一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人的制作方法

本实用新型涉及遥控玩具领域，特别是一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人。

背景技术：

随着智能产业的迅速发展，国民生活水平越来越高，人们对电子消费的产品要求也是越来越高，很多公司和机构针对服务型机器人及娱乐机器人进行了重点研究与开发，对于可以跟随音乐执行跳舞动作的机器人基本都需要事先预设好动作再同机器人自身存储的音乐一起执行跳舞动作，这种方法编辑周期长、动作僵硬、动作与音乐节拍同步率低，尤其是随着现在音乐快速发展，玩家在需要让机器人按照新舞曲执行跳舞动作时，必须通过专用软件进行舞曲编辑，并导入机器人存储器，有时候还受限于舞曲个自身格式，而无法制作成让跳舞机器人接受的格式。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人，通过设置音频无线接受及处理模块，实现了通过任意播放器播放音乐，跳舞机器人接受音频信号后，即可跟随节拍进行跳舞动作的功能。

为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的：本实用新型所述一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人包括显示屏、上壳体、上臂、支撑腿、支撑脚及控制模块；所述显示屏与上壳体构成转动连接，上臂与上壳体侧面构成转动连接，支撑腿与上壳体下方构成转动连接，支撑脚与支撑腿下方构成转动连接；所述转动连接位置处均设置舵机。

所述控制模块包括无线控制模块、无线音频接收模块、音频信号放大模块、模数转换模块、中央处理器及运动控制模块；所述无线控制模块与无线控制终端构成通讯连接，用于启动机器人的控制模块；无线音频接收模块接收无线音频，并将音频信号传输至音频信号放大模块，经音频信号放大模块处理后的音频信号被传输至模数转换模块，经模数转换模块处理后的音频信号被传输至中央处理器，中央处理器对音频信号进行音频的频谱数据分析，获取数据节点，并将数据节点信息传输至运动控制模块，运动控制模块与转动连接位置处的舵机构成电联接，控制舵机转动快慢及转动幅度。

所述显示屏连接于上壳体中间缺口位置处，显示屏可沿与上壳体两侧垂直的水平轴做轴向转动；所述上臂连接于上壳体两侧的槽口内，舵机驱动上臂做上下摆动；所述支撑腿为倒 U 形状，支撑腿上端面连接于上壳体下方，舵机驱动支撑腿沿竖直轴做轴向转动；所述支撑脚设置于支撑腿的 U 形槽口最下端，舵机驱动支撑脚在 U 形槽口内左右摆动。

所述数据节点为音乐节奏的快慢及音乐的高低起伏抓取的节奏节点。

所述控制模块还包括音频输出模块，音频输出模块接收无线音频接收模块传输的音频信号，并通过外放喇叭将音乐播放出去。

本实用新型的积极效果：本实用新型所述一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人实现了实时采集音乐数据，并经过内置控制模块对音乐数据实时处理后，控制每一个动作执行部件实时完成动作指令，动作相应快，随动效果好，不受音乐格式的限制，提高了整个机器人玩具的娱乐性，控制模块通过优化算法对舵机实现运动控制，避免舵机反应先快后慢的自身的缺陷，使机器人跳舞动作更加顺畅不突兀。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图 1 是本实用新型的控制系统示意图；

图 2 是本实用新型的结构示意图。

图中，1 显示屏、2 上壳体、3 上臂、4 支撑脚、5 支撑腿。

具体实施方式

如图 1、图 2 所示，作为特殊的实施例，本实用新型所述一种具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人包括显示屏 1、上壳体 2、上臂 3、支撑腿 5、支撑脚 4 及控制模块；所述显示屏 1 与上壳体 2 构成转动连接，上臂 3 与上壳体 2 侧面构成转动连接，支撑腿 5 与上壳体 2 下方构成转动连接，支撑脚 4 与支撑腿 5 下方构成转动连接；所述转动连接位置处均设置舵机。

所述控制模块包括无线控制模块、无线音频接收模块、音频信号放大模块、模数转换模块、中央处理器、运动控制模块及音频输出模块；所述无线控制模块与无线控制终端构成通讯连接，用于启动机器人的控制模块；无线音频接收模块接收无线音频，并将音频信号传输至音频信号放大模块，经音频信号放大模块处理后的音频信号被传输至模数转换模块，经模数转换模块处理后的音频信号被传输至中央处理器，中央处理器对音频信号进行音频的频谱数据分析，获取数据节点，并将数据节点信息传输至运动控制模块，运动控制模块与转动连接位置处的舵机构成电联接，控制舵机转动快慢及转动幅度；所述数据节点为音乐节奏的快慢及音乐的高低起伏抓取的节奏节点，运动控制模块实时获取节奏节点，实时控制舵机的快慢和转动幅度，配合音频形成律动舞蹈。

所述显示屏 1 连接于上壳体 2 中间缺口位置处，显示屏 1 可沿与上壳体 2 两侧垂直的水平轴做轴向转动；所述上臂 3 连接于上壳体 2两侧的槽口内，舵机驱动上臂 3 做上下摆动；所述支撑腿 5 为倒 U 形状，支撑腿 5 上端面连接于上壳体 2 下方，舵机驱动支撑腿 5 沿竖直轴做轴向转动；所述支撑脚 4 设置于支撑腿 5 的 U 形槽口最下端，舵机驱动支撑脚 4 在 U 形槽口内左右摆动。

所述控制模块还包括音频输出模块，音频输出模块接收无线音频接收模块传输的音频信号，并通过外放喇叭将音乐播放出去。

具体音频数据采集处理过程的实施例如下：音频播放器外放panama.mp3 曲目，音频时长共 3 分 20 秒，本实用新型所述的具备无线音频识别处理功能的跳舞机器人通过无线音频接收模块接收无线音频，并通过其内置算法对该音频的频谱数据实时解析提取音乐特征，算法识别音频频率的范围为 50Hz-20kHz,先以 100ms 为一个时间周期采样期间的频谱数据，再以 4 秒为时间周期统计数据，针对音频的各个频率幅值变化的大小和规律，识别音频的节拍时间和节奏类型，从算法的调试信息得知，从 100ms 的频谱采样周期随机采样看，本曲低频 50Hz-200Hz 比较活跃，呈现规律的离散骤增和骤减，幅值的平均值远远大于 200Hz-20k 的幅值平均值，从 4 秒统计周期看，在音乐重拍时 50Hz-20kHz 绝大部分频率的幅值都有在自身幅值平均值上有一定比例(约 0.3 倍)的增加，比较有规律，约为 800ms，表明音频旋律简单，节奏明朗，识别为流行音乐或舞曲，反馈传输音乐类型、音乐起伏程度及节拍时长至机器人中央处理器，机器人在预设的动作组里先按照音乐类型挑选出符合的动作组，根据节拍调整动作的次数，根据音乐的起伏程度调整动作的幅度。

音频数据在 2 分 20 秒-2 分 40 秒的时间区间内，低频 50Hz-200Hz不活跃，200Hz-20kHz 的幅值呈现缓慢的不规律的小幅变动，频率成分复杂，表明此时和声丰富，声部众多，与前面的节奏形成对比，表明音乐进入不同的节奏，处于音乐的转折，此时将信息反馈到机器人中央处理器上，根据音乐转折类型，音乐起伏缓慢程度，机器人做出小幅度的过渡动作。