智能机器人的制作方法
智能机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及玩具，具体为一种智能机器人玩具。
【背景技术】
[0002]随着生活水平的不断提高，玩具的种类也越来越多，人们对玩具的要求也越来越高，特别对智能化玩具的需求也日益迫切，不仅仅需要一个能够陪伴和玩耍的器具，更需要其能够朋友一般辅助孩子学习以及启蒙和益智。现有的玩具一般有陪伴型的，大多为洋娃娃、毛绒玩具等，有益智型的，如积木、七巧板等，有智能型的，可以通过发声装置反馈几个简单的情景反应等，智能型玩具市场极其匮乏，且内容单一，功能少，容易让人乏味生厌，难以满足孩子们的好奇心，就更不用提孩子家长更加需要的辅助学习效果了。
[0003]现有技术中，申请号为200720082689.2的一种智能玩具机器人公开了一种可以移动和播放音乐或说故事的机器人玩具，展示了一种智能机器人的雏形，为这一类玩具的发展提供了一个很好的思路，但其结构及功能都相当有限；申请号为201120314061.7的一种智能机器人玩具公开了一种可以更新和升级内部信息数据的智能机器人玩具，通过连接互联网，能够不断更新播放文件，能够根据配置文件来特定时间播放问候语、天气预报以及播放音乐，这大大强化了其播放功能，但完全忽视了其它功能，且就播放功能而言，仍有许多可以优化之处。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种智能机器人，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提出的技术方案为:
一种智能机器人，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分和电源模块，所述仿人形机器人躯体包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括设置在仿人形机器人躯体内的超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏和设置在胳膊内的音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件，所述供电模块用于给控制中心、行走部分和播放部分供电。
[0006]在本发明中，所述舵机控制模块包括有十三个舵机，分别为:设置在仿人形机器人躯体头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机X1、X2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Y3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Y5、Y7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Υ6、Υ8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Ζ2、Ζ3，其中，舵机X1、Χ2实现左右方向的转动，舵机Υ1、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8实现前后方向的转动，舵机Zl、Ζ2、Ζ3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。
[0007]进一步的，所述仿人形机器人躯体脚部底部设置有行走轮，便于智能机器人的移动。
[0008]在本发明中，所述超声波测距模块为HC-SR04超声波测距模块，能够有效的实现2~400cm的非接触距离感应，防止智能机器人行走时触碰而摔倒。
[0009]在本发明中，所述红外避障模块为E18-D80NK-N红外传感器，能够有效的实现2~80cm距离的循迹，与超声波测距模块配合使用。
[0010]在本发明中，所述播放部分还包括设置在仿人形机器人躯体躯干内的投影仪，投影仪与控制中心连接。
[0011]在本发明中，所述仿人形机器人躯体还设置有语音接收装置，能够接收音频信号，与音频播放装置配合，可以实现简单的与人语音交互。
[0012]在本发明中，所述触摸屏为控制面板，通过触摸控制实现人机交互。
[0013]在本发明中，所述仿人形机器人躯体还设置有外接USB插口，外接USB插口与控制中心连接，通过数据线连接能够自由读入和更新数据。
[0014]在本发明中，所述智能机器人还安装有通讯模块，通讯模块与控制中心连接，能够具备与别人通话的功能。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(1)结构新颖，拟人化程度高，舵机控制模块使得仿人形机器人躯体能够实现仿人行走，能够吸引孩子的注意；
(2)智能化程度高，超声波测距模块与红外避障模块配合行走，能够实现智能机器人在一定范围内自由避障，行走自如；
(3)操作简单，通过触摸显示屏即可控制智能机器人，实现人机交互；
(4)寓教于乐，语音交互功能和投影功能能够将学习文件播放给孩子学习，提高孩子的学习兴趣。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的舵机分布示意图；
图中:语音接收装置1、触摸屏2、投影仪3、仿人形机器人躯体4、行走轮5、音频播放装置6。
【具体实施方式】
[0017]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0018]参见图1~3所示的智能机器人，包括仿人形机器人躯体4、控制中心、行走部分和播放部分，所述仿人形机器人躯体4包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块和设置在仿人形机器人躯体4脚部底部的行走轮5，所述舵机控制模块包括分别设置在仿人形机器人躯体各部位的十三个舵机，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏2、设置在躯干内的投影仪3、设置在胳膊内的音频播放装置6和设置在头部的语音接收装置I，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体4内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件。
[0019]在本发明中，参见图3所示，所述舵机控制模块的十三个舵机分别为:设置在仿人形机器人躯体4头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机X1、Χ2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Υ3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Υ5、Υ7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Υ6、Υ8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Ζ2、Ζ3，其中，舵机X1、Χ2实现左右方向的转动，舵机Yl、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8实现前后方向的转动，舵机Z1、Ζ2、Ζ3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。
[0020]所述控制中心采用Arduino开发板，Arduino是目前较为流行的电子互动平台，基于单片机系统开发，具有使用简单、功能多样、价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面，比较具有经济价值和实用价值。而且Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开放源代码的电子原型平台，包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(ArduinoIDE)。
[0021]太空小伙伴前面的屏幕可播放内容，同时也可以实现投影，利用投影仪的原理将内容投射到墙上或者幕布上，成为可移动的便捷多媒体设备。
[0022]本发明的工作过程在于，行走时，超声波测距模块首先判断附近的障碍物距离，红外避障模块根据附近的障碍物距离，由控制中心判断是否需要转弯及转弯方向，转向由仿人形机器人躯体脚部底部的行走轮来实现；无需转向时，舵机控制模块调整十三处舵机，相互配合以实现摆臂和行走。通过操作触摸屏的人机交互界面，即可实现其它各种功能，如播放音乐、打开投影仪、录入提醒事项或通讯录、以及通过内置的语音助手实现简单的人机对话等，还可以通过数据线连接电脑，以更新数据等，还可以通过通讯模块打电话。
[0023]综上，本发明结构新颖，拟人化程度高，智能化程度高，能够自由的仿人行走，保持孩子的好奇心，人机对话能够吸引孩子的注意，音频播放和投影能够辅助孩子在玩耍的时候学习新的知识，效果显著。
【主权项】
1.一种智能机器人，其特征在于，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分和电源模块，所述仿人形机器人躯体包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括设置在仿人形机器人躯体内的超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏和设置在胳膊内的音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件，所述供电模块用于给控制中心、行走部分和播放部分供电。2.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述舵机控制模块包括有十三个舵机，分别为:设置在仿人形机器人躯体头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机Xl、X2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Y3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Y5、Y7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Y6、Y8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Z2、Z3，其中，舵机Xl、X2实现左右方向的转动，舵机Yl、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8实现前后方向的转动，舵机Z1、Z2、Z3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。3.根据权利要求2所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体脚部底部设置有行走轮。4.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述超声波测距模块为HC-SR04超声波测距模块。5.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述红外避障模块为E18-D80NK-N红外传感器。6.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述播放部分还包括设置在仿人形机器人躯体躯干内的投影仪，投影仪与控制中心连接。7.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体还设置有语音接收装置。8.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体还设置有外接USB插口，外接USB插口与控制中心连接。9.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人还安装有通讯模块，通讯模块与控制中心连接。
【专利摘要】一种智能机器人，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分，所述行走部分包括超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述超声波测距模块和红外避障模块分别设置在仿人形机器人躯体内，舵机控制模块包括分别设置在仿人形机器人躯体各部位的十三个舵机，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体各部位的触摸屏、投影仪、音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件。本发明结构新颖，拟人化程度高，智能化程度高，能够自由的仿人行走，保持孩子的好奇心，人机对话能够吸引孩子的注意，音频播放和投影能够辅助孩子在玩耍的时候学习新的知识，效果显著。
【IPC分类】A63H11/12, A63H29/22, A63H11/18
【公开号】CN104888464
【申请号】CN201510339278
【发明人】周鑫
【申请人】周鑫
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
【技术领域】
[0001]本发明涉及玩具，具体为一种智能机器人玩具。
【背景技术】
[0002]随着生活水平的不断提高，玩具的种类也越来越多，人们对玩具的要求也越来越高，特别对智能化玩具的需求也日益迫切，不仅仅需要一个能够陪伴和玩耍的器具，更需要其能够朋友一般辅助孩子学习以及启蒙和益智。现有的玩具一般有陪伴型的，大多为洋娃娃、毛绒玩具等，有益智型的，如积木、七巧板等，有智能型的，可以通过发声装置反馈几个简单的情景反应等，智能型玩具市场极其匮乏，且内容单一，功能少，容易让人乏味生厌，难以满足孩子们的好奇心，就更不用提孩子家长更加需要的辅助学习效果了。
[0003]现有技术中，申请号为200720082689.2的一种智能玩具机器人公开了一种可以移动和播放音乐或说故事的机器人玩具，展示了一种智能机器人的雏形，为这一类玩具的发展提供了一个很好的思路，但其结构及功能都相当有限；申请号为201120314061.7的一种智能机器人玩具公开了一种可以更新和升级内部信息数据的智能机器人玩具，通过连接互联网，能够不断更新播放文件，能够根据配置文件来特定时间播放问候语、天气预报以及播放音乐，这大大强化了其播放功能，但完全忽视了其它功能，且就播放功能而言，仍有许多可以优化之处。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种智能机器人，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提出的技术方案为:
一种智能机器人，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分和电源模块，所述仿人形机器人躯体包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括设置在仿人形机器人躯体内的超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏和设置在胳膊内的音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件，所述供电模块用于给控制中心、行走部分和播放部分供电。
[0006]在本发明中，所述舵机控制模块包括有十三个舵机，分别为:设置在仿人形机器人躯体头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机X1、X2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Y3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Y5、Y7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Υ6、Υ8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Ζ2、Ζ3，其中，舵机X1、Χ2实现左右方向的转动，舵机Υ1、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8实现前后方向的转动，舵机Zl、Ζ2、Ζ3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。
[0007]进一步的，所述仿人形机器人躯体脚部底部设置有行走轮，便于智能机器人的移动。
[0008]在本发明中，所述超声波测距模块为HC-SR04超声波测距模块，能够有效的实现2~400cm的非接触距离感应，防止智能机器人行走时触碰而摔倒。
[0009]在本发明中，所述红外避障模块为E18-D80NK-N红外传感器，能够有效的实现2~80cm距离的循迹，与超声波测距模块配合使用。
[0010]在本发明中，所述播放部分还包括设置在仿人形机器人躯体躯干内的投影仪，投影仪与控制中心连接。
[0011]在本发明中，所述仿人形机器人躯体还设置有语音接收装置，能够接收音频信号，与音频播放装置配合，可以实现简单的与人语音交互。
[0012]在本发明中，所述触摸屏为控制面板，通过触摸控制实现人机交互。
[0013]在本发明中，所述仿人形机器人躯体还设置有外接USB插口，外接USB插口与控制中心连接，通过数据线连接能够自由读入和更新数据。
[0014]在本发明中，所述智能机器人还安装有通讯模块，通讯模块与控制中心连接，能够具备与别人通话的功能。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(1)结构新颖，拟人化程度高，舵机控制模块使得仿人形机器人躯体能够实现仿人行走，能够吸引孩子的注意；
(2)智能化程度高，超声波测距模块与红外避障模块配合行走，能够实现智能机器人在一定范围内自由避障，行走自如；
(3)操作简单，通过触摸显示屏即可控制智能机器人，实现人机交互；
(4)寓教于乐，语音交互功能和投影功能能够将学习文件播放给孩子学习，提高孩子的学习兴趣。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的舵机分布示意图；
图中:语音接收装置1、触摸屏2、投影仪3、仿人形机器人躯体4、行走轮5、音频播放装置6。
【具体实施方式】
[0017]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0018]参见图1~3所示的智能机器人，包括仿人形机器人躯体4、控制中心、行走部分和播放部分，所述仿人形机器人躯体4包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块和设置在仿人形机器人躯体4脚部底部的行走轮5，所述舵机控制模块包括分别设置在仿人形机器人躯体各部位的十三个舵机，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏2、设置在躯干内的投影仪3、设置在胳膊内的音频播放装置6和设置在头部的语音接收装置I，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体4内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件。
[0019]在本发明中，参见图3所示，所述舵机控制模块的十三个舵机分别为:设置在仿人形机器人躯体4头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机X1、Χ2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Υ3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Υ5、Υ7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Υ6、Υ8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Ζ2、Ζ3，其中，舵机X1、Χ2实现左右方向的转动，舵机Yl、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8实现前后方向的转动，舵机Z1、Ζ2、Ζ3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。
[0020]所述控制中心采用Arduino开发板，Arduino是目前较为流行的电子互动平台，基于单片机系统开发，具有使用简单、功能多样、价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面，比较具有经济价值和实用价值。而且Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开放源代码的电子原型平台，包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(ArduinoIDE)。
[0021]太空小伙伴前面的屏幕可播放内容，同时也可以实现投影，利用投影仪的原理将内容投射到墙上或者幕布上，成为可移动的便捷多媒体设备。
[0022]本发明的工作过程在于，行走时，超声波测距模块首先判断附近的障碍物距离，红外避障模块根据附近的障碍物距离，由控制中心判断是否需要转弯及转弯方向，转向由仿人形机器人躯体脚部底部的行走轮来实现；无需转向时，舵机控制模块调整十三处舵机，相互配合以实现摆臂和行走。通过操作触摸屏的人机交互界面，即可实现其它各种功能，如播放音乐、打开投影仪、录入提醒事项或通讯录、以及通过内置的语音助手实现简单的人机对话等，还可以通过数据线连接电脑，以更新数据等，还可以通过通讯模块打电话。
[0023]综上，本发明结构新颖，拟人化程度高，智能化程度高，能够自由的仿人行走，保持孩子的好奇心，人机对话能够吸引孩子的注意，音频播放和投影能够辅助孩子在玩耍的时候学习新的知识，效果显著。
【主权项】
1.一种智能机器人，其特征在于，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分和电源模块，所述仿人形机器人躯体包括可扭动的头部、可以弯曲和抬升的胳膊、可以弯曲和行走的腿部、连接在腿部下端的脚部，以及连接头部、胳膊和腿部的躯干，所述行走部分包括设置在仿人形机器人躯体内的超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体躯干的触摸屏和设置在胳膊内的音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件，所述供电模块用于给控制中心、行走部分和播放部分供电。2.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述舵机控制模块包括有十三个舵机，分别为:设置在仿人形机器人躯体头部控制头部扭动的舵机Z1，设置在胳膊中部控制胳膊弯曲的舵机Y2、Y4，设置在胳膊上端控制胳膊靠近和远离躯干的舵机Xl、X2，设置在躯干肩部控制胳膊转动的舵机Yl、Y3，设置在腿部根部控制腿部向前弯曲的舵机Y5、Y7，设置在腿部中部控制小腿向后弯曲的舵机Y6、Y8，设置在脚踝处控制脚部扭动的舵机Z2、Z3，其中，舵机Xl、X2实现左右方向的转动，舵机Yl、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8实现前后方向的转动，舵机Z1、Z2、Z3实现万向转动，上述十三处舵机相互配合由控制中心控制来实现仿人形机器人躯体的行走。3.根据权利要求2所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体脚部底部设置有行走轮。4.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述超声波测距模块为HC-SR04超声波测距模块。5.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述红外避障模块为E18-D80NK-N红外传感器。6.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述播放部分还包括设置在仿人形机器人躯体躯干内的投影仪，投影仪与控制中心连接。7.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体还设置有语音接收装置。8.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述仿人形机器人躯体还设置有外接USB插口，外接USB插口与控制中心连接。9.根据权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人还安装有通讯模块，通讯模块与控制中心连接。
【专利摘要】一种智能机器人，包括仿人形机器人躯体、控制中心、行走部分和播放部分，所述行走部分包括超声波测距模块、红外避障模块、舵机控制模块，所述超声波测距模块和红外避障模块分别设置在仿人形机器人躯体内，舵机控制模块包括分别设置在仿人形机器人躯体各部位的十三个舵机，所述播放部分包括设置在仿人形机器人躯体各部位的触摸屏、投影仪、音频播放装置，所述控制中心设置在仿人形机器人躯体内，分别连接和控制行走部分和播放部分各组件。本发明结构新颖，拟人化程度高，智能化程度高，能够自由的仿人行走，保持孩子的好奇心，人机对话能够吸引孩子的注意，音频播放和投影能够辅助孩子在玩耍的时候学习新的知识，效果显著。
【IPC分类】A63H11/12, A63H29/22, A63H11/18
【公开号】CN104888464
【申请号】CN201510339278
【发明人】周鑫
【申请人】周鑫
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
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