CN202289438U - 一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型专利涉及人车变换自主编程的遥控机器人技术领域，具体的说是一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，机器人由外壳，动作执行机构，控制主板，LINUX操作系统，PC端编程软件，遥控器，电源组件组成，塑胶外壳由头部，胸部，手臂，腿部，脚部等几部分组成，将机器人身体的各个部分进行包裹，动作执行机构由安装在塑胶外壳内的十八个舵机和五个齿轮减速机构组成。控制主板采用ARM9-2440芯片，PC端编程软件通过蓝牙和主板进行连接和通讯，编好的程序通过蓝牙下载到主板的存储器，由操作系统进行解释执行。机器人自主完成程序设定的任务，本实用新型有效提升了电子和软件功能的可扩展性，外感应进行机器人之间交互的系统大大提高了人机交互的乐趣。
Description
[技术领域]
本实用新型专利涉及人车变换自主编程的遥控机器人技术领域，具体的说是一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具。
[背景技术]
目前的机器人可分为两种：一种是美国孩之宝玩具公司开发的变形金刚系列，该系列只可以用手动完成变形，且根本无法采用简单的编程手段达到自动变形的效果；另外一种是机器人研究机构开发的机器人实验系统，该机器人实验系统只是一种裸机系统，并且系统复杂，编程困难，只能用于科研，很难普及被普通人接受。
随着人们物质文化生活水平的提高，普通的玩具已经越来越满足不了人们对娱乐和教育的需求，人们越来越渴望交流和互动，而简单构造的机器人显然满足不了人们的这种渴求，而研究机构的机器人实验系统，由于其高度的复杂结构和编程，价格高昂，无法被用于玩具技术领域，人们呼唤一种能够真正实现互动式教育和娱乐的可编程、可变形的机器人玩具。
[发明内容]
本实用新型的目的就是要解决现有技术的不足，提供一种外表美观，编程操作简便，可执行多种仿人动作的、兼备机器人人工智能的教育平台和娱乐功能的机器人。
为实现上述目的设计一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具。
机器人由外壳，动作执行机构，控制主板，LINUX操作系统，PC端编程软件，遥控器，电源组件组成。塑胶外壳由头部，胸部，手臂，腿部，脚部等几部分组成，将机器人身体的各个部分进行包裹。动作执行机构由安装在塑胶外壳内的十八个舵机和五个齿轮减速机构组成。控制主板采用ARM9-2440芯片。PC端编程软件通过蓝牙和主板进行连接和通讯。编好的程序通过蓝牙下载到主板的存储器，由操作系统进行解释执行。机器人自主完成程序设定的任务。
机器人包括该变形玩具人体部分由塑胶材料制成的头、身体、躯干、两条对称的腿以及两条对称的臂、动作执行机构、控制主板、软件、遥控器、电源组件，其特征在于：变形玩具人体部分分解为十八个舵机部件的核心部分，所述的十八个舵机部件设有动作执行机构，所述的动作执行机构由十八个舵机和五个齿轮减速机构构成；所述的十八个舵机部件安装于所述的变形玩具中并通过控制主板ARM9-2440、LINUX操作系统或基于WINDOWS系统的自主编程软件来操作所述分解部件的操纵开关，所述的电源组件为可充电电池和充电座，所述的操纵开关将已编程好的程序通过蓝牙的通讯方式下载到主板，机器人在蓝牙手柄，平板电脑、智能手机或者PC机键盘的遥控下执行开关动作，所述的变形玩具侧臂上设有红外发射管装置；
所述的十八舵机为：
a、舵机20安装在右脚部组件内，支架21下端安装于舵机20的输出轴两侧，支架21可绕脚部组件左右转动；舵机22装于小腿组件内，支架21上端安装于舵机22输出轴两侧，小腿组件可相对于支架21在舵机22输出轴处转动，推进器外盖和支架23胶件组装成为支架23组件；舵机24、25装入大腿组件， 大腿组件和支架23组件在舵机24的输出轴两侧连接，大腿组件可相对于支架23组件在舵机24输出轴处前后转动，支架28下端安装于舵机25输出轴两侧，可相对于大腿组件在舵机25输出轴处前后转动；舵机30，36、38安装于腹部组件内，支架28上端安装于舵机30输出轴两侧，可相对于腹部组件在舵机30输出轴处转动，左腿装配完成，右腿和左腿装配完全相同；
b、舵机32、34装入胸部组件内，胸部胶件组装成为支架组件，支架安装于舵机36输出轴两侧，胸部组件可相对于腹部组件在舵机36输出轴处转动；舵机30装入左手臂组件6内、舵机31装入左手臂组件8内，左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机30输出轴两侧，可相对于左手臂组件6在舵机30输出轴处左右转动，左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机32输出轴两侧，可相对于胸部组件在舵机32输出轴处转动，左手组件装配完成，右手组件和左手组件装配完全相同；
c、舵机35装入头部组件内，头部组件和齿轮减速机构7的齿条在舵机35输出轴处连接，可相对于胸部组件在舵机35输出轴处左右转动。
所述的十八个舵机和五个齿轮减速机构组成的动作执行机构：
齿轮减速机构7安装在胸部组件内，电机60转动，通过4级齿轮的减速传递，带动齿条上升或者下降。齿条的上升或者下降的结束由行程开关57、58来决定；
左右推进器组件内分别装有两个齿轮减速机构，左侧的推进器内装有齿轮减速机构51、52。齿轮减速机构51，在电机一个方向转动，带动齿轮转动，齿轮装配在齿轮减速机构52内，齿轮减速机构52向下转动，碰到行程开关55时停止转动。电机反方向转动，带动齿轮转动和齿轮减速机构52向上转动，碰到行程开关56时停止转动。
所述的控制主板采用基于LINUX操作系统的ARM9芯片，舵机采用CPLD芯片驱动，电机采用STM32F101芯片驱动。
于所述的遥控机器人玩具还包括一个运行于PC机上的自主编程系统，该系统和控制主板通过蓝牙进行连接和通讯。
在由人形变为车形过程中，头部在齿轮减速机构7的控制下伸出胸部，左右驱动轮在齿轮减速机构51、52的控制下伸出推进器外壳，在齿轮减速机构4，5的驱动下通过差速方式来控制机器行进。
在由车形变为人形过程中，头部在齿轮减速机构7的控制下缩入胸部，左右驱动轮在齿轮减速机构51、52的控制下缩入推进器外壳。
在人形状态下，两个机器人可以通过放置于手臂武器内的红外发射和头顶的红外接收装置进行交互动作。
十八个舵机在自主编程系统所编写程序的控制下，可实现直立行走，执行各种仿人动作。
本实用新型同现有技术相比，该机器人采用了LINUX操作系统，有效提升了电子和软件功能的可扩展性；时尚化的外部包装元素，和操作简便的编程软件，极大激发操作者的兴趣和钻研精神，可编程系统、可人车变形的机器人、可用红外感应进行机器人之间交互的系统大大提高了人机交互的乐趣。
[附图说明]
图1、图2是本实用新型的人形态立体图；
图3是本实用新型的车形态主视图；
图4是图3的侧视图；
图5是图3的俯视图；
图6是本实用新型的各组件分布图；
图7是本实用新型的舵机分布图；
图8是图6的A-A剖面图；
图9是本实用新型推进器结构示意图；
图10是图9的侧视图；
图11是图9的俯视图；
图12是图9中齿轮减速机构结构图；
图13是图9的中电机位置示意图
图14是图9中行程开关位置示意图；
图15是图9的展开状态图；
图16是本实用新型的胸部结构示意图；
图中，
1和18为脚部组件；2和17为小腿组件；4和15为大腿组件；6和8和11和13为手臂组件；9为胸部组件；10为头部组件；14为腹部组件；3和16是推进器组件；
5为武器组件，12为红外接收装置；
20、22、24、25、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42为舵机；
21，23，28为支架；
26为红外发射管；
59是齿条；60是电机；55、56、57、58为行程开关；53、54为电机；
7、51、52为“齿轮减速机构；
[具体实施方式]
结合附图对本实用新型做进一步说明，这种装置的制造技术对本专业的人来说是非常清楚的。
如附图所示，机器人由外壳，动作执行机构，控制主板，LINUX操作系统，PC端编程软件，遥控器，电源组件组成。塑胶外壳由头部，胸部，手臂，腿部，脚部等几部分组成，将机器人身体的各个部分进行包裹。动作执行机构由安装在塑胶外壳内的十八个舵机和五个齿轮减速机构组成。控制主板采用ARM9-2440芯片。PC端编程软件通过蓝牙和主板进行连接和通讯。编好的程序通过蓝牙下载到主板的存储器，由操作系统进行解释执行。机器人自主完成程序设定的任务。
十八个舵机：
舵机20安装在脚部组件内，支架21下端安装于舵机20的输出轴两侧，支架21可绕脚部组件左右转动。舵机22装于小腿组件内，支架21上端安装于舵机22输出轴两侧。小腿组件可相对于支架21在舵机22输出轴处转动。推进器外盖和支架23胶件组装成为支架23组件。舵机24、25装入大腿组件，大腿组件和支架23组件在舵机24的输出轴两侧连接，大腿组件可相对于支架23组件在舵机24输出轴处前后转动。支架28下端安装于舵机25输出轴两侧，可相对于大腿组件在舵机25输出轴处前后转动。舵机30，36、38安装于腹部组件内。支架28上端安装于舵机30输出轴两侧，可相对于腹部组件在舵机30输出轴处转动。左腿装配完成。右腿和左腿装配完全相同。同理，右腿也可相对于腹部组件转动。
舵机32、34装入胸部组件内。胸部胶件组装成为支架组件，支架安装于舵机36输出轴两侧，胸部组件可相对于腹部组件在舵机36输出轴处转动。舵机30装入左手臂组件6内。舵机31装入左手臂组件8内。左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机30输出轴两侧，可相对于左手臂组件6在舵机30输出轴处左右转动。左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机32输出轴两侧，可相对于胸部组件在舵机32输出轴处转动。左手组件装配完成。右手组件和左手组件装配完全相同。同理，右手组件也可相对于胸部组件转动。
舵机35装入头部组件内，头部组件和齿轮减速机构7的齿条在舵机35输出轴处连接，可相对于胸部组件在舵机35输出轴处左右转动。
五个齿轮减速器：
齿轮减速机构7安装在胸部组件内，电机60转动，通过4级齿轮的减速传递，带动齿条上升或者下降。齿条的上升或者下降的结束由行程开关57、58来决定。左右推进器组件内分别装有两个齿轮减速机构，左侧的推进器内装有齿 轮减速机构51、52。齿轮减速机构51，在电机一个方向转动，带动齿轮转动，齿轮装配在齿轮减速机构52内，齿轮减速机构52向下转动，碰到行程开关55时停止转动。电机反方向转动，带动齿轮转动和齿轮减速机构52向上转动，碰到行程开关56时停止转动。
Claims (7)
1.一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，包括该变形玩具人体部分由塑胶材料制成的头、身体、躯干、两条对称的腿以及两条对称的臂、动作执行机构、控制主板、软件、遥控器、电源组件，其特征在于：变形玩具人体部分分解为十八个舵机部件的核心部分，所述的十八个舵机部件设有动作执行机构，所述的动作执行机构由十八个舵机和五个齿轮减速机构构成；所述的电源组件为可充电电池和充电座，所述的变形玩具侧壁上设有红外发射管装置。
2.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于所述的十八舵机为：
a、舵机(20)安装在右脚部组件内，支架(21)下端安装于舵机(20)的输出轴两侧，支架(21)可绕脚部组件左右转动；舵机(22)装于小腿组件内，支架(21)上端安装于舵机(22)输出轴两侧，小腿组件可相对于支架(21)在舵机(22)输出轴处转动，推进器外盖和支架(23)胶件组装成为支架(23)组件；舵机(24)和(25)装入大腿组件，大腿组件和支架(23)组件在舵机(24)的输出轴两侧连接，大腿组件可相对于支架(23)组件在舵机(24)输出轴处前后转动，支架(28)下端安装于舵机(25)输出轴两侧，可相对于大腿组件在舵机(25)输出轴处前后转动；舵机(29)和(38)和(36)安装于腹部组件内，支架(28)上端安装于舵机(29)输出轴两侧，可相对于腹部组件在舵机(29)输出轴处转动，左腿装配完成，右腿和左腿装配完全相同；
b、舵机(32)和(34)装入胸部组件内，胸部胶件组装成为支架组件，支架安装于舵机(36)输出轴两侧，胸部组件可相对于腹部组 件在舵机(36)输出轴处转动；舵机(30)装入左手臂组件(6)内、舵机(31)装入左手臂组件(8)内，左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机(30)输出轴两侧，可相对于左手臂组件(6)在舵机(30)输出轴处左右转动，左手臂胶件组装成为支架组件，安装于舵机(32)输出轴两侧，可相对于胸部组件在舵机(32)输出轴处转动，左手组件装配完成，右手组件和左手组件装配完全相同；
c、舵机(35)装入头部组件内，头部组件和齿轮减速机构(7)的齿条在舵机(35)输出轴处连接，可相对于胸部组件在舵机(35)输出轴处左右转动。
3.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于所述的十八个舵机和五个齿轮减速机构组成的动作执行机构：
齿轮减速机构(7)安装在胸部组件内，电机(60)转动，通过四级齿轮的减速传递，带动齿条上升或者下降，齿条的上升或者下降的结束由行程开关(57)和(2)来决定；
左右推进器组件内分别装有两个齿轮减速机构，左侧的推进器内装齿轮减速机构(51)、(52)，齿轮减速机构(51)，在电机一个方向转动，带动齿轮转动，齿轮装配在齿轮减速机构(52)内，齿轮减速机构(52)向下转动，碰到行程开关(55)时停止转动，电机反方向转动，带动齿轮转动和齿轮减速机构(52)向上转动，碰到行程开关(56)时停止转动。
4.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于所述的控制主板采用基于LINUX操作系统的ARM9芯片，舵机采用CPLD芯片驱动，电机采用STM32F101芯片驱动。
5.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于在由人形变为车形过程中，头部在齿轮减速机构(7)的控制下伸出胸部，左右驱动轮在齿轮减速机构(51)和(52)的控制下伸出推进器外壳，并在齿轮减速机构的驱动下通过差速方式来控制机器行进，前轮采用万向轮结构。
6.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于在由车形变为人形过程中，头部在齿轮减速机构(7)的控制下缩入胸部，左右驱动轮在齿轮减速机构(51)和(52)的控制下缩入推进器外壳。
7.如权利要求1所述的一种人车变换自主编程的遥控机器人玩具，其特征在于在人形状态下，两个机器人可以通过放置于手臂武器内的红外发射和头顶的红外接收装置进行交互动作。
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