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Die
Erfindung betrifft ein Spielzeug in Form eines Roboters, das insbesondere
zum Spielen für Kinder
und Jugendliche geeignet ist.
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Es
existieren zahlreiche verschiedene Spielzeuge für Kinder und Jugendliche. Insbesondere
ist auch Spielzeugroboter bekannt, der mit einer Spannungsquelle
und einem Antrieb versehen ist. Mit dem Antrieb werden zwei Füße aufweisende
Beine des Spielzeugroboters angetrieben, so daß der Spielzeugroboter läuft. Hierzu
wird der Spielzeugroboter zunächst
vom Boden gehoben. Anschließend
wird mittels eines Schalters der Antrieb eingeschaltet. Danach wird
der Spielzeugroboter wieder auf den Boden gesetzt, so daß er auf
dem Boden laufen kann.
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Der
bekannte Spielzeugroboter weist aber den Nachteil auf, daß dessen
Bewegung nicht steuerbar ist. Die Laufrichtung kann nur durch das
Aufsetzen des Spielzeugroboters auf den Boden beeinflußt werden.
Zudem können
weitere Bewegungsabläufe anderer
Teile des Roboters mit dem bekannten Spielzeugroboter nicht verwirklicht
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spielzeugroboter
anzugeben, dessen Bewegungsabläufe
beeinflußbar
sind und mit dem zahlreiche Bewegungsabläufe von Teilen des Spielzeugroboters
realisierbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines
Spielzeugs in Form eines Roboters (Spielzeugroboter) mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes System
wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 charakterisiert.
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Der
erfindungsgemäße Spielzeugroboter weist
einen Körper
auf, der mit Körperteilen
versehen ist. Die Körperteile
umfassen (sind aber nicht eingeschränkt auf)
- – einen
Rumpf,
- – einen
Kopf, der am Rumpf angeordnet ist,
- – ein
erstes Bein und ein zweites Bein, wobei das erste Bein und das zweite
Bein am Rumpf gelenkig angeordnet sind,
- – einen
ersten Arm und einen zweiten Arm, die beide am Rumpf angeordnet
sind. Beide Arme weisen jeweils einen Oberarm und einen Unterarm
auf. Der Oberarm und der Unterarm sind gelenkig miteinander verbunden.
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Mindestens
eines der Körperteile
ist mittels einer Fernsteuerung bewegbar. Die Erfindung weist somit
den Vorteil auf, daß die
Bewegung des mindestens einen Körperteils
mittels der Fernsteuerung beeinflußbar ist, also gesteuert wird.
Zudem sind außer den
beiden Beinen des Roboters weitere Körperteile gelenkig angeordnet,
so daß diese
auch bewegbar sind. Die Bewegungsabläufe dieser Körperteile
sind ebenfalls über
die Fernsteuerung steuerbar.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist der Rumpf mindestens ein erstes Rumpfteil und
mindestens ein zweites Rumpfteil auf, die gelenkig miteinander verbunden
sind. Somit ist es möglich,
daß der
Spielzeugroboter auch Rumpfbewegungen, beispielsweise nach links,
nach rechts oder auch kreisend durchführen kann. Vorzugsweise ist
auch der Kopf des Spielzeugsroboters am Rumpf gelenkig angeordnet.
Somit ist auch der Kopf nach links und nach rechts beweglich. Vorzugsweise
kann der Kopf auch eine Nickbewegung durchführen oder „in den Nacken" des Spielzeugroboters
gelegt werden.
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An
den beiden Beinen des Spielzeugroboters ist jeweils ein Fuß gelenkig
angeordnet.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Spielzeugroboter mindestens eine Steuereinheit
zur Steuerung der Bewegung mindestens eines der Körperteile
sowie der Geschwindigkeit der Bewegung dieses Körperteils auf.
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Zur
gelenkigen Bewegung des Körperteils
ist vorzugsweise an dem Spielzeugroboter mindestens ein Gelenk angeordnet.
Insbesondere ist vorgesehen, jedes Körperteil mit einem oder mehreren
Gelenken zu versehen, so daß möglichst
viele Bewegungsabläufe
realisiert werden können.
Vorzugsweise ist mindestens ein Elektromotor als Antrieb des Körperteils
bzw. der Körperteile
vorgesehen, der wirkend mit mindestens einem Gelenk gekoppelt ist.
Dabei sieht ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung vor, jeweils einem Körperteil jeweils einen Elektromotor zuzuordnen.
Alternativ ist vorgesehen, einen Elektromotor jeweils mehreren Körperteilen
zuzuordnen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, eine Empfangseinheit zum Empfang von
Signalen der Fernsteuerung an dem Spielzeugroboter anzuordnen. Beispielsweise
ist die Empfangseinheit als Infrarotsensor ausgebildet, die im Kopf
des Spielzeugroboters angeordnet ist.
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Zusätzlich zur
Empfangseinheit kann eine Sendeeinheit zum Senden von Signalen zur
Fernsteuerung an dem Spielzeugroboter vorgesehen sein, die ein interaktives
Spielen ermöglicht.
Vorzugsweise sind die Empfangseinheit und die Sendeeinheit in einer
einzelnen Einheit integriert, insbesondere um Bauplatz zu sparen.
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Ferner
ist es vorzugsweise vorgesehen, mindestens einen Prozessor zur Erzeugung
von Sprache oder Geräuschen
sowie mindestens einen Lautsprecher zur Ausgabe der Sprache und
Geräusche an
dem Spielzeugroboter anzuordnen. Auch dieses Mittel dient insbesondere
dem interaktiven Spielen. Aufgrund gewisser Signale der Fernsteuerung und/oder
aufgrund bestimmter Bewegungsabläufe werden
bestimmte Geräusche
oder Worte vom Spielzeugroboter abgegeben (beispielsweise Schlafgeräusche, Aufwachgeräusche, Begrüßungen und ähnliches).
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, eine Spannungsquelle, beispielsweise in Form
einer Batterie, an dem Spielzeugroboter vorzusehen. Diese Spannungsquelle
dient insbesondere zur Versorgung des Elektromotors bzw. der Elektromotoren,
aber auch zur Versorgung mindestens eines Lichtelements, das vorzugsweise
als Auge(n) im Kopf angeordnet ist.
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Beispielweise
werden zwei Lichtelemente in Form von Leuchtdioden eingesetzt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Spielzeugroboters
ist vorgesehen, daß mindestens
einer der beiden Arme eine Hand mit mindestens zwei, vorzugsweise
drei Greiffinger aufweist. Weitere Greiffinger können vorgesehen sein. Mindestens
einer der Greiffinger ist gelenkig an der jeweiligen Hand bzw. dem
jeweiligen Arm angeordnet, so daß ein Greifen von Gegenständen möglich ist.
Dies realisiert einen Bewegungsablauf, der auch bei Industrierobotern
ständig
erforderlich ist. Vorzugsweise ist mindestens einer der Greiffinger mit
mindestens einem Reibungselement versehen, so daß der mit den Greiffingern
gegriffene Gegenstand nicht abrutscht und den Greiffingern wieder entgleitet.
Als Reibungselemente eignen sich beispielsweise eine Gummikappe
oder eine Gummilasche.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Hand (oder beide Hände) mindestens
ein Lichtelement aufweist (aufweisen). Dieses Lichtelement ermöglicht es,
den zu greifenden oder den gegriffenen Gegenstand besser zu sehen.
Insbesondere wird das Lichtelement dann aktiviert, wenn der oder
die Greiffinger sich in einer ausgestreckten Position befindet befinden.
Das Lichtelement ist beispielsweise als Leuchtdiode ausgebildet.
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Ferner
ist es vorzugsweise vorgesehen, an der Hand oder an beiden Händen mindestens
einen Berührungssensor
anzuordnen. Dieser Sensor detektiert, ob beispielsweise ein Gegenstand
korrekt gegriffen wird oder ob die Hand beispielsweise durch das
Kind oder den Jugendlichen, der den Spielzeugroboter steuert, berührt wird.
Auch detektiert der Berührungssensor,
ob der Spielzeugroboter gegen ein Hindernis gelaufen ist, was den
sofortigen Stopp der Bewegungsabläufe zur Folge hat, um den Spielzeugroboter
nicht zu beschädigen.
Alternativ oder zusätzlich
zum Berührungssensor
ist auch ein Temperatursensor an der Hand angeordnet.
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Eine ähnliche
bevorzugte Ausführungsform ist
auch für
die Beine bzw. die an den Beinen angeordneten Füße des Spielzeugroboters vorgesehen. Auch
diese sind vorzugsweise mit mindestens einem Lichtelement ausgebildet
und weisen vorzugsweise jeweils mindestens einen Berührungssensor und/oder
einen Temperatursensor auf. Die Eigenschaften und Vorteile sind
im Grunde dieselben, wie oben hinsichtlich der Hand bzw. Hände bereits
erläutert.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist mindestens eine Speichereinheit zur Speicherung
vorprogrammierter oder programmierbarer Bewegungsabläufe vorgesehen.
Dies bedeutet, daß mittels
eines einzelnen Signals der Fernsteuerung eine vorgegebene Anzahl
von Bewegungen eines oder mehrerer Körperteile ausgeführt wird.
Dies sind beispielsweise das Aufnehmen/Greifen von Gegenständen, das
Festhalten von Gegenständen,
das Drehen des Spielzeugroboters um die Vertikale, das Schütteln und
Schlagen von Gegenständen
sowie Kampf- und Tanzbewegungen. Die Ausführung weiterer Bewegungsabläufe ist
ohne weiteres möglich.
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Nachfolgend
wird die Erfindung mittels eines Ausführungsbeispiels anhand von
Figuren erläutert. Es
zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines Spielzeugroboters nach der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung der möglichen
Gehrichtungen des Spielzeugroboters nach 1;
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3 eine
schematische Darstellung eines Greifens eines Gegenstandes durch
den Spielzeugroboter nach 1; sowie
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4A–4K verschiedene
Bewegungsabläufe
des Spielzeugroboters nach 1.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Spielzeugroboters 1.
Der Spielzeugroboter 1 weist im wesentlichen menschliche
Gestalt auf. Wie im folgenden noch beschrieben wird, sind zahlreiche
Körperteile
eines Menschen auch an dem Spielzeugroboter 1 verwirklicht.
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Der
Spielzeugroboter 1 weist einen Kopf 2 auf, auf
den ein Helm aufgesetzt ist. Die Oberseite des Helmes ist als Infrarotsensor 3 ausgebildet,
der Signale einer nicht dargestellten Fernsteuerung empfängt. Über diese
Fernsteuerung kann ein Kind oder ein Jugendlicher die Bewegungen
des Spielzeugroboters 1 steuern. Der Infrarotsensor 3 ist
mit einer Steuereinheit (nicht dargestellt), einer Speichereinheit
(nicht dargestellt) und einem Sprachprozessor (nicht dargestellt)
verbunden, die im Inneren des Spielzeugroboters 1 angeordnet
sind. Diese Einheiten dienen der Steuerung der Bewegungsabläufe einzelner
oder mehrerer Körperteile
und/oder ermöglichen
insbesondere aufgrund der möglichen
Sprach- und Geräuschabgabe
ein interaktives Spielen.
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Der
Kopf 2 weist zwei Leuchtdioden 4 auf, die die
Augen des Spielzeugroboters 1 darstellen. Ferner ist der
Kopf 2 über
ein nicht dargestelltes Gelenk mit einem Rumpf 5 des Spielzeugroboters 1 verbunden.
Aufgrund dieses Gelenkes ist möglich,
den Kopf 2 nach links, nach rechts, nach oben und nach unten
zu bewegen. Diese Bewegungen entsprechen im wesentlichen den Bewegungen
eines menschlichen Kopfes. Sie werden durch entsprechende Signale
der Fernsteuerung initiiert, die von dem Infrarotsensor 3 empfangen
und von der Steuereinheit entsprechend umgesetzt werden. Insbesondere
werden die Signale bzw. deren Umsetzung an einen Elektromotor (nicht
dargestellt) weitergegeben. Dieser Elektromotor ist ebenfalls im
Inneren des Spielzeugroboters 1 angeordnet und ist wirkend
mit dem Gelenk gekoppelt, das den Kopf 2 mit dem Rumpf 5 verbindet. Der
Elektromotor treibt die Bewegung des Kopfes 2 an.
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An
dem Rumpf 5 sind ein rechter Arm 6 und ein linker
Arm 7 über
Gelenke 10 bzw. 11 verbunden, wobei die Definition „links" und „rechts" durch die Geradeausblickrichtung
des Spielzeugroboters 1 gegeben ist, wie in 1 dargestellt.
Der rechte Arm 6 weist einen Oberarm 8 und einen
Unterarm 14 auf, die über
ein Gelenk 12 gelenkig miteinander verbunden sind. An dem
Unterarm 14 ist eine Hand 16 angeordnet, die drei
an der Hand 16 gelenkig angeordnete Greiffinger 18 aufweist,
wobei die Erfindung nicht auf diese Anzahl Greiffinger eingeschränkt ist. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindun gen weisen weniger oder mehr Greiffinger
auf. Die Greiffinger 18 sind mit Reibungselementen aus
Gummi versehen, die beispielsweise als Fingerkuppen ausgebildet
sind oder im Bereich der Fingerinnenflächen als Lappen oder als Flächenmaterial
angeordnet sind. Diese Reibungselemente ermöglichen es, einen Gegenstand mit
den Greiffingern 18 einfach zu greifen und sicher zu halten.
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An
der Hand 16 ist auch eine Leuchtdiode 20 angeordnet,
die insbesondere dann aktiviert wird, wenn die Greiffinger 18 sich
in einer ausgestreckten Position befinden. Diese Leuchtdiode 20 ermöglicht es,
den zu greifenden Gegenstand bzw. den in den Greiffingern 18 gehaltenen
Gegenstand besser zu erkennen. An der Spitze eines der Greiffinger 18 ist
ein Berührungssensor 22 angeordnet.
Dieser Berührungssensor 22 erkennt,
wenn ein Gegenstand die Hand 16 berührt oder wenn ein Kind oder
Jugendlicher, das bzw. der mit dem Spielzeugroboter 1 spielt, diesen
berührt.
Ferner dient der Berührungssensor 22 auch
der Erkennung, ob der Spielzeugroboter 1 gegen ein Hindernis,
beispielsweise eine Wand bewegt wird. In diesem Falle wird ein entsprechendes Signal
an die Steuereinheit gesandt. Sämtliche
Bewegungen werden sofort gestoppt, um den Spielzeugroboter 1 nicht
zu beschädigen.
Des weiteren ist an einem der Greiffinger 18 ein Temperatursensor
(nicht dargestellt) angeordnet, der die Umgebungstemperatur bzw.
die Temperatur des zu greifenden oder gegriffenen Gegenstandes mißt.
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Der
Oberarm 8, der Unterarm 14 sowie die Greiffinger 18 werden über die
ihnen entsprechend zugeordneten Gelenke und einen ihnen jeweils
zugeordneten Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben und bewegt.
Somit ist jedem dieser beweglichen Körperteile ein Elektromotor
zugeordnet. Alternativ kann aber auch nur ein einzelner, zentraler
Elektromotor vorgesehen sein, der über eine entsprechende Mechanik
Kraft zu jedem beweglichen Körperteil
leitet. Dieser zentrale Elektromotor kann beispielsweise Körperteile
eines bestimmten Bereichs des Spielzeugroboters 1 oder
sämtliche
Körperteile
des Spielzeugroboters 1 antreiben.
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Der
linke Arm 7 ist im Grunde identisch zu dem rechten Arm 6 aufgebaut.
So ist ein Oberarm 9 vorgesehen, der über ein Gelenk 13 mit
einem Unterarm 15 verbunden ist. An dem Unterarm 15 ist
eine Hand 17 angeordnet, mit der Greiffinger 19 gelenkig verbunden
sind. Auch sind wieder eine Leuchtdiode 21, ein Berührungssensor 23 sowie
ein Temperatursensor an der Hand 17 bzw. an einem der Greiffinger 19 angeordnet.
Sämtliche
vorgenannten Merkmale weisen dieselben Eigenschaften wie die Merkmale des
rechten Arms 6 auf.
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Der
Rumpf 5 des Spielzeugroboters 1 ist durch ein
Rumpfgelenk 31 in ein Rumpfoberteil und ein Rumpfunterteil
aufgeteilt. Durch das Rumpfgelenk 31 ist das Rumpfoberteil
gegenüber
dem Rumpfunterteil beweglich. So können insbesondere Bewegungen
nach links oder nach rechts durchgeführt werden, wie beispielhaft
in 3 gezeigt. Hier greift der rechte Arm 6 aufgrund
einer Rumpfbewegung nach rechts mit den Greiffingern einen Gegenstand 30.
Aber auch kreisende Rumpfbewegungen oder Beugungen nach Vorne und
Hinten sind ohne weiteres möglich.
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Der
Spielzeugroboter 1 weist auch ein linkes Bein 24 und
ein rechtes Bein 25 auf, die am Rumpf 5 über Gelenke
(nicht dargestellt) angeordnet sind. An den Beinen 24 und 25 ist
jeweils ein Fuß 26 bzw. 27 über ein
Gelenk angeordnet. Den beiden Beinen 24 und 25 sowie
den beiden Füßen 26 und 27 ist
jeweils ein Elektromotor (nicht dargestellt) zugeordnet, die das
ihnen zugeordnete Körperteil
antreiben und bewegen. Aufgrund der Gelenke ist sichergestellt,
daß im
wesentlichen jede Bewegung, die ein Mensch mit seinen Beinen und
Füßen durchführen kann,
auch mit dem Spielzeugroboter 1 realisierbar sind. Beispielhaft
sind in 2 die möglichen Gehrichtungen des Spielzeugroboters 1 dargestellt.
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An
den Fußspitzen
der beiden Füße 26 und 27 ist
jeweils ein Berührungssensor 28 bzw. 29 angeordnet,
die insbesondere Feststellen, ob der Spielzeugroboter 1 gegen
ein Hindernis läuft.
In diesem Falle wird ein Signal an die Steuereinheit gesandt, die
sofort sämtliche
Bewegungen der Körperteile stoppt,
um zu vermeiden, daß der
Spielzeugroboter 1 beschädigt wird.
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4 zeigt
beispielhaft verschiedene Möglichkeiten
von Bewegungsabläufen,
die der Spielzeugroboter 1 realisiert. 4A und 4B zeigen
eine Aufwärts-
und eine Abwärtsbewegung
des linken Armes. Entsprechendes zeigen 4C und 4D für den rechten
Arm. 4E und 4F zeigen
ein seitliches Strecken und ein Zubewegen des linken Arms vom Körper des
Spielzeugroboters. Entsprechendes zeigen 4G und 4H für den rechten
Arm. Die 4I und 4K zeigen
eine Rumpfbewegung nach links bzw. nach rechts.
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Wie
oben beschrieben, weist das beschriebene Ausführungsbeispiel auch einen Sprachprozessor
auf. Bestimmte Bewegungsabläufe
veranlassen den Sprachprozessor, bestimmte Wörter und Geräusche zu
erzeugen, die dann über
einen Lautsprecher ausgegeben werden. Diese Wörter und Geräusche entsprechen
im wesentlichen den Wörtern
und Geräuschen,
die ein Mensch bei den entsprechenden Bewegungsabläufen von
sich geben würde.
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Ferner
sind in der Speichereinheit vorprogrammierte Bewegungsabläufe gespeichert.
Somit ist es möglich,
mittels eines einzelnen Signals der Fernsteuerung eine vorgegebene
Anzahl von Bewegungen eines oder mehrerer Körperteile auszuführen. Dies
sind beispielsweise das Aufnehmen/Greifen von Gegenständen, das
Festhalten von Gegenständen,
das Drehen des Spielzeugroboters um die Vertikale, das Schütteln und
Schlagen von Gegenständen
sowie Kampf- und Tanzbewegungen.
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- 1
- Spielzeugroboter
- 2
- Kopf
- 3
- Infrarotsensor
- 4
- Leuchtdiode
- 5
- Rumpf
- 6
- Arm
- 7
- Arm
- 8
- Oberarm
- 9
- Oberarm
- 10
- Gelenk
- 11
- Gelenk
- 12
- Gelenk
- 13
- Gelenk
- 14
- Unterarm
- 15
- Unterarm
- 16
- Hand
- 17
- Hand
- 18
- Greiffinger
- 19
- Greiffinger
- 20
- Leuchtdiode
- 21
- Leuchtdiode
- 22
- Berührungssensor
- 23
- Berührungssensor
- 24
- Bein
- 25
- Bein
- 26
- Fuß
- 27
- Fuß
- 28
- Berührungssensor
- 29
- Berührungssensor
- 30
- Gegenstand
- 31
- Rumpfgelenk