自平衡式跷跷板的制作方法

文档序号:15440122发布日期:2018-09-14 22:41阅读:410来源:国知局

本发明涉及智能儿童玩具领域,尤其涉及一种自平衡式跷跷板。



背景技术:

提起跷跷板,我们肯定都不会感到陌生,因为这是一个我们小时候都会经常玩到的一种玩具,两个人在两边跳来跳去,非常好玩,但是其实这种玩具是有一定的安全隐患的,这种玩具还是能够给我们带来危险。五岁以下的孩子不能单独的玩跷跷板。

第一点,跷跷板可能会让我们的宝宝出现危险,因为跳板对于大孩子来说是一个非常好的玩具,但是对于小朋友们来说,可能就有一定的危险性,很可能会意外地滑落,造成生命危险。

第二点,就是对于小朋友们来说,如果想要玩跷跷板的话,可以在家长陪同下进行玩耍,在家长的陪同之下,可以对他们采取很严重密的保护措施,这样就可以让他们在更安全的环境下去玩耍。

但是,现有技术中的跷跷板难以实现自平衡操作,人们在乘坐时需要双方协调才能达到平衡,提高了游玩操作的复杂性和繁琐性。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种自平衡式跷跷板,对现有技术中的跷跷板的结构进行优化,建立了基于左右侧人物体形大小的左右侧人物重量检测机制,并基于左右侧人物重量检测机制的检测结果自动驱动支撑架结构的左右侧的相应移动,以保持跷跷板一直处于平衡状态。

本发明至少具有以下三个重要发明点:

(1)建立了基于左右侧人物体形大小的左右侧人物重量检测机制,并基于左右侧人物重量检测机制的检测结果自动驱动支撑架结构的左右侧的相应移动,以保持跷跷板一直处于平衡状态,解决了跷跷板难以自平衡的技术问题;

(2)采用表现为高斯卷积函数的环绕函数去除待处理图像中的照度分量,以获取所述待处理图像对应的反射分量,从而去除成像环境中光线通过路径上的介质对图像成像的干扰;

(3)通过对待处理图像的颜色成分的分析,选择不同的与所述待处理图像相适应的直方图均衡化模式,提高了直方图均衡化处理的灵活性。

根据本发明的一方面,提供了一种自平衡式跷跷板,所述跷跷板包括:

横杆结构,为一圆筒形状,两侧分别设置左方座椅和右方座椅,横杆上靠近左方座椅的位置设置有左方扶手,横杆上靠近右方座椅的位置设置有右方扶手;

支撑架结构,设置在所述横杆结构之下,用于支起所述横杆的中点位置;

第一红外线传感设备,封装在所述左方扶手内,用于在检测到所述左方扶手的左侧存在预设距离阈值以内的对象时,发出第一启动信号,还用于在检测到所述左方扶手的左侧不存在预设距离阈值以内的对象时,发出第一关闭信号;

第二红外线传感设备,封装在所述右方扶手内,用于在检测到所述右方扶手的右侧存在预设距离阈值以内的对象时,发出第二启动信号,还用于在检测到所述右方扶手的右侧不存在预设距离阈值以内的对象时,发出第二关闭信号;

第一摄像设备,封装在所述左方扶手内,与所述第一红外线传感设备连接,用于在接收到所述第一启动信号时,启动对所述左方扶手的左侧景象的拍摄操作,以获得并输出左侧景象图像;

第二摄像设备,封装在所述右方扶手内,与所述第二红外线传感设备连接,用于在接收到所述第二启动信号时,启动对所述右方扶手的右侧景象的拍摄操作,以获得并输出右侧景象图像。

具体实施方式

下面将对本发明的自平衡式跷跷板的实施方案进行详细说明。

跷跷板是需要两个宝宝合作完成的游戏,它的意外发生通常是因为坐在一端的宝宝突然从跷跷板上跑开,而致使坐在另一端的宝宝来不及反应,从上面翻落下来。

因此使用跷跷板的建议是:给宝宝选择较低矮的跷跷板,玩之前要先确定有无零件缺失、锈蚀等问题。跷跷板的一端应只坐一个宝宝,且两个宝宝的体重相当,面对面坐好,不要背对着背坐。叮嘱宝宝用两手紧紧抓牢把手,不要试图触摸地面或放空;两脚自然放在两侧,不要蜷缩在跷跷板的下方。如果有任何需要调整的,一定要先出声告诉大人。当其他宝宝在玩跷跷板时,要让宝宝保持距离,以免被撞倒。

对于宝宝来说,出现危险的概率最大的情况是,跷跷板实现平衡之前,跷跷板来回晃动造成事故发生。而对于跷跷板两端都是宝宝的情况,凭自身能力,宝宝也很难实现跷跷板的平衡。为了克服上述不足,本发明搭建了一种自平衡式跷跷板,能够基于跷跷板自身的结构实现平衡操作。

根据本发明实施方案示出的自平衡式跷跷板包括:

横杆结构,为一圆筒形状,两侧分别设置左方座椅和右方座椅,横杆上靠近左方座椅的位置设置有左方扶手,横杆上靠近右方座椅的位置设置有右方扶手;

支撑架结构,设置在所述横杆结构之下,用于支起所述横杆的中点位置。

接着,继续对本发明的自平衡式跷跷板的具体结构进行进一步的说明。

在所述自平衡式跷跷板中,还包括:

第一红外线传感设备,封装在所述左方扶手内,用于在检测到所述左方扶手的左侧存在预设距离阈值以内的对象时,发出第一启动信号,还用于在检测到所述左方扶手的左侧不存在预设距离阈值以内的对象时,发出第一关闭信号;

第二红外线传感设备,封装在所述右方扶手内,用于在检测到所述右方扶手的右侧存在预设距离阈值以内的对象时,发出第二启动信号,还用于在检测到所述右方扶手的右侧不存在预设距离阈值以内的对象时,发出第二关闭信号。

在所述自平衡式跷跷板中,还包括:

第一摄像设备,封装在所述左方扶手内,与所述第一红外线传感设备连接,用于在接收到所述第一启动信号时,启动对所述左方扶手的左侧景象的拍摄操作,以获得并输出左侧景象图像;

第二摄像设备,封装在所述右方扶手内,与所述第二红外线传感设备连接,用于在接收到所述第二启动信号时,启动对所述右方扶手的右侧景象的拍摄操作,以获得并输出右侧景象图像。

在所述自平衡式跷跷板中,还包括:

参考图像获取设备,分别与所述第一摄像设备和所述第二摄像设备连接,用于接收所述左侧景象图像或所述左侧景象图像以作为待处理图像,将所述待处理图像中的每一个像素点的像素值乘以环绕函数以获得对应像素点的参考像素值,将所述待处理图像的各个像素点的参考像素值组成所述待处理图像对应的参考图像,并输出所述参考图像;

其中,所述环绕函数为以对应像素点的水平坐标和垂直坐标为变量的高斯卷积函数。

在所述自平衡式跷跷板中,还包括:

照度去除设备,用于接收所述待处理图像和所述参考图像,将所述待处理图像的每一个像素点的像素值除以在所述参考图像中对应像素点的像素值以获得对应的反射像素值,将所述待处理图像的所有像素点的反射像素值组成所述待处理图像对应的反射图像,并输出所述反射图像;

定向处理设备,与所述照度去除设备连接,用于接收所述反射图像,用于基于所述反射图像中各个像素点的红色通道值确定红色通道平均值,基于所述反射图像中各个像素点的黄色通道值确定黄色通道平均值,基于所述反射图像中各个像素点的蓝色通道值确定蓝色通道平均值,将所述红色通道平均值除以所述黄色通道平均值和所述蓝色通道平均值之和以获得颜色参考值;

颜色分析设备,与所述定向处理设备连接,用于接收所述颜色参考值,并在所述颜色参考值超过限量时,只对所述反射图像进行红色通道的直方图均衡化处理以将获得的图像作为颜色分析图像输出,还用于在所述颜色参考值小于等于限量时,对所述反射图像各个通道都进行直方图均衡化处理以将获得的图像作为颜色分析图像输出;

体形辨识设备,与所述颜色分析设备连接,用于接收所述左侧景象图像对应的颜色分析图像或所述右侧景象图像对应的颜色分析图像或,对所述左侧景象图像对应的颜色分析图像进行人物体形辨识,基于辨识到的人物体形判断对应的人物重量以作为左侧人物重量输出,对所述右侧景象图像对应的颜色分析图像进行人物体形辨识,基于辨识到的人物体形判断对应的人物重量以作为右侧人物重量输出;

支撑架驱动设备,包括驱动控制器和驱动电机,所述驱动控制器与所述体形辨识设备连接,用于接收所述左侧人物重量和所述右侧人物重量,基于所述左侧人物重量和所述右侧人物重量之间的差值,确定对所述支撑架结构的左右驱动策略,并发出相应的驱动控制信号;

其中,所述驱动电机与所述驱动控制器连接,用于基于接收到的驱动控制信号控制所述支撑架结构进行相应的左右移动以保持所述横杆结构的平衡;

其中,在所述驱动控制器中,基于所述左侧人物重量和所述右侧人物重量之间的差值,确定对所述支撑架结构的左右驱动策略包括:当所述左侧人物重量大于所述右侧人物重量时,确定对所述支撑架结构的左右驱动策略为驱动所述支撑架结构向左侧移动。

在所述自平衡式跷跷板中:

在所述驱动控制器中,基于所述左侧人物重量和所述右侧人物重量之间的差值,确定对所述支撑架结构的左右驱动策略包括:当所述左侧人物重量小于所述右侧人物重量时,确定对所述支撑架结构的左右驱动策略为驱动所述支撑架结构向右侧移动。

在所述自平衡式跷跷板中:

所述第一摄像设备还用于在接收到所述第一关闭信号时,关闭对所述左方扶手的左侧景象的拍摄操作,以停止获得所述左侧景象图像。

在所述自平衡式跷跷板中:

所述第二摄像设备还用于在接收到所述第二关闭信号时,关闭对所述右方扶手的右侧景象的拍摄操作,以停止获得所述右侧景象图像。

另外,所述第一摄像设备和所述第一摄像设备都包括蓝牙通信单元,用于接收外部的蓝牙控制信号,对所述第一摄像设备和所述第一摄像设备的拍摄操作进行相应的控制。

蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485ghz的ism波段的uhf无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为rs232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。

如今蓝牙由蓝牙技术联盟(bluetoothspecialinterestgroup,简称sig)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司,它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。ieee将蓝牙技术列为ieee802.15.1,但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发,管理认证项目,并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络,可发放给符合标准的设备。

采用本发明的自平衡式跷跷板,针对现有技术中跷跷板无法自平衡的技术问题,首先,通过对待处理图像的颜色成分的分析,选择不同的与所述待处理图像相适应的直方图均衡化模式,提高了直方图均衡化处理的灵活性,其次,采用表现为高斯卷积函数的环绕函数去除待处理图像中的照度分量,以获取所述待处理图像对应的反射分量,从而去除成像环境中光线通过路径上的介质对图像成像的干扰,最后,建立了基于左右侧人物体形大小的左右侧人物重量检测机制,并基于左右侧人物重量检测机制的检测结果自动驱动支撑架结构的左右侧的相应移动,以保持跷跷板一直处于平衡状态。

可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

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