專利名稱：具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能玩具機(jī)器人，尤其是涉及一種具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，玩具的品種也越來越豐富，人們對玩具的要求也越來越高，特別對智能化的玩具的需求日益迫切。然而，傳統(tǒng)的玩具一般有兩種，一種主要是通過新穎奇特的外觀和結(jié)構(gòu)來吸引兒童的注意力，如積木、玩具娃娃、玩具汽車等，這類玩具科技含量低，功能較少，趣味性低，只能短時(shí)間維持兒童的興趣；另一種是擬人化玩具， 且多為在玩具內(nèi)部設(shè)置了發(fā)聲裝置的具有語音功能的玩具，使玩具能自主受控發(fā)出固定的一種或幾種聲音，但是，這樣的玩具發(fā)聲內(nèi)容單一，缺乏變化，大部分玩具不能更新使用規(guī)則和節(jié)目內(nèi)容，長久使用，重復(fù)率太高，容易產(chǎn)生乏味生厭，難以滿足兒童的好奇心，耐玩性低。并且，現(xiàn)有的玩具擬人化程度低，還不能模仿人做出各種行為動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)與兒童的互動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)合理，擬人化程度高，智能化程度高，能夠模仿兒童的動(dòng)作，與兒童產(chǎn)生互動(dòng)，能夠長久保持兒童的好奇心，吸引兒童的注意力，且能在無形中讓兒童產(chǎn)生對科學(xué)的探索欲望。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于包括預(yù)裝有動(dòng)作信息處理軟件的計(jì)算機(jī)、仿人機(jī)器人機(jī)體和設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體上的視頻采集及處理模塊和機(jī)器人動(dòng)作控制模塊，還包括用于實(shí)現(xiàn)視頻采集及處理模塊與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊一和用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊二 ；所述仿人機(jī)器人機(jī)體由模仿人體運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的十七個(gè)舵機(jī)和模仿人體骨骼的用于連接十七個(gè)舵機(jī)的舵機(jī)連接金屬件構(gòu)成；所述視頻采集及處理模塊由依次相接的用于采集視頻圖像的CCD攝像頭、用于將CCD攝像頭所采集的視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的視頻解碼器、用于存儲(chǔ)視頻解碼器所輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和用于視頻信號(hào)處理的ARM7處理器構(gòu)成；所述計(jì)算機(jī)通過無線通信模塊一接收ARM7 處理器所處理后的視頻信號(hào)并經(jīng)過解析后通過無線通信模塊二將解析數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人動(dòng)作控制模塊，所述機(jī)器人動(dòng)作控制模塊與十七個(gè)舵機(jī)相接并對十七個(gè)舵機(jī)的動(dòng)作進(jìn)行控制；所述無線通信模塊一由與ARM7處理器相接的無線發(fā)送模塊一和與計(jì)算機(jī)相接的無線接收模塊一構(gòu)成，所述無線通信模塊二由與計(jì)算機(jī)相接的無線發(fā)送模塊二和與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊相接的無線接收模塊二構(gòu)成。上述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述無線發(fā)送模塊一、 無線接收模塊一、無線發(fā)送模塊二和無線接收模塊二均為Zigbee模塊。上述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)器人動(dòng)作控制
3模塊為單片機(jī)。上述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述單片機(jī)為芯片 Atmega 128。上述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述十七個(gè)舵機(jī)分別為設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腰部的舵機(jī)XI、舵機(jī)X3，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腳踝部的舵機(jī) X2、舵機(jī)X4，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊根部的舵機(jī))(5、舵機(jī)X7，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊肘部的舵機(jī)X6、舵機(jī)X8，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體大腿根部的舵機(jī)Yl、舵機(jī)W，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體膝蓋部的舵機(jī)Y2、舵機(jī)TO，舵機(jī)TO、舵機(jī)Y6，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體肩部的舵機(jī) Y7、舵機(jī)Y8，以及設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體頭部的舵機(jī)Zl ；所述舵機(jī)XI、舵機(jī)X2、舵機(jī)X 3、舵機(jī)X4、舵機(jī))(5、舵機(jī))(6、舵機(jī)X7和舵機(jī)X8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊的控制下在X軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Y1、舵機(jī)Y2、舵機(jī)^，舵機(jī)W、舵機(jī)TO、舵機(jī)Y6、舵機(jī)Y7和舵機(jī)Y8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊的控制下在Y軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Zl在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊的控制下在Z軸所在方向上旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明玩具模型的結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)合理，擬人化程度高，通過十七個(gè)舵機(jī)和用于連接十七個(gè)舵機(jī)的舵機(jī)連接金屬件的設(shè)計(jì)，使其具有了類似人的活動(dòng)關(guān)節(jié)與骨骼的功能， 活動(dòng)靈活自如，較傳統(tǒng)玩具能夠做出智能化更高、更逗趣的動(dòng)作。2、本發(fā)明通過視頻采集及處理模塊、機(jī)器人動(dòng)作控制模塊的設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)與視頻采集及處理模塊、機(jī)器人動(dòng)作控制模塊間無線通信模塊的設(shè)計(jì)，運(yùn)用先進(jìn)的圖像采集、圖像處理技術(shù)，賦予了玩具智能化的特征，使玩具具有了模仿兒童動(dòng)作的功能，能夠與兒童產(chǎn)生互動(dòng)，智能化程度高，趣味性強(qiáng)。3、該智能玩具機(jī)器人適合不同年齡段的兒童玩耍，能夠長久保持兒童的好奇心， 吸引兒童的注意力，且能在無形中讓兒童產(chǎn)生對科學(xué)的探索欲望，有助于兒童的成長。下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明仿人機(jī)器人機(jī)體的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1-視頻采集及處理模1-1-CCD 攝像頭；1-2--視頻解碼器；塊；
1-3-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；1-4-ARM7處理器；2-無線通信模塊一；
2-1-無線發(fā)送模塊一;2-2-無線接收模塊一:；3-計(jì)算機(jī)；
4-無線通信模塊二；4-1-無線發(fā)送模塊二:；4-2-無線接收模塊二
5-機(jī)器人動(dòng)作控制模6-舵機(jī)；7-舵機(jī)連接金屬件。
塊；
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括預(yù)裝有動(dòng)作信息處理軟件的計(jì)算機(jī)3、仿人機(jī)器人機(jī)體和設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體上的視頻采集及處理模塊1和機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5，還包括用于實(shí)現(xiàn)視頻采集及處理模塊1與計(jì)算機(jī)3間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊一 2和用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)3與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊二 4 ；所述仿人機(jī)器人機(jī)體由模仿人體運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的十七個(gè)舵機(jī)6和模仿人體骨骼的用于連接十七個(gè)舵機(jī)6的舵機(jī)連接金屬件7構(gòu)成；所述視頻采集及處理模塊1由依次相接的用于采集視頻圖像的CCD攝像頭1-1、用于將CCD攝像頭1-1所采集的視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的視頻解碼器1-2、 用于存儲(chǔ)視頻解碼器1-2所輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1-3和用于視頻信號(hào)處理的ARM7處理器1-4構(gòu)成；所述計(jì)算機(jī)3通過無線通信模塊一 2接收ARM7處理器1_4所處理后的視頻信號(hào)并經(jīng)過解析后通過無線通信模塊二 4將解析數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5，所述機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5與十七個(gè)舵機(jī)6相接并對十七個(gè)舵機(jī)6的動(dòng)作進(jìn)行控制；所述無線通信模塊一 2由與ARM7處理器1-4相接的無線發(fā)送模塊一 2-1和與計(jì)算機(jī)3相接的無線接收模塊一 2-2構(gòu)成，所述無線通信模塊二 4由與計(jì)算機(jī)3相接的無線發(fā)送模塊二 4-1和與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5相接的無線接收模塊二 4-2構(gòu)成。本實(shí)施例中，所述無線發(fā)送模塊一 2-1、無線接收模塊一 2-2、無線發(fā)送模塊二 4-1 和無線接收模塊二 4-2均為Zigbee模塊。所述機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5為單片機(jī)。所述單片機(jī)為芯片AtmegaU8。結(jié)合圖2，本實(shí)施例中，所述十七個(gè)舵機(jī)6分別為設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腰部的舵機(jī)XI、舵機(jī)X 3，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腳踝部的舵機(jī)X2、舵機(jī)X4，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊根部的舵機(jī)仍、舵機(jī)X7，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊肘部的舵機(jī))(6、舵機(jī)X8，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體大腿根部的舵機(jī)Y1、舵機(jī)Y4，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體膝蓋部的舵機(jī)Y2、舵機(jī) Y3，舵機(jī)TO、舵機(jī)Y 6，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體肩部的舵機(jī)Y7、舵機(jī)Y8，以及設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體頭部的舵機(jī)Zl ；所述舵機(jī)XI、舵機(jī)X2、舵機(jī)X 3、舵機(jī)X4、舵機(jī))(5、舵機(jī))(6、舵機(jī)X7 和舵機(jī)X8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5的控制下在X軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Y1、舵機(jī) Y2、舵機(jī)Y 3，舵機(jī)W、舵機(jī)Y 5、舵機(jī)Y6、舵機(jī)Y 7和舵機(jī)Y8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5的控制下在Y軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Zl在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5的控制下在Z軸所在方向上旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的工作原理及工作過程是開啟系統(tǒng)后，該智能玩具機(jī)器人處在待命狀態(tài)， 兒童站在仿人機(jī)器人機(jī)體上CXD攝像頭1-1能采集到數(shù)據(jù)的位置，并作出1-5個(gè)動(dòng)作，CXD 攝像頭1-1采集兒童動(dòng)作的視頻圖像并輸出給視頻解碼器1-2，視頻解碼器1-2將接收到的CCD攝像頭1-1所輸出的視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1-3進(jìn)行存儲(chǔ)，ARM7處理器1-4調(diào)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1-3中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后通過無線通信模塊一 2將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)3，計(jì)算機(jī)3接收ARM7處理器1_4所處理后的視頻信號(hào)并經(jīng)過解析后通過無線通信模塊二 4將解析數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5，機(jī)器人動(dòng)作控制模塊5對十七個(gè)舵機(jī)6的動(dòng)作分別進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對兒童所做出的動(dòng)作的模仿。綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了智能玩具機(jī)器人對兒童動(dòng)作的模仿，實(shí)現(xiàn)了與兒童的互動(dòng)，趣味性強(qiáng)，智能化程度高，能夠長久保持兒童的好奇心，吸引兒童的注意力，且能在無形中讓兒童產(chǎn)生對科學(xué)的探索欲望，有助于兒童的成長。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于包括預(yù)裝有動(dòng)作信息處理軟件的計(jì)算機(jī)C3)、仿人機(jī)器人機(jī)體和設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體上的視頻采集及處理模塊 (1)和機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)，還包括用于實(shí)現(xiàn)視頻采集及處理模塊(1)與計(jì)算機(jī)(3)間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊一(2)和用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)(3)與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊二 ；所述仿人機(jī)器人機(jī)體由模仿人體運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的十七個(gè)舵機(jī)(6)和模仿人體骨骼的用于連接十七個(gè)舵機(jī)(6)的舵機(jī)連接金屬件(7)構(gòu)成；所述視頻采集及處理模塊(1)由依次相接的用于采集視頻圖像的CCD攝像頭(1-1)、用于將CCD攝像頭(1-1)所采集的視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的視頻解碼器(1-2)、用于存儲(chǔ)視頻解碼器(1-2)所輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(1-3)和用于視頻信號(hào)處理的ARM7處理器(1_4)構(gòu)成；所述計(jì)算機(jī)C3)通過無線通信模塊一( 接收ARM7處理器(1-4)所處理后的視頻信號(hào)并經(jīng)過解析后通過無線通信模塊二(4)將解析數(shù)據(jù)傳輸給機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)，所述機(jī)器人動(dòng)作控制模塊( 與十七個(gè)舵機(jī)(6)相接并對十七個(gè)舵機(jī)(6)的動(dòng)作進(jìn)行控制；所述無線通信模塊一⑵由與ARM7處理器(1-4)相接的無線發(fā)送模塊一(2-1)和與計(jì)算機(jī) ⑶相接的無線接收模塊一(2-2)構(gòu)成，所述無線通信模塊二⑷由與計(jì)算機(jī)(3)相接的無線發(fā)送模塊二(4-1)和與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)相接的無線接收模塊二(4-2)構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述無線發(fā)送模塊一 0-1)、無線接收模塊一 0-2)、無線發(fā)送模塊二和無線接收模塊二 (4-2)均為Zigbee模塊。
3.按照權(quán)利要求1所述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)為單片機(jī)。
4.按照權(quán)利要求3所述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述單片機(jī)為芯片AtmegaU8。
5.按照權(quán)利要求1所述的具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，其特征在于所述十七個(gè)舵機(jī)(6)分別為設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腰部的舵機(jī)XI、舵機(jī)X3，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體腳踝部的舵機(jī)X2、舵機(jī)X4，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊根部的舵機(jī))(5、舵機(jī)X7，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體胳膊肘部的舵機(jī)X6、舵機(jī)X8，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體大腿根部的舵機(jī)Y1、 舵機(jī)Y4，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體膝蓋部的舵機(jī)Y2、舵機(jī)^，舵機(jī)TO、舵機(jī)Y6，設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體肩部的舵機(jī)Y7、舵機(jī)Y8，以及設(shè)置在仿人機(jī)器人機(jī)體頭部的舵機(jī)Zl ；所述舵機(jī)XI、 舵機(jī)X2、舵機(jī)X3、舵機(jī)X4、舵機(jī))(5、舵機(jī))(6、舵機(jī)X7和舵機(jī)X8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5) 的控制下在X軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Y1、舵機(jī)Y2、舵機(jī)^，舵機(jī)W、舵機(jī)TO、舵機(jī)Y6、 舵機(jī)Y7和舵機(jī)Y8均在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)的控制下在Y軸所在方向上旋轉(zhuǎn)，所述舵機(jī)Zl在機(jī)器人動(dòng)作控制模塊(5)的控制下在Z軸所在方向上旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有動(dòng)作模仿功能的智能玩具機(jī)器人，包括計(jì)算機(jī)、仿人機(jī)器人機(jī)體、視頻采集及處理模塊和機(jī)器人動(dòng)作控制模塊，還包括用于實(shí)現(xiàn)視頻采集及處理模塊與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊一和用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與機(jī)器人動(dòng)作控制模塊間數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)臒o線通信模塊二；仿人機(jī)器人機(jī)體由十七個(gè)舵機(jī)和舵機(jī)連接金屬件構(gòu)成；視頻采集及處理模塊由CCD攝像頭、視頻解碼器、ARM7處理器構(gòu)成；無線通信模塊一由無線發(fā)送模塊一和無線接收模塊一構(gòu)成，無線通信模塊二由無線發(fā)送模塊二和無線接收模塊二構(gòu)成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)合理，擬人化程度高，智能化程度高，能夠模仿兒童的動(dòng)作，與兒童產(chǎn)生互動(dòng)，能在無形中讓兒童產(chǎn)生對科學(xué)的探索欲望。
文檔編號(hào)A63H13/04GK102553250SQ20101058776
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者肖武輝 申請人:西安天動(dòng)數(shù)字科技有限公司