一种模块化声音机器人的制作方法

本实用新型属于智能科技技术领域，具体涉及一种模块化声音机器人。

背景技术：

随着社会科技和经济的发展，机器人已经应用于诸多领域，如工业、军事、服务、医疗等，最近特别多的机器人产品则围绕着智能玩具领域进行开发。传统机器人玩具如机器狗、机器猫、故事机器人等，形式内容单一或是操作过于复杂，孩子在短时间娱乐过后就失去了兴趣，同时也就失去了其价值。其次，随着手机的普及，为了避免复杂的程序开发，许多厂家选择了基于某种简单APP来使用机器人，但是面对年龄、心智等都为成熟的孩子来说，过早的接触手机在多种方面会影响孩子对现实的认知，甚至沉迷于手机游戏，这也是为什么许多家长试图寻找一种既可以摆脱平板或手机的寓教于乐的机器人产品；同时类似乐高之类的机器人产品又因为零件碎小、安装复杂、必须要根据固定图纸拼出特定造型的机器人产品来说，使用者花费了过多的时间在拼装上，而没有真正学习到机器人相关的知识。

在机器人领域，目前国外多所大学都在研究模块化机器人，包括英国的AA建筑联盟学院、康奈尔大学、哈佛大学以及苏黎世联邦理工大学等，例如英国AA建筑联盟学院的ANTI-BOT项目，美国USC大学的SuperBot，康奈尔大学的Molecubes，哈佛大学的The Kilobot等，都采用了模块化机器人的设计思路。在玩具领域，模块化的应用不仅大大丰富了玩具的趣味性，更增加了其拓展性，这使得使用者可以通过改造和拓展的方式不断尝试新的玩法，再通过机器人功能的丰富，使得其应用价值大大提升。

其中声音机器人应用范围十分广泛，从简单的发声机器人模拟动物和自然界中的声音到儿童启蒙的故事会话机器人、智能家居，再到具有AI智能的语音识别机器人，同时也在工业领域也有服务导向机器人，孩子在娱乐时若能通过声音机器人学习声乐或者是由声音机器人通过对话教授知识的话，可以大大增加其对机器人的理解，同时也是对手音乐理解、人机交互等多方面的训练，这也是目前教育部提出且正在逐渐成为趋势的STEAM(Science Technology Engineering Art Math)教育所提倡的。

由上述可知，现有机器人存在产品形式单一、拼装复杂、零件碎小、功能不完善、离不开手机或平板等APP、拓展性不高以及通用性不强等问题，因此在面对诸多需求和未来发展趋势的现在，需要设计出一种既解决上述技术问题又满足需求的机器人产品。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种模块化声音机器人，操作简单，功能完善。

本实用新型的技术方案为：一种模块化声音机器人，包括：

至少一个机器人部件；

至少一个中央处理单元，设置于其中一个或多个机器人部件上；

至少一个输入单元，设置于其中一个或多个机器人部件上，所述输入单元用于接收外部信息且将接收的外部信息输送至其中一个或多个中央处理单元，并经由中央处理单元处理为相应的控制指令；

至少一个声音单元，设置于其中一个或多个机器人部件上，所述声音单元包括用于接收其中一个或多个中央处理单元发送的控制指令，并根据控制指令发出相应声音的输出单元。

本实用新型的模块化声音机器人包括一个或多个机器人部件，输入单元包括多种功能模块，例如作为优选，所述输入单元包括触发模块、人体输入模块、识别模块以及拓展模块中的至少一种。作为优选，所述识别模块包括射频识别模块、图像识别模块以及颜色识别模块中的至少一种。识别模块可以采用颜色识别模块，各个模块在机器人部件上对应的结构可以为话筒、电子琴键、卡片识别区域、镲片或者可拆卸连接的打鼓棒等结构，用户可以通过上述结构完成外部信息的输入。

外部信息输入之后，输入单元将外部信息输送至中央处理单元，并经由中央处理单元处理为相应的控制指令，输出单元接收中央处理单元发送的控制指令并根据接收到的控制指令作出相应的动作，本实用新型中输出单元也可以包括多种模块，例如作为优选，所述输出单元包括扬声器模块或声音合成模块等。例如用户经由电子琴键输入音乐信息，所输入的音乐信息输送至中央处理单元处理之后，发出控制指令至输出单元，经由输出单元的扬声器模块作出发出对应的信息。

作为优选，所述中央处理单元为多个，多个中央处理单元通信连接。

作为优选，还包括设置于一个或多个机器人部件上且用于拓展所述输入单元和/或输出单元的拓展模块，所述拓展模块与其中一个或多个中央处理单元通信连接。

作为优选，所述声音输出单元包括扬声器模块、声音合成模块以及变声器模块中的至少一种。

作为优选，其中一个或多个机器人部件上设置有用于与机器人部件和/或外部设备连接的接口。

作为优选，所述接口包括USB接口、SIM卡接口以及自定义接口中的至少一种。

作为优选，其中一个或多个机器人部件上设置有用于提供电能的动力提供模块。动力提供模块可以是锂电池、发条、太阳能、盐水电解电池等能为机器人提供电能的模块，例如可以采用的7.4V锂电池，当第二部件和/或第三部件与其他机器人部件相互连接时，所述动力提供模块可以通过有线传输的方式为组合成的机器人整体供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型克服了现有机器人存在产品形式单一、拼装复杂、零件碎小、功能不完善、离不开手机或平板等APP、拓展性不高以及通用性不强等问题，在面对诸多需求和未来发展趋势的现在，本实用新型既解决上述技术问题又满足用户寓教于乐的需求。

附图说明

图1为本实用新型的部件连接结构示意图。

图2为本实用新型中第一部件、第二部件以及第三部件相配合时的结构示意图。

图3为本实用新型中第一部件的结构示意图。

图4为本实用新型中第二部件的结构示意图。

图5为本实用新型中第三部件的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型为一种模块化声音机器人，包括：

至少一个机器人部件；

至少一个中央处理单元，设置于其中一个或多个机器人部件上；

至少一个输入单元，设置于其中一个或多个机器人部件上，所述输入单元用于接收外部信息且将接收的外部信息输送至其中一个或多个中央处理单元，并经由中央处理单元处理为相应的控制指令；

至少一个声音单元，设置于其中一个或多个机器人部件上，所述声音单元包括用于接收其中一个或多个中央处理单元发送的控制指令，并根据控制指令发出相应声音的输出单元。

本实用新型可以有多种实施方式，机器人部件为一个或者多个，例如图1～图5为其中一种实施方式，机器人部件可以包括第一部件、第二部件以及第三部件，如图1所示，本实施例包括：第一中央处理单元21；第一部件1；第一输入单元11，设置于第一部件1上且用于接收外部信息，第一输入单元11将接收到的外部信息输送至第一中央处理单元21，并经由第一中央处理单元21处理为相应的控制指令；第一输出单元12，用于接收第一中央处理单元21发送的控制指令并根据接收到的控制指令作出相应的动作。

本实施例的模块化声音机器人包括一个或多个部件，本实施例可以通过设置于第一部件1上的第一输入单元11输入外部信息，第一输入单元11包括多种功能模块，例如第一输入单元11包括触发模块、人体输入模块、识别模块以及拓展模块中的至少一种。识别模块可以采用颜色识别模块，各个模块在第一部件1上对应的结构可以为话筒15、电子琴键16、卡片识别区域17、镲片18或者可拆卸连接的打鼓棒19等结构，用户可以通过上述结构完成外部信息的输入。

外部信息输入之后，第一输入单元11将外部信息输送至第一中央处理单元21，并经由第一中央处理单元21处理为相应的控制指令，第一输出单元12接接收第一中央处理单元21发送的控制指令并根据接收到的控制指令作出相应的动作，本实施例中第一输出单元12也可以包括多种模块，例如第一输出单元12包括扬声器模块、声音合成模块、LED灯光模块以及拓展模块中的至少一种。例如用户经由电子琴键输入音乐信息，所输入的音乐信息输送至第一中央处理单元21处理之后，发出控制指令至第一输出单元12，经由第一输出单元12的扬声器模块作出发出对应的信息。

为了增加本实施例的趣味性，本实施例还可以包括其他部件，如图1、图2以及图3所示，本实施例中还可以包括第二部件2，第一中央处理单元21设置于第二部件2上。本实施例中第二部件2可以与第一部件1可拆卸连接，也可以有其他形式的位置连接关系，本实施例中第二部件2上还可以设置与外部连接的接口，例如USB接口22等。因为本实施例中第一中央处理单元21设置于第二部件2上，因此在缺少第二部件2或是第一部件1上的第一输出单元12未与第一中央处理单元21信号连接时，第一部件1上的第一输出模块不能根据第一输入模块接收的外部信息作出相应的动作。

而且本实施例中第二部件2上可以不包含输出单元及输入单元，当与其他机器人部件相连接时，第一中央处理单元21可以拓展连接其他机器人部件所包含有的输出及输入单元，中央处理单元根据内部程序将输入端采集到的数据以及通信模块接收到的数据经过整合处理，生成执行指令控制相连接的输出单元。

如图1和图5所示，本实施例中还可以包括可与第二部件2通信连接的第三部件3，第三部件3上设置有第二中央处理器以及用于接收外部信息的第二输入单元32，第二输入单元32将接收到的外部信息输送至第二中央处理单元31，并经由第二中央处理单元31处理为相应的控制指令。本实施例中第三部件3与第一部件1以及第二部件2之间的位置连接关系可以有多种，例如可以设置于第一部件1上。而且第三部件3与第二部件2之间的通信连接方式也可以采用无线连接或是有线连接，本实施例中可以通过第二输入单元32接收外部信息，第二输入单元32包括声音采集模块、录音模块、触发模块以及拓展模块中的至少一种。拓展模块可用于拓展例如距离传感器、亮度传感器、按钮等其他输入模块。对应的第二输入单元32各个模块可对应在第三部件3上设置声音采样及输出口34、震动感应膜35、录音按钮36以及接口37等结构。

经由第二输入单元32接收的外部信息，输送至第二中央处理单元31，由于第三部件3与第二部件2之间通过通信模块通信连接，则经由第二中央处理单元31处理得到的控制指令可输送至第一中央处理单元21，第一中央处理单元21再将控制指令发送至第一输出单元12，第一输出单元12在接收到控制指令之后，根据该控制指令作出相应的动作。即第一部件1上的第一输出单元12会受到由第二部件2上的第一中央处理单元21整合了第一输入单元11以及由第三部件3通信过来的数据综合生成的控制指令的控制。

本实施例中第三部件3也可以在独立不连接其他机器人部件的情况下通过录音模块录音，使用者可以携带第三部件3到任何环境下，按下按钮模块开启声音采集模块以及录音模块的声音录制功能，第二中央处理单元31则可以存储一定时间内的环境声音。而且本实施例中第三部件3上还可以带有震动感应膜，震动感应膜与触发模块连接，震动感应膜产生相应幅度的震动就会引起触发模块产生电信号发送给中央处理单元，但是当第三部件3未连接其他机器人部件时，无实际效果产生。

如图1所示，本实施例中第三部件3上还设置有用于接收第二中央处理单元31发送的控制指令，并根据接收到的控制指令作出相应动作的第二输出单元33。本实施例中经由第二中央处理单元31处理的控制指令也可以发送至第二输出单元33，经由第二输出单元33根据该控制指令作出相应的动作。本实施例中第二输出单元33可以包括多种现有模块，例如第二输出单元33包括LED灯光模块。本实施例中第二中央处理单元31根据内部程序将输入端采集到的数据以及通信模块接收到的数据经过整合处理，生成执行指令控制输出单元的LED灯光模块根据指令进行发光、变色或开关等功能。

如图1所示，在第二部件2和/或第三部件3上设置有用于提供电能的动力提供模块。其中动力提供模块可以是锂电池、发条、太阳能、盐水电解电池等能为机器人提供电能的模块，例如可以采用的7.4V锂电池，当第二部件2和/或第三部件3与其他机器人部件相互连接时，动力提供模块可以通过有线传输的方式为组合成的机器人整体供电。

本实施例中第一部件1、第二部件2以及第三部件3之间的位置连接方式有多种，如图2和图3所示，本实施例中第一部件1上设置有用于安装第二部件2的第二部件安装槽13以及用于安装第三部件3的第三部件安装槽14。在该种方式下，当第二部件2和第三部件3安置在第一部件1的相应安装槽中形成机器人整体的情况下，例如使用者可以通过使用打鼓棒敲击第三部件3上所包含的震动感应膜，会触发第三部件3与第二部件2上的第一中央处理单元21进行通信，而第一中央处理单元21形成的指令发送给第一部件1内部的声音合成模块及扬声器单元发出类似鼓的声音。

本实施例也可以有其他的方式，例如当第一部件1仅与第二部件2相连时，使用者通过将带有不同颜色的卡片放置在识别区域时，由于第一部件1上的第一输出及第一输入单元11与第一中央处理单元21相连接，因此识别单元将相应信号发送给第一中央处理单元21后，由第一中央处理单元21控制第一部件1上的声音合成及扬声器模块生成类似鼓的声音。

本实施例还有另一种应用方式，例如本实施例中第三部件3可以被用户携带，因此用户可以在任意环境下通过使用第三部件3的录音功能将一定时间内的环境中存在的声音录制到第三部件3内部，当任意第三部件3内部存储有声音时且与第一部件1和第二部件2形成机器人整体后，当使用者再使用打鼓棒敲击含有录音的第三部件3所包含的震动感应膜时，第三部件3会通过通信模块与第二部件2的通信模块进行通信，将所录制声音信息发送给第二部件2，而第二部件2内部的第一中央处理单元21会将接受到的录音信息通过第一部件1的声音合成模块及扬声器模块生成与由第三部件3所录制的声音近似的声音发出。综上，本实施例中用户可以通过自由在环境中采集声音演奏创作自己的音乐。