CN1697671B - 模型用行走装置、和具备该行走装置的模型及遥控玩具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模型行走装置(6)，具备：一对马达(7)；由一对马达(7)各自驱动的左右一对车轮(8)；以及，依据接收的有关速度及方向的指示对一对马达(7)各自的动作进行控制的控制装置(20)，其中控制装置(20)，控制一对马达(7)，当指示的速度(Vm)处于低速域(L、M)期间，一对马达(7)按照指示的方向交替旋转；当指示的速度处于比低速域高的高速域(H)期间，一对马达(7)按照指示的方向同时旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于应用于遥控玩具等中的模型用行走装置。
背景技术
作为遥控玩具的模型中嵌入的模型用行走装置，公知一种行走装置，其左右一对车轮分别由不同的马达驱动，根据各个马达的速度差改变模型的前进方向。(参照特开2002-238083号公报以及特开2003-053055号公报)
发明内容
现有的行走装置，仅在模型的前进方向变化时才产生马达的旋转速度差，在指示纵直前进的情况下左右的马达以相等的速度驱动。为此，模型在模仿汽车等的情况下还可以，但却不能良好地表现人或动物两腿步行的样子。
因此，本发明的目的在于：提供一种利用令左右车轮独立来进行驱动的结构，能够实现包含两腿步行的特征的行走动作的行走装置、和利用该装置的模型及遥控玩具。
本发明通过以下的手段来解决所述的问题。
本发明的第1模型用行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和依据接收的关于速度及方向的指示对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，所述驱动控制模块，对所述一对马达进行控制，实现当指示的速度处于低速域期间，使所述一对马达按照指示的方向交替旋转；当所述指示的速度处于比所述低速域高的高速域期间，使所述一对马达按照指示的方向同时旋转。
通过该第1模型用行走装置，当指示了低速域的速度时，使左右车轮交替旋转、以令模型一边左右摇摆着一边按照指示的方向前进。这样模型就能够表现出宛如两只脚交替迈出身体左右摇摆着前进的样子。另一方面，当指示了高速域的速度时，模型不那样左右摇摆，而是表现出按照指示的方向笔直前进的样子。这样通过使模型的前进方式变化，与单纯增减速度的情况相比，能够实现具有两腿步行的特征的独特的步行。
本发明的第1模型用步行装置中，若所述指示的速度，在所述低速域内由低速侧向高速侧变化，所述驱动控制模块，可将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。切换马达旋转的周期越短、模型左右摇摆的动作就以越快的节拍进行，从而模型能够更逼真地表现出急促的样子。
本发明的第2模型用行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和依据接收的关于速度及方向的指示对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现令所述一对马达按照指示的方向交替旋转的同时，若所述指示的速度，由低速侧向高速侧变化，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
所述第2模型用行走装置中，通过使左右的车轮交替旋转，能够使模型表现出宛如两条腿交替迈出身体左右摇摆着前进的样子。并且，当指示的速度从低速侧变化到高速侧时，将切换各马达旋转的周期缩短至比低速侧短、以使模型左右摇摆的动作按照更快的节拍进行。这样，模型当处于低速侧时，能够表现出身体左右摇摆着缓慢步行的样子；当处于高速侧时，能够表现出按照很快的节拍步行的样子。
在本发明的各模型用行走装置中，所述指示的速度越高，所述驱动控制模块，可令驱动中的所述马达的旋转速度越高。优选通过结合速度的增与减，能令与模型移动的样子中相关的缓急变得更明确。
还有，本发明的各模型用行走装置，能够适用于模拟两腿步行型的生物或者机械的模型。若应用于这样的模型中，结合模型的外观和步行的特征，能够给用户模型是在两腿步行这种很强的印象。
本发明的第1遥控玩具，是一种具备：生成与用户的操作对应的控制信号，并进行发送的控制器；和，具有被由所述控制信号遥控的行走装置的模型的遥控玩具，所述行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和根据由所述控制信号指定的所述速度及方向的指示，对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现当指示的速度处于低速域期间，使所述一对马达按照指示的方向交替转动；当所述指示的速度处于比所述低速域高的高速域期间，使所述一对马达按照指示的方向同时转动。
第1遥控玩具，通过具有所述的第1模型用行走装置，使模型的前进方式在低速指示时和高速指示时变化，这样与单纯地增减速度的情况相比，能够表现出具有两腿步行的特征的独特的步行。
本发明的第1遥控玩具中，若所述指示的速度，在所述低速域内由低速侧向高速侧变化，所述驱动控制模块，可将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
本发明的第2遥控玩具，是一种具备：生成与用户的操作对应的控制信号，并进行发送的控制器；和，具有被由所述控制信号遥控的行走装置的模型的遥控玩具，所述行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和根据由所述控制信号指定的所述速度及方向的指示，对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现令所述一对马达按照指示的方向交替旋转的同时，若所述指示的速度，由低速侧向高速侧变化，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
第2遥控玩具，通过具有所述的第2模型用行走装置，使模型的摇摆动作的周期在高速侧比在低速侧短，模型在低速侧能够表现出身体左右摇摆着缓慢步行的样子，在高速侧能够表现出以较快的节拍步行的样子。
本发明的各遥控玩具中，所述指示的速度越高，所述驱动控制模块，可令驱动中的所述马达的旋转速度越高。还有，所述模型可模仿两腿步行类型的生物或者机械。这样所带来的优点，正如已经对所述模型用行走装置说明的相同。
如以上说明所述，通过本发明，通过将令左右车轮交替旋转的状态、和令各车轮同时旋转的状态分开，或者通过变化左右车轮之间交替旋转的周期，能够使模型表现宛如两条腿交替迈出、身体左右摇摆着前进的样子，并且，令该前进方式对应指示速度变化。因此，利用将左右的车轮独立驱动的结构，能够令模型作出恰如两腿步行的行走动作。
附图说明
图1为表示应用本发明的遥控玩具的概略图
图2表示从控制器发送的控制信号的一例。
图3为用于使图1的模型行走的控制系统的块图。
图4为将用图3的控制系统参照的速度表的内容以曲线图形式表示的图。
图5为将用图3的控制系统参照的周期表的内容以曲线图形式表示的图。
图6表示参照速度表及周期表取得的指示速度及周期、与各马达的旋转速度之间的对应关系的一例。
图7A为表示处于速度范围L时的控制装置实施马达的旋转控制时、模型前进的样子的指示图。
图7B为表示处于速度范围M时的控制装置实施马达的旋转控制时、模型前进的样子的指示图。
图7C为表示处于速度范围H时的控制装置实施马达的旋转控制时、模型前进的样子的指示图。
图8为表示为了实现马达的驱动控制、控制装置执行的速度控制流程的流程图。
具体实施方式
图1表示将本发明的模型用行走装置应用于遥控玩具1的一种形式。遥控玩具1具备控制器2和模型3。控制器2中，作为为了使模型3行走而让用户操作的操作部件，设置有：用于指示模型3的行走方向及速度、从给定的中立位置向图1的上下方向操作的左摇杆2a；和，用于使模型3的前进方向左右变化、从给定的中立位置向图1的左右方向操作的右摇杆2b。控制器2，内置由微机(microcomputer)组成的控制装置(未图示)，该控制装置将用于判定各摇杆2a、2b的操作状态的控制信号借助给定载波发送。作为控制信号的一例为如图2的结构。该例中，接在用于判别控制器2和模型3的对应关系的ID代码后面，左右摇杆2a、2b的操作信息包含在控制信号中。操作信息，包含：判别各摇杆2a、2b从中立位置出发的操作方向的信息；和，判别从中立位置出发的操作档数的信息这两个信息。操作档数，作为一例，设各摇杆2a、2b的中立位置为0，操作至最大限度的状态为8，规定向中立位置的两侧分别分成8个档。另外，叠加控制信号的载波即可以是红外线也可以是电波。
返回图1，模型3具有底盘4和罩住该底盘4的外壳5。外壳5具有例如仿两腿步行类型的生物或者机械的外观，其正面向着图中的箭头F方向。底盘4上搭载行走装置6。行走装置6，具备：一对马达7、在底盘4的前端一侧左右配置的一对车轮8、将各马达7的动力各自传递给各车轮8的一对动力传递机构9。在底盘4的后端设置有支撑模型3的后端部的支撑部10。
图3表示使模型3行走的控制系统的构成。模型3设置有：由微机构成的控制装置20；作为该控制装置20的主存储装置发挥作用的ROM21以及RAM22；接收由控制器2发送的控制信号后转换成控制装置20可读取的信号的接收装置23；以及，以对应由控制装置20提供的速度信号的速度及方向，使马达7旋转的一对马达驱动器24。控制装置20作为行走装置6的驱动控制模块发挥作用。另外，省略硬件相互之间的接口之类的图示。
依据从控制器2发送的控制信号决定马达7的旋转速度以及旋转方向，在ROM21中保存速度表TB 1以及周期表TB2。速度表TB1为，将左摇杆2a的操作量X、和对马达7的指示速度Vm，像例如图4那样对应着记录的数据。再者，图4中的操作量的正负，表示左摇杆2a的操作方向，正侧与使模型3前进时的操作方向(图1的上方向)、负侧与使模型3后退时的操作方向(图1的下方向)分别对应。另外，图4中的指示速度Vm的正负表示马达7的旋转方向，正侧与使模型3前进时的旋转方向(以下称作正转方向)，负侧与使模型3后退时的旋转方向(以下称作逆转方向)分别对应。以下，操作量X、及指示速度Vm若没有特别说明，就表示图4中各自的绝对值。
图4的例中，操作量X在正方向(与图1的上方向对应)上达到一定值之前，将指示速度Vm保持为0；当超过一定值后，对应操作量X的增加指示速度Vm在正方向上成正比例上升；操作量X在正方向上达到最大值Xmax后，指示速度Vm达到正转方向的最大值V1。另一方面，操作量X在负方向(与图1的下方向对应)上达到一定值之前，将指示速度Vm保持为0；当超过一定值后，对应操作量X的增加指示速度Vm在负方向上成比例增加。但是，在操作量X到达负方向的最大值Xmax之前，指示速度Vm就固定为逆转方向的最大值V2(但，V2＜V1)。指示速度Vm可从表示停止状态的0开始到最大值V1为止逐档调整。
另一方面，周期表TB2为，将指示速度Vm、和重复马达7的旋转和停止的周期T，像例如图5那样对应着记录的数据。该例中，指示速度Vm处于比0大比Va小的速度域L时，周期T为最大值T1；指示速度Vm处于超过Va而小于Vb的速度域M时，周期T为减少了一些的中间值T2；指示速度Vm处于超过Vb且小于最大值V1的速度域H时，周期T为0。再者，如所述的图4的关系，速度域L的上限值Va，比在操作量X超过一定值后指示速度Vm开始上升时的初速度Vi大。
图6表示，利用表TB1、TB2决定的各马达7的指示速度Vm以及周期T、与通过控制装置20(图3)对各马达7的旋转速度的控制的对应关系的一例。图6中，假定控制器2的左摇杆2a被从中立位置进行了一定量的操作，右摇杆2b保持在中立位置。这种情况下，通过参照速度表TB1，依据从控制器2发送的控制信号中包含的左摇杆2a的操作信息，决定指示速度Vm，并对该指示速度Vm参照周期表TB2决定周期T。这样，控制装置20对各马达实施控制，以实现：左右马达7以周期T重复依照指示速度Vm进行的旋转和停止，并且，左右马达7交替旋转。一个周期T内的旋转和停止的时间分配，设定为相等的各T/2，但也可以是其他的比例。指示速度Vm处于速度域H时，周期T为0，这种情况下，控制装置20使左右的马达7以指示速度Vm同时连续旋转。
在实施以上这样的马达7的旋转控制的情况下，模型3前进的样子如图7A、图7B以及图7C所示。图7A表示指示速度Vm处于速度域L时，图7B表示指示速度Vm处于速度域M时，图7C表示指示速度Vm处于速度域H时。图7A及图7B虽然表示的是右侧的车轮先旋转的情况，但也不一定从右侧的车轮开始驱动。如图7A和图7B所示，在使马达7交替旋转的情况下，以停止的一侧的车轮为中心，模型3交替地变向前进。因此，即使是利用车轮8的行走装置6，也能够使模型3逼真地表现出交替迈出两条腿、身体左右摇摆着步行的样子。
另外，从图7A以及图7B的对比中显而易见，当指示速度Vm上升、从速度域L移动到速度域M后，周期T从T1缩短为T2，模型3左右摇摆动作的节拍变短，在半周期(T/2)下模型3变向的角度减小了。因此，模型3左右摇摆的动作变得细碎，能够使模型3表现出比处于速度域L时更急匆匆的样子。
另外，由于马达7的旋转速度处于速度域L时比处于速度域M时低，因此处于速度域L时模型3左右幅度较大并且悠闲地摆动着前进；处于速度域M时左右摇摆的动作较小且匆忙地反复。通过将所述变向角度的差异和速度的差异相加叠，从而能够逼真地表现两腿步行的特征。
还有，若指示速度Vm上升到速度域H的话，马达7的交替旋转被中止，左右马达7被以相等的速度驱动，模型3向前进方向笔直前进。这样，就能够表现出向着目的地笔直前进的样子。另外，由于处于速度域H马达7的旋转速度进一步上升，因此也还能更好地表现出模型3向目的地冲去的样子。
再者，所述例中，表现的是右摇杆2b保持为中立位置，模型3前进的情况，也可在此操作时，将对应内轮的车轮8的马达7的指示速度Vm，相对于用速度表TB1提供的指示速度，按照与右摇杆2b偏离中立位置的操作量成比例的比率来减少。这种情况下的周期T，对于左右任何一个马达7，可都以与外轮的车轮8对应的马达7的指示速度Vm作为基准，根据周期表TB2来决定。
图8表示，为了通过控制装置20实现以上这种马达7的驱动控制，控制装置20所执行的速度控制流程。该速度控制流程由控制装置20以一定的周期反复执行。该速度控制流程中，控制装置20首先用步骤S1从接收装置23中接收控制信号，并读取其中包含的左右摇杆2a、2b的操作信息。接下来的步骤S2中，控制装置20通过参照速度表TB 1，取得与左摇杆2a的操作量及操作方向对应的指示速度Vm。然后在步骤S3中，控制装置20通过参照周期表TB2，取得与指示速度Vm对应的周期T。
再来，控制装置20进到步骤S4、并判定用此次流程取得的周期T相对于用上次流程的步骤S3中取得的周期T是否有变更。为进行这种判断，控制装置20，将每次流程中决定的指示速度Vm、周期T、和给各马达7的速度信号作为控制历史，一定期间保存在RAM22中。
若步骤S4中周期T没有变更，则控制装置20进到步骤S5，根据到上次为止的控制历史，并分别判断出在此次流程中，作为一对马达7之中的旋转侧和停止侧的马达7。即可以当从马达7的旋转侧和停止侧将要切换的时点开始、经过的时间不满周期T的1/2时，与上次流程同样地决定停止侧和旋转侧；也可以在经过时间达到周期T的1/2时切换旋转侧和停止侧。另一方面，在步骤S4中周期T变更的情况下，控制装置20跳到步骤S6，按照新的周期T，开始马达7的旋转及停止的切换。这种情况下，即可以强制决定预先决定驱动的一侧的马达7为旋转侧，其对侧的马达7为停止侧；也可以决定该时刻正在旋转一侧的马达7为旋转侧，其对侧的马达7为停止侧。再者，在步骤S5以及步骤S6中，当周期T为0时，将两侧的马达7都判断为旋转侧。
用步骤S5以及S6判别出马达7的旋转侧以及停止侧后，控制装置20进到步骤S7，决定旋转侧的马达7的旋转速度及旋转方向。这里，右摇杆2b在中立位置时，设定与指示速度Vm对应的旋转速度；当右摇杆2b被操作偏离中立位置时，将对应该操作量的减速比率(不足1)乘以指示速度Vm后求出旋转速度。关于旋转方向也可依据左摇杆2a的操作方向来决定。用步骤S7决定旋转速度及方向后，控制装置20进到步骤S8，向对应旋转侧的马达7的马达驱动器24中，输出指示决定的旋转速度及旋转方向的速度信号，并向对应停止侧的马达7的马达驱动器24中，输出指示停止的速度信号。通过以上结束此次流程。
本发明并不限定于以上形式，还能够以各种形式来实施。例如，行走装置可以具备二对以上的车轮。这种情况下，可将至少一对车轮按照本发明来驱动控制。依据速度表的指示速度的决定，可以在控制器一侧进行。此时，在来自控制器的控制信号中，先加入指定给马达的指示速度及方向的信息，模型的控制装置只要根据该指示速度及方向，来指定实际的各马达的旋转速度以及方向即可。所述的形式中，虽然将速度域划分为L、M、H三个区段，但可通过省略速度域L或者M中的任一方，或者省略速度域H，使模型3的行走方式变化为两种。反过来，也可以将速度域划分得更细，尤其对于周期T，可根据指示速度Vm的大小进行无区段且连续的变化。
本发明的模型用行走装置可以适用于遥控玩具之外。例如，在根据预先写入的程序行走的自动行走式玩具的中，可按照基于自身程序提供的速度，如同本发明这样使左右马达交替旋转。总之，速度的指示即可以是由模型之外提供，也可以由模型内部来提供。
Claims (11)
1.一种模型用行走装置，其特征在于：
具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和依据接收的关于速度及方向的指示对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，
所述驱动控制模块，对所述一对马达进行控制，实现当指示的速度处于低速域期间，使所述一对马达按照指示的方向交替旋转；当所述指示的速度处于比所述低速域高的高速域期间，使所述一对马达按照指示的方向同时旋转。
2.根据权利要求1所述的模型用行走装置，其特征在于：若所述指示的速度，在所述低速域内由低速侧向高速侧变化，所述驱动控制模块，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
3.一种模型用行走装置，其特征在于：
具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和依据接收的关于速度及方向的指示对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，
所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现令所述一对马达按照指示的方向交替旋转的同时，若所述指示的速度，由低速侧向高速侧变化，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的模型用行走装置，其特征在于，所述指示的速度越高，所述驱动控制模块，令驱动中的所述马达的旋转速度越高。
5.一种模型，其特征在于：具备权利要求1～4中任何一项所述的模型用行走装置，并且模仿两腿步行类型的生物或者机械。
6.一种遥控玩具，具备：生成与用户的操作对应的控制信号，并进行发送的控制器；和，具有被由所述控制信号遥控的行走装置的模型，其特征在于：
所述行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和根据由所述控制信号指定的所述速度及方向的指示，对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，
所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现当指示的速度处于低速域期间，使所述一对马达按照指示的方向交替转动；当所述指示的速度处于比所述低速域高的高速域期间，使所述一对马达按照指示的方向同时转动。
7.根据权利要求6所述的遥控玩具，其特征在于：若所述指示的速度，在所述低速域内由低速侧向高速侧变化，所述驱动控制模块，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
8.一种遥控玩具，具备：生成与用户的操作对应的控制信号，并进行发送的控制器；和，具有被由所述控制信号遥控的行走装置的模型，其特征在于：
所述行走装置，具备：一对马达、由该一对马达分别驱动的左右共一对车轮、和根据由所述控制信号指定的所述速度及方向的指示，对所述一对马达各自的动作进行控制的驱动控制模块，
所述驱动控制模块，对所述一对马达实施控制，实现令所述一对马达按照指示的方向交替旋转的同时，若所述指示的速度，由低速侧向高速侧变化，将切换各马达旋转的周期缩短至比所述低速侧短。
9.根据权利要求6～8中任何一项所述的遥控玩具，其特征在于：所述指示的速度越高，所述驱动控制模块，令驱动中的所述马达的旋转速度越高。
10.根据权利要求6～8中任何一项所述的遥控玩具，所述模型模仿两腿步行类型的生物或者机械。
11.根据权利要求9所述的遥控玩具，所述模型模仿两腿步行类型的生物或者机械。
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