專利名稱：智能玩具機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種智能玩具機(jī)器人，尤其是指一種能夠與人產(chǎn)生互動的智能玩具機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，在智能玩具領(lǐng)域里有各種各樣的新型智能機(jī)器人玩具，諸如電動機(jī)器人玩具、智能電子機(jī)器人等，對于其操縱方式，通常都是通過遙控器來控制它行走方向，而玩具及機(jī)器人本身卻不能識別它前面離它有一定距離的障礙物(如墻壁、樓梯、行人、桌子、椅子等障礙物)，也不能繞開它而獨立自由行走，由于玩具及機(jī)器人本身與人之間不具備互動關(guān)系，都是采用人為的操控方式，所以在實際使用中，此類玩具及機(jī)器人使用壽命不長，易被淘汰，長時間使用后，主人一般不會再對它產(chǎn)生使用興趣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種新型的智能玩具機(jī)器人，它能自動識別有一定距離的障礙物并且計算出兩者之間距離，同時繞開它自我調(diào)節(jié)速度地自由行走，而且不需要人為控制，在此基礎(chǔ)上也增加了一套射擊功能、報警功能、呼叫功能、非接觸式音樂編輯功能，增強(qiáng)了使用者的娛樂興趣。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案包括外殼、兩個獨立控制的車輪、多個紅外線發(fā)射接收模組、紅外遙控發(fā)射信號射擊器、輪子速度速檢測裝置，設(shè)置模式按鈕等組成，所述的多個紅外線發(fā)射接收模組置于不同朝向分布于殼體的各側(cè)，兩個獨立控制的車輪置于外殼的下方與輪子速度速檢測裝置連接。
所述的紅外線發(fā)射接收模組由紅外線發(fā)射管、紅外發(fā)射接收套，紅外線接收頭組成。紅外線發(fā)射管、紅外線接收頭嵌在紅外發(fā)射接收套內(nèi)，由于紅外線發(fā)射管嵌在紅外發(fā)射接收套內(nèi)，紅外線不會立刻成大角度向周圍發(fā)射，而是在紅外發(fā)射接收套內(nèi)形成了一束紅外線向外直線發(fā)射，另外由于紅外線接收管也嵌在紅外發(fā)射接收套內(nèi)，所以外界信號只有正向地直線反射到發(fā)射接收套時，紅外線接收頭才能接受到，而其他方向的信號則被發(fā)射接收套擋住而無法傳到紅外線接收頭上。紅外線發(fā)射管、紅外線接收頭兩者被紅外發(fā)射接收套隔離，使紅外線發(fā)射管中出來的紅外線不會在紅外發(fā)射接收套內(nèi)傳到紅外線接收頭，而是通過外界物體反射之后傳到紅外線接收頭。
紅外線定向發(fā)射接收實現(xiàn)方法在上述技術(shù)條件存在的前提下，通過“紅外線發(fā)射接收套”來控制紅外線傳輸?shù)目臻g路徑，即縮小紅外線傳輸?shù)目臻g范圍，使之直線型發(fā)出，遇到物體直線型折射返回；物體距離檢測實現(xiàn)方法在以上紅外線定向發(fā)射接收存在的前提下，通過紅外線發(fā)射接收模組內(nèi)的紅外線發(fā)射管發(fā)射出一組從弱逐漸變強(qiáng)固定時間長度的紅外線信號，該組信號經(jīng)過物體表面反射后，反應(yīng)到紅外線發(fā)射接收模組的紅外線接收器的輸出信號，該輸出信號時間長度則反應(yīng)出物體與機(jī)器人之間的距離。
當(dāng)前自我行走的方向定位與速度調(diào)節(jié)實現(xiàn)方法在以上紅外線定向發(fā)射接收、物體距離檢測存在的前提下，根據(jù)機(jī)器人殼體上的紅外線發(fā)射接收模組的定位，紅外線發(fā)射接收模組前下部定位于機(jī)器人左方、中方、右方位置，紅外線發(fā)射接收模組前中部定位于機(jī)器人的左方、右方位置，紅外線發(fā)射接收模組前上部定位于機(jī)器人的前中上部位置，并向下傾斜一定角度。根據(jù)機(jī)器人殼體上這些不同位置的紅外線發(fā)射接收模組來確定物體距離機(jī)器人的距離以及物體相對機(jī)器人的位置，根據(jù)機(jī)器人身邊各物體的分布情況來控制兩個可獨立控制的前輪，達(dá)到改變行走方向避開障礙物的目的，同時根據(jù)距離障礙物的遠(yuǎn)近來調(diào)節(jié)速度的大小。
本發(fā)明專利的有益效果在于，通過本發(fā)明所述的各部件組成的智能玩具機(jī)器人，基于上述的原理和軟件編程的支持下，還可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)射擊功能時間限定射擊模式、精確射擊模式、限時精確射擊模式，通過上述的紅外線發(fā)射接收模組在殼體上的分布及微電腦時間控制，與紅外遙控發(fā)射信號射擊器來實現(xiàn)這三種射擊功能；報警功能通過上面的紅外線定向發(fā)射接收、物體距離檢測存在來檢測機(jī)器人前面與后面的可識別的物體的位置與距機(jī)器人的距離變化，產(chǎn)生報警模式。機(jī)器人一旦接觸到一組特殊(通過紅外線編碼)的信號，它將會朝著信號的發(fā)射方向行走，同時避開前面的障礙物，如果這種信號源源不斷地存在，則機(jī)器人始終朝著信號的發(fā)射方向行走，該信號一旦消失，則機(jī)器人不受約束地自由行走。本發(fā)明還可以通過各紅外線發(fā)射接收模組來檢測前面2-10厘米的范圍內(nèi)是否有遮擋物而發(fā)出不同的音符(音樂聲音由軟件實現(xiàn))，并且記錄下各音符的發(fā)音間隔，以及產(chǎn)生的音符與發(fā)音間隔組成的整首音樂。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明紅外線發(fā)射接收模組結(jié)構(gòu)放大示意3是圖2的分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明電路實現(xiàn)框架5是本發(fā)明紅外線發(fā)射接收模組電路6是本發(fā)明控制信號輸出波型圖7是本發(fā)明近距離障礙物接收信號輸出波型圖8是本發(fā)明中距離障礙物接收信號輸出波型圖9是本發(fā)明遠(yuǎn)距離障礙物接收信號輸出波型具體實施方式
下面結(jié)合

對本發(fā)明具體實施方式
進(jìn)一步闡述，如圖1中所示，本發(fā)明包括外殼1、兩個獨立控制的車輪2、多個紅外線發(fā)射接收模組3、紅外遙控發(fā)射信號射擊器、輪子速度速檢測裝置、設(shè)置模式按鈕等組成，多個紅外線發(fā)射接收模組3置于不同朝向并分布于外殼1的各側(cè)，兩個獨立控制的車輪2置于外殼1的下方與輪子速度速檢測裝置連接。如圖2、圖3所示，紅外線發(fā)射接收模組3由紅外線發(fā)射管31、紅外發(fā)射接收套32，紅外線接收頭33組成。紅外線發(fā)射管31、紅外線接收頭33嵌在紅外發(fā)射接收套32內(nèi)。由于發(fā)射接收模組3定位于機(jī)器人外殼的適當(dāng)部位，主要用來識別相對機(jī)器人來說是否存在欄桿一類的障礙物及計算其距離，根據(jù)障礙物的分布決定行走方向及速度，發(fā)射接收模組3也可向下傾斜一定角度，用來識別相對機(jī)器人來說是否存在向下的斜坡如樓梯，沒有欄桿的陽臺等；紅外線發(fā)射接收模組3如排列在殼體1的右、左、后側(cè)的，主要用于紅外遙控發(fā)射信號射擊器射擊作的靶；紅外線發(fā)射接收模組3排列于殼體后部的，還可以用來主要用來識別相對機(jī)器人來說后面的障礙物及計算其距離，根據(jù)障礙物的分布決定行走方向及速度，紅外線發(fā)射接收模組電路圖如圖4所示。如圖3所示，在紅外線發(fā)射接收模組3存在的基礎(chǔ)上，通過障礙物檢測微電腦來發(fā)射多路障礙物檢測信號(如圖5所示)，分時間接收每個通道外界障礙物反射來的檢測信號(如圖6、圖7、圖8)與遙控器發(fā)射來的射擊信號或呼叫信號(射擊信號占空比為50％紅外線載波，呼叫信號為一固定長度的紅外線載波)，然后障礙物檢測微電腦將根據(jù)每個通道的檢測到的信號時間長度轉(zhuǎn)化為當(dāng)前障礙物的距離，再根據(jù)各通道接收到的障礙物距離來決定兩個輪子的方向與速度大小的數(shù)據(jù)，最后將這些分析計算來的數(shù)據(jù)傳遞到主控微電腦。主控微電腦根據(jù)這些數(shù)據(jù)來決定兩個馬達(dá)的轉(zhuǎn)向同時利用脈寬調(diào)制的方式來控制馬達(dá)的速度大小，主控微電腦通過喇叭控制電路，LED燈光控制電路來控制聲音與燈光效果，同時根據(jù)控制車輪速度檢測電路來測試當(dāng)前輪子2的速度從而避免被卡住而失去控制。
本發(fā)明的智能玩具機(jī)器人構(gòu)思新穎，設(shè)計獨特，在日常生活中使用時能減少我們?nèi)粘Ｉ畹墓ぷ髁浚瑫r給我們帶來很多的方便與樂趣，可大量投入生產(chǎn)。
上述的舉例是為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，并不局限于此，基于本發(fā)明所述原理的各種變化均落在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能玩具機(jī)器人，包括外殼、兩個獨立控制的車輪、多個紅外線發(fā)射接收模組、紅外遙控發(fā)射信號射擊器、輪子速度速檢測裝置、設(shè)置模式按鈕等組成，其特征在于所述的多個紅外線發(fā)射接收模組置于不同朝向分布于殼體的各側(cè)，兩個獨立控制的車輪置于外殼的下方與輪子速度速檢測裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述的紅外線發(fā)射接收模組由紅外線發(fā)射管、紅外發(fā)射接收套，紅外線接收頭組成，紅外線發(fā)射管、紅外線接收頭嵌在紅外發(fā)射接收套內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的智能玩具機(jī)器人，其特征在于殼體上的紅外線發(fā)射接收模組的定位分布情況是機(jī)器人前下部左方、中方、右方位置，機(jī)器人前中部左方、右方位置，機(jī)器人前上部的前中上部以及機(jī)器人后下部位置，同時在機(jī)器人的左中部、右中部及后中部分別固定一個紅外線接收器，再結(jié)合紅外線發(fā)射接收模組的定位分布從而分別出外界紅外線信號源的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的智能玩具機(jī)器人，其特征在于紅外線定向發(fā)射接收實現(xiàn)方法是通過紅外線發(fā)射接收套來控制紅外線傳輸?shù)目臻g路徑，即縮小紅外線傳輸?shù)目臻g范圍，使之直線型發(fā)出，遇到物體直線型折射返回。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的智能玩具機(jī)器人，其特征在于物體距離檢測實現(xiàn)方法通過紅外線發(fā)射接收模組內(nèi)的紅外線發(fā)射管發(fā)射出一組從弱逐漸變強(qiáng)固定時間長度的紅外線信號，該組信號經(jīng)過物體表面反射后，反應(yīng)到紅外線發(fā)射接收模組的紅外線接收器的輸出信號，該輸出信號時間長度則反應(yīng)出物體與機(jī)器人之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的智能玩具機(jī)器人，其特征在于當(dāng)前自我行走的方向定位與速度調(diào)節(jié)實現(xiàn)方法在以上紅外線定向發(fā)射接收、物體距離檢測存在的前提下，根據(jù)機(jī)器人殼體上的紅外線發(fā)射接收模組的定位，來確定物體距離機(jī)器人的距離以及物體相對機(jī)器人的位置，根據(jù)機(jī)器人身邊各物體的分布情況來控制兩個可獨立控制的前輪，達(dá)到改變行走方向避開障礙物的目的，同時根據(jù)距離障礙物的遠(yuǎn)近來調(diào)節(jié)速度的大小。
全文摘要
本發(fā)明專利公開了一種智能玩具機(jī)器人，包括外殼、兩個獨立控制的車輪、多個紅外線發(fā)射接收模組、紅外遙控發(fā)射信號射擊器、輪子速度速檢測裝置，設(shè)置模式按鈕等組成，所述的多個紅外線發(fā)射接收模組置于不同朝向分布于殼體的各側(cè)，兩個獨立控制的車輪置于外殼的下方與輪子速度速檢測裝置連接。本發(fā)明的智能玩具機(jī)器人它能自動識別有一定距離的障礙物并且計算出兩者之間距離，同時繞開它自我調(diào)節(jié)速度地自由行走，而且不需要人為控制，在此基礎(chǔ)上也增加了一套射擊功能、報警功能、呼叫功能、非接觸式音樂編輯功能，增強(qiáng)了使用者的娛樂興趣。
文檔編號A63H11/12GK1586693SQ200410051068
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者劉茂龍 申請人:劉茂龍