專(zhuān)利名稱(chēng)：手機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的制作方法
手機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域
通訊領(lǐng)域和自控領(lǐng)域背景技術(shù)
進(jìn)入老齡化社會(huì)，獨(dú)生子女照顧兩家老人問(wèn)題，對(duì)某些家庭來(lái)說(shuō)是一個(gè)難題，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)可視化虛擬人，模擬本人與遠(yuǎn)端的老人親切交流交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)空巢老人遠(yuǎn)程的照料；
充分利用手機(jī)的普及性、接口通用性和軟件可個(gè)性化定制，利用手機(jī)系統(tǒng)替代機(jī)器人的“芯”，使得機(jī)器人成本降低，可定制程度卻大幅提高，接口通用標(biāo)準(zhǔn)，軟件易于開(kāi)發(fā)，為未來(lái)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的平民化探路；
破舊手機(jī)更新?lián)Q代，本項(xiàng)技術(shù)可以充分利用家中棄置不用的備份手機(jī)，實(shí)現(xiàn)資源的再利用，也使得產(chǎn)品成本低廉。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可從近端手機(jī)或電腦控制遠(yuǎn)端手機(jī)，驅(qū)動(dòng)連接在遠(yuǎn)端手機(jī)上的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)如下模塊:
I)對(duì)遠(yuǎn)端手機(jī)通用接口信號(hào)做轉(zhuǎn)換的“核心接口單元”，將遠(yuǎn)端手機(jī)接口信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)電設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將外部機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為手機(jī)接口可識(shí)別信號(hào)，使得通過(guò)遠(yuǎn)端手機(jī)軟件控制機(jī)電設(shè)備，以及光電感應(yīng)設(shè)備傳輸信息到手機(jī)成為可能；
2)近端手機(jī)專(zhuān)用控制軟件和近端電腦專(zhuān)用控制軟件，實(shí)現(xiàn)功能主要為對(duì)遠(yuǎn)端手機(jī)執(zhí)行部件的“圖形模擬觸摸式控制”，使得在手機(jī)屏幕上可以模擬遠(yuǎn)端手機(jī)執(zhí)行部件的運(yùn)行，觸摸對(duì)其發(fā)送執(zhí)行指令；觸摸式控制方式的替代方案可選擇參數(shù)配置方式、仿真手柄模擬或按鍵模擬控制式；專(zhuān)用控制軟件分為兩部分，其一為手機(jī)間同步模塊，軟件版本較為穩(wěn)定，作為平臺(tái)軟件，另一部分為執(zhí)行機(jī)構(gòu)定制軟件，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)并網(wǎng)絡(luò)發(fā)布；
3)遠(yuǎn)端手機(jī)專(zhuān)用受控服務(wù)軟件，使得近端手機(jī)或近端電腦下發(fā)的控制信號(hào)可以正確地被遠(yuǎn)端手機(jī)接收并下達(dá)到“核心接口單元”，進(jìn)而控制執(zhí)行部件運(yùn)行；
4)遠(yuǎn)端手機(jī)專(zhuān)用執(zhí)行機(jī)構(gòu)軟件，實(shí)現(xiàn)功能主要為對(duì)手機(jī)執(zhí)行部件的“圖形模擬觸摸式控制”，使得手機(jī)屏幕可以模擬執(zhí)行部件的運(yùn)行，觸摸發(fā)送指令到手機(jī)執(zhí)行部件；與“專(zhuān)用控制軟件”和“受控服務(wù)軟件”中軟件有簡(jiǎn)單接口，保證由近端手機(jī)發(fā)送的控制指令可執(zhí)行；觸摸式控制的替代方案可選擇參數(shù)配置方式、仿真手柄模擬或按鍵模擬控制式；
5) 一體化的執(zhí)行機(jī)器人機(jī)構(gòu)硬件集成設(shè)計(jì):通過(guò)手機(jī)音頻接口接通揚(yáng)聲器和聽(tīng)筒，模擬人發(fā)聲和聽(tīng)覺(jué)；利用手機(jī)的攝像頭和手機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸作為攝像裝置，模擬視覺(jué)；執(zhí)行部件為驅(qū)動(dòng)輪、機(jī)械四肢等模擬四肢；傳感器可有線(xiàn)到核心接口單元或無(wú)線(xiàn)連接到手機(jī)，模擬各類(lèi)感應(yīng)；
6) “核心接口單元”有單元間串并聯(lián)組網(wǎng)的接口，通過(guò)接口可串并聯(lián)組網(wǎng)編隊(duì)，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)路布局，對(duì)大量執(zhí)行部件進(jìn)行同步或異步控制；
7)手機(jī)定制專(zhuān)用監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)輸入接口信號(hào)的監(jiān)控:在手機(jī)中安裝軟件后，利用“核心接口單元”將機(jī)器人等執(zhí)行構(gòu)件感知信號(hào)和環(huán)境傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換為手機(jī)可解析信號(hào)，反饋回手機(jī)，通過(guò)手機(jī)軟件模擬外部機(jī)器人構(gòu)件和環(huán)境狀況；
8)安裝轉(zhuǎn)軸，手機(jī)通過(guò)“核心接口單元”驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，可360°轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī)，使得手機(jī)攝像頭攝像畫(huà)面不局限于一個(gè)方位；設(shè)計(jì)兩個(gè)非平行轉(zhuǎn)軸，可控制手機(jī)全方位監(jiān)控，模擬人“主動(dòng)環(huán)顧四周”；
9)執(zhí)行構(gòu)件加入無(wú)線(xiàn)模塊，與手機(jī)無(wú)線(xiàn)通訊，使手機(jī)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式控制執(zhí)行構(gòu)件，也使執(zhí)行構(gòu)件通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式上報(bào)信息到手機(jī)；傳感器增加可動(dòng)部件，在接收手機(jī)無(wú)線(xiàn)控制指令后可執(zhí)行動(dòng)作。


圖1是遠(yuǎn)端手機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的原理圖2是近端控制手機(jī)或控制計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)端受控手機(jī)通訊的原理圖，圖中附加手機(jī)遠(yuǎn)程接收傳感信號(hào)的示意圖3是一款手機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)模型，命名為“兔型交流機(jī)器人”。
具體實(shí)施方式
為形象說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，請(qǐng)參見(jiàn)附圖3中的“兔型交流機(jī)器人”，有如下實(shí)施要點(diǎn):
I)將手機(jī)、核心接口單元和機(jī)器人硬件連接，接口互聯(lián)；
2)利用手機(jī)平臺(tái)，定制專(zhuān)用軟件，通過(guò)核心接口單元，控制轉(zhuǎn)軸、手臂和移動(dòng)部件;
3)通過(guò)手機(jī)平臺(tái)，定制專(zhuān)用軟件，實(shí)現(xiàn)手機(jī)受控于另一臺(tái)手機(jī)或電腦；
4)利用手機(jī)的視頻攝像頭，作為機(jī)器人的眼睛；
5)通過(guò)手機(jī)的音頻接口，接通聽(tīng)筒，作為機(jī)器人的耳朵；
6)利用手機(jī)的音頻接口，接通擴(kuò)音器，作為機(jī)器人的發(fā)聲裝置；
7)通過(guò)手機(jī)的通用串行總線(xiàn)接口，控制機(jī)器人的轉(zhuǎn)軸、手臂和腳輪。
將這款機(jī)器人放在千里之外空巢老人的餐座上，利用你在本地的手機(jī)或電腦控制，可以實(shí)現(xiàn)如下功能:
I)通過(guò)揚(yáng)聲器可以比較大聲地將你的說(shuō)話(huà)聲音傳輸?shù)嚼先硕校?br> 2)通過(guò)聽(tīng)筒可以將老人不大的聲音放大后通過(guò)手機(jī)傳輸?shù)奖镜兀?br> 3)可以通過(guò)手機(jī)屏幕讓老人看到你的形象，或者給老人在手機(jī)上放映視頻；
4)轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)，通過(guò)攝像頭360°全方位觀察老人周邊情況；
5)遠(yuǎn)程可控驅(qū)動(dòng)輪，使得機(jī)器人可按要求移動(dòng)到指定的位置；
6)可控旋轉(zhuǎn)手臂的功能可定制，本例為話(huà)筒和可抓結(jié)構(gòu)，但也可為勺子、瘙癢器、掃把、觸摸棒、應(yīng)力彈簧等；
7)通過(guò)觸動(dòng)手機(jī)觸摸屏中模擬畫(huà)面，可以產(chǎn)生指令信號(hào)，例如抬一下手機(jī)觸摸屏中虛擬手臂，可以控制旋轉(zhuǎn)手臂運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)一下虛擬機(jī)體頭部，可以控制機(jī)器人旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸。
這種機(jī)器人的實(shí)施方式只是本發(fā)明模型的一個(gè)參考樣例，參考這一模式設(shè)計(jì)的其他功能類(lèi)型機(jī)器人，以及參考這一模式設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程控制玩具、模型汽車(chē)、機(jī)動(dòng)車(chē)、簡(jiǎn)單可控構(gòu)件等，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)驅(qū)動(dòng)模式，其特征在于，手機(jī)利用其通用接口，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與核心接口單元連接，驅(qū)動(dòng)連接在核心接口單元上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件運(yùn)行的模式，執(zhí)行部件可為各種機(jī)電設(shè)備，如輪軸、電機(jī)、機(jī)械臂、投影儀等，特別包括各種滾輪式電動(dòng)移動(dòng)設(shè)備。
2.一種信號(hào)感應(yīng)模式，其特征在于，手機(jī)利用其通用接口，通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與核心接口單元連接，獲取連接在核心接口單元上輸入設(shè)備信號(hào)的模式，輸入設(shè)備包括操縱桿、觸摸控制屏、微縮模型等。
3.—種遠(yuǎn)程控制模式，其特征在于，以手機(jī)或電腦作為控制器，利用控制器中專(zhuān)用控制軟件，經(jīng)由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制另一部手機(jī)，使其按控制器指定的方式，利用核心接口單元驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。
4.一種遠(yuǎn)程監(jiān)控模式，其特征在于，以手機(jī)或電腦作為監(jiān)控器，利用監(jiān)控器中專(zhuān)用監(jiān)控軟件，經(jīng)由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，連接另一部手機(jī)，接收其通過(guò)核心接口單元探測(cè)到的傳感信息或執(zhí)行機(jī)構(gòu)感觸信息，所述信息包括光電、溫度、壓力等。
5.一種“核心接口單元”功能模塊，其特征在于，一端與手機(jī)通用接口連接，一端與執(zhí)行部件連接，可為芯片、專(zhuān)用電路板、單片機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)，主要功能為將手機(jī)接口信號(hào)轉(zhuǎn)換為外界驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將外界光電信號(hào)轉(zhuǎn)換為手機(jī)接口信號(hào)。
6.一種一體化設(shè)計(jì)模式，其特征在于，揚(yáng)聲器、聽(tīng)筒、攝像裝置、執(zhí)行部件和傳感器四件以上一體化設(shè)計(jì)模式。
7.一種接口和組網(wǎng)模式，其特征在于，“核心接口單元”設(shè)計(jì)有單元間串并聯(lián)組網(wǎng)的接口，通過(guò)接口可串并聯(lián)組網(wǎng)編隊(duì)，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)路布局，對(duì)大量執(zhí)行部件進(jìn)行同步或異步控制。
8.—種手機(jī)與帶無(wú)線(xiàn)模塊的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器通訊的模式，其特征在于，手機(jī)直接通過(guò)其無(wú)線(xiàn)模塊，驅(qū)動(dòng)可接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出的傳感信號(hào)的模式，通訊模塊可支持的制式包括紅外、藍(lán)牙、WLAN、GSM、3G、LTE、LTE-A等無(wú)線(xiàn)通訊模式。
9.一種機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)，其特征在于，手機(jī)通過(guò)“核心接口單元”控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，可轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī)，使得手機(jī)攝像頭可多方位攝像。
10.一種通用設(shè)計(jì)模式，其特征在于，集成上述1-9點(diǎn)部分或全部特點(diǎn)，參考這一模式設(shè)計(jì)其他功能類(lèi)型機(jī)器人，以及遠(yuǎn)程控制玩具、模型汽車(chē)、機(jī)動(dòng)車(chē)、簡(jiǎn)單可控構(gòu)件等。
全文摘要
提供一種可從近端手機(jī)或電腦控制遠(yuǎn)端手機(jī)，驅(qū)動(dòng)連接在遠(yuǎn)端手機(jī)上的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)和控制構(gòu)件機(jī)器人或其他一體化設(shè)備定制“核心接口單元”，實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)輸入輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換；通過(guò)對(duì)手機(jī)定制專(zhuān)用軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)輸出接口信號(hào)的控制，利用“核心接口單元”將手機(jī)軟件產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)由手機(jī)通用接口，再轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人構(gòu)件按照指定的模式和方式運(yùn)行；通過(guò)手機(jī)的控制和同步軟件，將近端手機(jī)發(fā)出的控制或同步信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)到遠(yuǎn)端手機(jī)，再利用遠(yuǎn)端手機(jī)的“核心接口單元”下傳信號(hào)到執(zhí)行構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端機(jī)器人構(gòu)件的遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)控制。
文檔編號(hào)B25J9/16GK103158152SQ20121056992
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者李博 申請(qǐng)人:李博