一種彈琴智能玩具機器人的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人玩具，特別涉及一種兒童早教玩伴的模擬彈琴表演的智能玩具機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的兒童早教產(chǎn)品，諸如學習機、早教機、點讀機、故事機等等，在兒童眼中都是冰冷的設備，大部分都是通過簡單的播放視頻、故事、聲音的方式，這樣灌輸式的學習方式互動方式單一，時間稍久，兒童容易產(chǎn)生煩惱，難以長久地調(diào)動兒童學習的積極性，使學習枯燥乏味，學習的效果并不理想。
[0003]而且，具有顯示屏的機器人玩具，由于其頸部等部位關(guān)節(jié)運動的自由度不多，有的頸部關(guān)節(jié)直接就忽略了，頭部直接安排在身體上，這樣的方案雖然簡單，但同時也影響機器人玩具的外觀的美觀度，使得機器人玩具不能更形象的模擬真人各種動作和表情，尤其是動作表演，如演奏樂器等動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有機器人玩具表情顯示時存在上述問題，本發(fā)明提供一種可逼真模仿表情、彈琴表演的彈琴智能玩具機器人。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的方案是:
一種彈琴智能玩具機器人，包括相互獨立的智能玩具機器人和琴鍵組件；智能玩具機器人具有可以活動的手部;其特征在于:琴鍵組件擺放在智能玩具機器人前方，琴鍵組件包括:固定機器人的底座，可發(fā)出兩個八度音階的金屬琴鍵，擺放金屬琴鍵的琴架，以及敲打琴鍵的棒椎;棒椎一端設有圓球，另一端設有與智能玩具機器人的手部連接的連接套件;琴鍵按順序水平圍繞智能玩具機器人前方呈弧形順序排列，兩個八度音階的金屬琴鍵左右對稱的方式設置。
[0006]作為上述方案的說明，將智能玩具機器人置于底座上，啟動相應的控制開關(guān)，即可通過智能玩具機器人內(nèi)置的音樂控制程序，智能玩具機器人通過驅(qū)動雙手動作，帶動棒椎來敲擊兩個八度音階的金屬琴鍵，從而實現(xiàn)模擬彈琴動作的表演。達到聲情并并茂的表演，給小孩帶來更生動的早教感受。
[0007]前述智能玩具機器人的腳部設有行走機構(gòu)，行走機構(gòu)包括行走電機、行走主動輪、行走從動輪、光柵輪、光柵編碼器和行走傳感器;行走主動輪和行走從動輪部分從智能玩具機器人的腳底露出；行走主動輪由行走電機驅(qū)動，光柵輪和行走主動輪同軸連接，光柵編碼器靠近光柵輪的里側(cè)或外側(cè)設置;行走傳感器為兩個，分別設置于智能玩具機器人的腳底的前后兩個位置;所述底座分為上下兩層，下層為與平臺接觸的固定層，上層為匹配固定智能玩具機器人腳底的轉(zhuǎn)動層，轉(zhuǎn)動層通過轉(zhuǎn)動連接機構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地設置在固定層上;轉(zhuǎn)動層設有與智能玩具機器人的腳底形狀匹配的鏤空孔，行走機構(gòu)通過鏤空孔與固定層接觸。通過固定層和轉(zhuǎn)動層的匹配，智能玩具機器人通過轉(zhuǎn)動層的限位作用，行走機構(gòu)與固定層匹配產(chǎn)生相對運動，可方便地轉(zhuǎn)動身體，以便敲擊不同音階的金屬琴鍵;腿部采用電機驅(qū)動輪式行走，附帶光柵編碼器和行走傳感器，大大提高了行走精度，既可以檢測固定的行走路徑，也可以通過計算進行行走軌跡，可應用于下棋與走迷宮，大大地增加了其玩伴性能。配合后面提到的攝像頭，還可以對視覺范圍內(nèi)的物件進行識別，甚至可以玩大富翁這類游戲，可培養(yǎng)孩子的財商管理能力。
[0008]前述固定層為圓柱結(jié)構(gòu)，固定層的圓心上設有固定轉(zhuǎn)軸，固定層的邊緣內(nèi)側(cè)設有內(nèi)凹臺，轉(zhuǎn)動層外形為圓形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動層可旋轉(zhuǎn)地置于固定層的內(nèi)凹臺上，轉(zhuǎn)動層可轉(zhuǎn)動設于固定轉(zhuǎn)軸上;所述琴架設有分開的支撐腳，支撐腳的一邊與固定層的側(cè)面固定為一體。這樣，琴架不會移位，轉(zhuǎn)動層轉(zhuǎn)動穩(wěn)定。
[0009]前述行走機構(gòu)還包括輪蓋組件，行走從動輪設置在輪蓋組件上，輪蓋組件通過彈簧機構(gòu)可避震地設置在彈琴智能玩具機器人腳部;前述彈琴智能玩具機器人的體內(nèi)設有驅(qū)動手部擺動的手部驅(qū)動電機。使得手部可以動作，不但可以配合顯示的表情來作手部動作表情，還方便拓展其它如打鼓、彈琴等功能。彈簧機構(gòu)能夠使智能玩具機器人適應不同的地形平穩(wěn)行走。
[0010]前述智能玩具機器人還包括頭部、以及設于智能玩具機器人體內(nèi)的電子中心控制裝置；智能玩具機器人的臉部設有可顯示各種擬人表情的顯示屏;所述智能玩具機器人頸部設有多自由度的內(nèi)藏式關(guān)節(jié)；內(nèi)藏式關(guān)節(jié)主要由多自由度的碗形殼組件、可旋轉(zhuǎn)的頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、以及可上下擺動的頭部點頭機構(gòu)組成；其中，碗形殼組件套在頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)外部，連接智能玩具機器人頭部和身體與頸部的連接部位，智能玩具機器人頭部和身體與頸部的連接部位分別設有將碗形殼組件上下兩端容納在其內(nèi)的匹配孔;頭部點頭機構(gòu)設于頭部內(nèi)部，并與頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)上端部連接，受頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)驅(qū)動。智能玩具機器人的頸部作為關(guān)鍵部位，通過碗形殼組件解決多自由度的內(nèi)藏式關(guān)節(jié)的水平旋轉(zhuǎn)和點頭時頸部銜接問題，將多自由度關(guān)節(jié)機構(gòu)不外露，得到碗形殼組件的保護，而且外觀上也更美觀。通過前述的方案，智能玩具機器人能更好地拓展其功能。
[0011]作為上述方案的優(yōu)選方案，前述頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括頭部轉(zhuǎn)動電機、電機轉(zhuǎn)動軸、軸承和支架;其中，頭部轉(zhuǎn)動電機設于智能玩具機器人身體內(nèi)部，軸承固定在智能玩具機器人身體內(nèi)部并設于頭部轉(zhuǎn)動電機上方，電機轉(zhuǎn)動軸通過設軸承伸進智能玩具機器人頭部內(nèi)部，碗形殼組件套在軸承上方部分的電機轉(zhuǎn)動軸外，支架設于進智能玩具機器人頭部內(nèi)部并與電機轉(zhuǎn)動軸連接，頭部點頭機構(gòu)可擺動地設于支架上。頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)和碗形殼組件匹配，解決了智能玩具機器人頭部水平轉(zhuǎn)動的技術(shù)問題。電機轉(zhuǎn)動采用軸承固定，保證了動作的流暢度的同時增加了關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。
[0012]作為上述方案的優(yōu)選方案，前述碗形殼組件主要由上下兩個互相匹配套接的半球面結(jié)構(gòu)的碗形殼體，以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)的固定環(huán)組成，由下到上分別為內(nèi)碗和外碗，外碗的上部碗口伸入頭部并固定在頭部下端與頭部連成一體，外碗的碗體可在內(nèi)碗內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)或小角度擺動匹配；內(nèi)碗通過固定環(huán)固定在智能玩具機器人身體內(nèi)，外碗將頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)的支架容納在其內(nèi)。內(nèi)碗和外碗的匹配，解決了智能玩具機器人頸部的內(nèi)藏式關(guān)節(jié)多自由度活動的技術(shù)問題，保護頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部點頭機構(gòu)的相關(guān)部件不外露。
[0013]作為上述方案的優(yōu)選方案，前述頭部點頭機構(gòu)包括頭部點頭電機、擺架和頭殼固定板;所述支架為叉形結(jié)構(gòu)并從內(nèi)碗人向上伸出，外碗支架包藏在外碗內(nèi)；頭部點頭電機設于叉形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè);擺架可擺動地設于叉形結(jié)構(gòu)外側(cè)，并將頭部點頭電機包圍在其內(nèi)；頭部點頭電機的轉(zhuǎn)動軸與擺架連接驅(qū)動擺架擺動;頭殼固定板與支架固定為一體，智能玩具機器人的整個頭部固定在頭殼固定板上。頭部點頭機構(gòu)和碗形殼組件匹配，解決了智能玩具機器人頭部在一定角度擺動的技術(shù)問題。頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部點頭機構(gòu)和碗形殼組件的內(nèi)碗和外碗的配合，解決了智能玩具機器人頸部的內(nèi)藏式關(guān)節(jié)前后左右多自由度活動的技術(shù)問題。
[0014]作為上述方案的優(yōu)選方案，前述智能玩具機器人的臉部設有兩個攝像頭，其中一個攝像頭來平視的角度設置，另一個攝像頭為傾斜的視角角度設置;所述顯示屏為觸摸屏。圖像識別可以識別圖形、文字、字母、數(shù)字等，可以通過屏幕顯示一個拼圖形狀，用戶用真實的七巧板在智能玩具機器人面前拼出形狀，智能玩具機器人通過攝像頭識別后，作出不同的反應，比如稱贊，加分等，類似的游戲還有拼單詞、拼拼圖、拼積木、算算術(shù)等。不同角度設置的雙攝像頭模式，增加了視角范圍。觸摸屏的使用，增加了互動的便利性，操作更直觀方便。
[0015]前述智能玩具機器人的肢體為可拆裝的模塊化結(jié)構(gòu);或者智能玩具機器人的肢體設有擴展肢體動作配件用的擴展接口；所述智能玩具機器人的肢體、頭部、腹部設有觸摸開關(guān)、按鈕或觸摸傳感器，其中，頭部的觸摸開關(guān)、按鈕或觸摸傳感器處設有LED指示燈；智能玩具機器人內(nèi)部設有重力感應器、揚聲器。通過安裝配件或者更換手部擴充功能，如打鼓、彈琴等;腿部可通過擴建清潔配件