一种重心可控的不倒翁及控制不倒翁重心的方法_2

文档序号:9917886阅读:来源:国知局
包括不倒翁倾倒的方向和倾角,所述的 倾角为不倒翁倾倒时不倒翁中心轴偏离初始所在位置的角度,与所述的第二动作指令对应 的待计算参数包括倾倒的方向、倾角、恢复直立的方式、摆动次数和动作持续时间,所述的 恢复直立的方式包括直接恢复直立和摇摆后恢复直立,与所述的第三动作指令对应的待计 算参数包括倾角、不倒翁旋转的圈数和不倒翁旋转的时间。参数计算模块中可以事先存储 有多条待计算函数,每条待计算函数为根据对应的需要不倒翁执行的具体动作和执行次 数,通过常规的数学及物理的方法得到并预先存储再参数计算模块中。
[0012] 所述的电机控制参数包括所述的第一驱动电机的转动方向、所述的第一驱动电机 的转动速度、所述的第一驱动电机的转动时间、所述的第二驱动电机的转动方向、所述的第 二驱动电机的转动速度和所述的第二驱动电机的转动时间。
[0013] 与现有技术相比,本发明的优点在于用户能够通过控制模块分别通过控制转盘定 位组件和摆动定位组件将重心定位块定位到需要的空间位置处,从而改变了不倒翁的重 心,不倒翁根据重心定位块的移动状态做出相应的动作与用户进行互动,大大增加了不倒 翁的趣味性和互动性,有效的拓展了产品的适用范围。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明中不倒翁的部分结构示意图; 图2为本发明中控制模块的结构框图; 图3为实施例三中语音指令接收模块的结构框图; 图4为本发明中控制不倒翁重心的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0016] 实施例一:一种重心可控的不倒翁,包括底部为半球形的不倒翁外壳1,不倒翁外 壳1的底部设置有用于平衡的重物块2,不倒翁外壳1内设置有转盘定位组件3、摆动定位组 件4、重心定位块5和控制模块6,转盘定位组件3设置在重物块2上,摆动定位组件4设置在转 盘定位组件3上,重心定位块5设置在摆动定位组件4上,控制模块6分别与转盘定位组件3和 摆动定位组件4电连接,控制模块6用于控制转盘定位组件3转动以及控制摆动定位组件4摆 动,转盘定位组件3包括底部支架31、第一驱动电机32和定位转盘33,摆动定位组件4包括第 二驱动电机41、第一摆动曲杆42、第二摆动曲杆43和摆动支座44,底部支架31固定设置在重 物块2上,第一驱动电机32固定设置在底部支架31上,第一驱动电机32的驱动轴与定位转盘 33的底部固定连接,第二驱动电机41与摆动支座44固定对称设置在定位转盘33上,第一摆 动曲杆42的一端与第二驱动电机41的驱动轴固定连接,第二摆动曲杆43的一端与摆动支座 44转动连接,重心定位块5设置在第一摆动曲杆42的另一端与第二摆动曲杆43的另一端之 间,第一驱动电机32及第二驱动电机41均与控制模块6电连接。其中,控制模块6本身具有一 定重量,只需设置在一个盒体中即可替换重物块2的结构功能,起到平衡不倒翁的作用,节 省了材料成本。
[0017]控制模块6包括指令库61、指令接收模块62、指令匹配模块63、参数计算模块64和 电机控制模块65,指令库61中存储有待匹配指令集合,待匹配指令集合包括第一大类指令 集合和第二大类指令集合,第一大类指令集合包括至少两条功能不同的第一待匹配指令, 每一条第一待匹配指令均设置有对应的计算序号,第二大类指令集合包括至少两条功能不 同的第二待匹配指令,每一条第二待匹配指令均设置有对应的电机控制参数; 指令接收模块62用于接收由用户选择发送的一条有效控制指令并将该有效控制指令 发送至指令匹配模块63,有效控制指令为第一有效指令或第二有效指令,第一有效指令包 含一个动作指令和与该动作指令对应的一个以上的待计算参数,第二有效指令只包含一个 动作指令,动作指令用于要求不倒翁作出一个具体的动作; 指令匹配模块63用于将接收到的有效控制指令与指令库61中存储的待匹配指令集合 进行匹配,当接收到的有效控制指令为第一有效指令时,指令匹配模块63根据该第一有效 指令中包含的动作指令判断该第一有效指令与第一大类指令集合中的一条第一待匹配指 令匹配,并将与判断得到的该条第一待匹配指令对应的计算序号和该第一有效指令中包含 的待计算参数发送至参数计算模块64;当接收到的有效控制指令为第二有效指令时,指令 匹配模块63根据该第二有效指令中的动作指令判断该第二有效指令与第二大类指令集合 中的一条第二待匹配指令匹配,并将与判断得到的该条第二待匹配指令对应的电机控制参 数发送到电机控制模块65; 参数计算模块64用于根据获取的待计算参数及计算序号进行对应的计算处理得到相 应的电机控制参数,再由参数计算模块64将计算处理得到的电机控制参数输入电机控制模 块65; 电机控制模块65用于根据获取的电机控制参数控制第一驱动电机32及/或第二驱动电 机41开始运转。
[0018] 在实施例一中,在第一大类指令集合中可以预先设置与待计算参数对应的备用默 认值,当原先设计的可以与有效控制指令中的动作指令对应的待计算参数为多个,而实际 由用户发出的有效控制指令中与动作指令对应的待计算参数比原先设计的待计算参数要 少一个以上时,备用默认值用于替换缺少的待计算参数并随已有的待计算参数被指令匹配 模块63发送至参数计算模块64进行计算转换处理。
[0019] 实施例二:其余部分与实施例一相同,其不同之处在于第二驱动电机41用于带动 第一摆动曲杆42在定位转盘33上作摆动幅度为180°的来回摆动。
[0020] 实施例三:其余部分与实施例一相同,其不同之处在于指令接收模块62为语音指 令接收模块,语音指令接收模块包括麦克风71和声卡72,麦克风71用于接收由用户输入的 包含有有效控制指令的语音指令并将其转化为对应的模拟信号发送到声卡72,声卡72用于 将接收到的模拟信号转化为对应的数字信号并将数字信号发送到指令匹配模块63。
[0021] 实施例四:其余部分与实施例一相同,其不同之处在于第一大类指令集合包括两 条功能不同的第一待匹配指令,第二大类指令集合包括两条功能不同的第二待匹配指令。 [0022]实施例五:控制实施例一、实施例二及实施例三中所述不倒翁的重心的方法,包括 以下步骤: X指令接收模块62接收由用户发送的有效控制指令并将有效控制指令发送至指令匹 配模块63,指令匹配模块63将接收到的有效控制指令与指令库61中存储的待匹配指令集合 进行匹配,当有效控制指令为第一有效指令时,指令匹配模块63根据该第一有效指令中包 含的动作指令判断该第一有效指令与第一大类指令集合中的一条第一待匹配指令匹配,并 执行步骤_;当有效控制指令为第二有效指令时,指令匹配模块63根据该第二有效指令中 的动作指令判断该第二有效指令与第二大类指令集合中的一条第二待匹配指令匹配,并执 行步骤、I:;动作指令为第一动作指令或第二动作指令或第三动作指令,第一动作指令用于 使不倒翁倾倒后保持不动,第二动作指令用于使不倒翁先倾倒再恢复初始直立状态,第三 动作指令用于使不倒翁以固定倾角持续旋转; S指令匹配模块63将与判断得到的该条第一待匹配指令对应的计算序号和该第一有 效指令中包含的待计算参数发送至参数计算模块64,由参数计算模块64根据获取的待计算 参数及计算序号进行对应的计算处理得到相应的电机控制参数,再由参数计算模块64将计 算处理得到的电机控制参数输入电机控制模块65,电机控制模块65根据获取的电机控制参 数控制第一驱动电机32及/或第二驱动电机41开始运转,最终不倒翁根据重心定位块5的移 动状态执行相应的动作; 'f指令匹配模块63将与判断得到的该条第二待匹配指令对应的电机控制参数输入电 机控制模块65,电机控制模块65根据获取的电机控制参数控制第一驱动电机32及/或第二 驱动电机41开始运转,最终不倒翁根据重心定位块5的移动状态执行相应的动作。
[0023] 其中,第一动作指令、第二动作指令及第三动作指令也可设置为其它需要不倒翁 执行的动作。
[0024] 实施例六:其余部分与实施例五相同,其不同之处在于与第一动作指令对应的待 计算参数包括不倒翁倾倒的方向和倾角,倾角为不倒翁倾倒时不倒翁中心轴偏离初始所在 位置的角度,与第二动作指令对应的待计算参数包括倾倒的方向
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