專利名稱：一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具的制作方法
技術領域：
一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具本實用新型專利涉及人車變換自主編程的遙控機器人技術領域，具體的說是一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具。目前的機器人可分為兩種一種是美國孩之寶玩具公司開發(fā)的變形金剛系列，該系列只可以用手動完成變形，且根本無法采用簡單的編程手段達到自動變形的效果；另外一種是機器人研究機構開發(fā)的機器人實驗系統(tǒng)，該機器人實驗系統(tǒng)只是一種裸機系統(tǒng)，并且系統(tǒng)復雜，編程困難，只能用于科研，很難普及被普通人接受。隨著人們物質文化生活水平的提高，普通的玩具已經(jīng)越來越滿足不了人們對娛樂和教育的需求，人們越來越渴望交流和互動，而簡單構造的機器人顯然滿足不了人們的這種渴求，而研究機構的機器人實驗系統(tǒng)，由于其高度的復雜結構和編程，價格高昂，無法被用于玩具技術領域，人們呼喚一種能夠真正實現(xiàn)互動式教育和娛樂的可編程、可變形的機器人玩具。本實用新型的目的就是要解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種外表美觀，編程操作簡便，可執(zhí)行多種仿人動作的、兼?zhèn)錂C器人人工智能的教育平臺和娛樂功能的機器人。為實現(xiàn)上述目的設計一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具。機器人由外殼，動作執(zhí)行機構，控制主板，LINUX操作系統(tǒng)，PC端編程軟件，遙控器，電源組件組成。塑膠外殼由頭部，胸部，手臂，腿部，腳部等幾部分組成，將機器人身體的各個部分進行包裹。動作執(zhí)行機構由安裝在塑膠外殼內的十八個舵機和五個齒輪減速機構組成?？刂浦靼宀捎肁RM9-M40芯片。PC端編程軟件通過藍牙和主板進行連接和通訊。編好的程序通過藍牙下載到主板的存儲器，由操作系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行。機器人自主完成程序設定的任務。機器人包括該變形玩具人體部分由塑膠材料制成的頭、身體、軀干、兩條對稱的腿以及兩條對稱的臂、動作執(zhí)行機構、控制主板、軟件、遙控器、電源組件，其特征在于變形玩具人體部分分解為十八個舵機部件的核心部分，所述的十八個舵機部件設有動作執(zhí)行機構，所述的動作執(zhí)行機構由十八個舵機和五個齒輪減速機構構成；所述的十八個舵機部件安裝于所述的變形玩具中并通過控制主板ARM9-2440、LINUX操作系統(tǒng)或基于WINDOWS系統(tǒng)的自主編程軟件來操作所述分解部件的操縱開關，所述的電源組件為可充電電池和充電座，所述的操縱開關將已編程好的程序通過藍牙的通訊方式下載到主板，機器人在藍牙手柄，平板電腦、智能手機或者PC機鍵盤的遙控下執(zhí)行開關動作，所述的變形玩具側臂上設有紅外發(fā)射管裝置；所述的十八舵機為a、舵機20安裝在右腳部組件內，支架21下端安裝于舵機20的輸出軸兩側，支架21可繞腳部組件左右轉動；舵機22裝于小腿組件內，支架21上端安裝于舵機22輸出軸兩側，小腿組件可相對于支架21在舵機22輸出軸處轉動，推進器外蓋和支架23膠件組裝成為支架23組件；舵機M、25裝入大腿組件，大腿組件和支架23組件在舵機M的輸出軸兩側連接，大腿組件可相對于支架23組件在舵機M輸出軸處前后轉動，支架觀下端安裝于舵機25輸出軸兩側，可相對于大腿組件在舵機25輸出軸處前后轉動；舵機30，36、38安裝于腹部組件內，支架觀上端安裝于舵機30輸出軸兩側，可相對于腹部組件在舵機30輸出軸處轉動，左腿裝配完成，右腿和左腿裝配完全相同；b、舵機32、34裝入胸部組件內，胸部膠件組裝成為支架組件，支架安裝于舵機36 輸出軸兩側，胸部組件可相對于腹部組件在舵機36輸出軸處轉動；舵機30裝入左手臂組件 6內、舵機31裝入左手臂組件8內，左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機30輸出軸兩側，可相對于左手臂組件6在舵機30輸出軸處左右轉動，左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機32輸出軸兩側，可相對于胸部組件在舵機32輸出軸處轉動，左手組件裝配完成， 右手組件和左手組件裝配完全相同；C、舵機35裝入頭部組件內，頭部組件和齒輪減速機構7的齒條在舵機35輸出軸處連接，可相對于胸部組件在舵機35輸出軸處左右轉動。所述的十八個舵機和五個齒輪減速機構組成的動作執(zhí)行機構齒輪減速機構7安裝在胸部組件內，電機60轉動，通過4級齒輪的減速傳遞，帶動齒條上升或者下降。齒條的上升或者下降的結束由行程開關57、58來決定；左右推進器組件內分別裝有兩個齒輪減速機構，左側的推進器內裝有齒輪減速機構51、52。齒輪減速機構51，在電機一個方向轉動，帶動齒輪轉動，齒輪裝配在齒輪減速機構52內，齒輪減速機構52向下轉動，碰到行程開關55時停止轉動。電機反方向轉動，帶動齒輪轉動和齒輪減速機構52向上轉動，碰到行程開關56時停止轉動。所述的控制主板采用基于LINUX操作系統(tǒng)的ARM9芯片，舵機采用CPLD芯片驅動， 電機采用STM32F101芯片驅動。于所述的遙控機器人玩具還包括一個運行于PC機上的自主編程系統(tǒng)，該系統(tǒng)和控制主板通過藍牙進行連接和通訊。在由人形變?yōu)檐囆芜^程中，頭部在齒輪減速機構7的控制下伸出胸部，左右驅動輪在齒輪減速機構51、52的控制下伸出推進器外殼，在齒輪減速機構4，5的驅動下通過差速方式來控制機器行進。在由車形變?yōu)槿诵芜^程中，頭部在齒輪減速機構7的控制下縮入胸部，左右驅動輪在齒輪減速機構51、52的控制下縮入推進器外殼。在人形狀態(tài)下，兩個機器人可以通過放置于手臂武器內的紅外發(fā)射和頭頂?shù)募t外接收裝置進行交互動作。十八個舵機在自主編程系統(tǒng)所編寫程序的控制下，可實現(xiàn)直立行走，執(zhí)行各種仿人動作。本實用新型同現(xiàn)有技術相比，該機器人采用了 LINUX操作系統(tǒng)，有效提升了電子和軟件功能的可擴展性；時尚化的外部包裝元素，和操作簡便的編程軟件，極大激發(fā)操作者的興趣和鉆研精神，可編程系統(tǒng)、可人車變形的機器人、可用紅外感應進行機器人之間交互的系統(tǒng)大大提高了人機交互的樂趣。[
]圖1、圖2是本實用新型的人形態(tài)立體圖；圖3是本實用新型的車形態(tài)主視圖；圖4是圖3的側視圖；圖5是圖3的俯視圖；圖6是本實用新型的各組件分布圖；圖7是本實用新型的舵機分布圖；圖8是圖6的A-A剖面圖；圖9是本實用新型推進器結構示意圖；圖10是圖9的側視圖；圖11是圖9的俯視圖；圖12是圖9中齒輪減速機構結構圖；圖13是圖9的中電機位置示意圖圖14是圖9中行程開關位置示意圖；圖15是圖9的展開狀態(tài)圖；圖16是本實用新型的胸部結構示意圖；圖中，1和18為腳部組件；2和17為小腿組件；4和15為大腿組件；6和8和11和13為手臂組件；9為胸部組件；10為頭部組件；14為腹部組件；3和16是推進器組件；5為武器組件，12為紅外接收裝置；20、22、24、25、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42 為舵機；21，23，28 為支架;26為紅外發(fā)射管；59是齒條；60是電機；55、56、57、58為行程開關；5354為電機；7、51、52為“齒輪減速機構；結合附圖對本實用新型做進一步說明，這種裝置的制造技術對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。如附圖所示，機器人由外殼，動作執(zhí)行機構，控制主板，LINUX操作系統(tǒng)，PC端編程軟件，遙控器，電源組件組成。塑膠外殼由頭部，胸部，手臂，腿部，腳部等幾部分組成，將機器人身體的各個部分進行包裹。動作執(zhí)行機構由安裝在塑膠外殼內的十八個舵機和五個齒輪減速機構組成?？刂浦靼宀捎肁RM9-M40芯片。PC端編程軟件通過藍牙和主板進行連接和通訊。編好的程序通過藍牙下載到主板的存儲器，由操作系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行。機器人自主完成程序設定的任務。十八個舵機舵機20安裝在腳部組件內，支架21下端安裝于舵機20的輸出軸兩側，支架21可繞腳部組件左右轉動。舵機22裝于小腿組件內，支架21上端安裝于舵機22輸出軸兩側。小腿組件可相對于支架21在舵機22輸出軸處轉動。推進器外蓋和支架23膠件組裝成為支架23組件。舵機M、25裝入大腿組件，大腿組件和支架23組件在舵機M的輸出軸兩側連接，大腿組件可相對于支架23組件在舵機M輸出軸處前后轉動。支架觀下端安裝于舵機 25輸出軸兩側，可相對于大腿組件在舵機25輸出軸處前后轉動。舵機30，36、38安裝于腹部組件內。支架觀上端安裝于舵機30輸出軸兩側，可相對于腹部組件在舵機30輸出軸處轉動。左腿裝配完成。右腿和左腿裝配完全相同。同理，右腿也可相對于腹部組件轉動。舵機32、34裝入胸部組件內。胸部膠件組裝成為支架組件，支架安裝于舵機36輸出軸兩側，胸部組件可相對于腹部組件在舵機36輸出軸處轉動。舵機30裝入左手臂組件 6內。舵機31裝入左手臂組件8內。左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機30輸出軸兩側，可相對于左手臂組件6在舵機30輸出軸處左右轉動。左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機32輸出軸兩側，可相對于胸部組件在舵機32輸出軸處轉動。左手組件裝配完成。右手組件和左手組件裝配完全相同。同理，右手組件也可相對于胸部組件轉動。舵機35裝入頭部組件內，頭部組件和齒輪減速機構7的齒條在舵機35輸出軸處連接，可相對于胸部組件在舵機35輸出軸處左右轉動。五個齒輪減速器齒輪減速機構7安裝在胸部組件內，電機60轉動，通過4級齒輪的減速傳遞，帶動齒條上升或者下降。齒條的上升或者下降的結束由行程開關57、58來決定。左右推進器組件內分別裝有兩個齒輪減速機構，左側的推進器內裝有齒輪減速機構51、52。齒輪減速機構51，在電機一個方向轉動，帶動齒輪轉動，齒輪裝配在齒輪減速機構52內，齒輪減速機構 52向下轉動，碰到行程開關55時停止轉動。電機反方向轉動，帶動齒輪轉動和齒輪減速機構52向上轉動，碰到行程開關56時停止轉動。
權利要求1.一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，包括該變形玩具人體部分由塑膠材料制成的頭、身體、軀干、兩條對稱的腿以及兩條對稱的臂、動作執(zhí)行機構、控制主板、軟件、遙控器、電源組件，其特征在于變形玩具人體部分分解為十八個舵機部件的核心部分，所述的十八個舵機部件設有動作執(zhí)行機構，所述的動作執(zhí)行機構由十八個舵機和五個齒輪減速機構構成；所述的電源組件為可充電電池和充電座，所述的變形玩具側壁上設有紅外發(fā)射管裝置。
2.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于所述的十八舵機為a、舵機00)安裝在右腳部組件內，支架下端安裝于舵機00)的輸出軸兩側，支架可繞腳部組件左右轉動；舵機02)裝于小腿組件內，支架上端安裝于舵機 (22)輸出軸兩側，小腿組件可相對于支架在舵機0 輸出軸處轉動，推進器外蓋和支架膠件組裝成為支架組件；舵機04)和0 裝入大腿組件，大腿組件和支架組件在舵機04)的輸出軸兩側連接，大腿組件可相對于支架組件在舵機04) 輸出軸處前后轉動，支架08)下端安裝于舵機0 輸出軸兩側，可相對于大腿組件在舵機 (25)輸出軸處前后轉動；舵機09)和(38)和(36)安裝于腹部組件內，支架08)上端安裝于舵機09)輸出軸兩側，可相對于腹部組件在舵機09)輸出軸處轉動，左腿裝配完成， 右腿和左腿裝配完全相同；b、舵機(3 和(34)裝入胸部組件內，胸部膠件組裝成為支架組件，支架安裝于舵機 (36)輸出軸兩側，胸部組件可相對于腹部組件在舵機(36)輸出軸處轉動；舵機(30)裝入左手臂組件(6)內、舵機(31)裝入左手臂組件(8)內，左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機(30)輸出軸兩側，可相對于左手臂組件(6)在舵機(30)輸出軸處左右轉動，左手臂膠件組裝成為支架組件，安裝于舵機(3 輸出軸兩側，可相對于胸部組件在舵機(3 輸出軸處轉動，左手組件裝配完成，右手組件和左手組件裝配完全相同；c、舵機(3 裝入頭部組件內，頭部組件和齒輪減速機構(7)的齒條在舵機(3 輸出軸處連接，可相對于胸部組件在舵機(3 輸出軸處左右轉動。
3.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于所述的十八個舵機和五個齒輪減速機構組成的動作執(zhí)行機構齒輪減速機構(7)安裝在胸部組件內，電機(60)轉動，通過四級齒輪的減速傳遞，帶動齒條上升或者下降，齒條的上升或者下降的結束由行程開關(57)和(2)來決定；左右推進器組件內分別裝有兩個齒輪減速機構，左側的推進器內裝齒輪減速機構 (51)、(52)，齒輪減速機構(51)，在電機一個方向轉動，帶動齒輪轉動，齒輪裝配在齒輪減速機構(52)內，齒輪減速機構(52)向下轉動，碰到行程開關(55)時停止轉動，電機反方向轉動，帶動齒輪轉動和齒輪減速機構(5 向上轉動，碰到行程開關(56)時停止轉動。
4.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于所述的控制主板采用基于LINUX操作系統(tǒng)的ARM9芯片，舵機采用CPLD芯片驅動，電機采用 STM32F101芯片驅動。
5.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于在由人形變?yōu)檐囆芜^程中，頭部在齒輪減速機構(7)的控制下伸出胸部，左右驅動輪在齒輪減速機構(51)和(52)的控制下伸出推進器外殼，并在齒輪減速機構的驅動下通過差速方式來控制機器行進，前輪采用萬向輪結構。
6.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于在由車形變?yōu)槿诵芜^程中，頭部在齒輪減速機構(7)的控制下縮入胸部，左右驅動輪在齒輪減速機構(51)和(5 的控制下縮入推進器外殼。
7.如權利要求1所述的一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，其特征在于在人形狀態(tài)下，兩個機器人可以通過放置于手臂武器內的紅外發(fā)射和頭頂?shù)募t外接收裝置進行交互動作。
專利摘要本實用新型專利涉及人車變換自主編程的遙控機器人技術領域，具體的說是一種人車變換自主編程的遙控機器人玩具，機器人由外殼，動作執(zhí)行機構，控制主板，LINUX操作系統(tǒng)，PC端編程軟件，遙控器，電源組件組成，塑膠外殼由頭部，胸部，手臂，腿部，腳部等幾部分組成，將機器人身體的各個部分進行包裹，動作執(zhí)行機構由安裝在塑膠外殼內的十八個舵機和五個齒輪減速機構組成?？刂浦靼宀捎肁RM9-2440芯片，PC端編程軟件通過藍牙和主板進行連接和通訊，編好的程序通過藍牙下載到主板的存儲器，由操作系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行。機器人自主完成程序設定的任務，本實用新型有效提升了電子和軟件功能的可擴展性，外感應進行機器人之間交互的系統(tǒng)大大提高了人機交互的樂趣。
文檔編號A63H3/04GK202289438SQ20112033810
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2011年9月9日
發(fā)明者周劍 申請人:周劍