互动智能玩具动物的制作方法
【专利摘要】一种互动智能玩具动物，包括躯干组件以及分别与该躯干组件活动连接的颈部组件和尾部组件；该躯干组件内设有第一摆动机构和第二摆动机构；该第一摆动机构使得该颈部组件和尾部组件在第一转动平面内摆动，该第二摆动机构使得该颈部组件和尾部组件在第二转动平面内摆动，该第一转动平面与该第二转动平面相互垂直。从而本实用新型的互动智能玩具动物的颈部组件和尾部组件能够在三维空间方向上弯曲及摆动，形象自然逼真；并且结构简单、易于控制和调整该弯曲及摆动动作。
【专利说明】
互动智能玩具动物
技术领域
[0001]本发明涉及一种玩具，尤其涉及一种智能互动玩具。
【背景技术】
[0002]在互动智能动物玩具领域，对于柔软的动物肢体部位的模拟一直是一个难题。现有技术中所公开的方案，例如申请号为201080005505.7的“玩具蛇”，虽然能够较为自然地弯曲摆动，然而仅能够实现在一个方向上的弯曲，不能够像自然动物一样全方位地灵活弯曲摆动；或如申请号为201210301761.1的“仿生机械恐龙”，虽然其颈部和尾部能够全方位摆动，然而其颈部和尾部都必须由刚性单件结构组成，否则就将失去对颈部和尾部末端的控制，不能够主动对颈部和尾部的末端进行调整，因此颈部和尾部无法弯曲，行动僵硬且呆板。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种互动玩具，能够模拟自然环境中的软体动物或柔软的动物肢体，其能够在三维空间方向上弯曲及摆动，形象自然逼真;并且结构简单、易于控制和调整该弯曲及摆动动作。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种互动智能玩具动物，包括躯干组件以及分别与该躯干组件活动连接的颈部组件和尾部组件；
[0006]该躯干组件内设有第一摆动机构和第二摆动机构；
[0007]其中该第一摆动机构具有第一驱动机构和与该第一驱动机构相连接的第一牵引机构，该第一牵引机构牵引该颈部组件和尾部组件在第一转动平面内摆动，并且该第一牵引机构包括第一转动盘、第一颈部牵引部件和第一尾部牵引部件，该第一转动盘在该第一驱动机构的驱动下转动，其中该第一颈部牵引部件的一端固定到该颈部组件的远端，该第一尾部牵引部件的一端固定到该尾部组件的远端，并且该第一颈部牵引部件和该第一尾部牵引部件的另一端分别固定在该第一转动盘上；
[0008]该第二摆动机构具有第二驱动机构和与该第二驱动机构相连接的第二牵引机构，该第二牵引机构牵引该颈部组件和尾部组件在第二转动平面内摆动，该第一转动平面与该第二转动平面相互垂直，并且该第二牵引机构包括第二转动盘、第二颈部牵引部件和第二尾部牵引部件，该第二转动盘在该第二驱动机构的驱动下转动，其中该第二颈部牵引部件的一端固定到该颈部组件的远端，该第二尾部牵引部件的一端固定到该尾部组件的远端，并且该第二颈部牵引部件和该第二尾部牵引部件的另一端分别固定在该第二转动盘上。
[0009]该第一转动平面与该第二转动平面相互垂直，从而该第一摆动机构和第二摆动机构能够使得该颈部部件和该尾部部件在两个相互垂直的平面内转动，通过同时驱动第一驱动机构和第二驱动机构，颈部组件和尾部组件可在360度的方向上全方位地弯曲摆动。
[0010]具体地，所述第一颈部牵引部件、所述第一尾部牵引部件、所述第二颈部牵引部件以及所述第二尾部牵引部件分别为牵引绳圈，并且该第一颈部牵引部件和该第一尾部牵引部件分别套设在所述第一转动盘外周上，并且相对于所述第一转动盘周向固定，该第二颈部牵引部件和该第二尾部牵引部件分别套在所述第二转动盘外周上，并且相对于所述第二转动盘周向固定。
[0011]优选地，该第一转动盘外周上设有用于容置该第一颈部牵引部件和该第一尾部牵引部件的至少两个沟槽;并且该第二转动盘外周上设有用于容置该第二颈部牵引部件和该第二尾部牵引部件的至少两个沟槽。
[0012]在这种设置下，同一转动盘上的颈部牵引部件和尾部牵引部件分别置于不同的沟槽内，防止在转动盘转动的过程中颈部牵引部件和尾部牵引部件互相缠绕，从而提高了颈部组件和尾部组件摆动的灵活度和可靠性。
[0013]优选地，所述颈部组件由颈部远端封闭盖与多个颈部节段单向叠加形成，并且包括用于连接相邻颈部节段的多个颈部轴节，并且所述尾部组件由尾部远端封闭盖与多个尾部节段单向叠加形成，并且包括用于连接相邻尾部节段的多个尾部轴节。则即使采用硬质材料，也能够通过形成节段式的颈部或尾部实现灵活弯曲的目的。
[0014]具体地，所述每个颈部节段具有半球面，并且具有用于与颈部轴节相嵌套的颈部突出部，该颈部突出部从该半球面外表面沿轴向向内延伸并且其横截面逐渐减小;并且所述每个尾部节段具有半球面，并且具有用于与尾部轴节相嵌套的尾部突出部，该尾部突出部从该半球面外表面沿轴向向内延伸并且其横截面逐渐减小。在这种设置下，在这种设置下，在整个颈部组件或尾部组件受到牵引而弯曲时，每一颈部节段或尾部节段相对于其后方的颈部节段或尾部节段的轴线偏移的程度受到其后方颈部节段或尾部节段的突出部的横截面的限制。这带来两方面的好处，首先，使得各个颈部节段或尾部节段之间保持相对稳定，避免过度移动发生的倾翻;其次，模仿自然生物的关节组件，使得颈部组件和尾部组件的弯曲更流畅、自然。
[0015]此外，为方便第一颈部牵引部件和第二颈部牵引部件穿过所述颈部组件连接到颈部远端封闭盖，所述每个颈部节段设有多个颈部通孔，该第一颈部牵引部件和第二颈部牵引部件分别依次延伸通过每个颈部节段上的对应的所述颈部通孔并固定到该颈部组件的颈部远端封闭盖上;并且所述每个尾部节段设有多个尾部通孔，该第一尾部牵引部件和第二尾部牵引部件分别依次延伸通过每个尾部节段上的对应的所述尾部通孔并固定到该尾部组件的尾部远端封闭盖上。该设置用于防止牵引部件在颈部组件内和尾部组件内相互缠绕，进一步确保能够在任何情况下在两个相互垂直的平面上牵引颈部组件和尾部组件。
[0016]优选地，该互动智能玩具动物还包括头部组件，该头部组件可枢转地连接到所述颈部组件的远端，并且该头部组件包括头骨部分与下颚部分，该下颚部分在对应驱动组件的驱动下能够相对于该头骨部分枢转，用于模拟出该互动智能玩具动物的发声动作。
[0017]优选地，该互动智能玩具动物还包括多个腿部组件，各个腿部组件的一端连接到所述躯干组件，另一端设有行走滚轮，所述行走滚轮内置有与行走滚轮动力连接的驱动马达，用于使得行走滚轮相对于放置该互动智能玩具动物的表面转动，从而使得互动智能玩具动物移动。
[0018]本实用新型的互动智能玩具动物还具有智能控制器，该智能控制器包括输入采集模块，所述智能控制器根据所述输入采集模块采集到的指令，执行下列一种或多种输出:预设的语音输出、预设的显示输出、驱动颈部组件和尾部组件摆动、驱动下颂下颚部枢转以及驱动行走滚轮转动。
[0019]优选地，该输入采集模块包括图像传感器，用于感知用户或用户操作的其它物体与该互动智能玩具之间的相对距离、方位的改变等，用于实现与用户的互动。
[0020]优选地，本互动智能玩具动物的输入采集模块还可设有陀螺仪和加速度计，基于陀螺仪或加速度计检测到的角度数据或者加速度数据，驱动行走滚轮以不同的速度转动，从而能够实时地调整本互动智能玩具动物的运动状态，实现仅以两个采用滚轮的腿部组件保持平衡的目的，更逼真地模拟自然动物的形态。
【附图说明】
[0021 ]图1示出本实用新型的互动智能玩具动物的整体透视图；
[0022]图2示出本实用新型的互动智能玩具动物的第一摆动机构与第二摆动机构；
[0023]图3以横截面视图示出本实用新型的互动智能玩具动物的第一牵引机构、第二牵引机构分别与颈部组件和尾部组件的连接；
[0024]图4示出了本实用新型的互动智能玩具动物的颈部组件的组成以及颈部组件与牵引部件的连接；
[0025]图5示出了本实用新型的互动智能玩具动物的颈部节段；
[0026]图6示出了本实用新型的互动智能玩具动物的头部组件；
[0027]图7示出了本实用新型的互动智能玩具动物的智能控制器。
【具体实施方式】
[0028]图1示出本实用新型的互动智能玩具动物I的整体透视图，该互动智能玩具动物I包括躯干组件10、颈部组件30及尾部组件40。
[0029]其中颈部组件30、尾部组件40分别与该躯干组件10活动连接，该躯干组件10内设有用于使得颈部组件30和尾部组件40摆动的第一摆动机构100和第二摆动机构200。
[0030]如图2所示，该第一摆动机构100具有第一驱动机构110和与该第一驱动机构110相连接的第一牵引机构120，该第一驱动机构110例如包括驱动马达，其可输出正反两个方向的旋转，并且通过传动齿轮与第一牵引机构120相连接。类似地，第二摆动机构200具有第二驱动机构210和与该第二驱动机构210相连接的第二牵引机构220，该第二驱动机构210例如包括驱动马达，其可输出正反两个方向的旋转，并且通过传动齿轮与第二牵引机构220动力连接。
[0031]另结合图3，示出本实用新型的互动智能玩具动物的第一牵引机构120、第二牵引机构220分别与颈部组件30和尾部组件40的连接，为清楚起见，省略了躯干组件10的其它部分。
[0032]如图2中所示，第一牵引机构120包括在第一驱动机构110的驱动下转动的第一转动盘121，还包括第一颈部牵引部件122和第一尾部牵引部件123。类似地，第二牵引机构220包括在该第二驱动机构210的驱动下转动的第二转动盘221，还包括第二颈部牵引部件222和第二尾部牵引部件223。
[0033]如图2中所示，该第一颈部牵引部件122和该第一尾部牵引部件123各自的一端分别固定在该第一转动盘121上，该第二颈部牵引部件222和该第二尾部牵引部件223各自的一端分别固定在该第二转动盘221上，并且，如图3中所示，该第一颈部牵引部件122和该第二颈部牵引部件222各自的另一端固定到该颈部组件30的远端，该第一尾部牵引部件123和该第二尾部牵引部件223的另一端固定到该尾部组件40的远端，从而在第一牵引机构120的牵引下，颈部组件30和尾部组件40能够受到第一驱动机构的驱动而在第一平面内运动，在第二牵引机构220的牵引下，颈部组件30和尾部组件40能够受到第二驱动机构的驱动而在第二平面内运动。
[0034]该第一转动平面与该第二转动平面相互垂直，这例如可使得第一转动盘与第二转动盘所在的平面垂直而实现。
[0035]具体地，结合图3，图4中示出了颈部组件30在受到两个牵引机构的牵引而摆动，其中第一转动盘121的旋转可使得颈部组件30以及尾部组件40(图4中未示出)左右摆动，第二转动盘221的旋转可使得颈部组件30以及尾部组件40(未示出)上下摆动。此外，容易想到的是，通过使得第一转动盘121和第二转动盘221同时转动，并调整第一转动盘121和第二转动盘221输出的转动的方向、时长或转速等，可使得该颈部组件30和该尾部组件40以不同的幅度和频率可在360度的三维空间方向上以不同的幅度、频率全方位地转动。
[0036]在本实施例中，所述第一颈部牵引部件122、所述第一尾部牵引部件123、所述第二颈部牵引部件222、所述第二尾部牵引部件223分别为牵引绳圈，还可以想到的是任何不可伸长的柔性部件均可用作牵引部件，例如可为传动带、缆线、软管等其它形式。具体地，如图2中所示，该第一颈部牵引部件122和该第一尾部牵引部件123分别套设在所述第一转动盘121外周上，第一颈部牵引部件122和第一尾部牵引部件123分别分为在第一转动盘121两侧的前、后两部分，并且第一颈部牵引部件122和第一尾部牵引部件123相对于所述第一转动盘121周向固定。类似地，该第二颈部牵引部件222和该第二尾部牵引部件223分别套设在所述第二转动盘221外周上，第二颈部牵引部件222和第二尾部牵引部件223分别分为在第二转动盘221两侧的上、下两部分，并且第二颈部牵引部件222和第二尾部牵引部件223相对于所述第二转动盘221周向固定。
[0037]优选地，如图2中所示，该第一转动盘121外周上设有用于容置该第一颈部牵引部件122和该第一尾部牵引部件123的至少两个沟槽1211、1212;并且该第二转动盘221外周上设有用于容置该第二颈部牵引部件222和该第二尾部牵引部件223的至少两个沟槽2211、
2212ο
[0038]优选地，如图3所示，所述颈部组件30从其远端部出发，依次具有颈部远端封闭盖31与多个颈部节段32，各个颈部节段32具有相似结构，并且它们相互叠加且朝向躯干组件10延伸。颈部节段32之间采用颈部轴节33相连接，从而形成节段式的、易弯曲的颈部。最接近躯干组件10的颈部节段32与躯干组件10固定连接。类似地，所述尾部组件40从其远端部出发，依次具有尾部远端封闭盖41与多个尾部节段42，各个尾部节段42具有相似结构，并且它们相互叠加且朝向躯干组件10延伸。尾部节段42之间采用尾部轴节43相连接，从而形成节段式的、易弯曲的尾部。最接近躯干组件10的尾部节段42与躯干组件10固定连接。
[0039]结合图3-5，为方便颈部组件30和尾部组件40在三维空间方向上全方位地弯曲，所述每个颈部节段32优选具有大致半球面34的形状，在半球面34的顶部，颈部突出部35从该半球面34外表面沿轴向向内延伸，并且该颈部突出部的横截面逐渐减小，在颈部突出部的末端具有筒状部，用于与颈部轴节33相嵌套，形成可弯曲的轴部。类似地，每个尾部节段42优选具有大致半球面的形状，在半球面的顶部，尾部突出部从该半球面外表面沿轴向向内延伸，并且该尾部突出部的横截面逐渐减小，在尾部突出部的末端具有筒状部，用于与尾部轴节43相嵌套，形成可弯曲的轴部。
[0040]为方便第一颈部牵引部件和第二颈部牵引部件穿过所述颈部组件连接到颈部远端封闭盖31，每个颈部节段32上设有颈部通孔36，至少设有4个颈部通孔36，从而第一颈部牵引部件122和第二颈部牵引部件222各自的两部分分别依次延伸通过每个颈部节段32上的对应的所述颈部通孔36并固定到颈部远端封闭盖31上。类似地，为方便第一尾部牵引部件和第二尾部牵引部件穿过所述尾部组件连接到尾部远端封闭盖41，每个尾部节段42上设有尾部通孔，至少设有4个尾部通孔，从而第一尾部牵引部件122和第二尾部牵引部件222各自的两部分分别依次延伸通过每个尾部节段42上的对应的所述尾部通孔并固定到尾部远端封闭盖41上。
[0041 ] 如图4和图5所示，优选地，颈部通孔36或尾部通孔如下设置，即使得该第一颈部牵引部件122所通过的颈部通孔36的连线与该第二颈部牵引部件222所通过的颈部通孔36的连线在垂直于该颈部节段32轴线的平面上的投影能够相互垂直，并且该第一尾部牵引部件122所通过的尾部通孔的连线与该第二尾部牵引部件222所通过的尾部通孔的连线在垂直于该尾部节段42轴线的平面上的投影能够相互垂直，该设置使得在任何情况下，即使颈部和尾部已经处于弯曲状态，第一颈部牵引部件和第二颈部牵引部件始终能够分别牵引颈部在两个相互垂直的平面上弯曲，同时第一尾部牵引部件和第二尾部牵引部件始终能够分别牵引尾部在两个相互垂直的平面上弯曲。
[0042]此外该互动智能玩具动物I还可包括头部组件50，如图6所示，该头部组件50可枢转地连接到所述颈部组件30的颈部远端封闭盖31，所述头部组件50包括头骨部分51与下颚部分52，该下颚部分52通过枢轴511连接到头骨部分51，该头骨部分51上设有驱动组件53，该驱动组件例如包括驱动马达和传动齿轮组，从而下颚部分52可相对于该头骨部分51枢转，模拟出口部的张合动作，优选地可与发声装置配合，模拟出该互动智能玩具动物的发声动作。
[0043]此外该互动智能玩具动物I还可包括多个腿部组件60，如图1所示，各个腿部组件60的一端连接到所述躯干组件10，另一端设有行走滚轮61，所述行走滚轮61内置有与行走滚轮61动力连接的驱动马达，驱动所述驱动马达，行走滚轮能够相对于放置该互动智能玩具动物I的表面转动，从而使得互动智能玩具动物I移动。
[0044]此外，躯干组件内还容纳有智能控制器70，如图7所示，所述智能控制器70包括输入采集模块710，输入采集模块710例如包括设置在头部组件50上的图像传感器711，用于感知用户或用户操作的其它物体与该互动智能玩具I之间的相对距离、方位的改变等，所述图像传感器711例如是红外传感器;输入采集模块710还可设有例如本领域内常见的无线遥控模块712，其接收端设置在本互动智能玩具动物内，用于接收用户从遥控发射端发出的指令。
[0045]在采集到来自上述各个输入采集模块710的输入指令后，所述智能控制器70通过信号处理模块720向执行模块730发出控制指令，其中该执行模块730包括传动机构731、发声装置732、显示装置733以及各个活动部位的驱动组件734，所述显示装置例如为LED，所述驱动组件733例如为下颚部分的驱动马达、第一转动盘的驱动马达、第二转动盘的驱动马达和各个行走滚轮的驱动马达;从而执行下列一种或多种输出:预设的语音输出、预设的显示输出、驱动颈部组件和尾部组件摆动、驱动下颚部分枢转以及驱动行走滚轮转动。
[0046]优选地，本互动智能玩具动物的输入采集模块710设有陀螺仪713，优选地还可设有加速度计，基于陀螺仪713和加速度计检测到的角度数据和加速度数据，驱动行走滚轮61以不同的速度转动，该过程是实时进行的自适应反馈过程，从而在各种表面上例如硬木地板、短绒地毯、平滑表面等都能够仅以两个采用滚轮的腿部组件保持平衡，更逼真的模拟自然动物的形态。
【主权项】
1.一种互动智能玩具动物(I)，包括躯干组件(10)以及分别与该躯干组件活动连接的颈部组件(30)和尾部组件(40); 其特征在于， 该躯干组件(10)内设有第一摆动机构(100)和第二摆动机构(200); 其中该第一摆动机构(100)具有第一驱动机构(110)和与该第一驱动机构(110)相连接的第一牵引机构(120)，该第一牵引机构(120)牵引该颈部组件(30)和尾部组件(40)在第一转动平面内摆动，并且该第一牵引机构(120)包括第一转动盘(121)、第一颈部牵引部件(122)和第一尾部牵引部件(123)，该第一转动盘(121)在该第一驱动机构(110)的驱动下转动，其中该第一颈部牵引部件(122)的一端固定到该颈部组件(30)的远端，该第一尾部牵引部件(123)的一端固定到该尾部组件(40)的远端，并且该第一颈部牵引部件(122)和该第一尾部牵引部件(123)的另一端分别固定在该第一转动盘(121)上； 该第二摆动机构(200)具有第二驱动机构(210)和与该第二驱动机构(210)相连接的第二牵引机构(220)，该第二牵引机构(220)牵引该颈部组件(30)和尾部组件(40)在第二转动平面内摆动，该第一转动平面与该第二转动平面相互垂直，并且该第二牵引机构(220)包括第二转动盘(221)、第二颈部牵引部件(222)和第二尾部牵引部件(223)，该第二转动盘(221)在该第二驱动机构(210)的驱动下转动，其中该第二颈部牵引部件(222)的一端固定到该颈部组件(30)的远端，该第二尾部牵引部件(223)的一端固定到该尾部组件(40)的远端，并且该第二颈部牵引部件(222)和该第二尾部牵引部件(223)的另一端分别固定在该第二转动盘(221)上。2.根据权利要求1所述的互动智能玩具动物，其特征在于，所述第一颈部牵引部件(122)、所述第一尾部牵引部件(123)、所述第二颈部牵引部件(222)以及所述第二尾部牵引部件(223)分别为牵引绳圈，并且该第一颈部牵引部件(122)和该第一尾部牵引部件(123)分别套设在所述第一转动盘(121)外周上，并且相对于所述第一转动盘(121)周向固定，该第二颈部牵引部件(222)和该第二尾部牵引部件(223)分别套在所述第二转动盘(221)外周上，并且相对于所述第二转动盘(221)周向固定。3.根据权利要求2所述的互动智能玩具动物，其特征在于，该第一转动盘(121)外周上设有用于容置该第一颈部牵引部件(122)和该第一尾部牵引部件(123)的至少两个沟槽(1211、1212);并且该第二转动盘(221)外周上设有用于容置该第二颈部牵引部件(222)和该第二尾部牵引部件(223)的至少两个沟槽(2211、2212)。4.根据权利要求2所述的互动智能玩具动物，其特征在于，所述颈部组件(30)由颈部远端封闭盖(31)与多个颈部节段(32)单向叠加形成，并且包括用于连接相邻颈部节段(32)的多个颈部轴节(33)，和 所述尾部组件(40)由尾部远端封闭盖(41)与多个尾部节段(42)单向叠加形成，并且包括用于连接相邻尾部节段(42)的多个尾部轴节(43)。5.根据权利要求4所述的互动智能玩具动物，其特征在于，所述每个颈部节段(32)具有半球面(34)，并且具有用于与颈部轴节(33)相嵌套的颈部突出部(35)，该颈部突出部(35)从该半球面(34)外表面沿轴向向内延伸并且其横截面逐渐减小;和 所述每个尾部节段(42)具有半球面，并且具有用于与尾部轴节(43)相嵌套的尾部突出部，该尾部突出部从该半球面外表面沿轴向向内延伸并且其横截面逐渐减小。6.根据权利要求4所述的互动智能玩具动物，其特征在于，所述每个颈部节段(32)设有多个颈部通孔(36)，该第一颈部牵引部件(122)和第二颈部牵引部件(222)分别依次延伸通过每个颈部节段(32)上的对应的所述颈部通孔(36)并固定到该颈部组件(30)的颈部远端封闭盖(31)上;和 所述每个尾部节段(42)设有多个尾部通孔，该第一尾部牵引部件(123)和第二尾部牵引部件(223)分别依次延伸通过每个尾部节段(42)上的对应的所述尾部通孔并固定到该尾部组件(40)的尾部远端封闭盖(41)上。7.根据权利要求1所述的互动智能玩具动物，其特征在于，还包括头部组件(50)，该头部组件(50)可枢转地连接到所述颈部组件(30)的远端。8.根据权利要求7所述的互动智能玩具动物，其特征在于，该头部组件(50)包括头骨部分(51)与下颚部分(52)，该下颚部分(52)在对应驱动组件(53)的驱动下能够相对于该头骨部分(51)枢转。9.根据权利要求8所述的互动智能玩具动物，其特征在于，还包括多个腿部组件(60)，各个腿部组件(60)的一端连接到所述躯干组件(10)，另一端设有行走滚轮(61)，所述行走滚轮(61)内置有与行走滚轮(61)动力连接的驱动马达。10.根据权利要求9所述的互动智能玩具动物，其特征在于，还包括智能控制器(70)，该智能控制器包括输入采集模块(710)，所述智能控制器(70)根据所述输入采集模块(710)采集到的指令，执行下列一种或多种输出:预设的语音输出、预设的显示输出、驱动颈部组件和尾部组件摆动、驱动下颂下颚部枢转以及驱动行走滚轮转动。11.根据权利要求10所述的互动智能玩具动物，其特征在于，该输入采集模块(710)包括图像传感器(711)。12.根据权利要求10所述的互动智能玩具动物，其特征在于，所述输入采集模块(710)包括陀螺仪(713)和加速度计。
【文档编号】A63H11/14GK205586559SQ201520895540
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年11月11日
【发明人】不公告发明人
【申请人】斯平玛斯特有限公司