手机驱动机器人的制作方法
专利名称：手机驱动机器人的制作方法
手机驱动机器人技术领域
通讯领域和自控领域背景技术
进入老龄化社会，独生子女照顾两家老人问题，对某些家庭来说是一个难题，通过这项技术开发产品，可以实现可视化虚拟人，模拟本人与远端的老人亲切交流交互，实现对空巢老人远程的照料；
充分利用手机的普及性、接口通用性和软件可个性化定制，利用手机系统替代机器人的“芯”，使得机器人成本降低，可定制程度却大幅提高，接口通用标准，软件易于开发，为未来机器人产业的平民化探路；
破旧手机更新换代，本项技术可以充分利用家中弃置不用的备份手机，实现资源的再利用，也使得产品成本低廉。发明内容
本发明提供一种可从近端手机或电脑控制远端手机，驱动连接在远端手机上的机电设备运行的系统，实现手机驱动机器人。
为解决上述技术问题，设计如下模块:
I)对远端手机通用接口信号做转换的“核心接口单元”，将远端手机接口信号转换为机电设备的驱动信号，将外部机电信号转换为手机接口可识别信号，使得通过远端手机软件控制机电设备，以及光电感应设备传输信息到手机成为可能；
2)近端手机专用控制软件和近端电脑专用控制软件，实现功能主要为对远端手机执行部件的“图形模拟触摸式控制”，使得在手机屏幕上可以模拟远端手机执行部件的运行，触摸对其发送执行指令；触摸式控制方式的替代方案可选择参数配置方式、仿真手柄模拟或按键模拟控制式；专用控制软件分为两部分，其一为手机间同步模块，软件版本较为稳定，作为平台软件，另一部分为执行机构定制软件，专门设计并网络发布；
3)远端手机专用受控服务软件，使得近端手机或近端电脑下发的控制信号可以正确地被远端手机接收并下达到“核心接口单元”，进而控制执行部件运行；
4)远端手机专用执行机构软件，实现功能主要为对手机执行部件的“图形模拟触摸式控制”，使得手机屏幕可以模拟执行部件的运行，触摸发送指令到手机执行部件；与“专用控制软件”和“受控服务软件”中软件有简单接口，保证由近端手机发送的控制指令可执行；触摸式控制的替代方案可选择参数配置方式、仿真手柄模拟或按键模拟控制式；
5) 一体化的执行机器人机构硬件集成设计:通过手机音频接口接通扬声器和听筒，模拟人发声和听觉；利用手机的摄像头和手机驱动转轴作为摄像装置，模拟视觉；执行部件为驱动轮、机械四肢等模拟四肢；传感器可有线到核心接口单元或无线连接到手机，模拟各类感应；
6) “核心接口单元”有单元间串并联组网的接口，通过接口可串并联组网编队，实现各种网路布局，对大量执行部件进行同步或异步控制；
7)手机定制专用监控软件，实现对手机输入接口信号的监控:在手机中安装软件后，利用“核心接口单元”将机器人等执行构件感知信号和环境传感信号转换为手机可解析信号，反馈回手机，通过手机软件模拟外部机器人构件和环境状况；
8)安装转轴，手机通过“核心接口单元”驱动转轴，可360°转动手机，使得手机摄像头摄像画面不局限于一个方位；设计两个非平行转轴，可控制手机全方位监控，模拟人“主动环顾四周”；
9)执行构件加入无线模块，与手机无线通讯，使手机通过无线方式控制执行构件，也使执行构件通过无线方式上报信息到手机；传感器增加可动部件，在接收手机无线控制指令后可执行动作。
图1是远端手机驱动机器人的原理图2是近端控制手机或控制计算机与远端受控手机通讯的原理图，图中附加手机远程接收传感信号的示意图3是一款手机驱动机器人的实现模型，命名为“兔型交流机器人”。
具体实施方式
为形象说明本发明的实施方式，请参见附图3中的“兔型交流机器人”，有如下实施要点:
I)将手机、核心接口单元和机器人硬件连接，接口互联；
2)利用手机平台，定制专用软件，通过核心接口单元，控制转轴、手臂和移动部件;
3)通过手机平台，定制专用软件，实现手机受控于另一台手机或电脑；
4)利用手机的视频摄像头，作为机器人的眼睛；
5)通过手机的音频接口，接通听筒，作为机器人的耳朵；
6)利用手机的音频接口，接通扩音器，作为机器人的发声装置；
7)通过手机的通用串行总线接口，控制机器人的转轴、手臂和脚轮。
将这款机器人放在千里之外空巢老人的餐座上，利用你在本地的手机或电脑控制，可以实现如下功能:
I)通过扬声器可以比较大声地将你的说话声音传输到老人耳中；
2)通过听筒可以将老人不大的声音放大后通过手机传输到本地；
3)可以通过手机屏幕让老人看到你的形象，或者给老人在手机上放映视频；
4)转轴可旋转，通过摄像头360°全方位观察老人周边情况；
5)远程可控驱动轮，使得机器人可按要求移动到指定的位置；
6)可控旋转手臂的功能可定制，本例为话筒和可抓结构，但也可为勺子、瘙痒器、扫把、触摸棒、应力弹簧等；
7)通过触动手机触摸屏中模拟画面，可以产生指令信号，例如抬一下手机触摸屏中虚拟手臂，可以控制旋转手臂运动，旋转一下虚拟机体头部，可以控制机器人旋转转轴。
这种机器人的实施方式只是本发明模型的一个参考样例，参考这一模式设计的其他功能类型机器人，以及参考这一模式设计的远程控制玩具、模型汽车、机动车、简单可控构件等，均应包含于本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种信号驱动模式，其特征在于，手机利用其通用接口，通过数据线与核心接口单元连接，驱动连接在核心接口单元上的执行机构部件运行的模式，执行部件可为各种机电设备，如轮轴、电机、机械臂、投影仪等，特别包括各种滚轮式电动移动设备。
2.一种信号感应模式，其特征在于，手机利用其通用接口，通过数据线与核心接口单元连接，获取连接在核心接口单元上输入设备信号的模式，输入设备包括操纵杆、触摸控制屏、微缩模型等。
3.—种远程控制模式，其特征在于，以手机或电脑作为控制器，利用控制器中专用控制软件，经由无线网络控制另一部手机，使其按控制器指定的方式，利用核心接口单元驱动执行部件。
4.一种远程监控模式，其特征在于，以手机或电脑作为监控器，利用监控器中专用监控软件，经由无线网络，连接另一部手机，接收其通过核心接口单元探测到的传感信息或执行机构感触信息，所述信息包括光电、温度、压力等。
5.一种“核心接口单元”功能模块，其特征在于，一端与手机通用接口连接，一端与执行部件连接，可为芯片、专用电路板、单片机或专用计算机，主要功能为将手机接口信号转换为外界驱动信号，将外界光电信号转换为手机接口信号。
6.一种一体化设计模式，其特征在于，扬声器、听筒、摄像装置、执行部件和传感器四件以上一体化设计模式。
7.一种接口和组网模式，其特征在于，“核心接口单元”设计有单元间串并联组网的接口，通过接口可串并联组网编队，实现各种网路布局，对大量执行部件进行同步或异步控制。
8.—种手机与带无线模块的执行机构及传感器通讯的模式，其特征在于，手机直接通过其无线模块，驱动可接收无线信号的执行机构，或者接收执行机构发出的传感信号的模式，通讯模块可支持的制式包括红外、蓝牙、WLAN、GSM、3G、LTE、LTE-A等无线通讯模式。
9.一种机器人视觉系统，其特征在于，手机通过“核心接口单元”控制驱动转轴，可转动手机，使得手机摄像头可多方位摄像。
10.一种通用设计模式，其特征在于，集成上述1-9点部分或全部特点，参考这一模式设计其他功能类型机器人，以及远程控制玩具、模型汽车、机动车、简单可控构件等。
全文摘要
提供一种可从近端手机或电脑控制远端手机，驱动连接在远端手机上的机电设备运行的系统，实现远程驱动和控制构件机器人或其他一体化设备定制“核心接口单元”，实现对手机输入输出信号的转换；通过对手机定制专用软件，实现对手机输出接口信号的控制，利用“核心接口单元”将手机软件产生的信号经由手机通用接口，再转换为光电信号，驱动机器人构件按照指定的模式和方式运行；通过手机的控制和同步软件，将近端手机发出的控制或同步信号通过网络下发到远端手机，再利用远端手机的“核心接口单元”下传信号到执行构件，实现对远端机器人构件的远程驱动控制。
文档编号B25J9/16GK103158152SQ20121056992
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者李博 申请人:李博
手机驱动机器人技术领域
通讯领域和自控领域背景技术
进入老龄化社会，独生子女照顾两家老人问题，对某些家庭来说是一个难题，通过这项技术开发产品，可以实现可视化虚拟人，模拟本人与远端的老人亲切交流交互，实现对空巢老人远程的照料；
充分利用手机的普及性、接口通用性和软件可个性化定制，利用手机系统替代机器人的“芯”，使得机器人成本降低，可定制程度却大幅提高，接口通用标准，软件易于开发，为未来机器人产业的平民化探路；
破旧手机更新换代，本项技术可以充分利用家中弃置不用的备份手机，实现资源的再利用，也使得产品成本低廉。发明内容
本发明提供一种可从近端手机或电脑控制远端手机，驱动连接在远端手机上的机电设备运行的系统，实现手机驱动机器人。
为解决上述技术问题，设计如下模块:
I)对远端手机通用接口信号做转换的“核心接口单元”，将远端手机接口信号转换为机电设备的驱动信号，将外部机电信号转换为手机接口可识别信号，使得通过远端手机软件控制机电设备，以及光电感应设备传输信息到手机成为可能；
2)近端手机专用控制软件和近端电脑专用控制软件，实现功能主要为对远端手机执行部件的“图形模拟触摸式控制”，使得在手机屏幕上可以模拟远端手机执行部件的运行，触摸对其发送执行指令；触摸式控制方式的替代方案可选择参数配置方式、仿真手柄模拟或按键模拟控制式；专用控制软件分为两部分，其一为手机间同步模块，软件版本较为稳定，作为平台软件，另一部分为执行机构定制软件，专门设计并网络发布；
3)远端手机专用受控服务软件，使得近端手机或近端电脑下发的控制信号可以正确地被远端手机接收并下达到“核心接口单元”，进而控制执行部件运行；
4)远端手机专用执行机构软件，实现功能主要为对手机执行部件的“图形模拟触摸式控制”，使得手机屏幕可以模拟执行部件的运行，触摸发送指令到手机执行部件；与“专用控制软件”和“受控服务软件”中软件有简单接口，保证由近端手机发送的控制指令可执行；触摸式控制的替代方案可选择参数配置方式、仿真手柄模拟或按键模拟控制式；
5) 一体化的执行机器人机构硬件集成设计:通过手机音频接口接通扬声器和听筒，模拟人发声和听觉；利用手机的摄像头和手机驱动转轴作为摄像装置，模拟视觉；执行部件为驱动轮、机械四肢等模拟四肢；传感器可有线到核心接口单元或无线连接到手机，模拟各类感应；
6) “核心接口单元”有单元间串并联组网的接口，通过接口可串并联组网编队，实现各种网路布局，对大量执行部件进行同步或异步控制；
7)手机定制专用监控软件，实现对手机输入接口信号的监控:在手机中安装软件后，利用“核心接口单元”将机器人等执行构件感知信号和环境传感信号转换为手机可解析信号，反馈回手机，通过手机软件模拟外部机器人构件和环境状况；
8)安装转轴，手机通过“核心接口单元”驱动转轴，可360°转动手机，使得手机摄像头摄像画面不局限于一个方位；设计两个非平行转轴，可控制手机全方位监控，模拟人“主动环顾四周”；
9)执行构件加入无线模块，与手机无线通讯，使手机通过无线方式控制执行构件，也使执行构件通过无线方式上报信息到手机；传感器增加可动部件，在接收手机无线控制指令后可执行动作。
图1是远端手机驱动机器人的原理图2是近端控制手机或控制计算机与远端受控手机通讯的原理图，图中附加手机远程接收传感信号的示意图3是一款手机驱动机器人的实现模型，命名为“兔型交流机器人”。
具体实施方式
为形象说明本发明的实施方式，请参见附图3中的“兔型交流机器人”，有如下实施要点:
I)将手机、核心接口单元和机器人硬件连接，接口互联；
2)利用手机平台，定制专用软件，通过核心接口单元，控制转轴、手臂和移动部件;
3)通过手机平台，定制专用软件，实现手机受控于另一台手机或电脑；
4)利用手机的视频摄像头，作为机器人的眼睛；
5)通过手机的音频接口，接通听筒，作为机器人的耳朵；
6)利用手机的音频接口，接通扩音器，作为机器人的发声装置；
7)通过手机的通用串行总线接口，控制机器人的转轴、手臂和脚轮。
将这款机器人放在千里之外空巢老人的餐座上，利用你在本地的手机或电脑控制，可以实现如下功能:
I)通过扬声器可以比较大声地将你的说话声音传输到老人耳中；
2)通过听筒可以将老人不大的声音放大后通过手机传输到本地；
3)可以通过手机屏幕让老人看到你的形象，或者给老人在手机上放映视频；
4)转轴可旋转，通过摄像头360°全方位观察老人周边情况；
5)远程可控驱动轮，使得机器人可按要求移动到指定的位置；
6)可控旋转手臂的功能可定制，本例为话筒和可抓结构，但也可为勺子、瘙痒器、扫把、触摸棒、应力弹簧等；
7)通过触动手机触摸屏中模拟画面，可以产生指令信号，例如抬一下手机触摸屏中虚拟手臂，可以控制旋转手臂运动，旋转一下虚拟机体头部，可以控制机器人旋转转轴。
这种机器人的实施方式只是本发明模型的一个参考样例，参考这一模式设计的其他功能类型机器人，以及参考这一模式设计的远程控制玩具、模型汽车、机动车、简单可控构件等，均应包含于本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种信号驱动模式，其特征在于，手机利用其通用接口，通过数据线与核心接口单元连接，驱动连接在核心接口单元上的执行机构部件运行的模式，执行部件可为各种机电设备，如轮轴、电机、机械臂、投影仪等，特别包括各种滚轮式电动移动设备。
2.一种信号感应模式，其特征在于，手机利用其通用接口，通过数据线与核心接口单元连接，获取连接在核心接口单元上输入设备信号的模式，输入设备包括操纵杆、触摸控制屏、微缩模型等。
3.—种远程控制模式，其特征在于，以手机或电脑作为控制器，利用控制器中专用控制软件，经由无线网络控制另一部手机，使其按控制器指定的方式，利用核心接口单元驱动执行部件。
4.一种远程监控模式，其特征在于，以手机或电脑作为监控器，利用监控器中专用监控软件，经由无线网络，连接另一部手机，接收其通过核心接口单元探测到的传感信息或执行机构感触信息，所述信息包括光电、温度、压力等。
5.一种“核心接口单元”功能模块，其特征在于，一端与手机通用接口连接，一端与执行部件连接，可为芯片、专用电路板、单片机或专用计算机，主要功能为将手机接口信号转换为外界驱动信号，将外界光电信号转换为手机接口信号。
6.一种一体化设计模式，其特征在于，扬声器、听筒、摄像装置、执行部件和传感器四件以上一体化设计模式。
7.一种接口和组网模式，其特征在于，“核心接口单元”设计有单元间串并联组网的接口，通过接口可串并联组网编队，实现各种网路布局，对大量执行部件进行同步或异步控制。
8.—种手机与带无线模块的执行机构及传感器通讯的模式，其特征在于，手机直接通过其无线模块，驱动可接收无线信号的执行机构，或者接收执行机构发出的传感信号的模式，通讯模块可支持的制式包括红外、蓝牙、WLAN、GSM、3G、LTE、LTE-A等无线通讯模式。
9.一种机器人视觉系统，其特征在于，手机通过“核心接口单元”控制驱动转轴，可转动手机，使得手机摄像头可多方位摄像。
10.一种通用设计模式，其特征在于，集成上述1-9点部分或全部特点，参考这一模式设计其他功能类型机器人，以及远程控制玩具、模型汽车、机动车、简单可控构件等。
全文摘要
提供一种可从近端手机或电脑控制远端手机，驱动连接在远端手机上的机电设备运行的系统，实现远程驱动和控制构件机器人或其他一体化设备定制“核心接口单元”，实现对手机输入输出信号的转换；通过对手机定制专用软件，实现对手机输出接口信号的控制，利用“核心接口单元”将手机软件产生的信号经由手机通用接口，再转换为光电信号，驱动机器人构件按照指定的模式和方式运行；通过手机的控制和同步软件，将近端手机发出的控制或同步信号通过网络下发到远端手机，再利用远端手机的“核心接口单元”下传信号到执行构件，实现对远端机器人构件的远程驱动控制。
文档编号B25J9/16GK103158152SQ20121056992
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者李博 申请人:李博
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