本實用新型涉及機器人，具體說是嵌入式多功能智能玩具機器人。

背景技術(shù)：

機器人技術(shù)是一個國家科技水平的重要標志和體現(xiàn)，它在社會生產(chǎn)的許多方面都得到了廣泛的應用。近年來，隨著計算機的廣泛普及，機器人逐漸由工業(yè)生產(chǎn)走向了人們的生活，如此廣泛的應用使得提高全體國民對機器人的理解顯得尤為重要，普及機器人教育勢在必行。作為人們生活中不可缺少的日用品之一的玩具也進入"機器人時代”。整合了聲、光、電功能的各種高科技玩具開始搶占傳統(tǒng)玩具的市場。人們對于玩具的“娛樂性、教育性、安全性”方面更高的要求是促使機器人玩具發(fā)展的主要原因。

智能玩具機器人是在動態(tài)不確定環(huán)境下對人工智能的考驗，是以各種工控目的為載體的高科技對抗，是培養(yǎng)信息、自動化領(lǐng)域科技人才的重要手段，同時也是展示高科技水平的生動窗口和促進科技成果實用化和產(chǎn)業(yè)化的有效途徑。智能玩具機器人的研究融入了機器人學、機電一體化技術(shù)、通訊與計算機技術(shù)、視覺與傳感器技術(shù)、智能控制與決策等多學科的研究成果，反映出一個國家信息與自動化技術(shù)的綜合實力。但是，目前玩具機器人智能性較低且功能較少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種多功能、智能、集趣味性與安全性于一體的嵌入式多功能智能玩具機器人。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的具體方案如下：嵌入式多功能智能玩具機器人，包括驅(qū)動機器人行走的直流電機和驅(qū)動機器人轉(zhuǎn)向的舵機，還包括ARM主控芯片、電機驅(qū)動模塊、激光傳感循跡模塊和為該ARM主控芯片供電的電源電路模塊，所述激光傳感循跡模塊將傳感信號傳送至所述ARM主控芯片，ARM主控芯片根據(jù)傳感信號控制所述電機驅(qū)動模塊驅(qū)動所述直流電機和舵機工作。

作為優(yōu)選，還包括語音報警模塊，該語音報警模塊與所述ARM主控芯片電連接。

作為優(yōu)選，還包括顯示所述語音報警模塊播報的語音的液晶顯示模塊，該液晶顯示模塊與所述ARM主控芯片電連接。

作為優(yōu)選，還包括無線通信模塊，所述ARM主控芯片通過該無線通信模塊與上位機通信。

作為優(yōu)選，所述機器人行走采用四輪結(jié)構(gòu)，包含后側(cè)左右兩驅(qū)動輪和由該兩驅(qū)動輪分別驅(qū)動的前側(cè)左右兩從動輪，所述直流電機包括驅(qū)動左后輪轉(zhuǎn)動的左后輪直流電機和驅(qū)動右后輪轉(zhuǎn)動的右后輪直流電機，所述電機驅(qū)動模塊分別驅(qū)動所述左后輪直流電機和右后輪直流電機。

從以上技術(shù)方案可知，本實用新型的激光傳感循跡模塊可用來控制玩具機器人按既定路線快速穩(wěn)定行駛，增加了智能玩具機器人行駛的安全性；同時，當玩具機器人電量過低或使用玩具機器人過久時，語音報警模塊將發(fā)出報警語音，用來提醒使用者更換電池或注意休息；液晶顯示模塊用來顯示語音報警模塊播報的語音，增加了玩具機器人的趣味性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實用新型的電源電路模塊的電路圖。

圖3是本實用新型的無線通信模塊及外圍電路圖。

圖4是本實用新型的語音報警模塊電路電路圖。

圖5是本實用新型的液晶顯示模塊接口電路圖。

圖6是本實用新型的電機驅(qū)動模塊的電路圖。

圖7是本實用新型的激光傳感循跡模塊開關(guān)控制電路圖。

圖8是本實用新型的控制流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細介紹本實用新型：

如圖1，嵌入式多功能智能玩具機器人，包括驅(qū)動機器人行走的直流電機和驅(qū)動機器人轉(zhuǎn)向的舵機10，還包括ARM主控芯片1、電機驅(qū)動模塊7、激光傳感循跡模塊6和為該ARM主控芯片供電的電源電路模塊2，所述激光傳感循跡模塊將傳感信號傳送至所述ARM主控芯片，ARM主控芯片根據(jù)傳感信號控制所述電機驅(qū)動模塊驅(qū)動所述直流電機和舵機10工作。本實用新型的ARM主控芯片采用S3C2410處理器，它是三星公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用FBGA封裝，采用0.18um制造工藝的32位微控制器。該處理器擁有：獨立的16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND閃存控制器，3路UART，4路DMA，4路帶PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2個USB主機，1個USB設備，SD主機和MMC接口，2路SPI。

所述激光傳感循跡模塊6用來控制玩具機器人按既定路線快速穩(wěn)定行駛，增加了玩具機器人使用安全性。為了提高多功能玩具機器人循跡的精度，本機器人使用基恩士FS-N10系列光纖傳感器，可用來檢測R、G、B (紅、綠、藍)三色光源，檢測范圍寬度70±20 mm，高速反應時間300μs?；魇抗饫w傳感器R、G、B數(shù)字光纖傳感器通過2個彩色熒屏和3種感測方式檢測傳統(tǒng)的傳感器所不能檢測的物體。R、G、B數(shù)字放大器的3原色中每一色的接收光量被轉(zhuǎn)換為12位資料。激光傳感循跡模塊具體電路如圖7所示。

如圖2，本實用新型的電源電路模塊2給ARM主控芯片及相關(guān)電路提供工作電壓。電源的好壞直接影響到整個玩具機器人控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并在一定程度上影響整個系統(tǒng)的功耗。常用的集成穩(wěn)壓芯片有78XX系列和79XX系列，它們是利用串聯(lián)負反饋來穩(wěn)定輸出電壓的，性能較好。本實用新型采用3.7V鋰電池供電，鋰電性能優(yōu)良，體積小、重量輕、電密度高。

如圖4所示，本實用新型還包括語音報警模塊4，該語音報警模塊與所述ARM主控芯片電連接；還包括顯示所述語音報警模塊播報的語音的液晶顯示模塊5，該液晶顯示模塊與所述ARM主控芯片電連接。當玩具機器人電量過低或使用玩具機器人過久時，語音報警模塊將發(fā)出報警語音，用來提醒使用者更換電池或注意休息。語音報警模塊以ISD1420語音芯片為核心，ISD1420是美國ISD公司出品的新型單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，較之以往所有的語音電路，具有專利技術(shù)的模擬處理存儲方式，使錄放音質(zhì)極佳，沒有常見的背景噪音，且電路斷電后語音內(nèi)容仍不丟失。電路內(nèi)部由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。液晶顯示模塊用來顯示語音報警模塊播報的語音，可增加玩具機器人的趣味性。液晶顯示模塊具有4位或8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個16*16點漢字和128個16*8點ASCII字符集。該模塊接口方式靈活簡單、操作指令方便，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點陣的漢字。見圖5。

本實用新型還包括無線通信模塊3，所述ARM主控芯片通過該無線通信模塊與上位機通信。無線通信模塊用來實現(xiàn)多功能智能玩具機器人與上位機之間進行無線通信。本實用新型使用的無線通信模塊以nRF2401射頻收發(fā)芯片為核心，加上一些外圍電路構(gòu)成。nRF2401內(nèi)置地址解碼器、先入先出堆棧區(qū)、解調(diào)處理器、時鐘處理器、GFSK濾波器、低噪聲放大器、頻率合成器，功率放大器等功能模塊，需要很少的外圍元件，因此使用起來非常方便。它提供了一路的數(shù)據(jù)發(fā)送和兩路的數(shù)據(jù)接收功能。工作電壓為直流3.3V，數(shù)據(jù)發(fā)送速率可在0~1Mbps之間任意選擇，工作于2.4~2.5GHZ ISM頻段，芯片能耗非常低，以-5dBm 的功率發(fā)射時，工作電流只有10.5mA，接收時工作電流只有18mA，多種低功率工作模式，節(jié)能設計更方便。見圖3。

所述機器人行走采用四輪結(jié)構(gòu)，包含后側(cè)左右兩驅(qū)動輪和由該兩驅(qū)動輪分別驅(qū)動的前側(cè)左右兩從動輪，所述直流電機包括驅(qū)動左后輪轉(zhuǎn)動的左后輪直流電機和驅(qū)動右后輪轉(zhuǎn)動的右后輪直流電機，所述電機驅(qū)動模塊分別驅(qū)動所述左后輪直流電機8和右后輪直流電機9。ARM主控芯片不能直接驅(qū)動電機，因此采用電機驅(qū)動模塊來驅(qū)動玩具機器人左后輪及右后輪電機，本實用新型采用SGS公司的美國國家半導體公司的L298N驅(qū)動芯片作為電機驅(qū)動模塊主控芯片。L298N是一個集成電路，有15個引腳，內(nèi)含有2個H橋電路，能夠驅(qū)動46V、2A以下兩個直流電機，接收標準TTL邏輯電平信號。具體電機驅(qū)動模塊電路如6所示。

圖8所示為嵌入式多功能機器人控制流程圖。首先機器人啟動，接著機器人嵌入式芯片（ARM）初始化，對機器人舵機驅(qū)動進行調(diào)整，接著利用激光循跡傳感器判別機器人是否在規(guī)定路線行駛，若機器人不在規(guī)定路線行駛，則通過舵機驅(qū)動進行調(diào)整讓機器人按規(guī)定路線行駛，接著通過嵌入式芯片內(nèi)置子程序分別判斷機器人使用時間是否超過規(guī)定時間、機器人電量是否低于設定值，若機器人使用時間超過規(guī)定時間或機器人電路低于設定值，則機器人通過報警模塊電路進行報警提醒，否則，機器人繼續(xù)運動。

以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。