CN1586693A - 智能玩具机器人 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种智能玩具机器人，包括：外壳、两个独立控制的车轮、多个红外线发射接收模组、红外遥控发射信号射击器、轮子速度速检测装置，设置模式按钮等组成，所述的多个红外线发射接收模组置于不同朝向分布于壳体的各侧，两个独立控制的车轮置于外壳的下方与轮子速度速检测装置连接。本发明的智能玩具机器人它能自动识别有一定距离的障碍物并且计算出两者之间距离，同时绕开它自我调节速度地自由行走，而且不需要人为控制，在此基础上也增加了一套射击功能、报警功能、呼叫功能、非接触式音乐编辑功能，增强了使用者的娱乐兴趣。

Description

智能玩具机器人

技术领域

本发明专利涉及一种智能玩具机器人，尤其是指一种能够与人产生互动的智能玩具机器人。

背景技术

目前，在智能玩具领域里有各种各样的新型智能机器人玩具，诸如电动机器人玩具、智能电子机器人等，对于其操纵方式，通常都是通过遥控器来控制它行走方向，而玩具及机器人本身却不能识别它前面离它有一定距离的障碍物(如墙壁、楼梯、行人、桌子、椅子等障碍物)，也不能绕开它而独立自由行走，由于玩具及机器人本身与人之间不具备互动关系，都是采用人为的操控方式，所以在实际使用中，此类玩具及机器人使用寿命不长，易被淘汰，长时间使用后，主人一般不会再对它产生使用兴趣。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术存在的不足，而提供一种新型的智能玩具机器人，它能自动识别有一定距离的障碍物并且计算出两者之间距离，同时绕开它自我调节速度地自由行走，而且不需要人为控制，在此基础上也增加了一套射击功能、报警功能、呼叫功能、非接触式音乐编辑功能，增强了使用者的娱乐兴趣。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案包括：外壳、两个独立控制的车轮、多个红外线发射接收模组、红外遥控发射信号射击器、轮子速度速检测装置，设置模式按钮等组成，所述的多个红外线发射接收模组置于不同朝向分布于壳体的各侧，两个独立控制的车轮置于外壳的下方与轮子速度速检测装置连接。

所述的红外线发射接收模组由红外线发射管、红外发射接收套，红外线接收头组成。红外线发射管、红外线接收头嵌在红外发射接收套内，由于红外线发射管嵌在红外发射接收套内，红外线不会立刻成大角度向周围发射，而是在红外发射接收套内形成了一束红外线向外直线发射，另外由于红外线接收管也嵌在红外发射接收套内，所以外界信号只有正向地直线反射到发射接收套时，红外线接收头才能接受到，而其他方向的信号则被发射接收套挡住而无法传到红外线接收头上。红外线发射管、红外线接收头两者被红外发射接收套隔离，使红外线发射管中出来的红外线不会在红外发射接收套内传到红外线接收头，而是通过外界物体反射之后传到红外线接收头。

红外线定向发射接收实现方法：在上述技术条件存在的前提下，通过“红外线发射接收套”来控制红外线传输的空间路径，即缩小红外线传输的空间范围，使之直线型发出，遇到物体直线型折射返回；

物体距离检测实现方法：在以上红外线定向发射接收存在的前提下，通过红外线发射接收模组内的红外线发射管发射出一组从弱逐渐变强固定时间长度的红外线信号，该组信号经过物体表面反射后，反应到红外线发射接收模组的红外线接收器的输出信号，该输出信号时间长度则反应出物体与机器人之间的距离。

当前自我行走的方向定位与速度调节实现方法：在以上红外线定向发射接收、物体距离检测存在的前提下，根据机器人壳体上的红外线发射接收模组的定位，红外线发射接收模组前下部定位于机器人左方、中方、右方位置，红外线发射接收模组前中部定位于机器人的左方、右方位置，红外线发射接收模组前上部定位于机器人的前中上部位置，并向下倾斜一定角度。根据机器人壳体上这些不同位置的红外线发射接收模组来确定物体距离机器人的距离以及物体相对机器人的位置，根据机器人身边各物体的分布情况来控制两个可独立控制的前轮，达到改变行走方向避开障碍物的目的，同时根据距离障碍物的远近来调节速度的大小。

本发明专利的有益效果在于，通过本发明所述的各部件组成的智能玩具机器人，基于上述的原理和软件编程的支持下，还可以在此基础上实现射击功能：时间限定射击模式、精确射击模式、限时精确射击模式，通过上述的红外线发射接收模组在壳体上的分布及微电脑时间控制，与红外遥控发射信号射击器来实现这三种射击功能；报警功能：通过上面的红外线定向发射接收、物体距离检测存在来检测机器人前面与后面的可识别的物体的位置与距机器人的距离变化，产生报警模式。机器人一旦接触到一组特殊(通过红外线编码)的信号，它将会朝着信号的发射方向行走，同时避开前面的障碍物，如果这种信号源源不断地存在，则机器人始终朝着信号的发射方向行走，该信号一旦消失，则机器人不受约束地自由行走。本发明还可以通过各红外线发射接收模组来检测前面2-10厘米的范围内是否有遮挡物而发出不同的音符(音乐声音由软件实现)，并且记录下各音符的发音间隔，以及产生的音符与发音间隔组成的整首音乐。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明红外线发射接收模组结构放大示意图

图3是图2的分解状态结构示意图

图4是本发明电路实现框架图

图5是本发明红外线发射接收模组电路图

图6是本发明控制信号输出波型

图7是本发明近距离障碍物接收信号输出波型

图8是本发明中距离障碍物接收信号输出波型

图9是本发明远距离障碍物接收信号输出波型

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明具体实施方式进一步阐述，如图1中所示，本发明包括：外壳1、两个独立控制的车轮2、多个红外线发射接收模组3、红外遥控发射信号射击器、轮子速度速检测装置、设置模式按钮等组成，多个红外线发射接收模组3置于不同朝向并分布于外壳1的各侧，两个独立控制的车轮2置于外壳1的下方与轮子速度速检测装置连接。如图2、图3所示，红外线发射接收模组3由红外线发射管31、红外发射接收套32，红外线接收头33组成。红外线发射管31、红外线接收头33嵌在红外发射接收套32内。由于发射接收模组3定位于机器人外壳的适当部位，主要用来识别相对机器人来说是否存在栏杆一类的障碍物及计算其距离，根据障碍物的分布决定行走方向及速度，发射接收模组3也可向下倾斜一定角度，用来识别相对机器人来说是否存在向下的斜坡如楼梯，没有栏杆的阳台等；红外线发射接收模组3如排列在壳体1的右、左、后侧的，主要用于红外遥控发射信号射击器射击作的靶；红外线发射接收模组3排列于壳体后部的，还可以用来主要用来识别相对机器人来说后面的障碍物及计算其距离，根据障碍物的分布决定行走方向及速度，红外线发射接收模组电路图如图4所示。如图3所示，在红外线发射接收模组3存在的基础上，通过障碍物检测微电脑来发射多路障碍物检测信号(如图5所示)，分时间接收每个通道外界障碍物反射来的检测信号(如图6、图7、图8)与遥控器发射来的射击信号或呼叫信号(射击信号占空比为50％红外线载波，呼叫信号为一固定长度的红外线载波)，然后障碍物检测微电脑将根据每个通道的检测到的信号时间长度转化为当前障碍物的距离，再根据各通道接收到的障碍物距离来决定两个轮子的方向与速度大小的数据，最后将这些分析计算来的数据传递到主控微电脑。主控微电脑根据这些数据来决定两个马达的转向同时利用脉宽调制的方式来控制马达的速度大小，主控微电脑通过喇叭控制电路，LED灯光控制电路来控制声音与灯光效果，同时根据控制车轮速度检测电路来测试当前轮子2的速度从而避免被卡住而失去控制。

本发明的智能玩具机器人构思新颖，设计独特，在日常生活中使用时能减少我们日常生活的工作量，同时给我们带来很多的方便与乐趣，可大量投入生产。

上述的举例是为了进一步描述本发明，并不局限于此，基于本发明所述原理的各种变化均落在权利要求范围内。

Claims (6)

1、一种智能玩具机器人，包括：外壳、两个独立控制的车轮、多个红外线发射接收模组、红外遥控发射信号射击器、轮子速度速检测装置、设置模式按钮等组成，其特征在于：所述的多个红外线发射接收模组置于不同朝向分布于壳体的各侧，两个独立控制的车轮置于外壳的下方与轮子速度速检测装置连接。

2、根据权利要求1所述的智能玩具机器人，其特征在于：所述的红外线发射接收模组由红外线发射管、红外发射接收套，红外线接收头组成，红外线发射管、红外线接收头嵌在红外发射接收套内。

3、根据权利要求1、2所述的智能玩具机器人，其特征在于：壳体上的红外线发射接收模组的定位分布情况是：机器人前下部左方、中方、右方位置，机器人前中部左方、右方位置，机器人前上部的前中上部以及机器人后下部位置，同时在机器人的左中部、右中部及后中部分别固定一个红外线接收器，再结合红外线发射接收模组的定位分布从而分别出外界红外线信号源的位置。

4、根据权利要求1、2所述的智能玩具机器人，其特征在于：红外线定向发射接收实现方法是：通过红外线发射接收套来控制红外线传输的空间路径，即缩小红外线传输的空间范围，使之直线型发出，遇到物体直线型折射返回。

5、根据权利要求1、2所述的智能玩具机器人，其特征在于：物体距离检测实现方法：通过红外线发射接收模组内的红外线发射管发射出一组从弱逐渐变强固定时间长度的红外线信号，该组信号经过物体表面反射后，反应到红外线发射接收模组的红外线接收器的输出信号，该输出信号时间长度则反应出物体与机器人之间的距离。

6、根据权利要求1、2所述的智能玩具机器人，其特征在于：当前自我行走的方向定位与速度调节实现方法：在以上红外线定向发射接收、物体距离检测存在的前提下，根据机器人壳体上的红外线发射接收模组的定位，来确定物体距离机器人的距离以及物体相对机器人的位置，根据机器人身边各物体的分布情况来控制两个可独立控制的前轮，达到改变行走方向避开障碍物的目的，同时根据距离障碍物的远近来调节速度的大小。

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