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一种会跳舞的聊天 机器人

阅读：331发布：2020-05-18

专利汇可以提供一种会跳舞的聊天机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种会跳舞的聊天机器人，包括身体和安装在身体上的头部，所述身体包括躯体、大腿支架、小腿支架、脚掌支架、用于连接躯干和大腿支架的大腿舵机，用于连接大腿支架和小腿支架的小腿舵机和用于连接小腿支架和脚掌支架的踝关节舵机，以及控制器；所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机包括舵机连接件，设置在其内部的电机和动作控制电路，以及与电机输出轴转动连接的舵盘；所述动作控制电路与所述控制器连接。还包括蓝牙模块、扬声器模块和移动终端；所述蓝牙模块、扬声器模块与所述控制器电连接；所述控制器通过所述蓝牙模块与所述移动终端通信连接；本实用新型的会跳舞的聊天机器人既能与人语音聊天，又能跳舞，功能多样。，下面是一种会跳舞的聊天机器人专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种会跳舞的聊天机器人，其特征在于：包括身体和安装在身体上的头部，所述身体包括躯体、大腿支架、小腿支架、脚掌支架、用于连接躯干和大腿支架的大腿舵机，用于连接大腿支架和小腿支架的小腿舵机和用于连接小腿支架和脚掌支架的踝关节舵机，以及一控制器；所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机包括舵机连接件，设置在其内部的电机和动作控制电路，以及与电机输出轴转动连接的舵盘；所述舵机连接件与舵盘通过螺丝连接；所述舵机连接件分别与所述躯干、大腿支架和小腿支架固定；所述动作控制电路与所述控制器连接；
还包括蓝牙模块、扬声器模块和一移动终端；所述蓝牙模块、扬声器模块与所述控制器电连接；所述控制器通过所述蓝牙模块与所述移动终端通信连接。
2.根据权利要求1所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：所述动作控制电路包括动作控制芯片和存储芯片，所述存储芯片与所述动作控制芯片连接；所述动作控制芯片与所述控制器串口通信；所述存储芯片用于存储控制所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机的动作指令。
3.根据权利要求2所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：所述动作控制芯片为STC15W4K16S4。
4.根据权利要求1所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：所述大腿舵机和小腿舵机能进行单个自由度的转动，所述踝关节舵机能够进行左右和前后两个自由度的转动。
5.根据权利要求1所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：所述控制器为STM32单片机。
6.根据权利要求1所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：还包括电源电路；所述电源电路包括输入端，稳压芯片，输出端；所述输出端输出3.3V和5V 电压。
7.根据权利要求6所述的会跳舞的聊天机器人，其特征在于：所述稳压芯片为AMS1117-
3.3和AMS1117-5.0，所述稳压芯片与输入端之间，与输出端之间连接有电容。

说明书全文

一种会跳舞的聊天 机器人

技术领域

[0001] 本实用新型涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种会跳舞的聊天机器人。

背景技术

[0002] 目前，机器人的研究大部分只有单一的功能，例如扫地机器人只用于扫地，例如聊天机器人基于语音识别，实现机器与人的对话，这样一来，机器人的功能就比较单一。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种会跳舞的聊天机器人，所述机器人既能与人语音聊天，又能跳舞，功能多样。

[0004] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种会跳舞的聊天机器人，包括身体和安装在身体上的头部，所述身体包括躯体、大腿支架、小腿支架、脚掌支架、用于连接躯干和大腿支架的大腿舵机，用于连接大腿支架和小腿支架的小腿舵机和用于连接小腿支架和脚掌支架的踝关节舵机，以及一控制器；所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机包括舵机连接件，设置在其内部的电机和动作控制电路，以及与电机输出轴转动连接的舵盘；所述舵机连接件与舵盘通过螺丝连接；所述舵机连接件分别与所述躯干、大腿支架和小腿支架固定；所述动作控制电路与所述控制器连接。

[0006] 还包括蓝牙模块、扬声器模块和一移动终端；所述蓝牙模块、扬声器模块与所述控制器电连接；所述控制器通过所述蓝牙模块与所述移动终端通信连接。

[0007] 相较于现有技术，本实用新型的机器人通过语音聊天模块和一移动终端实现与人的聊天功能，通过设置关节舵机控制机器人的手部脚部动作实现机器人的舞蹈功能，从而使得该机器人功能多样，给人带来更好的用户体验。

[0008] 进一步地，所述动作控制电路包括动作控制芯片和存储芯片，所述存储芯片与所述动作控制芯片连接；所述动作控制芯片与所述控制器串口通信；所述存储芯片用于存储控制所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机的动作指令。

[0009] 进一步地，所述动作控制芯片为STC15W4K16S4。

[0010] 进一步地，所述大腿舵机和小腿舵机能进行单个自由度的转动，所述踝关节舵机能够进行左右和前后两个自由度的转动。

[0011] 进一步地，所述控制器为STM32单片机。

[0012] 进一步地，还包括电源电路；所述电源电路包括输入端，稳压芯片，输出端；所述输出端输出3.3V和5V 电压。

[0013] 进一步地，所述稳压芯片为AMS1117-3.3和AMS1117-5.0，所述稳压芯片与输入端之间，与输出端之间连接有电容。

[0014] 为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

[0015] 图1是本实用新型的机器人的结构示意图；

[0016] 图2是本实用新型的机器人的控制芯片及其最小系统电路图；

[0017] 图3是本实用新型的机器人眼睛及眼部舵机控制电路图；

[0018] 图4是本实用新型的机器人动作控制芯片的电路图；

[0019] 图5是本实用新型的语音聊天模块的电路图；

[0020] 图6是本实用新型的电源电路图；

[0021] 图7是本发明的手机APP界面图。

具体实施方式

[0022] 目前机器人能够给予人的反馈十分有限，现有技术中较多是采用灯光或者声音的大小，语调的高低给予人们反馈，即便如此，机器人拟人化程度还是不够高，与人之间的交互性较差。基于此，本实用新型提出一种机器人，一方面通过语音聊天模块实现人与机器人的语音聊天，另一方面过设置作为机器人眼睛的两个显示屏模拟相似人的眼睛，并通过眼部舵机驱动显示屏动作模拟人的眼睛晃动，从而使得该机器人在实现与人的聊天交互功能之外，更加拟人化，提高机器人与人之间的交互性，给人带来更好的用户体验。

[0023] 请参阅图1，其为本发明的机器人的结构示意图，本发明所述的机器人分为头部A和身体B，所述头部A包括显示屏1和与显示屏1传动连接并用于驱动显示屏1动作的眼部舵机 2，所述机器人的身体B包括躯体3、大腿支架4、小腿支架5、脚掌支架6、用于连接躯干3 和大腿支架4的大腿舵机7，用于连接大腿支架4和小腿支架5的小腿舵机8和用于连接小腿支架5和脚掌支架6的踝关节舵机9。其中，所述躯体3可以为两块平板，可采用金属材质或塑料材质，可以通过螺丝将头部的显示屏1、眼部舵机2固定，并且进一步地，在所述躯体3两端还固定着扬声器模块10和蓝牙模块11。

[0024] 请同时参阅图2～6，其示出了通过单片机系统实现本发明的一种电路实施方式。

[0025] 所述控制器可以采用STM32F103C8T6型号，图2示出了控制芯片的最小系统电路。

[0026] 所述显示屏1可以为OLED显示屏，显示的图像包括眼睛在不同位置的图像，例如眼睛居中的图像、眼睛偏左的图像、眼睛偏右的图像。

[0027] 所述眼部舵机2包括与显示屏1进行固定的舵机安装部，设置在其内部的电机和动作控制电路，以及与电机转动连接的舵盘，由所述控制器控制。所述眼部舵机2与显示屏1传动连接，用于控制整个显示屏1的上下左右移动，使得机器人显得更加灵活、有趣，拟人化程度更高。

[0028] 具体地，所述眼部舵机2与显示屏1成对分左右配合使用，所述显示屏1可与 STM32F103C8T6的PB12、PB13、PB14、PB15输出管脚连接。所述眼部舵机2可由主控芯片 STM32F103C8T6的PB4、PB5管脚控制。

[0029] 所述大腿支架4、小腿支架5和脚掌支架6可以采用钣金件或者塑料制品，所述大腿支架4和小腿支架5为长条状，所述脚掌支架6为倒T形。

[0030] 请继续参阅图1，所述大腿舵机7、小腿舵机8和踝关节舵机9包括舵机连接件71,81,91，设置在其内部的电机和动作控制电路，以及与电机输出轴转动连接的舵盘72,82,
92；所述舵机连接件71,81,91与舵盘72,82,92通过螺丝连接；所述舵机连接件分别与所述躯干3、大腿支架4和小腿支架5固定，可以采用螺丝固定。并且所述大腿舵机7、小腿舵机8只能进行前进或者后退一个自由度的转动，所述踝关节舵机9能够进行左右和前后两个自由度的转动。所述动作控制电路与所述控制器连接。所述动作控制电路包括动作控制芯片STC15W4K16S4 和存储芯片。所述动作控制电路STC15W4K16S4通过串口电平转换芯片CH340G与作为上位机的STM32F103C8T6、PC端进行串口通信。所述存储芯片为W25Q64，用于保存控制所述大腿舵机7、小腿舵机8和踝关节舵机9的动作组指令。所述大腿舵机7、小腿舵机8和踝关节舵机9左右成对，数量为6个，主要为配合机器人动作控制电路，完成机器人行走、弯腰、翻跟斗等各种动作。所述大腿舵机7、小腿舵机8和踝关节舵机9的转动由STC15W4K16S4 单片机的P1.7、P5.4、P5.5、P3.2、P3.5、P3.6口进行驱动控制。

[0031] 请参阅图6，上述控制器及其最小系统、显示屏1及眼部舵机2动作控制电路、机器人动作控制电路的运行需要稳定的不同电压的电源，由此本发明的电源电路主要由 AMS1117-3.3、AMS1117-5.3稳压芯片和二极管、电容等构成，以提供3.3v和5v的电源电压。其中，C1和C2、C5和C6为整流电容，其作用是防止断电后出现电压倒置；C3和C4、 C7和C8为滤波电容，其作用是抑制自激振荡。机器人电源的锂电池电压为9V，所以需要稳压芯片电路进行电压转化以满足不同芯片的工作需求。

[0032] 为了实现对机器人各个部分的控制，本机器人还包括一控制终端，该控制终端可以为移动终端或者PC端，当控制终端为移动终端时，可以是手机、IPAD等智能设备。请参阅图7，当控制终端选用移动终端时，提供一专用的APP，通过移动终端的蓝牙模块实现与机器人上的蓝牙模块11进行连接，通过在手机APP界面上进行动作指令的下发与语音文本信息的交流，实现机器人的聊天和舞蹈功能。所述蓝牙模块11与所述控制器电连接，与控制芯片STM32 F103C8T6的串口1进行通信；所述控制器通过所述蓝牙模块11与所述控制终端通信连接。所述手机APP界面上包括方向球控件，用于控制机器人根据方向球拖动的方向向前、向后、向左、向右动作；还包括动作控件，所述动作控件包括立正、前进、后退、前空翻、后空翻和跳舞控件；还包括话筒控件，用于获取用户语音，识别用户语音转化为语音文本信息，并向所述控制器发送语音文本信息。

[0033] 所述扬声器模块11与所述控制芯片的输出管脚连接，与控制芯片STM32F103C8T6的串口3进行信号交互。

[0034] 模拟眼睛显示和晃动的原理为：所述控制器用于接收控制终端的语音文本信息，处理并转发所述语音文本信息至所述扬声器模块进行播报；所述控制器还用于根据预设的模式控制所述显示屏切换其显示的图像和调整眼部舵机转动的角度，以模拟眼睛转动和晃动。采用控制芯片内部的定时器2进行定时器计数，0.4s触发一次，每触发一次times值加1以times值作为定时器计数值，控制显示屏图像切换时，可选为当times小于等于8时，眼睛图片不切换；当9≤times≥12，times有自增1，切换一组图像(左)，完成眼睛左边转动动作；当 13≤times≥20，图片不切换；当21≤times≥24，times有自增1，切换一组图像(右)，完成眼睛左边转动动作；当times≥25，times值清零循环重新开始。眼睛舵机的控制模式与此类似，也是通过定时器计数方式改变眼部舵机的角度，如tims小于6时，眼部舵机保持180°，显示屏居中；times等于6时，左眼部舵机角度150°，右眼部舵机210°，两个作为眼睛的显示屏向外侧晃动，times等于7时，眼部舵机保持180°，显示屏居中；times等于14时，左眼部舵机角度210°，右眼部舵机150°，两个作为眼睛的显示屏向内侧晃动；当times等于15时，眼部舵机保持180°，显示屏居中。

[0035] 语音聊天的原理为：由移动终端的APP接收和识别语音，并通过手机网络从图灵服务器获取语音的应答信息，再将该应答信息通过蓝牙模块发送给控制芯片，控制芯片处理应答信息通过I/O输出至扬声器模块进行播报。

[0036] 机器人舞蹈的原理为：所述控制器用于接收控制终端的动作指令，处理动作指令并驱动所述动作控制电路控制所述大腿舵机、小腿舵机和踝关节舵机转动相应的角度。由移动终端的APP下达动作指令，通过蓝牙模块发送给机器人的控制芯片，控制芯片调用下位机的动作控制芯片控制6个关节舵机分别按照从动作指令中提取的舵机转动角度和动作持续时间运行。

[0037] 本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

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