专利名称：仿生智能机器人玩具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仿生电子玩具技术领域，是一种仿生智能机器人玩具。
本实用新型是在已经授权的由本发明人发明的中国实用新型专利讲故事机器娃(ZL95232206.47)及智能机器娃(ZL99223488.3)的基础上经过不断改进，采用先进的数字语音识别IC芯片及数字录音合成处理技术，以微处理器CPU为控制核心，控制专门芯片，使之具有一定的智能的机器人玩具。
本实用新型可以在操作者的语音控制下，实现一系列模拟人的动作如讲故事、唱歌、学人说话、与人对话。此过程中，可模拟真人一样嘴、眼仿真动作，并且此仿生智能机器人玩具还可实现走路功能。
(三)技术内容本实用新型的技术方案是这样实现的一种仿生智能机器人玩具，其特征在于(见图2)是由仿生智能机器人玩具本体外壳1、控制板2、眼睛和嘴部电磁驱动器部分3、电机驱动步行机构部分6、操作指示部分27、麦克4、喇叭5、电池盒7构成。
控制板的电路连接方式如下(见图1)CPU(U1)连接电源监视/复位芯片U13和E2PROM(U14)，CPU(U1)还连接按键开关部分U12和LED数码显示部分U11，语音识别芯片U3与CPU(U1)及模拟开关U15连接，模拟开关U15连接麦克和录音插孔；CPU(U1)与前置放大器U4相连，前置放大器U4连接语音录放芯片U2，语音录放芯片U2与音频功率放大器U5连接，音频功率放大器U5连接嘴眼驱动电路U6，嘴眼驱动电路U6连接计数器U7，计数器U7与嘴电磁线圈U8和眼电磁线圈U9连接，音频功率放大器U5连接喇叭U16，CPU(U1)与电机驱动步行机构U10连接。除上述元件外，控制板还包括电源稳压器、三极管、二极管、电阻、电容、电解电容等外围元件。在此仿生智能机器人玩具耳内装有麦克，喇叭U16在此仿生智能机器人玩具前胸处，电池盒装在鞋底处。
见图3、图4，眼睛和嘴部电磁驱动器U9、U8分别由中间带有铁芯的电磁线圈11、14和运动部分衔铁8、13组成，通过信号输入引线连接在控制板上，安装在仿生智能机器人玩具头部，眼部电磁驱动器U9通过眼部衔铁8带动眼球10绕其轴心转动，形成眨眼动作；嘴部电磁驱动器U8衔铁13前端粘合软橡胶12制成仿生智能机器人下嘴部，带动嘴一张一合。
见图5，电机驱动步行机构利用四连杆机构和棘轮实现智能机器人两个腿依次向前迈进，齿轮箱17固结在上身体下部，有两个轴光轴19和曲轴18，光轴19连在腿21的上后方，曲轴18连结腿21的上前方和拉杆20，为了使两脚交替向前迈进，在机器人脚底设有棘爪26和棘轮25。
见图6，操作指示部分包括8个按键③④⑤⑥⑧⑨⑩，2只显示数值的LED数码管②，2个LED状态指示灯①指示工作状态，一个电源开关⑦、一个录音插孔。此控制板装在此仿生智能机器人玩具胸腔内，操作指示部分在其后背开口露出，便于操作。
本实用新型是一种高度仿生的智能机器人玩具，可模拟真人一样嘴、眼仿真动作，可以在操作者的语音控制下，实现一系列模拟人的动作如讲故事、唱歌、学人说话、与人对话。此过程中，此仿生智能机器人玩具还可实现走路功能，是为学龄前儿童提高听故事，学说话的兴趣，增强智力而提供的一种非常理想的机器人玩具。
图1是本实用新型仿生智能机器人玩具的电路框图。
图2是本实用新型仿生智能机器人玩具的总体结构图。
图3、图4是本实用新型仿生智能机器人玩具的嘴、眼电磁驱动器部分结构图。
图5是本实用新型仿生智能机器人玩具的走行机构总图。
图6是本实用新型仿生智能机器人玩具的操作指示面板示意图。
(四)实施例1.语音识别部分见图1，控制命令由CPU(U1)发送至语音识别电路U3，而语音识别电路U3的识别结果或工作状态由CPU(U1)读出。当使用者进行语音识别学习训练时，通过按键U12操作，通知CPU(U1)，CPU(U1)便向语音识别电路U3发出学习命令。学习内容可按表1进行，从MIC或录音插孔输入。由于该识别技术只是鉴别字的特征，并不能分析出字的含义，故只能按表1或自行编制的内容进行才能实现其功能。程序开始运行时，CPU(U1)对语音识别电路U3初始化，向其发送连续识别模式命令，使其进入连续识别状态。语音信号由MIC输入，MIC拾取的语音信号经双向模拟开关U15送至语音识别电路U3，双向模拟开关U15的开关动作由程序控制。识别结果由CPU(U1)读出，控制相应电路工作，实现唱歌、讲故事、走路、与人对话功能。2.语音录放部分见图1，该部分主要由语音录放芯片U2、前置放大器U4、音频功率放大器U5及外围元件组成。前置放大器U4对输入的音频信号进行预放大，语音录放芯片U2在CPU(U1)的控制下，可进行声音信号的录入和回放，从而实现学人说话功能。由于语音录放芯片U2输出功率太小，故由音频功率放大器U5对语音录放芯片U2输出的音频信号放大。放大后的音频信号分成两路。一路输出到喇叭U16，另一路输出到嘴、眼驱动电路U6。麦克8在此仿生智能机器人玩具耳内(见图3)，喇叭U16在此仿生智能机器人玩具前胸处。3.嘴部和眼部电磁驱动器部分见图1、图3、图4，嘴、眼的动作分别由嘴电磁线圈部分U8、眼电磁线圈部分U9的吸合来带动。音频信号经嘴、眼驱动电路U6产生的脉冲信号作为计数器U7的计数脉冲。由计数器U7的输出端获得不同的分频信号作为嘴电磁线圈部分U8、眼电磁线圈部分U9的驱动信号。眼部和嘴部电磁线圈部分U9、U8由中间带有铁芯的电磁线圈11、14，眼部衔铁8和嘴部衔铁13组成(见图4)。眼电磁线圈11固定在眼电磁线圈固定板9上。眼部电磁驱动部分U9通过眼部衔铁8带动眼球10绕其轴心转动。此仿生智能机器人玩具眼球10上半部颜色与眼眶相同，随眼球10而动形成活动上眼皮。因此当眼球10转动时即形成眨眼动作。嘴部衔铁13前端粘合软橡胶12制成此仿生智能机器人玩具的下嘴部。当嘴部电磁线圈14得电、失电时，嘴部衔铁13上下运动，带动嘴一张一合，形成面部高度仿生。4.电机驱动步行机构部分见图1、图5，步行机构利用四连杆机构和棘轮实现两个腿依次向前迈动。电机驱动步行机构电路U10接收来自于CPU(U1)的控制信号驱动电机。见图5，电机16得电，驱动齿轮箱17，齿轮箱17、壳体固结在上身体下部，它出来两个轴光轴19和曲轴18，光轴19是连在腿21的上后方，曲轴18连结腿21的上前方和拉杆20，电机16带动齿轮箱17中的齿轮转动曲轴18，而带动拉杆20摆动，使鞋底23向后(或向前)移动，由于棘爪26制住棘轮25，而使另一条腿21向前(或后)移动，当曲轴18转动又一个180度时，又与同上述动作过程一样，使又一条腿21向前迈动，周此反复，实现了两个腿能够一步一步地向前迈动。电池盒24装在此仿生智能机器人玩具鞋22的鞋底23处，增加了其运动的稳定性。
表1 仿生智能机器人玩具录入内容列表
权利要求1.一种仿生智能机器人玩具，其特征在于是由仿生智能机器人玩具本体外壳、控制板、眼睛和嘴部电磁驱动器部分、电机驱动步行机构部分、操作指示部分、麦克、喇叭、电池盒构成；控制板的电路连接方式如下CPU(U1)连接电源监视/复位芯片U13和E2PROM(U14)，CPU(U1)还连接按键开关部分U12和LED数码显示部分U11，语音识别芯片U3与CPU(U1)及模拟开关U15连接，模拟开关U15连接麦克和录音插孔；CPU(U1)与前置放大器U4相连，前置放大器U4连接语音录放芯片U2，语音录放芯片U2与音频功率放大器U5连接，音频功率放大器U5连接嘴眼驱动电路U6，嘴眼驱动电路U6连接计数器U7，计数器U7与嘴电磁线圈U8和眼电磁线圈U9连接，音频功率放大器U5连接喇叭U16，CPU(U1)与电机驱动步行机构U10连接，除上述元件外，控制板还包括电源稳压器、三极管、二极管、电阻、电容、电解电容等外围元件；眼睛和嘴部电磁驱动器由中间带有铁芯的电磁线圈和运动部分衔铁组成，通过信号输入引线连接在控制板上，安装在仿生智能机器人玩具头部，眼部电磁驱动器通过眼部衔铁带动眼球绕其轴心转动，形成眨眼动作；嘴部电磁驱动器衔铁前端粘合软橡胶制成仿生智能机器人下嘴部，带动嘴一张一合；电机驱动步行机构利用四连杆机构和棘轮实现智能机器人两个腿依次向前迈进，齿轮箱固结在上身体下部，有两个轴光轴和曲轴，光轴连在腿的上后方，曲轴连结腿的上前方和拉杆，为了使两脚交替向前迈进，在机器人脚底设有棘爪和棘轮；操作指示部分包括8个按键，2只显示数值的LED数码管，2个LED状态指示灯指示工作状态，一个电源开关、一个录音插孔；控制板装在此仿生智能机器人玩具胸腔内，操作指示部分在其后背开口露出。
专利摘要本实用新型涉及一种仿生电子玩具技术领域,是由仿生智能机器人玩具本体外壳、控制板、眼睛和嘴部电磁驱动器、电机驱动步行机构、操作指示部分、麦克、喇叭、电池盒构成;本实用新型可模拟真人一样嘴、眼仿真动作,可以在操作者的语音控制下,实现一系列模拟人的动作:如讲故事、唱歌、学人说话、与人对话。此过程中,并且此仿生智能机器人玩具还可实现走路功能。是为学龄前儿童提高听故事,学说话的兴趣,增强智力而提供的一种非常理想的机器人玩具。
文档编号A63H33/26GK2510134SQ0127172
公开日2002年9月11日 申请日期2001年11月23日 优先权日2001年11月23日
发明者周海明 申请人:周海明