驱动单元34驱动，上、下、左、右摆动尾5的动作；抬起前肢7A和7B，将其上下摆动的动作；通过扬声器15产生动物叫声的动作以及其他动作。
如此，在行走机器人1的动作停止之后，当躯干2被摇动时，行走机器人1开始活动，就象它睡醒了一样。
(3)本实施例的动作和效果
在上述的设计中，行走机器人1在充电期间做出通知虚弱的姿势：它会低下头3、垂下尾5、并垂下前肢7A和7B以及后肢7C和7D。然后，在充电完成之后，行走机器人1做出充电完成姿势：它会活动头3、尾5、前肢7A和7B和/或后肢7C和7D，并且发出动物的叫声。
在充电完成时，行走机器人1以这样的方式做出表示充电完成的姿势，用户因此能够根据姿势和动作和变化，清楚地知道充电完成。
换句话说，在充电完成时，行走机器人1能够以用其姿势和动作的变化明显地使用户注意到充电已经完成，并能够表现出很高的提起注意的能力。此外，这样一来，也能改善娱乐性。
在充电完成之后，再经过一段预定的时间，当行走机器人1停止其动作然后躯干2又被用户或其他人摇动时，这种摇动被加速度传感器12检测到，行走机器人1就象睡醒似的开始活动。因此，行走机器人1能够给用户一种活物的印象，给用户一种如宠物一样亲切或可爱的感觉。
按照上述设计，在充电完成时，使行走机器人1做出充电完成姿势：使头3、尾5、前肢7A和7B和/或后肢7C和7D活动并且发出动物的叫声，由此用户能够根据行走机器人1的姿势和动作的变化，清楚地知道充电完成。
由于在动作停止的状态下，当躯干2被摇动时会使行走机器人1开始活动，因此能够使行走机器人1产生活物的印象。这样，可以给用户一种如宠物一样亲切或可爱的感觉，获得上佳的娱乐性。
(4)其他实施例
就这一点来说，在上述实施例中，已经描述了将本发明应用到图1所示设计的四足行走型行走机器人1的情况，但是，本发明并不仅限于此，而是可以广泛地应用于使用轮子的移动型机器人以及其它各种机器人装置。
此外，在上述实施例中，已经描述了在充电完成之后，再经过一段预定的时间，使行走机器人1简单地停止动作的情况，但是本发明不限于此，而是可以将动作停止在这样的状态，做出看上去就象动物如狗和猫睡觉一样的姿势。
此外，在上述实施例中，作为表明充电完成的姿势，已经描述了做出如向上抬起头3的动作或上下摇动头3的姿势；上、下、左、右摆动尾5的姿势；将前肢7A和7B向上抬起，并上下摆动和左右摆动，或将前肢7A和7B以及后肢7C和7D全部伸直从而抬起躯干2的姿势；发出动物叫声如“汪汪”和“喵”的姿势或此类姿势。但是，本发明并不仅限于此，可以不用这些姿势而采用其它任何姿势作为表示充电完成的姿势。作为表示充电完成的姿势，可以广泛使用其它各种姿势，只要这种姿势可以清楚地使用户知道充电完成就行。
此外，在上述实施例中，已经描述了在充电电池30被充电的时候，使行走机器人1做出虚弱的姿势，并且在充电电池30完成充电时，做出表明充电完成的姿势。但是，本发明并不仅限于此，行走机器人1的运行状态(动作的速度、动作的数量、叫声的大小、叫声的内容等等)可以按照这样的方式逐渐改变，例如，根据充电电池30中的充电量，使行走机器人1随着充电量的增加而逐渐活跃起来。
此外，在上述实施例中，已经描述了将控制行走机器人1动作的控制程序预先储存在主控制器11当中的存储器11A中的情况，但是，本发明并不仅限于此，除了存储器以外，还可以广泛地应用其它各种记录介质。
此外，在上述实施例中，已经描述了下述情况：主控制器11以这样的方式控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35、腿部驱动控制器37和声音处理单元38，即，在充电完成之后，行走机器人1根据来自电源控制器31的充电完成信号做出充电完成姿势(动作)。但是，本发明并不仅限于此，在充电电池30的充电完成之后，充电座20的充电控制器24根据来自电源控制器31的充电完成信号，向行走机器人1的主控制器11传送充电完成信号，并且主控制器11根据充电完成信号以这样的方式控制头部驱动控制器33、尾部驱动控制器35、腿部驱动控制器37和声音处理单元38，即，行走机器人做出充电完成姿势。
此外，在上述实施例中，已经描述了下述情况：当在行走机器人1已经停止动作的情况下躯干2被摇动时，行走机器人1开始活动。但是，本发明并不仅限于此，举例来说，可以以这样的方式在头3和前肢7A和7B而不是在躯干2安装加速度传感器，即，当头3和前肢7A和7B被摇动时，行走机器人1象睡醒了一样开始活动。
此外，在上述实施例中，已经描述了作为充电完成姿势，通过扬声器15发出如“汪汪”和“喵”等叫声的情况。但是，本发明并不仅限于此，还可以发出蜂鸣器声或其它任何简单的声音。
工业应用性
本发明可以应用在包括娱乐机器人在内的各种机器人及其充电装置上。
Claims (36)
1.一种机器人装置的充电系统，包括：
一个安装有充电电池的机器人装置，和
一个用于给安装在所述机器人装置上的所述充电电池充电的充电装置，
其特征在于，所述机器人装置根据用所述充电装置给所述充电电池充电时，所述充电电池的充电量，做出预定的动作。
2.如权利要求1所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有可动部分并且所述预定动作是移动所述可动部分的动作。
3.如权利要求2所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述预定动作是：在所述充电电池完成充电时，通过移动所述可动部分将所述机器人装置的姿势从充电期间的第一个姿势改变为通知完成充电的第二个姿势。
4.如权利要求1所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述预定动作是通知所述充电电池完成充电的动作
5.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述预定动作是一个连续动作。
6.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有头，并且所述预定动作是一个抬起所述头的动作。
7.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有前肢和后肢，并且所述预定动作是一个抬起所述前肢的动作。
8.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有尾，并且所述预定动作是一个摆动所述尾的动作。
9.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有腿，并且所述预定动作是一个抬起所述腿的动作。
10.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有扬声器，并且所述预定动作是一个通过所述扬声器发出声音的动作。
11.如权利要求4所述的机器人装置的充电系统，其特征在于，所述机器人装置具有用于生成预定声音的声音生成装置和一个扬声器，并且所述预定动作是一个通过所述扬声器输出由所述声音生成装置生成的所述声音的动作。
12.一种机器人装置，其特征在于，在给安装在其上的充电电池充电时，根据所述充电电池的充电量做出预定动作。
13.如权利要求12所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有可动部分并且所述预定动作是移动所述可动部分的动作。
14.如权利要求13所述的机器人装置，其特征在于，所述预定动作是：在所述充电电池完成充电时，通过移动所述可动部分将所述机器人装置的姿势从充电期间的第一个姿势改变为通知完成充电的第二种姿势。
15.如权利要求12所述的机器人装置，其特征在于，所述预定动作是通知所述充电电池完成充电的动作。
16.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述预定动作是一个连续动作。
17.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有头，并且所述预定动作是一个抬起所述头的动作。
18.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有前肢和后肢，并且所述预定动作是一个抬起所述前肢的动作。
19.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有尾，并且所述预定动作是一个摆动所述尾的动作。
20.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有腿，并且所述预定动作是一个抬起所述腿的动作。
21.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有扬声器，并且所述预定动作是一个通过所述扬声器发出声音的动作。
22.如权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置具有用于生成预定声音的声音生成装置和一个扬声器，并且所述预定动作是一个通过所述扬声器输出由所述声音生成装置生成的所述声音的动作。
23.一种用于给安装在机器人装置上的充电电池充电的充电装置，其特征在于，在给所述充电电池充电时，使所述机器人装置根据所述充电电池的充电量做出预定动作。
24.如权利要求23所述的充电装置，其特征在于，当所述充电电池完成充电时，使所述机器人装置做出所述预定动作。
25.如权利要求23所述的充电装置，其特征在于，所述预定动作是通知所述充电电池完成充电的动作。
26.一种用于给安装在机器人装置上的充电电池充电的机器人装置的充电方法，其特征在于，在给所述充电电池充电时，使所述机器人装置根据所述充电电池的充电量做出预定动作。
27.如权利要求26所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，当所述充电电池完成充电时，使所述机器人装置做出预定动作。
28.如权利要求26所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述预定动作是通知所述充电电池完成充电的动作。
29.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有头，并且所述预定动作是一个抬起所述头的动作。
30.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有前肢和后肢，并且所述预定动作是一个抬起所述前肢的动作。
31.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有尾，并且所述预定动作是一个摆动所述尾的动作。
32.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有腿，并且所述预定动作是一个抬起所述腿的动作。
33.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有扬声器，并且所述预定动作是一个通过所述扬声器发出声音的动作。
34.如权利要求28所述的机器人装置的充电方法，其特征在于，所述机器人装置具有用于生成预定声音的声音生成装置和扬声器，并且所述预定动作是通过所述扬声器输出由所述声音生成装置生成的所述声音的动作。
35.一种记录介质，其中记录了由权利要求26至34规定的机器人装置的充电方法中的至少一种方法。
36.一种机器人装置，包括：
用于生成动作的动作生成装置；
用于检测被摇动的预定区域的检测装置；以及，
用于控制所述动作生成装置的控制装置，其特征在于，在停止做出所述动作的状态下，当根据所述检测装置检测的结果识别出所述被摇动的所述预定区域时，所述控制装置控制所述动作生成装置开始生成所述动作。
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