[发明专利]智能双机器人骑双人单车的玩具装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人玩具装置,更具体的说是一种智能双机器人骑双人单车的玩具装置。 

背景技术

一提到机器人玩具,我们就会联想到舵机机器人玩具,所谓舵机机器人玩具,就是由若干个舵机通过机架连接成各个关节,通过改变各个舵机主轴的旋转角度,从而形成不同的动作。常见的舵机机器人玩具有仿人形舵机机器人玩具，蜘蛛机器人玩具，蛇形机器人玩具等。上面所说的机器人玩具,其共同点是：由若干舵机组成关节，通过系统的处理来控制舵机的旋转角度来执行不同的动作。这些机器人玩具的动作方式都是自己和自己配合，和其余事物相结合来完成动作的机器人很少。 

发明内容

本发明旨在提供一种能实现人和机器人互动，机器人和双人单车相互配合完成动作的智能双机器人骑双人单车的玩具装置，来增加玩具机器人的种类。 

下面针对人和机器人互动这一功能模块进行详细介绍。

 人和机器人的互动方式有：机器人和人的简单对话功能，机器人学人的话语功能，机器人头部的跟踪功能，机器人跟踪声音旋转头部的功能，机器人的条件反射功能。

所述机器人和人的简单对话功能（图1）。本功能目前只能实现一些简单的对话，而且对话内容都是事先转换成机器代码，通过语音识别和语音转换的功能模块来调用相应的语音答复代码，再将代码转化成语言，通过放大器将答复语音传到外界，从而实现对话功能。

所述机器人学人的话语功能（图2）。此种互动方式具有一定的滞后性，即由录音芯片将话语录制下来，再通过单片机系统处理之后，通过放大电路将话语回放，从而实现机器人学人的话语的功能。

所述机器人头部的跟踪功能。此功能的表现形式就是头部跟随人手的运动方向而动作，但前提是手和机器人头部的距离必须在传感器的检测范围之内。本机器人采用的传感器就是光电开关，光电开关安装在机器人眼睛的瞳孔内。机器人头部跟随手的动作方式有抬低头动作，左右旋转动作，边抬低头边左右旋转等动作。头部的左右旋转功能采用齿轮内啮合(图4)方式来实现，主动齿轮与从动齿轮的传动比为i1/i2=4：1（i1为主动齿轮的传动比，i2为从动齿轮的传动比）。采用内啮合齿轮传动的优点：（1）可以节约空间。（2）使头部以较低速度平稳旋转（i1/i2=n1/n2)。如果采用电机直接驱动，由于电机具有旋转惯性，使头部在达到头部旋转极限位置时造成冲击，产生的冲击震荡会对装在头部内的元器件产生破坏，尤其会对装在机器人头顶部的角速度传感器造成影响，故本方案选用内啮合齿轮传动。

头部抬低头的功能实现采用转子固定定子旋转的电机进行驱动。动力的输送方式是，靠一组内外啮合的齿轮（图3中2A,3A）进行动力传递，其齿轮组的传动比为i3/i4=3：1（i3为主动齿轮传动比，i4为从动齿轮传动比）。上述的主动齿轮和驱动电机的定子外壳是一体的部件。电机的供电方式为摩擦式供电（所谓摩擦式供电就是将供电圆片放入卡手内并在卡手内旋转，旋转过程中供电圆片的两侧面和卡手两内壁始终紧贴），将电刷的尾端用导线引出，与装在定子外壳上的供电圆片(图3中1A)连接，供电圆片和与电源相连的卡手(卡手是U形的）实现接触性配合，从而实现摩擦式供电。电机的转子两端和托架用塞块（图3中5A）连接，采用塞块连接的好处：将电机的所有自由度限定住。从动齿轮（图3中3A）直接和机器人的脑壳连接，脑壳通过圆柱销和安装在托架上的轴承（图3中6A）配合来固定住脑壳。

所述机器人跟踪声音旋转头部的功能。此功能的实现主要是由装在机器人头部的声传感器执行，当头部的哪侧有声音时，就会产生脉冲传给单片机进行处理，以电平形式输出传给电流放大电路，控制电机主轴的转向，通过内部的内啮合齿轮（图4）来驱动头部旋转，转向声源一侧。

机器人眼球跟踪运动。本运动功能的实现仍是用装在瞳孔内的光电开关来执行，前提是手和眼球的距离必须在光电开关的检测范围内。眼球的动作方式有正上，正下，正左，正右，左上，左下，右上，右下等方向。每个眼球的动作仍由两个电机驱动（图7），两个电机的位置关系是两个电机的转子互相垂直。和眼球连接的电机仍是用方形塞块（图6中8D）作为介质进行连接，其目的是限制住眼球的单独自由度，使眼球和电机的转子固定成为一体。