專利名稱：類生物及其部件控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種類生物及該類生物的部件控制模塊。
技術(shù)背景隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了使用機(jī)械裝置模擬生物行為的類生物。 傳統(tǒng)的類生物50如圖1所示，其為一機(jī)械恐龍，該恐龍50通過分布于身體各處的各種傳 感器來(lái)感知外界狀態(tài)，通過分布于身體可活動(dòng)部位處的動(dòng)力裝置來(lái)完成動(dòng)作，并通過位于身 體內(nèi)的處理器來(lái)控制該傳感器和動(dòng)力裝置。其動(dòng)力裝置和傳感器的分布為每條腿上端有一 控制該腿轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置IIO，下端腳掌處有一調(diào)整該腳掌姿態(tài)的動(dòng)力裝置lll;每條腿上有一觸摸傳感器112，腳掌底部有一壓力傳感器113。尾巴和軀干連接處有一控制尾巴垂直轉(zhuǎn)動(dòng) 的動(dòng)力裝置120、 一控制尾巴水平轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置121、和一觸摸傳感器122。背部有一動(dòng)力 裝置130。頸部有一控制頸部垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置140、 一控制頸部水平轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置141 、 一觸摸傳感器142、和二個(gè)聲音傳感器143。頭部有一動(dòng)力裝置150、 一觸摸傳感器152、和 一圖像傳感器154。該恐龍50的控制系統(tǒng)如圖2所示，其包括有一個(gè)中央處理器56、多個(gè)控制器61 (圖中只 示出兩個(gè))、多個(gè)動(dòng)力裝置72 (圖中只示出兩個(gè))及一存儲(chǔ)單元73，該中央處理器56與該多 個(gè)控制器61及多個(gè)動(dòng)力裝置72相連，每一控制器61連接有多個(gè)傳感器62。每一動(dòng)力裝置72位 于恐龍50的可活動(dòng)部位，其可包括有一馬達(dá)及相應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)單元。傳感器62可以為各種類 型的傳感器如壓力傳感器、觸摸傳感器、聲音傳感器及圖像傳感器等。需要說明的是，這里 提到的動(dòng)力裝置72和傳感器62分別就是上文提到的動(dòng)力裝置110、 111、 120、 121、 130、 140、 141、 150和傳感器112、 113、 122、 142、 143、 152、 154。由于它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中所起 的作用相同，為了簡(jiǎn)便起見，在圖2中分別以動(dòng)力裝置72和傳感器62表示它們。該存儲(chǔ)單元 73存儲(chǔ)有恐龍50的當(dāng)前狀態(tài)信息、多個(gè)動(dòng)作指令、各種狀態(tài)信息、外界信息與動(dòng)作指令的對(duì) 應(yīng)關(guān)系等。中央處理器56可將其中一動(dòng)作指令進(jìn)行細(xì)化分解成不同動(dòng)力裝置72的控制指令， 以控制相應(yīng)的動(dòng)力裝置72活動(dòng)。所述外界信息為中央處理器56根據(jù)傳感器62產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào) 分析出的外界信息，如有障礙物、壓力大小、聲音大小及哪個(gè)傳感器被觸摸/按壓等；狀態(tài) 信息為描述該恐龍50的各種狀態(tài)，如休息、行走、高興、不高興等。當(dāng)一控制器61接收到其所連接的傳感器62輸入的感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)過處理后產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)傳送給中央處理器56。該識(shí)別信號(hào)可包含有是哪個(gè)感應(yīng)單元16產(chǎn)生了感應(yīng)信號(hào)、及感應(yīng)信號(hào)的 含義(如壓力大小、聲音大小、圖像信息、語(yǔ)音信息或是溫度高低)等信息。該中央處理器 56根據(jù)該識(shí)別信號(hào)分析出當(dāng)前的外界信息，從存儲(chǔ)單元73中獲取當(dāng)前狀態(tài)信息，并根據(jù)當(dāng)前的外界信息及當(dāng)前狀態(tài)信息獲得對(duì)應(yīng)的動(dòng)作指令，將該動(dòng)作指令及進(jìn)行分解產(chǎn)生多個(gè)控制指 令，每一控制指令控制相應(yīng)的動(dòng)力裝置72活動(dòng)。這種控制方式加大了中央處理器的負(fù)擔(dān)，而 且在傳感器72產(chǎn)生一感應(yīng)信息到實(shí)施相應(yīng)的活動(dòng)，需經(jīng)過一系列的各種分析及處理過程，因 此造成恐龍(類生物)50反應(yīng)緩慢。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種類生物部件控制模塊，其可以快速對(duì)外界信號(hào)做出反應(yīng)。 所述部件控制模塊，其位于類生物的可活動(dòng)部位，并可與類生物的一中央處理器進(jìn)行通 訊，其包括至少一動(dòng)力裝置、至少一傳感器和一控制器，該控制器連接上述動(dòng)力裝置及傳感 器，當(dāng)該控制器接收到所述傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別 信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器。本發(fā)明還提供一種類生物，其可以快速對(duì)外界信號(hào)做出反應(yīng)。所述類生物包括一中央處理器和至少兩個(gè)部件控制模塊；每一部件控制模塊位于類生物 的可活動(dòng)部位，包括至少一動(dòng)力裝置、至少一傳感器和一控制器，該控制器連接有上述動(dòng)力 裝置及傳感器，當(dāng)該控制器接收到所述傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作， 并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器根據(jù)該識(shí)別信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制指 令，并將該控制指令發(fā)送給相應(yīng)的部件控制模塊；該相應(yīng)的部件控制模塊的控制器根據(jù)該控 制指令，控制其動(dòng)力裝置動(dòng)作。本發(fā)明還提供一種類生物，其可以快速對(duì)外界信號(hào)做出反應(yīng)。所述類生物，其包括一中央處理器、 一第一存儲(chǔ)單元和至少兩個(gè)部件控制模塊所述第 一存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有至少一動(dòng)作指令；每一部件控制模塊位于類生物的可活動(dòng)部位，包括至少 一動(dòng)力裝置、至少一傳感器、 一第二存儲(chǔ)單元和一控制器；該第二存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有至少一直 接反應(yīng)動(dòng)作指令；該控制器，其連接有上述動(dòng)力裝置及傳感器，當(dāng)其接收到所述傳感器產(chǎn)生 的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，獲得該感應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的直接反應(yīng)動(dòng)作指令控制所述動(dòng)力裝置執(zhí)行該直接反應(yīng) 動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器根據(jù)該識(shí)別信號(hào)，獲取該第 一存儲(chǔ)單元與該識(shí)別信號(hào)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作指令，產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令，并將該控制指令發(fā)送給相 應(yīng)的部件控制模塊；該相應(yīng)的部件控制模塊的控制器根據(jù)該控制指令，控制其動(dòng)力裝置動(dòng)作因?yàn)楫?dāng)傳感器接到外界信號(hào)后，部件控制模塊的控制器可直接控制動(dòng)力裝置做出反應(yīng)， 不需要經(jīng)過中央處理器，所以大大加快了部件對(duì)外界信號(hào)的反應(yīng)速度，使得類生物更加的擬 生物化。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中 一類生物的正視圖及傳感器和動(dòng)力裝置分布圖； 圖2為圖1中類生物的控制框架圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式類生物的部件控制框架圖； 圖4為該類生物的控制模塊框架圖；圖5為該類生物的控制流程示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3，其揭示了本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，該類生物10可為為機(jī)械恐龍、電子狗、 電子貓等，該類生物10包括中央處理器16和與中央處理器16分別連接的若干部件控制模塊 20,每一部件控制模塊20位于該類生物的可活動(dòng)部位，在本實(shí)施方式中該若干部件控制模塊 20較佳的包括一個(gè)頭控制模塊20A、四個(gè)腿控制模塊20B、 一個(gè)尾控制模塊20C、 一個(gè)背控制 模塊20D及一個(gè)頸控制模塊20E。該中央處理器16還連接有一存儲(chǔ)單元17，該存儲(chǔ)單元17存儲(chǔ)有類生物50的當(dāng)前狀態(tài)信息 、多個(gè)動(dòng)作指令、各種狀態(tài)信息、外界信息與動(dòng)作指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。請(qǐng)參考圖4，為本實(shí)施方式中部件控制模塊的一般結(jié)構(gòu)。每一部件控制模塊20包括有一 控制器200，該控制器200連接有至少一傳感器210、至少一動(dòng)力裝置220及一存儲(chǔ)單元230。 該控制器200可以和中央處理器16進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。該傳感器210根據(jù)部件控制模塊20設(shè)置的位 置可以為不同類型的傳感器。該存儲(chǔ)單元230存儲(chǔ)有一條或多條動(dòng)作指令，該存儲(chǔ)單元230還 存儲(chǔ)有執(zhí)行各動(dòng)作指令的條件，例如，感應(yīng)信號(hào)類型與動(dòng)作指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系，或者是傳感器 與動(dòng)作指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該存儲(chǔ)單元230所存儲(chǔ)的動(dòng)作指令為較為簡(jiǎn)單的動(dòng)作指令，較佳的 其只分解為控制該控制器200所連接的動(dòng)力裝置220的控制指令，為了與存儲(chǔ)單元17所存儲(chǔ)的 動(dòng)作指令表示區(qū)別，以下將存儲(chǔ)單元230存儲(chǔ)的動(dòng)作指令稱為直接反應(yīng)動(dòng)作指令。所述感應(yīng) 信號(hào)類型及傳感器只是該部件控制模塊20所接連的傳感器210及其產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)類型。例 如一腿控制模塊20B的存儲(chǔ)單元230存儲(chǔ)有"收腿"的動(dòng)作指令，其包括的控制指令含義為" 腿部回收10度"，執(zhí)行條件為"觸摸感應(yīng)信號(hào)"。該控制器200進(jìn)一步包括有一直接反應(yīng)單元202及一協(xié)同單元204。當(dāng)該控制器200所連接 的某一傳感器210根據(jù)外界的作用產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)時(shí)，該感應(yīng)信號(hào)被該直接反應(yīng)單元202接收并識(shí)別，該直接反應(yīng)單元202還獲取該存儲(chǔ)單元230中定義的該感應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的直接反應(yīng)動(dòng)作信 息，控制該控制器200所連接的動(dòng)力裝置220執(zhí)行該直接反應(yīng)動(dòng)作。該協(xié)同單元204發(fā)送直接 反應(yīng)單元202識(shí)別該感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生的識(shí)別信號(hào)至中央處理器16,由中央處理器16決定執(zhí)行相 關(guān)動(dòng)作。該協(xié)同單元204還可接收中央處理器16發(fā)送的控制指令，控制該控制器200所連接的 動(dòng)力裝置220執(zhí)行該控制指令。請(qǐng)參考圖5，為本實(shí)施方式類生物的動(dòng)作控制流程示意圖。圖5中只示出描述時(shí)所用到的 元件及標(biāo)號(hào)。當(dāng)其中一部件控制模塊20A所連接的一傳感器210A根據(jù)外界的作用產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)(步驟 SI);部件控制模塊20A的直接反應(yīng)單元202A接收該感應(yīng)信號(hào)并識(shí)別，并獲取存儲(chǔ)單元230A 中定義的該感應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的直接反應(yīng)動(dòng)作信息，控制動(dòng)力裝置220A執(zhí)行該直接反應(yīng)動(dòng)作(步 驟S2);部件控制模塊20A的協(xié)同單元204A發(fā)送直接反應(yīng)單元202A識(shí)別該感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生的識(shí) 別信號(hào)至中央處理器16 (步驟S3);該中央處理器16根據(jù)該識(shí)別信號(hào)分析出當(dāng)前的外界信息 ，從存儲(chǔ)單元17中獲取當(dāng)前狀態(tài)信息，并根據(jù)根據(jù)當(dāng)前的外界信息及當(dāng)前狀態(tài)信息獲得對(duì)應(yīng) 的動(dòng)作指令，將該動(dòng)作指令及進(jìn)行分解產(chǎn)生多個(gè)控制指令(步驟S3);中央處理器16將每一 控制指令發(fā)送給相應(yīng)部件控制模塊20A、 B、 C的控制器200A、 B、 C (步驟S4);部件控制模 塊20A、 B、 C的協(xié)同單元204A、 B、 C根據(jù)所接收的控制指令，控制部件控制模塊20A、 B、 C中 的動(dòng)力裝置220執(zhí)行該控制指令(步驟S5)。為了便于理解，下面將舉一實(shí)際例子說明上面的流程該類生物10的頭控制模塊20A上設(shè)置有一聲音傳感器210A，存儲(chǔ)單元230中定義"有聲音 感應(yīng)信號(hào)時(shí)，執(zhí)行活動(dòng)頭部的直接反應(yīng)動(dòng)作(如抬頭、向聲音方向轉(zhuǎn)頭等)"。而在中央處 理器16連接的存儲(chǔ)單元73中存儲(chǔ)有類生物10的當(dāng)前狀態(tài)為"休息"，并定義有"'休息'時(shí) ，接收到'過來(lái)'的語(yǔ)音命令，執(zhí)行'站起'、'朝聲音方向行走，及同時(shí)'搖尾巴'、' 輕度搖頭'等動(dòng)作"的指令。頭控制模塊20A的直接反應(yīng)單元202接收該感應(yīng)信號(hào)，并識(shí)別該感應(yīng)信號(hào)為聲音傳感器 210A產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)，根據(jù)存儲(chǔ)單元230中定義"有聲音感應(yīng)信號(hào)時(shí)，執(zhí)行活動(dòng)頭部的直接 反應(yīng)動(dòng)作(如抬頭，向聲音方向轉(zhuǎn)頭等)"，產(chǎn)生活動(dòng)頭部對(duì)應(yīng)的控制指令，控制動(dòng)力裝置 220A執(zhí)行活動(dòng)頭部動(dòng)作；部件控制模塊20A的協(xié)同單元204A發(fā)送直接反應(yīng)單元202識(shí)別該感應(yīng) 信號(hào)產(chǎn)生的識(shí)別信號(hào)至中央處理器16，該識(shí)別信號(hào)包括該感應(yīng)信號(hào)的內(nèi)容(如"過來(lái)"的語(yǔ) 音信號(hào))及該感應(yīng)信號(hào)的來(lái)源(如"前方")；中央處理器16接收該識(shí)別信號(hào)，并從存儲(chǔ)單 元17中獲取當(dāng)前狀態(tài)為"休息"，及"'休息'時(shí)，接收到'過來(lái)'的語(yǔ)音命令，執(zhí)行'站起'、'朝聲音方向行走'及同時(shí)'搖尾巴'、'輕度搖頭'等動(dòng)作"的指令，并將這些動(dòng) 作指令分解成不同動(dòng)力裝置220的控制指令，并將這些控制指令分別發(fā)送給相應(yīng)的部件控制 模塊20，例如將位于頭部的動(dòng)力裝置220A的控制指令發(fā)送給頭控制模塊20A,將位于每個(gè)腿 部的動(dòng)力裝置"0B的控制指令發(fā)送給相應(yīng)的腿控制模塊20B等，各部件控制模塊20根據(jù)所接 收到控制指令控制其所連接的動(dòng)力裝置220,通過各個(gè)動(dòng)力裝置220的協(xié)同活動(dòng)以達(dá)到"站起 "、"朝聲音方向行走"及同時(shí)"搖尾巴"、"輕度搖頭"等動(dòng)作。
權(quán)利要求
1. 一種類生物部件控制模塊，其位于類生物的可活動(dòng)部位，其可與類生物的一中央處理器進(jìn)行通訊，所述類生物部件控制模塊包括至少一動(dòng)力裝置和至少一傳感器，其特征在于，該類生物部件控制模塊還包括一控制器，其連接有上述動(dòng)力裝置及傳感器，當(dāng)其接收到所述傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器。
2.如權(quán)利要求l所述的類生物部件控制模塊，其特征在于所述控制 器還用于接收中央處理器的控制指令，并根據(jù)該控制指令，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求l所述的類生物部件控制模塊，其特征在于所述部件 控制模塊為下列模塊之一分別用于控制腿、尾、背、頸、頭的腿控制模塊、尾控制模塊、 背控制模塊、頸控制模塊、頭控制模塊。
4. 一種類生物，其包括一中央處理器和至少兩個(gè)部件控制模塊，每 一部件控制模塊位于類生物的可活動(dòng)部位，每一部件控制模塊包括至少一動(dòng)力裝置和至少一 傳感器，其特征在于-該部件控制模塊還包括一控制器，其連接有上述動(dòng)力裝置及傳感器，當(dāng)其接收到所述 傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器所述中央處理器根據(jù)該識(shí)別信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令，并將該控制指令發(fā)送給相應(yīng)的 部件控制模塊；該相應(yīng)部件模塊的控制器根據(jù)該控制指令，控制其動(dòng)力裝置動(dòng)作。
5.如權(quán)利要求4所述的類生物，其特征在于所述部件控制模塊為下列模塊之一分別用于控制腿、尾、背、頸、頭的腿控制模塊、尾控制模塊、背控制模塊、頸控制模塊、頭控制模塊。
6.一種類生物，其包括一中央處理器、 一第一存儲(chǔ)單元和至少兩個(gè)部件控制模塊，所述第一存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有至少一動(dòng)作指令，每一部件控制模塊位于類生物的可活動(dòng)部位，每一部件控制模塊包括至少一動(dòng)力裝置和至少一傳感器，其特征在于該部件控制模塊還包括 一第二存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有至少一直接反應(yīng)動(dòng)作指令； 一控制器，其連接有上述動(dòng)力裝置及傳感器，當(dāng)其接收到所述傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，獲得該感應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的直接反應(yīng)動(dòng)作指令控制所述動(dòng)力裝置執(zhí)行該直接反應(yīng)動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器根據(jù)該識(shí)別信號(hào)，獲取該第一存儲(chǔ)單元與該識(shí)別信號(hào)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作指令，產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令，并將該控制指令發(fā)送給相應(yīng)的部件控制模塊；該相應(yīng)部件控制模塊的控制器根據(jù)該控制指令，控制其動(dòng)力裝置動(dòng)作。權(quán)利要求7如權(quán)利要求6所述的類生物，其特征在于所述部件控制模塊為下列模塊之一分別用于控制腿、尾、背、頸、頭的腿控制模塊、尾控制模塊、背控制模塊、頸控制模塊、頭控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種類生物及其部件控制模塊，所述部件控制模塊位于類生物的可活動(dòng)部位，并可與類生物的一中央處理器進(jìn)行通訊，其包括至少一動(dòng)力裝置、至少一傳感器和一控制器，該控制器連接上述動(dòng)力裝置及傳感器，當(dāng)該控制器接收到所述傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)時(shí)，控制所述動(dòng)力裝置動(dòng)作，并產(chǎn)生識(shí)別信號(hào)發(fā)送給所述中央處理器。因?yàn)楫?dāng)傳感器接到外界信號(hào)后，部件控制模塊的控制器可直接控制動(dòng)力裝置做出反應(yīng)，不需要經(jīng)過中央處理器，所以大大加快了部件對(duì)外界信號(hào)的反應(yīng)速度。
文檔編號(hào)A63H11/20GK101224343SQ20071020008
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者李曉光, 王漢哲, 程華東, 蔣祖力, 謝冠宏 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司