CN211653760U - 一种机器人的刷卡系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人的刷卡系统，包括：刷卡器，所述刷卡器包括发射管和接收管，所述发射管用于发射红外光照射指令卡上的条码，所述接收管用于接收指令卡反射红的外光，刷卡器还包括将反射的红外光转化成数字信号的处理电路；处理器，所述处理器用于对采集到的条码信息解析、判断和处理。本实用新型的有益效果在于：使初学者也能体验编程玩具机器人的编程效果，适合商业推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及玩具机器人领域，特别是涉及一种通过刷卡的方式控制机器人的刷卡系统和控制方法。
背景技术
本实用新型所涉及的机器人领域属于人工智能产业，随着该蓬勃发展，越来越多的人们加入了学习编程的行列。现有的编程方式主要分为图形化编程和代码编程，但上述的编程方式均需要在计算机或移动设备上完成，且技术门槛较高，从而使得学习难度大，编程普及率低。而人工智能的其中一个领域是人工智能玩具，如目前的技术应用在玩具上，导致玩具每个部件的成本都高，而且过于复杂并不利于维修。这类玩具机器人的控制器成本高、构造复杂，不适合大规模商用推广，特别是在游乐场进行商业化。同时，现有的卡片控制方式仅仅是执行设计好的程序，按照设定的程序执行完，重在玩乐，使体验者完全体会不到编程机器人的魅力。
实用新型内容
为克服现有编程机器人玩具零部件成本过高的问题，特别是控制器成本高，结构复杂，不适合大规模商业推广，同时，本实用新型的目的还在于通过卡片的方式，将编程简单化，不需要了解编程知识也能体验到变成乐趣，更适合青少年群体。本实用新型是通过如下技术方案实现的。
一种机器人的刷卡系统，包括：
刷卡器，所述刷卡器包括发射管和接收管，所述发射管用于发射红外光照射指令卡上的条码，所述接收管用于接收指令卡反射的红外光，刷卡器还包括将反射的红外光转化成数字信号的处理电路；
处理器，所述处理器用于对采集到的条码信息解析、判断和处理；
进一步的，所述指令卡的条码包括时钟信号条码和数字信号条码。
进一步的，所述时钟信号条码和数字信号条码由若干黑白方块按一定规则排列而成，根据数据的多少，调整黑白方块的数量。
进一步的，所述处理器扫描卡片后获得的时钟信号和数字信号是由矩形波组成，在时钟信号的上升沿和下降沿对数据信号采样。
进一步的，所述刷卡器包括红外对管、红外对管串联用于检测电流的电阻。
进一步的，所述刷卡器在刷卡的条码部位各设置红外对管，当红外光遇到指令卡的黑色部位，反射给接收管的红外光很微弱，流过红外接收管的电流很小，同样流过电阻的电流也很小，处理器作为信号0；当红外光遇到白色部位，发射给接收管的红外光很强，流过红外接收管的电流大，同样流过电阻的电流也很大，处理器作为信号1，指令卡的黑白条码读取后即变成处理器的数字信号。
进一步的，所述指令卡分为动作卡和混合卡，每张动作卡代表一个基础动作的指令，混合卡代表了一种模型的所有执行指令。
进一步的，每个指令卡片对应唯一的ID，所有的ID对应处理器中存储器不同的地址空间，每个地址空间都存放了不同的用于可执行的程序文件。
进一步的，所述刷卡器刷完所有的指令卡后，处理器统一执行所有指令卡的程序。
本实用新型的有益效果是：通过对指令卡条码的设计，使初学者也能体验编程玩具机器人的编程效果，适合商业推广。
附图说明
图1是本实用新型实施例的刷卡器工作示意图。
图2本实用新型实施例的刷卡器电路原理示意图。
图3是本实用新型实施例扫描指令卡原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种机器人的刷卡系统，包括：刷卡器、处理器和指令卡。
刷卡器，所述刷卡器包括发射管和接收管，所述发射管用于发射红外光照射指令卡上的条码，所述接收管用于接收指令卡反射的红外光，刷卡器还包括将反射的红外光转化成数字信号的处理电路，刷卡器将接收到的反射后的红外光转化成数字信号，完成对指令卡条码信息采集。
处理器，所述处理器用于对采集到的条码信息解析、判断和处理。
指令卡：所述指令卡的条码包括时钟信号条码和数字信号条码，所述时钟信号条码和数字信号条码由若干黑白方块按一定规则排列而成，根据数据的多少，调整黑白方块的数量。处理器扫描卡片后获得的时钟信号和数字信号是由矩形波组成，在时钟信号的上升沿和下降沿对数据信号采样。
如图1-2所示，所述刷卡器包括红外对管、红外对管串联用于检测电流的电阻R4，与电阻R4电路连接的处理电路，红外对管即红外发射管和红外接收管，红外对管将光信号转为流经电阻R4的电信号，然后通过处理电路根据电阻R4的电流强弱将电信号转为数字信号。所述刷卡器在刷卡的条码部位各设置一对红外对管，用于发射和接收红外信号，分别连接二极管D2的1、2管脚，二极管D2的3、 4管脚。研究表明，在所有颜色中，白色对红外光的反射最强；黑色对红外光的反射最弱。当红外光遇到指令卡的黑色部位，反射给接收管的红外光很微弱，流过二极管D2的3、4管脚的电流很小，同样流过电阻R4的电流也很小，根据欧姆定律V＝I*R，二极管D2的 4号管脚处的电压很小，处理电路作为信号0。
当红外光遇到白色部位，发射给接收管的红外光很强，流过二极管D2的3、4管脚的电流很大，同样流过电阻R4的电流也很大，根据欧姆定律V＝I*R，二极管D2的4号管脚处的电压很大，处理电路作为信号1，指令卡的黑白条码读取后即变成处理器的数字信号。这样交替出现的黑白条纹转化成数字信号。
指令卡分为动作卡和混合卡，每张动作卡代表一个基础动作，混合卡代表了一种模型的所有执行指令。每个指令卡片对应唯一的ID，所有的ID对应处理器中存储器不同的地址空间，每个地址空间都存放了不同的用于可执行的程序文件。刷卡器刷完所有的指令卡后，统一执行所有指令卡的程序。
如图3所示，指令卡上的条码是两条，一条条码是时钟信号，作为信号采样的标准，另一条条码是数据信号，存储卡片的ID信息，双条码相较于单条码，处理器采样的信号更加准确，可以适配不同用户的刷卡速度，同时也可以在同等条码长度下存储更多的数据信息。处理器在时钟信号的上升沿和下降沿对数据信号采样，根据上述原理，处理器采集到的一条条码固定为01序列，另一条条码的识别则依赖于这条固定的条码，该条码的数字信息识别将在固定条码数字信息变化时采集，如0->1或者1->0。根据上述刷卡原理黑色条码为0，白色条码为1，采集到的卡片信息如图3所示。
处理器在时钟信号每一个信号变化点(时钟上升沿及下降沿) 采集数据条码信息，该卡片的数据信息为：10110110101110，该信息即为卡片的ID信息。根据卡片数据的多少，可以适当调整黑白条码的数量。
每个卡片对应唯一的ID，所有的ID对应处理器中存储器不同的地址空间，每个地址空间都存放了不同的程序文件；处理器存储对应的功能，如下表所示：
| ID | 功能 |
| 10100000101001 | 前进3秒 |
| 10100000101010 | 左转 |
| 10100000101011 | 右转 |
| 10100000101100 | 后退3秒 |
| 10100000101101 | 发出喇叭声 |
| 10100000101110 | 组合动作 |
上表仅仅是举例说明，编码和指令的对应关系可根据产品模型的种类进行调整。
进入编程模式后，用户可以按照自己的逻辑刷1～N张卡，N是大于1的自然数，至于是多少要根据实际情况确定，然后统一执行这N张卡片的程序。
卡片分为动作卡和混合卡，每张动作卡代表一个基础动作，如前进3秒、左转、右转等；动作卡可以随意组合，然后统一执行。每张混合卡代表了一种模型的所有程序，如坦克、汽车、飞机等，用户根据积木搭好相应的模型后只需刷一次对应的模型卡即可运行对应的程序。
如设定一段机器人执行动作，需要根据机器人所在位置，设定路线，计算所需要执行的命令数，准备好后，将指令卡按顺序依次刷完，最后确定执行，机器人就会按设定的指令完成一套动作。
与现有技术的区别在于，本实用新型需要编程，针对不同的外部条件设定独一无二的编码，即刷卡，而不是目前的玩具按流程执行完成。因此，本实用新型的技术方案即增加了编程机器人的乐趣，也能有效锻炼，特别是青少年逻辑思维能力。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种机器人的刷卡系统，其特征在于，包括：
刷卡器，所述刷卡器包括发射管和接收管，所述发射管用于发射红外光照射指令卡上的条码，所述接收管用于接收指令卡反射的红外光，刷卡器还包括将反射的红外光转化成数字信号的处理电路；
处理器，所述处理器用于对采集到的条码信息解析、判断和处理；
指令卡，所述指令卡包括时钟信号条码和数字信号条码。
2.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，所述时钟信号条码和数字信号条码由若干黑白方块按一定规则排列而成。
3.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，所述处理器扫描指令卡后获得的时钟信号和数字信号是由矩形波组成，在时钟信号的上升沿和下降沿对数据信号采样。
4.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，所述刷卡器的处理电路包括红外对管、及与红外对管电路连接且用于检测电流的电阻。
5.根据权利要求1或4所述的刷卡系统，其特征在于，所述刷卡器在用于刷卡的条码部位设置红外对管，当红外光扫描指令卡黑色部位，处理电路作为信号0；当红外光扫描指令卡白色部位，处理电路作为信号1。
6.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，所述指令卡分为动作卡和混合卡，每张动作卡包括一个执行指令，每张混合卡代表了一种模型的所有执行指令。
7.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，每个指令卡片对应唯一的ID，所有的ID对应处理器中存储器不同的地址空间，每个地址空间都存放了不同的用于可执行的程序文件。
8.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，所述刷卡器刷完所有的指令卡后，处理器统一执行所有指令卡的程序。
9.根据权利要求1所述的刷卡系统，其特征在于，指令卡的条码通过印刷工艺印制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822029561.0U CN211653760U (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种机器人的刷卡系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822029561.0U CN211653760U (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种机器人的刷卡系统 |
Publications (1)
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| CN211653760U true CN211653760U (zh) | 2020-10-09 |
Family
ID=72681871
Family Applications (1)
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| CN201822029561.0U Active CN211653760U (zh) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | 一种机器人的刷卡系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN211653760U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109410427A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-01 | 韩端科技（深圳）有限公司 | 一种机器人的刷卡系统 |
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2018
- 2018-12-05 CN CN201822029561.0U patent/CN211653760U/zh active Active
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| CN109410427A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-01 | 韩端科技（深圳）有限公司 | 一种机器人的刷卡系统 |
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