本发明涉及折纸机器人技术领域，特别是一种带声控及避障功能的折纸机器人。
背景技术：
折纸作为一种简单的手工活动，本身就因为其取材简单、老少皆宜，一直都被看作是最佳的手工活动。再加上目前全球范围内都提倡低碳生活，这也使得折纸中的环保理念受到了人们的高度重视，越来越多的组织和团体，都开始将折纸看作环保行动的第一步。
随着目前科技的发展，人工智能出现在人们的视野中，人工智能是计算机学科的一个分支，在很多科学领域以及人们日常生活中广泛应用。人工智能技术包含了很多领域，其中智能机器人是其重要组成部分。但传统的机器人一般都用金属材料制作，其体积较大，质量较大，当然价格也相对过高，普通家庭难以接触这类机器人。现有技术中出现的折纸机器人是一款可变形的折纸机器人，通电后无需人类帮助，可以通过内部设置的电机带动机器人行走和转弯。但是目前的折纸机器人行走灵活性不佳，容易撞击到其他物体，且由于折纸机器人均由纸质材料制成，整体强度不佳，容易受到撞击而损坏，此外折纸机器人在行走时为点接触，接触面积小，抗磨损性能差，在一些凹凸不平或者土质比较松散的地面，行走稳定性差，限制了折纸机器人的活动灵活性。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种带声控及避障功能的折纸机器人，具有结构简单，行动灵活、稳定，强度较高的作用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种带声控及避障功能的折纸机器人，包括身体结构、腿部结构和头部结构，所述身体结构内设有控制芯片、电机、声音传感器和电源，所述电源分别与控制芯片、电机连接，所述身体结构通过电机与腿部结构连接，腿部结构包括支撑腿和位于支撑腿下端的底盘，所述支撑腿的侧面呈多层弯折结构，所述支撑腿的内部设有弹簧，所述弹簧的侧面与支撑腿的内壁配合连接，所述弹簧的下端与底盘连接，所述底盘的底面设有橡胶层，所述橡胶层的底面设有若干凸点，所述头部结构的内部设有红外光电传感器，所述控制芯片分别与声音传感器、电机和红外光电传感器连接。
本发明进一步设置为：所述身体结构、腿部结构和头部结构均为纸质结构，所述身体结构、腿部结构和头部结构的外表面设有防水膜。采用纸质结构，质量轻、行动灵活、应用范围广，成本低、可以大量印刷生产，提高生产效率，通过设置的防水膜起到防水作用，扩大机器人的使用范围，延长机器人的使用寿命。
本发明进一步设置为：所述身体结构的内部设有第一固定层和第二固定层，所述第一固定层位于身体结构的内底面，所述第二固定层位于第一固定层的上方，所述控制芯片、电机和电源均位于第一固定层上，所述声音传感器位于第二固定层上。
本发明进一步设置为：所述第一固定层包括第一纸质层、第二纸质层和铜片层，所述第一纸质层和第二纸质层分别覆盖在铜片层的上下两侧，所述铜片层上设有电引线，所述控制芯片、电机和电源均通过热熔胶粘附在第一纸质层上，所述电源通过电引线分别与控制芯片、电机连接。通过铜片层，提高机器人内部的连接强度，并用第一纸质层和第二纸质层覆盖在铜片层上，保护铜片层。
本发明进一步设置为：所述头部结构的内部设有第三固定层，所述第二固定层和第三固定层均包括第三纸质层和隔热层，所述第三纸质层的一面设有加强筋，所述第三纸质层的另一面与隔热层连接，所述隔热层上设有若干散热片，所述声音传感器和红外光电传感器通过热熔胶固定在隔热层上。利用第三纸质层将传感器部件与机器人连接，降低成本，设置的加强筋提高第三纸质层的强度，设置的隔热层避免传感器工作时产生的热量传到到第三纸质层上，并利用散热片加快散热，避免第三纸质层和外部纸质结构受热损坏，延长机器人工作寿命。
本发明进一步设置为：所述控制芯片为单片机。单片机可以采用atmega328单片机。
本发明进一步设置为：所述电源采用干电池或者充电电池或者纽扣电池。电源种类多样，为折纸机器人提供电源。
本发明进一步设置为：所述身体结构的表面设有凹槽，所述凹槽内设有自锁开关，所述自锁开关与控制芯片连接。将自锁开关设置在凹槽内，避免受到外界的误碰，保护自锁开关，通过自锁开关可以控制整个折纸机器人的启动和关闭。
本发明具有有益效果为：
利用电源为机器人中的各个部件提供电能，利用声音传感器和红外光电传感器来接受外界信息，通过控制芯片控制电机的工作，进一步控制机器人的行动状态，结构简单、行动灵活、功能多样；将支撑腿设置呈多层弯折结构，一方面提高了支撑腿的结构强度，提高抗撞击能力，另一方面具有一定的回复作用，当受到撞击时，可以恢复到原来的状态，保证支撑腿正常的工作；弹簧的设置，一方面起到支撑、稳固支撑腿的作用，加强支撑腿的结构强度，提高机器人的行走稳定性，另一方面使支撑腿具有撞击回复功能，保证支撑腿保持正常、良好的使用状态，提高机器人抗压、抗撞等能力，延长机器人的使用寿命；设置的底盘增加与地面的接触面积，并利用凸点提高对土地的附着力，设置的橡胶层起到防震缓冲作用，从而提高机器人行走稳定性。
本发明具有结构简单，行动灵活、稳定，强度较高的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中身体结构的结构示意图；
图3为本发明中头部结构的结构示意图；
图4为本发明中第一固定层的结构示意图；
图5为本发明中第二固定层的结构示意图。
附图标记：1、身体结构；2、腿部结构；3、头部结构；4、控制芯片；5、电机；6、声音传感器；7、电源；8、支撑腿；9、底盘；10、弹簧；11、橡胶层；12、凸点；13、红外光电传感器；14、第一固定层；15、第二固定层；16、第一纸质层；17、第二纸质层；18、铜片层；19、电引线；20、第三固定层；21、第三纸质层；22、隔热层；23、加强筋；24、散热片；25、凹槽；26、自锁开关。
具体实施方式
结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
如图1-5所示，一种带声控及避障功能的折纸机器人，包括身体结构1、腿部结构2和头部结构3，所述身体结构1的外形为盒体形状，所述头部结构3的外形为狗头形状，也可以将身体结构1和头部结构3设置为其他形状。所述身体结构1内设有控制芯片4、电机5、声音传感器6和电源7，所述电源7分别与控制芯片4、电机5连接，所述身体结构通过电机5与腿部结构2连接，电机5可以采用两个，分别设置在身体结构1的左右两侧，腿部结构2通过电机传动件与电机5连接，通过电机5的正转和反转来控制腿部结构2的前进和后退。采用的电机5为步进电、直流电机或者舵机。
腿部结构2包括支撑腿8和位于支撑腿8下端的底盘9，所述支撑腿8的侧面呈多层弯折结构，所述支撑腿8的内部设有弹簧10，所述弹簧10的侧面与支撑腿8的内壁配合连接，所述弹簧10的下端与底盘9连接，所述底盘9的底面设有橡胶层11，所述橡胶层11的底面设有若干凸点12，所述头部结构3的内部设有红外光电传感器13，所述控制芯片4分别与声音传感器6、电机5和红外光电传感器13连接。声音传感器6和红外光电传感器13均采用数字传感器，其灵敏度可以通过电位器来调节。
利用电源7为机器人中的各个电子部件提供电能，利用声音传感器6和红外光电传感器13来接受外界信息，通过控制芯片4控制电机5的工作，进一步控制机器人的行动状态，结构简单、行动灵活、功能多样；将支撑腿8设置呈多层弯折结构，一方面提高了支撑腿8的结构强度，提高抗撞击能力，另一方面具有一定的回复作用，当受到撞击时，可以恢复到原来的状态，保证支撑腿8正常的工作；弹簧10的设置，一方面起到支撑、稳固支撑腿8的作用，加强支撑腿8的结构强度，提高机器人的行走稳定性，另一方面使支撑腿8进一步具有撞击回复功能，恢复快，保证支撑腿8保持正常、良好的使用状态，提高机器人抗压、抗撞等能力，延长机器人的使用寿命；设置的底盘9增加与地面的接触面积，并利用凸点12提高对土地的附着力，设置的橡胶层11起到防震缓冲作用，从而提高机器人行走稳定性。
所述身体结构1、腿部结构2和头部结构3均为纸质结构，所述身体结构1、腿部结构2和头部结构3的外表面设有防水膜。采用纸质结构，质量轻、行动灵活、应用范围广，成本低、可以大量印刷生产，提高生产效率，通过设置的防水膜起到防水作用，扩大机器人的使用范围，延长机器人的使用寿命。
所述身体结构1的内部设有第一固定层14和第二固定层15，所述第一固定层14位于身体结构1的内底面，所述第二固定层15位于第一固定层14的上方，所述控制芯片4、电机5和电源7均位于第一固定层14上，所述声音传感器6位于第二固定层15上，更能接收到声音信息。
所述第一固定层14包括第一纸质层16、第二纸质层17和铜片层18，所述第一纸质层16和第二纸质层17分别覆盖在铜片层18的上下两侧，所述铜片层18上设有电引线19，所述控制芯片4、电机5和电源7均通过热熔胶粘附在第一纸质层16上，所述电源7通过电引线19分别与控制芯片4、电机5连接。通过铜片层18，提高机器人内部的连接强度，并用第一纸质层16和第二纸质层17覆盖在铜片层18上，保护铜片层18。
所述头部结构3的内部设有第三固定层20，所述第二固定层15和第三固定层20均包括第三纸质层21和隔热层22，所述第三纸质层21的一面设有加强筋23，所述第三纸质层21的另一面与隔热层22连接，所述隔热层22上设有若干散热片24，所述声音传感器6和红外光电传感器13通过热熔胶固定在隔热层22上。利用第三纸质层21将传感器部件与机器人连接，降低成本，设置的加强筋23提高第三纸质层21的强度，提高安装稳定性，设置的隔热层22避免传感器工作时产生的热量传到到第三纸质层21上，并利用散热片24加快散热，避免第三纸质层21和外部纸质结构受热损坏，延长机器人工作寿命。
所述控制芯片4为单片机。单片机可以采用atmega328单片机。
所述电源7采用干电池或者充电电池或者纽扣电池。电源7种类多样，为折纸机器人提供不同类型的电源7，通用性好。
所述身体结构1的表面设有凹槽25，所述凹槽25内设有自锁开关26，所述自锁开关26与控制芯片4连接。将自锁开关26设置在凹槽25内，避免受到外界的误碰，保护自锁开关26，通过自锁开关26可以控制整个折纸机器人的启动和关闭。
本发明中的机器人外部模型全部通过纸来搭建，通过声音传感器6检测声音信号来控制机器人的行走快慢，通过红外光电传感器13来检测是否遇到障碍物来控制机器人的前进或后退。具体操作时，按下自锁开关26，接通电源7，此时电机5、声音传感器6、红外光电传感器13、控制芯片4通电，控制芯片4初始化，初始状态下声音传感器6没接收到声音信号，红外光电传感器13没接收到障碍信号，控制芯片4让电机5保持静止，当声音传感器6接收到一个声音信号时，声音传感器6的输出端的电平会从低电平跳变到高电平，并将该信号输入到控制芯片4，控制芯片4接收到该信号后会控制电机5,正转，带动整体结构前进。当红外光电传感器13接收到障碍信号时，红外光电传感器13的输出端的电平会从高电平跳变到低电平，控制芯片4接收该信号后控制电机5先停止一段时间，然后反向旋转，实现整体结构后退。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。