專利名稱：仿生智能機(jī)器人玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種仿生電子玩具技術(shù)領(lǐng)域，是一種仿生智能機(jī)器人玩具。
本實用新型是在已經(jīng)授權(quán)的由本發(fā)明人發(fā)明的中國實用新型專利講故事機(jī)器娃(ZL95232206.47)及智能機(jī)器娃(ZL99223488.3)的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷改進(jìn)，采用先進(jìn)的數(shù)字語音識別IC芯片及數(shù)字錄音合成處理技術(shù)，以微處理器CPU為控制核心，控制專門芯片，使之具有一定的智能的機(jī)器人玩具。
本實用新型可以在操作者的語音控制下，實現(xiàn)一系列模擬人的動作如講故事、唱歌、學(xué)人說話、與人對話。此過程中，可模擬真人一樣嘴、眼仿真動作，并且此仿生智能機(jī)器人玩具還可實現(xiàn)走路功能。
(三)技術(shù)內(nèi)容本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種仿生智能機(jī)器人玩具，其特征在于(見圖2)是由仿生智能機(jī)器人玩具本體外殼1、控制板2、眼睛和嘴部電磁驅(qū)動器部分3、電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)部分6、操作指示部分27、麥克4、喇叭5、電池盒7構(gòu)成。
控制板的電路連接方式如下(見圖1)CPU(U1)連接電源監(jiān)視/復(fù)位芯片U13和E2PROM(U14)，CPU(U1)還連接按鍵開關(guān)部分U12和LED數(shù)碼顯示部分U11，語音識別芯片U3與CPU(U1)及模擬開關(guān)U15連接，模擬開關(guān)U15連接麥克和錄音插孔；CPU(U1)與前置放大器U4相連，前置放大器U4連接語音錄放芯片U2，語音錄放芯片U2與音頻功率放大器U5連接，音頻功率放大器U5連接嘴眼驅(qū)動電路U6，嘴眼驅(qū)動電路U6連接計數(shù)器U7，計數(shù)器U7與嘴電磁線圈U8和眼電磁線圈U9連接，音頻功率放大器U5連接喇叭U16，CPU(U1)與電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)U10連接。除上述元件外，控制板還包括電源穩(wěn)壓器、三極管、二極管、電阻、電容、電解電容等外圍元件。在此仿生智能機(jī)器人玩具耳內(nèi)裝有麥克，喇叭U16在此仿生智能機(jī)器人玩具前胸處，電池盒裝在鞋底處。
見圖3、圖4，眼睛和嘴部電磁驅(qū)動器U9、U8分別由中間帶有鐵芯的電磁線圈11、14和運動部分銜鐵8、13組成，通過信號輸入引線連接在控制板上，安裝在仿生智能機(jī)器人玩具頭部，眼部電磁驅(qū)動器U9通過眼部銜鐵8帶動眼球10繞其軸心轉(zhuǎn)動，形成眨眼動作；嘴部電磁驅(qū)動器U8銜鐵13前端粘合軟橡膠12制成仿生智能機(jī)器人下嘴部，帶動嘴一張一合。
見圖5，電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)利用四連桿機(jī)構(gòu)和棘輪實現(xiàn)智能機(jī)器人兩個腿依次向前邁進(jìn)，齒輪箱17固結(jié)在上身體下部，有兩個軸光軸19和曲軸18，光軸19連在腿21的上后方，曲軸18連結(jié)腿21的上前方和拉桿20，為了使兩腳交替向前邁進(jìn)，在機(jī)器人腳底設(shè)有棘爪26和棘輪25。
見圖6，操作指示部分包括8個按鍵③④⑤⑥⑧⑨⑩，2只顯示數(shù)值的LED數(shù)碼管②，2個LED狀態(tài)指示燈①指示工作狀態(tài)，一個電源開關(guān)⑦、一個錄音插孔。此控制板裝在此仿生智能機(jī)器人玩具胸腔內(nèi)，操作指示部分在其后背開口露出，便于操作。
本實用新型是一種高度仿生的智能機(jī)器人玩具，可模擬真人一樣嘴、眼仿真動作，可以在操作者的語音控制下，實現(xiàn)一系列模擬人的動作如講故事、唱歌、學(xué)人說話、與人對話。此過程中，此仿生智能機(jī)器人玩具還可實現(xiàn)走路功能，是為學(xué)齡前兒童提高聽故事，學(xué)說話的興趣，增強(qiáng)智力而提供的一種非常理想的機(jī)器人玩具。


圖1是本實用新型仿生智能機(jī)器人玩具的電路框圖。
圖2是本實用新型仿生智能機(jī)器人玩具的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖3、圖4是本實用新型仿生智能機(jī)器人玩具的嘴、眼電磁驅(qū)動器部分結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本實用新型仿生智能機(jī)器人玩具的走行機(jī)構(gòu)總圖。
圖6是本實用新型仿生智能機(jī)器人玩具的操作指示面板示意圖。
(四)實施例1.語音識別部分見圖1，控制命令由CPU(U1)發(fā)送至語音識別電路U3，而語音識別電路U3的識別結(jié)果或工作狀態(tài)由CPU(U1)讀出。當(dāng)使用者進(jìn)行語音識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練時，通過按鍵U12操作，通知CPU(U1)，CPU(U1)便向語音識別電路U3發(fā)出學(xué)習(xí)命令。學(xué)習(xí)內(nèi)容可按表1進(jìn)行，從MIC或錄音插孔輸入。由于該識別技術(shù)只是鑒別字的特征，并不能分析出字的含義，故只能按表1或自行編制的內(nèi)容進(jìn)行才能實現(xiàn)其功能。程序開始運行時，CPU(U1)對語音識別電路U3初始化，向其發(fā)送連續(xù)識別模式命令，使其進(jìn)入連續(xù)識別狀態(tài)。語音信號由MIC輸入，MIC拾取的語音信號經(jīng)雙向模擬開關(guān)U15送至語音識別電路U3，雙向模擬開關(guān)U15的開關(guān)動作由程序控制。識別結(jié)果由CPU(U1)讀出，控制相應(yīng)電路工作，實現(xiàn)唱歌、講故事、走路、與人對話功能。2.語音錄放部分見圖1，該部分主要由語音錄放芯片U2、前置放大器U4、音頻功率放大器U5及外圍元件組成。前置放大器U4對輸入的音頻信號進(jìn)行預(yù)放大，語音錄放芯片U2在CPU(U1)的控制下，可進(jìn)行聲音信號的錄入和回放，從而實現(xiàn)學(xué)人說話功能。由于語音錄放芯片U2輸出功率太小，故由音頻功率放大器U5對語音錄放芯片U2輸出的音頻信號放大。放大后的音頻信號分成兩路。一路輸出到喇叭U16，另一路輸出到嘴、眼驅(qū)動電路U6。麥克8在此仿生智能機(jī)器人玩具耳內(nèi)(見圖3)，喇叭U16在此仿生智能機(jī)器人玩具前胸處。3.嘴部和眼部電磁驅(qū)動器部分見圖1、圖3、圖4，嘴、眼的動作分別由嘴電磁線圈部分U8、眼電磁線圈部分U9的吸合來帶動。音頻信號經(jīng)嘴、眼驅(qū)動電路U6產(chǎn)生的脈沖信號作為計數(shù)器U7的計數(shù)脈沖。由計數(shù)器U7的輸出端獲得不同的分頻信號作為嘴電磁線圈部分U8、眼電磁線圈部分U9的驅(qū)動信號。眼部和嘴部電磁線圈部分U9、U8由中間帶有鐵芯的電磁線圈11、14，眼部銜鐵8和嘴部銜鐵13組成(見圖4)。眼電磁線圈11固定在眼電磁線圈固定板9上。眼部電磁驅(qū)動部分U9通過眼部銜鐵8帶動眼球10繞其軸心轉(zhuǎn)動。此仿生智能機(jī)器人玩具眼球10上半部顏色與眼眶相同，隨眼球10而動形成活動上眼皮。因此當(dāng)眼球10轉(zhuǎn)動時即形成眨眼動作。嘴部銜鐵13前端粘合軟橡膠12制成此仿生智能機(jī)器人玩具的下嘴部。當(dāng)嘴部電磁線圈14得電、失電時，嘴部銜鐵13上下運動，帶動嘴一張一合，形成面部高度仿生。4.電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)部分見圖1、圖5，步行機(jī)構(gòu)利用四連桿機(jī)構(gòu)和棘輪實現(xiàn)兩個腿依次向前邁動。電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)電路U10接收來自于CPU(U1)的控制信號驅(qū)動電機(jī)。見圖5，電機(jī)16得電，驅(qū)動齒輪箱17，齒輪箱17、殼體固結(jié)在上身體下部，它出來兩個軸光軸19和曲軸18，光軸19是連在腿21的上后方，曲軸18連結(jié)腿21的上前方和拉桿20，電機(jī)16帶動齒輪箱17中的齒輪轉(zhuǎn)動曲軸18，而帶動拉桿20擺動，使鞋底23向后(或向前)移動，由于棘爪26制住棘輪25，而使另一條腿21向前(或后)移動，當(dāng)曲軸18轉(zhuǎn)動又一個180度時，又與同上述動作過程一樣，使又一條腿21向前邁動，周此反復(fù)，實現(xiàn)了兩個腿能夠一步一步地向前邁動。電池盒24裝在此仿生智能機(jī)器人玩具鞋22的鞋底23處，增加了其運動的穩(wěn)定性。
表1 仿生智能機(jī)器人玩具錄入內(nèi)容列表
權(quán)利要求1.一種仿生智能機(jī)器人玩具，其特征在于是由仿生智能機(jī)器人玩具本體外殼、控制板、眼睛和嘴部電磁驅(qū)動器部分、電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)部分、操作指示部分、麥克、喇叭、電池盒構(gòu)成；控制板的電路連接方式如下CPU(U1)連接電源監(jiān)視/復(fù)位芯片U13和E2PROM(U14)，CPU(U1)還連接按鍵開關(guān)部分U12和LED數(shù)碼顯示部分U11，語音識別芯片U3與CPU(U1)及模擬開關(guān)U15連接，模擬開關(guān)U15連接麥克和錄音插孔；CPU(U1)與前置放大器U4相連，前置放大器U4連接語音錄放芯片U2，語音錄放芯片U2與音頻功率放大器U5連接，音頻功率放大器U5連接嘴眼驅(qū)動電路U6，嘴眼驅(qū)動電路U6連接計數(shù)器U7，計數(shù)器U7與嘴電磁線圈U8和眼電磁線圈U9連接，音頻功率放大器U5連接喇叭U16，CPU(U1)與電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)U10連接，除上述元件外，控制板還包括電源穩(wěn)壓器、三極管、二極管、電阻、電容、電解電容等外圍元件；眼睛和嘴部電磁驅(qū)動器由中間帶有鐵芯的電磁線圈和運動部分銜鐵組成，通過信號輸入引線連接在控制板上，安裝在仿生智能機(jī)器人玩具頭部，眼部電磁驅(qū)動器通過眼部銜鐵帶動眼球繞其軸心轉(zhuǎn)動，形成眨眼動作；嘴部電磁驅(qū)動器銜鐵前端粘合軟橡膠制成仿生智能機(jī)器人下嘴部，帶動嘴一張一合；電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)利用四連桿機(jī)構(gòu)和棘輪實現(xiàn)智能機(jī)器人兩個腿依次向前邁進(jìn)，齒輪箱固結(jié)在上身體下部，有兩個軸光軸和曲軸，光軸連在腿的上后方，曲軸連結(jié)腿的上前方和拉桿，為了使兩腳交替向前邁進(jìn)，在機(jī)器人腳底設(shè)有棘爪和棘輪；操作指示部分包括8個按鍵，2只顯示數(shù)值的LED數(shù)碼管，2個LED狀態(tài)指示燈指示工作狀態(tài)，一個電源開關(guān)、一個錄音插孔；控制板裝在此仿生智能機(jī)器人玩具胸腔內(nèi)，操作指示部分在其后背開口露出。
專利摘要本實用新型涉及一種仿生電子玩具技術(shù)領(lǐng)域,是由仿生智能機(jī)器人玩具本體外殼、控制板、眼睛和嘴部電磁驅(qū)動器、電機(jī)驅(qū)動步行機(jī)構(gòu)、操作指示部分、麥克、喇叭、電池盒構(gòu)成;本實用新型可模擬真人一樣嘴、眼仿真動作,可以在操作者的語音控制下,實現(xiàn)一系列模擬人的動作:如講故事、唱歌、學(xué)人說話、與人對話。此過程中,并且此仿生智能機(jī)器人玩具還可實現(xiàn)走路功能。是為學(xué)齡前兒童提高聽故事,學(xué)說話的興趣,增強(qiáng)智力而提供的一種非常理想的機(jī)器人玩具。
文檔編號A63H33/26GK2510134SQ0127172
公開日2002年9月11日 申請日期2001年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月23日
發(fā)明者周海明 申請人:周海明