RU65394U1

RU65394U1 - Анимационная кукла-робот

Info

Publication number: RU65394U1
Application number: RU2007112438/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Рюмин
Original assignee: Андрей Николаевич Рюмин
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2007-08-10

Abstract

Полезная модель относится к анимационным куклам-роботам, представляющим собой художественно оформленное электронно-механическое устройство в образе любого идентифицируемого персонажа или предмета. Электронно-механическая часть куклы см фиг.1. содержит блок управления 1 и металлический остов 2, на который закреплены различные механические узлы, такие как:

- Механизмы поворота 3 и наклона головы 4;

- Механизмы поворота 5 и наклона 6 корпуса;

- Механизмы привода рук 7 и ног 8;

Голова 9 куклы-робота, содержащая в своем составе механизмы привода рта 10 и глаз 11.

Механизмы приводятся в движение низковольтными электродвигателями постоянного тока. Управление электродвигателями осуществляется электронным блоком управления 1, состоящим из источника питания 12, устройства управления 13 и платы драйверов 14.

Устройство управления 13 состоит из программированного микроконтроллера и вспомогательных схем, таких как электронные ключи и датчики. В память микроконтроллера записывается программа управления, индивидуальная для каждой куклы-робота.

Сигналы с устройства управления 13 подаются на плату драйверов 14, с которой производится непосредственное управление электродвигателями приводов куклы-робота.

При необходимости могут быть добавлены дополнительные механические и электронные устройства в соответствии с художественным образом куклы.

Звуковое сопровождение куклы-робота осуществляется от любого источника звука (например, от CD-плеера 15) звук воспроизводится с помощью звуковых колонок 16 или встроенных динамиков, в зависимости от конкретной конфигурации.

Description

Полезная модель относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека, а именно к производству анимационных кукол роботов, представляющих собой художественно оформленное электронно-механическое устройство в образе любого идентифицируемого персонажа - человека, животного, литературного или мультипликационного героя и может быть использовано в рекламной индустрии, для оформления витрин магазинов, торговых залов, рекреаций кафе и ресторанов, в художественных галереях, музеях, частных коллекциях, предприятиях индустрии развлечений, в качестве эксклюзивных подарков с портретным сходством.

Известны конструкции марионеток, содержащие подвижные корпус и конечности, связанные нитями с крестообразным держателем см. например, патент США №4048749, Кл. 446-363, 1977, заявку ФРГ №2727087, Кл. А63Н 3/18, 1977. В указанных материалах применяется ручное управление марионеткой, в связи с чем эксплуатация известных конструкций зависит от наличия квалифицированного актера-кукловода, что существенно ограничивает число потенциальных пользователей куклы.

Известна электромеханическая игрушка "Штангист" (см. а.с. №184673, кл. А63Н 13/04, 1965, включающая приводную фигурку, снабженную приводом плечевого пояса, содержащим исполнительный электродвигатель и реверсивную контактную систему, управляемую программным механизмом, причем программный механизм содержит набор дисков и датчиков, посаженных на общую ось и перемещаемых вдоль нее переключателем. Плечевой пояс выполнен в виде двух валов, один из которых приводит в движение плечевой сустав, а другой сустав предплечья фигурки посредством коленчатого вала и локтевого параллелограмма.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является "Пляшущая игрушка" патент №1703152 кл. А63Н 3/18, 1992, содержащая по крайней мере три подвижных элемента, например корпус и конечности, связанные тягами с приводными механизмами, блок электропитания и блок управления, содержащий источник звуковых сигналов, фильтр низкой частоты и усилители тока. Недостатками указанных устройств является ограниченность и предсказуемость программы движений и, как следствие, невысокая занимательность куклы.

Задачей полезной модели является расширение области применения куклы-робота, повышение ее потребительской привлекательности, вследствие применения новых технологий для имитации поведения живого существа, а так же за счет

применения театральных средств воздействия на потребителя, таких как сценарий и режиссура движения, поставленная речь, костюмы, музыкальное и художественное оформление.

Анимационная кукла-робот представляет собой художественно оформленное электронно-механическое устройство в образе любого идентифицируемого персонажа-человека, животного, литературного или мультипликационного героя.

Электронно-механическая часть куклы см фиг.1. состоит из блока управления 1 и металлического остова 2, на который крепятся различные механические узлы, такие как:

- Механизмы поворота 3 и наклона головы 4;

- Механизмы поворота 5 и наклона 6 корпуса;

- Механизмы привода рук 7 и ног 8;

Голова 9 куклы-робота, изготовленная из дерева или папье-маше и содержит в своем составе механизмы привода рта 10 и глаз 11.

Механизмы приводятся в движение низковольтными электродвигателями постоянного тока. Напряжение, используемое в устройстве, не более 12В.

Управление электродвигателями осуществляется электронным блоком управления 1, состоящим из источника питания 12, устройства управления 13 и платы драйверов 14.

Устройство управления 13 состоит из программируемого микроконтроллера и вспомогательных схем, таких как электронные ключи и датчики. В память микроконтроллера записывается программа управления, индивидуальная для каждой куклы-робота. Программа для микроконтроллера составляется с помощью специально разработанного программного обеспечения, в котором задаются алгоритмы и особенности движения (прямое и реверсивное движение, скорость, частота включения и другие) всех составляющих частей куклы-робота.

Звуковое сопровождение куклы-робота осуществляется от любого цифрового источника звука (например, от CD-плеера 15). Звук воспроизводится с помощью звуковых колонок 16 или встроенных динамиков, в зависимости от конкретной

конфигурации куклы-робота. Питание всех узлов и устройств осуществляется от одного общего, развязанного от сети источника питания.

При включении питания инициализируется микроконтроллер, и начинает выполняться программа, записанная в его памяти. Одновременно запускается источник звука (например, CD-плеер) и звуковое сопровождение поступает на колонки 16 и на датчик звука, расположенный в устройстве управления 1. С помощью последнего производится детектирование звука для управления приводом рта 10, в результате чего рот куклы-робота двигается синхронно со звуком, создавая эффект "говорящей куклы". Затем исполняется программа, в соответствии с которой осуществляются движения всех механических узлов куклы-робота по заданному алгоритму ("моргание" глаз, "наклоны голова", "повороты" корпуса и т.д.).

Озвучивание кукол производится в студии профессиональными актерами, при необходимости добавляется музыкальное оформление. Записанная фонограмма в цифровом формате переносится на компакт диск или иной носитель пригодный для данной куклы. Содержание фонограмм может быть оперативно изменено.

Одна из таких кукол - "Секретарша" со сложной электронной "начинкой", встречала посетителей на 4-международной выставке "Робототехника-2006", прошедшей в конце осени в Москве в одном из павильонов ВВЦ. Электронно-механическая дамочка на стойке регистрации знакомила посетителей с экспонатами выставки, и развлекала присутствующих рассказами из своей жизни.

Подобные выставочные куклы могут общаться с публикой посредством каких-либо предметов. Например, ответить на звонок реального мобильного телефона или поставить печать на командировочное удостоверение, выдать шоколадку с логотипом или прокомментировать рекламный фильм на стоящем рядом ноутбуке.

С технической точки зрения имеется два варианта конфигурации аппаратуры:

- автономно работающая кукла под управлением микроконтроллера (однокристального микропроцессора);

- автономная или интерактивно управляемая кукла (или группа кукол) под управлением персонального компьютера, который через последовательный порт взаимодействует с одним микроконтроллером или сетью микроконтроллеров, каждый из которых управляет одним или несколькими механизмами.

Различные приводы и датчики являются механизмами кукол:

- моторы (двигатели постоянного тока и шаговые двигатели), для которых можно задавать направление, направление, скорость и число шагов;

- простые исполнители: электромагниты, лампочки, светодиоды и так далее. К этой категории относится все, что может находиться в одном из двух состояний -включенном и отключенном;

- датчики: кнопки, концевые контакты и датчики различных физических параметров - света, температуры, звука, скорости движения, давления и так далее. Датчики могут быть простыми - иметь только два состояния (сработал, не сработал) или сложными - иметь от 2 до 8 состояний.

Кроме этих универсальных типов приводов используются различные специализированные, например, двухкоординатный привод.

Если кукла сложная или создается группа совместно работающих кукол, то используется несколько микроконтроллеров, и все управляющие микроконтроллеры соединяются в локальную сеть. Локальная сеть выполнена как последовательная шина с протоколом, ориентированным на передачу команд - коротких пакетов переменной длины. Персональный компьютер подключается к этой сети через последовательный порт и дополнительный оптронный адаптер. В зависимости от удаленности контроллеров друг от друга используется либо простое соединение плоским шлейфом либо соединение через специальные аппаратные драйверы, использующие витую пару.

Управляемые приводы механизмов подключаются к микроконтроллерам с помощью специфических аппаратных драйверов: драйвера шагового двигателя, драйвера реверсивного двигателя постоянного тока, драйвера фазового управления мощными тиристорами.

Внешне анимационные куклы-роботы мало отличаются от персонажей кукольного театра, только отсутствует артист-человек, который дергает за ниточки и произносит текст. Применяемые технологии позволяют вывести кукловода «за кадр» - в сферу конструирования и программирования. Далее куклы работают самостоятельно. Специализированное программное обеспечение и развитая система приводов позволяют реализовать достаточно сложные режиссерские сценарии. А в совокупности с интересным текстом, продуманным и тщательно выполненным художественным оформлением анимационные куклы-роботы способны мгновенно захватывать и надолго удерживать внимание публики. Применительно к рекламно-экспозиционному бизнесу время представления варьируется в пределах 5-15 минут. За спектаклем на витрине, или в кафе посетители могут наблюдать часами.

Claims

1. Анимационная кукла-робот, содержащая подвижные элементы, например корпус, голову и конечности, отличающаяся тем, что она выполнена в образе идентифицируемого персонажа - человека или животного, художественно оформленная, электронно-механическая часть состоит из блока управления и металлического остова с механическими узлами (например, механизмами поворота и наклона головы, механизмами поворота и наклона корпуса, механизмами приводов рук и ног), механизмы приводятся в движение низковольтными электродвигателями постоянного тока, управление электродвигателями осуществляется электронным блоком управления, состоящим из источника питания, устройства управления и платы драйверов, устройство управления содержит программируемый микроконтроллер с программой, индивидуальной для каждой куклы-робота, составленной с помощью специально разработанного программного обеспечения, сигналы с устройства управления подаются на плату драйверов, с которой производится непосредственное управление электродвигателями куклы-робота, при необходимости могут быть добавлены дополнительные механические и электронные устройства в соответствии с художественным образом куклы, звуковое сопровождение куклы-робота осуществляется от любого цифрового источника звука, (например, от CD-плеера).

2. Анимационная кукла-робот по п.1, отличающаяся тем, что выполняет более сложный программный сценарий в составе группы совместно работающих кукол, использующих несколько устройств управления, соединенных в локальную сеть.