CN106345129B - 一种智能玩具机器人的控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能玩具机器人的控制***，其特征在于控制***，包括电路控制***和软件控制***；其中电路控制***主控单元电路、头部控制单元电路和下部控制单元电路彼此间通过***总线相互连接；采用安卓操作***核心和安卓应用软件。其优点是：控制模块化，结构紧凑，采用***总线方式让各单元电路彼此之间协调控制，分工协作，有利于***更灵活地扩展。与互联网连接，实现在线升级、在级扩展功能、网络互动、网络监控等功能，方便家长对少儿情况的实时掌控。灵活安装或卸载相关的APP；多媒体可形神兼备地丰富表情的表达，与儿童良好互动，使孩子在游戏玩耍中学习，达到教育的目的，还能更好地激发儿童的创造力。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人玩具，特别涉及一种儿童早教玩伴的智能玩具机器人的控制***。
背景技术
目前的儿童早教产品，诸如学习机、早教机、点读机、故事机等等，在儿童眼中都是冰冷的设备，大部分都是通过简单的播放视频、故事、声音的方式，这样灌输式的学习方式互动方式单一，时间稍久，儿童容易产生烦恼，难以长久地调动儿童学习的积极性，使学习枯燥乏味，学习的效果并不理想。而且，具有触摸屏的机器人玩具，由于其颈部等部位关节运动的自由度不多，有的颈部关节直接就忽略了，头部直接安排在身体上，这样的方案虽然简单，但同时也影响机器人玩具的外观的美观度，使得机器人玩具不能更形象的模拟真人各种动作和表情。
现有的儿童早教产品一般采用单芯片嵌入式控制***，控制电路结构相对比较简单，功能少，没有网络功能，更无法与方便装载应用软件的安卓操作***，导致后期存在扩展性能差、不能在线升级等缺陷。
发明内容
为解决现有儿童早教产品的控制***存在缺乏控制***的问题，本发明提供一种功能多，存在扩展性能好、可在线升级的智能玩具机器人的控制***。
为实现上述目的，本发明采取的方案是：一种智能玩具机器人的控制***，包括电路控制***和软件控制***；其特征在于：电路控制***包括装载软件控制***核心软件的主控单元电路，控制头部活动的头部控制单元电路，以及控制身体部分和手脚部分活动的下部控制单元电路，主控单元电路、头部控制单元电路和下部控制单元电路彼此间通过***总线相互连接。采用***总线方式让主控单元电路、头部控制单元电路和下部控制单元电路彼此之间协调控制，分工协作，将主控单元电路解放出来，有利于***更灵活地扩展。
作为上述方案的进一步说明，前述主控单元电路包括以下电路模块：主控CPU、以及与主控CPU连接的主控运行电路；主控运行电路包括蓝牙wifi模块、麦克风电路、功放电路、触摸屏模块和重力传感器；其中，功放电路与设于智能玩具机器人内部的扬声器电气连接；麦克风电路与设于智能玩具机器人内部的麦克风电气连接。蓝牙wifi模块、麦克风电路、功放电路、触摸屏模块和重力传感器作为基础电路模块，智能玩具机器人的控制***可以通过蓝牙wifi模块与互联网连接，实现在线升级、在级扩展功能、网络互动、网络监控等功能，大大方便家长对少儿情况的实时掌控。
作为上述方案的进一步说明，前述头部控制单元电路包括以下电路模块：头部控制CPU、以及与头部控制CPU连接的头部运行电路；头部运行电路包括头部开机电路、电源管理电路、灯和触摸电路、头部舵机驱动电路。
作为上述方案的进一步说明，前述下部控制单元电路包括以下电路模块：下部控制CPU、以及与下部控制CPU连接的下部运行电路；下部运行电路包括红外检测电路、LED驱动电路、电机驱动电路、下部舵机驱动电路、下部开机电路、旋钮检测电路和手部脚部的触摸电路。
作为上述方案的进一步说明，前述***总线为IIC总线。
作为上述方案的进一步说明，前述头部运行电路的头部舵机驱动电路与控制智能玩具机器人的头部动作的头部舵机电气连接；灯和触摸电路控制设于智能玩具机器人的头部的头顶灯呼吸灯外，还控制均设于智能玩具机器人的头部的按钮和DC电源插孔；电源管理电路与设于智能玩具机器人的内部充电电池电气连接。
作为上述方案的进一步说明，前述下部运行电路的下部舵机驱动电路与控制智能玩具机器人手部动作的手部舵机电气连接；旋钮检测电路与设于智能玩具机器人的背部的旋钮电气连接；手部脚部的触摸电路与设于智能玩具机器人的背部的手部脚部的按钮电气连接；LED驱动电路与设于智能玩具机器人的腹部的腹部RGB呼吸灯连接；红外检测电路与设于智能玩具机器人的脚底的红外传感器连接；电机驱动电路与控制智能玩具机器人脚部动作的马达电气连接。
作为上述方案的再进一步说明，前述软件控制***包括均装载于主控CPU内的安卓操作***核心和安卓应用软件，装载于头部控制CPU内的头部控制程序，以及装载于下部控制CPU内的下部控制程序；其中，安卓操作***核心装载有蓝牙wifi驱动程序、麦克风驱动程序、功放驱动程序、触屏驱动程序和重力传感器驱动程序；其中，主控CPU及安卓操作***核心定义为上位机。
更具体地说明，其中，前述头部控制程序包括以下步骤：
各模块初始化：***上电后，对头部控制单元电路中的各个电路模块进行初始化；
舵机归中，头部控制CPU向控制头部动作的头部舵机发出复位指令，确保智能玩具机器人的头部回归正常的位置；
上拉PKEY使上位机开机：头部控制CPU发出指令，为主控单元电路接通电源；
上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
头顶灯呼吸灯效果：若头部控制CPU未接收到上位机发出开机完成信号，则打开头顶灯呼吸灯，等待上位机开机完成；
进入正常工作状态：若头部控制CPU接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
是否长按后背：进入正常工作状态后，头部控制CPU扫描后背的按钮是否处于规定的长时间按下状态；
进入关机流程：通知上位机关机，若扫描结果是后背按钮正处于规定的长时间按下状态，头部控制CPU则向上位机发送关机信号，通知上位机进行关机动作；并继续向下扫描后背按钮是否按下；
是否拍打后背：若扫描结果是后背按钮不是处于规定的长时间按下状态，正处于短时间按下的拍打状态；
通知上位机： 若扫描结果是后背按钮正处于短时间按下的拍打状态，头部控制CPU则向上位机发送拍打信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；并继续向下扫描头部按钮是否按下；
是否触摸头部：若扫描结果不是后背的按钮处于短时间按下的拍打状态，继续向下扫描头部的按钮是否按下；
通知上位机：若扫描结果是头部的按钮正处于按下的触摸状态，头部控制CPU则向上位机发送触摸头部信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；
是否DC***：若扫描结果不是头部按钮处于按下的触摸状态，则检测DC电源是否***；
通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理子程序；并再次检测DC电源是否***；
是否DC***：无论有没检测到DC电源***，为防抖动，再次检测DC电源是否***；
通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理程序；
检测电池电量：然后，头部控制CPU检测电池电量；
通知上位机：头部控制CPU将检测电池电量发送给上位机；
IIC是否断开：头部控制CPU接着检测IIC总线是否断开；
超过一段时间后自动关机，头部控制CPU若检测IIC总线断开，则超过一段时间后自动关机；
上位机是否有新指令，头部控制CPU若检测IIC总线处于正常状态，则接收上位机发来的信号，上位机是否有新的指令需要处理；
执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，再次循环进入正常工作状态步骤；
进入正常工作状态：若上位机为没有新的指令需要处理，则再次循环进入正常工作状态步骤及正常工作状态步骤后面的步骤。
另外，前述下部控制程序包括以下步骤：
各模块初始化：***上电后，对下部控制单元电路中的各个电路模块进行初始化；
主时钟切换舵机归中：下部控制CPU向控制手部动作的舵机发出复位指令，并对主时钟进行切换与上位机相同，并确保智能玩具机器人的手部位回归正常的位置；
上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
腹部RGB呼吸灯：若下部控制CPU未接收到上位机发出开机完成信号，则打开腹部RGB呼吸灯，等待上位机开机完成；
进入正常工作状态：若下部控制CPU接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
后背旋钮是否旋转：进入正常工作状态后，下部控制CPU检测后背旋钮是否处于旋转状态；
将旋转量通知上位机：若下部控制CPU检测后背旋钮处于旋转状态，则下部控制CPU将后背旋钮的旋转量信号发送给上位机，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定的计量功能；并继续向下扫描身体和手脚部位的按钮是否按下；
各部位按键是否按下：若下部控制CPU检测后背旋钮不是处于旋转状态，则继续向下扫描身体和手脚部位的按钮是否按下；
通知上位机：若下部控制CPU扫描身体和手脚部位的按钮有其中一个或多个按下，通知上位机实施相应的功能；并继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
脚底红外悬空：若下部控制CPU扫描身体和手脚部位的按钮没有按下，则继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
马达反转通知上位机：若下部控制CPU检测到脚底红外装置处于悬空状态，则向脚部的马达发出反转指令，并向上位机发送相关状态信号，通知上位机进行相关处理；并继续向下检测IIC是否断开；
IIC是否断开：若下部控制CPU检测到脚底红外装置不是处于悬空状态，下部控制CPU接着检测IIC总线是否断开；
胸口红灯亮：若下部控制CPU接着检测IIC总线断开，则下部控制CPU发出点亮胸口红灯的指令；并继续向下检测红外感应模块是否开启；
红外是否开启：若下部控制CPU接着检测IIC总线处于正常状态，则继续向下检测红外感应模块是否开启；
红外开启：若下部控制CPU接着检测红外感应模块开启，则打开红外感应模块；并继续向下检测红外感应模块是否开启；并检测上位机是否有新的指令需要处理；
上位机是否有新指令：若下部控制CPU接着检测红外感应模块未开启，则检测上位机是否有新的指令需要处理；
执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，延时25ms；
延时25ms：若上位机没有新的指令需要处理，则延时25ms；然后再次循环进入正常工作状态步骤；
进入正常工作状态：延时25ms后，再次循环进入正常工作状态步骤及正常工作状态步骤后面的步骤。
由上可知，本发明主要有以下优点：控制模块化，结构紧凑，电路控制***采用***总线方式让各单元电路彼此之间协调控制，分工协作，将主控单元电路解放出来，有利于***更灵活地扩展。与互联网连接，实现在线升级、在级扩展功能、网络互动、网络监控等功能，大大方便家长对少儿情况的实时掌控。采用安卓操作***核心（Android）和安卓应用软件，可根据需要安装或卸载相关的应用软件（APP），非常灵活。还可以根据需要扩展智能手机功能，结合服务端实现网上商城功能。例如可以通过触摸屏模块可显示表情动画，配合喇叭发出的声音，可表现喜怒哀乐等不同情感；也可以表现饥饿、口渴等状态；控制的肢体动作可形神兼备地丰富表情的表达，更好地与儿童良好互动，智能玩具机器人就像孩子的小伙伴，充分调动儿童与之互动的乐趣和积极性。然后可以通过触摸屏的触摸功能可以使枯燥的学习视频变成带有更多交互内容的学习游戏，使孩子在玩耍中学习，帮助家长达到教育的目的，还能更好地激发儿童的创造力。这个智能玩具机器人“伙伴”，也是国际认可的“伙伴教育”理念相通。
附图说明
图1为本发明实施方式的电路原理框图。
图2为头部控制单元的***控制流程图。
图3为下部控制单元的***控制流程图。
图4为本发明一种实施方式的智能玩具机器人的立体图。
部分附图标号说明：
1-主控单元电路， 2-头部控制单元电路，3-下部控制单元电路，11-主控CPU，12-蓝牙wifi模块，13-麦克风电路，14-功放电路，15-触摸屏模块，16-重力传感器；21-头部控制CPU，22-头部开机电路，23-电源管理电路，24-灯和触摸电路，25-头部舵机驱动电路；31-下部控制CPU，32-红外检测电路，33- LED驱动电路，34-电机驱动电路，35-下部舵机驱动电路，36-下部开机电路，37-旋钮检测电路，38-手部脚部的触摸电路。
411-智能玩具机器人， 412-头部， 413-手部， 414-身体， 415-脚部， 416-颈部， 417-触摸屏， 418-舵机， 419-旋钮， 420-头顶灯呼吸灯， 421-腹部RGB呼吸灯， 422-DC电源插孔， 423-行走机构， 424-行走主动轮， 425-行走从动轮， 426-红外感应器，427-摄像头， 428-按钮。
具体实施方式
下面结合附图和优选的实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。
参见图1~图4，智能玩具机器人的控制***包括电路控制***和软件控制***；其特征在于：电路控制***包括装载软件控制***核心软件的主控单元电路1，控制头部活动的头部控制单元电路2，以及控制身体部分和手脚部分活动的下部控制单元电路3，主控单元电路1、头部控制单元电路2和下部控制单元电路3彼此间通过***总线相互连接。
前述主控单元电路1包括以下电路模块：主控CPU11、以及与主控CPU11连接的主控运行电路；主控运行电路包括蓝牙wifi模块12、麦克风电路13、功放电路14、触摸屏模块15和重力传感器16；其中，功放电路14与设于智能玩具机器人内部的扬声器电气连接；麦克风电路13与设于智能玩具机器人411内部的麦克风电气连接。其中，主控CPU11包括型号为RK3188处理器及其周边辅助电路。
优选地，头部控制单元电路2包括以下电路模块：头部控制CPU21、以及与头部控制CPU21连接的头部运行电路；头部运行电路包括头部开机电路22、电源管理电路23、灯和触摸电路24、头部舵机驱动电路25。其中，头部控制CPU21包括型号为stm8s103处理器及其周边辅助电路。
优选地，下部控制单元电路3包括以下电路模块：下部控制CPU31、以及与下部控制CPU31连接的下部运行电路；下部运行电路包括红外检测电路32、LED驱动电路33、电机驱动电路34、下部舵机驱动电路35、下部开机电路36、旋钮检测电路37和手部脚部的触摸电路38。其中，下部控制CPU31包括型号为stm8s207处理器及其周边辅助电路。
优选地，***总线为IIC总线。
优选地，头部运行电路的头部舵机驱动电路25与控制智能玩具机器人411的头部动作的头部舵机电气连接；灯和触摸电路24控制设于智能玩具机器人411的头部的头顶灯呼吸灯外，还控制均设于智能玩具机器人411的头部的按钮和DC电源插孔；电源管理电路23与设于智能玩具机器人411的内部充电电池电气连接。
优选地，下部运行电路的下部舵机驱动电路35与控制智能玩具机器人411手部动作的手部舵机电气连接；旋钮检测电路37与设于智能玩具机器人411的背部的旋钮电气连接；手部脚部的触摸电路38与设于智能玩具机器人411的背部的手部脚部的按钮电气连接；LED驱动电路33与设于智能玩具机器人411的腹部的腹部RGB呼吸灯连接；红外检测电路32与设于智能玩具机器人411的脚底的红外传感器连接；电机驱动电路34与控制智能玩具机器人411脚部动作的马达电气连接。
优选地，软件控制***包括均装载于主控CPU11内的安卓操作***核心和安卓应用软件，装载于头部控制CPU21内的头部控制程序，以及装载于下部控制CPU31内的下部控制程序；其中，安卓操作***核心装载有蓝牙wifi驱动程序、麦克风驱动程序、功放驱动程序、触屏驱动程序和重力传感器16驱动程序；其中，主控CPU11及安卓操作***核心定义为上位机。
优选地，其中，头部控制程序包括以下步骤：
在步骤S201中，程序从此处开始；
在步骤S202中，各模块初始化：***上电后，对头部控制单元电路2中的各个电路模块进行初始化；
在步骤S203中，舵机归中，头部控制CPU21向控制头部动作的头部舵机发出复位指令，确保智能玩具机器人411的头部回归正常的位置；
在步骤S204中，上拉PKEY使上位机开机：头部控制CPU21发出指令，为主控单元电路1接通电源；
在步骤S205中，上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
在步骤S206中，头顶灯呼吸灯效果：若头部控制CPU21未接收到上位机发出开机完成信号，则打开头顶灯呼吸灯，等待上位机开机完成；
在步骤S207中，进入正常工作状态：若头部控制CPU21接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
在步骤S208中，是否长按后背：进入正常工作状态后，头部控制CPU21扫描后背的按钮是否处于规定的长时间按下状态；
在步骤S209中，进入关机流程：通知上位机关机，若扫描结果是后背按钮正处于规定的长时间按下状态，头部控制CPU21则向上位机发送关机信号，通知上位机进行关机动作；并继续向下扫描后背按钮是否按下；
在步骤S210中，是否拍打后背：若扫描结果是后背按钮不是处于规定的长时间按下状态，正处于短时间按下的拍打状态；
在步骤S211中，通知上位机： 若扫描结果是后背按钮正处于短时间按下的拍打状态，头部控制CPU21则向上位机发送拍打信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；并继续向下扫描头部按钮428是否按下；
在步骤S212中，是否触摸头部：若扫描结果不是后背的按钮处于短时间按下的拍打状态，继续向下扫描头部的按钮428是否按下；
在步骤S213中，通知上位机：若扫描结果是头部的按钮428正处于按下的触摸状态，头部控制CPU21则向上位机发送触摸头部信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；
在步骤S214中，是否DC***：若扫描结果不是头部按钮428处于按下的触摸状态，则检测DC电源是否***；
在步骤S215中，通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理子程序；并再次检测DC电源是否***；
在步骤S216中，是否DC***：无论有没检测到DC电源***，为防抖动，再次检测DC电源是否***；
在步骤S217中，通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理程序；
在步骤S218中，检测电池电量：然后，头部控制CPU21检测电池电量；
在步骤S219中，通知上位机：头部控制CPU21将检测电池电量发送给上位机；
在步骤S220中，IIC是否断开：头部控制CPU21接着检测IIC总线是否断开；
在步骤S221中，超过一段时间后自动关机，头部控制CPU21若检测IIC总线断开，则超过一段时间后自动关机；
在步骤S222中，上位机是否有新指令，头部控制CPU21若检测IIC总线处于正常状态，则接收上位机发来的信号，上位机是否有新的指令需要处理；
在步骤S223中，执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，再次循环进入正常工作状态步骤S207；
在步骤S207中，进入正常工作状态：若上位机为没有新的指令需要处理，则再次循环进入正常工作状态步骤S207及正常工作状态步骤S207后面的步骤S208~ S223。
优选地，其中，下部控制程序包括以下步骤：
在步骤S301中，程序从此处开始；
在步骤S302中，各模块初始化：***上电后，对下部控制单元电路3中的各个电路模块进行初始化；
在步骤S303中，主时钟切换舵机归中：下部控制CPU31向控制手部动作的舵机发出复位指令，并对主时钟进行切换与上位机相同，并确保智能玩具机器人411的手部位回归正常的位置；
在步骤S304中，上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
在步骤S305中，腹部RGB呼吸灯：若下部控制CPU31未接收到上位机发出开机完成信号，则打开腹部RGB呼吸灯，等待上位机开机完成；
在步骤S306中，进入正常工作状态：若下部控制CPU31接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
在步骤S307中，后背旋钮是否旋转：进入正常工作状态后，下部控制CPU31检测后背旋钮是否处于旋转状态；
在步骤S308中，将旋转量通知上位机：若下部控制CPU31检测后背旋钮处于旋转状态，则下部控制CPU31将后背旋钮的旋转量信号发送给上位机，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定的计量功能；并继续向下扫描身体和手脚部位的按钮428是否按下；
在步骤S309中，各部位按键是否按下：若下部控制CPU31检测后背旋钮不是处于旋转状态，则继续向下扫描身体和手脚部位的按钮428是否按下；
在步骤S310中，通知上位机：若下部控制CPU31扫描身体和手脚部位的按钮428有其中一个或多个按下，通知上位机实施相应的功能；并继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
在步骤S311中，脚底红外悬空：若下部控制CPU31扫描身体和手脚部位的按钮428没有按下，则继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
在步骤S312中，马达反转通知上位机：若下部控制CPU31检测到脚底红外装置处于悬空状态，则向脚部的马达发出反转指令，并向上位机发送相关状态信号，通知上位机进行相关处理；并继续向下检测IIC是否断开；
在步骤S313中，IIC是否断开：若下部控制CPU31检测到脚底红外装置不是处于悬空状态，下部控制CPU31接着检测IIC总线是否断开；
在步骤S314中，胸口红灯亮：若下部控制CPU31接着检测IIC总线断开，则下部控制CPU31发出点亮胸口红灯的指令；并继续向下检测红外感应模块是否开启；
在步骤S315中，红外是否开启：若下部控制CPU31接着检测IIC总线处于正常状态，则继续向下检测红外感应模块是否开启；
在步骤S316中，红外开启：若下部控制CPU31接着检测红外感应模块开启，则打开红外感应模块；并继续向下检测红外感应模块是否开启；并检测上位机是否有新的指令需要处理；
在步骤S317中，上位机是否有新指令：若下部控制CPU31接着检测红外感应模块未开启，则检测上位机是否有新的指令需要处理；
在步骤S318中，执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，延时25ms；
在步骤S319中，延时25ms：若上位机没有新的指令需要处理，则延时25ms；然后再次循环进入正常工作状态步骤S306；
在步骤S306中，进入正常工作状态：延时25ms后，再次循环进入正常工作状态步骤S306，及正常工作状态步骤后面的步骤S307~ S319。
其中，需要注意的是，前述基于安卓***的APP应用软件，包括但不限于平台APP、时间APP、闹铃APP、计算机APP、相册APP、视频聊天APP、监控APP、绘本故事APP、点读笔阅读APP、设置APP、商城APP、界面切换方式APP、伙伴***APP；其中伙伴***APP包括事件触发APP、语音对话APP、喂养***APP、成长***APP、益智类小游戏APP、互动类小游戏APP等；益智类小游戏APP包括七巧板游戏APP、拼单词游戏APP、打地鼠游戏APP、钓鱼游戏APP等；互动类小游戏APP 包括捉迷藏APP、散步APP、下棋APP、弹琴游戏APP、打鼓游戏APP等；另外，还可以有任务APP、积分成就APP、社区平台APP、道具商城APP等。
本发明的优选实施例所涉及智能玩具机器人411的结构参见图4，智能玩具机器人411包括头部412、颈部416、手部413、身体414和脚部415，以及设于智能玩具机器人411体内的电路板；智能玩具机器人411的脸部设有可显示各种拟人表情的触摸屏417；智能玩具机器人411颈部416设有多自由度的内藏式关节；内藏式关节主要由多自由度的碗形壳组件、以及旋转的头部412和上下摆动的头部412的舵机418组成；其中，碗形壳组件套在头部412舵机418外部，连接智能玩具机器人411头部412和身体414与颈部416的连接部位。
优选地，智能玩具机器人411的脚部415设有行走机构423，行走机构423包括马达、行走主动轮424、行走从动轮425、光栅轮、光栅编码器和作行走传感器的红外感应器426；行走主动轮424和行走从动轮425部分从智能玩具机器人411的脚底露出；行走主动轮424由行走电机驱动，光栅轮和行走主动轮424同轴连接，光栅编码器靠近光栅轮的里侧或外侧设置；红外感应器426为两个，分别设置于智能玩具机器人411的脚底的前后两个位置。脚部415采用电机驱动轮式行走，附带光栅编码器和红外感应器426，大大提高了行走精度，既可以检测固定的行走路径，也可以通过计算进行行走轨迹，可应用于下棋与走迷宫，大大地增加了其玩伴性能。配合后面提到的摄像头427，还可以对视觉范围内的物件进行识别，甚至可以玩大富翁这类游戏，可培养孩子的财商管理能力。
优选地，智能玩具机器人411的体内设有驱动手部413摆动的舵机418。使得手部413可以动作，不但可以配合显示的表情来作手部413动作表情，还方便拓展其它如打鼓、弹琴等功能。
优选地，智能玩具机器人411的脸部设有两个摄像头427，其中一个摄像头427来平视的角度设置，另一个摄像头427为倾斜的视角角度设置。虚拟与现实交互的游戏，通过摄像头427进行图像识别，通过卡片与智能玩具机器人411进行互动，提高了交互的便捷性。图像识别可以识别图形、文字、字母、数字等，可以通过屏幕显示一个拼图形状，用户用真实的七巧板在智能玩具机器人411面前拼出形状，智能玩具机器人411通过摄像头427识别后，作出不同的反应，比如称赞，加分等，类似的游戏还有拼单词、拼拼图、拼积木、算算术等。不同角度设置的双摄像头427模式，增加了视角范围。触摸屏417的使用，增加了互动的便利性，操作更直观方便。
优选地，智能玩具机器人411的肢体为可拆装的模块化结构；或者智能玩具机器人411的肢体设有扩展肢体动作配件用的扩展接口。通过安装配件或者更换手部413扩充功能，如打鼓、弹琴等；脚部415可通过扩建清洁配件进行扫地，也可通过扩建充电基站进行无线充电。
优选地，智能玩具机器人411的肢体、头部412、腹部设有按钮428，按钮428可为触摸开关、轻触开关或触摸传感器，智能玩具机器人411的后背设有旋钮419，该旋钮419兼具有按钮结构；其中，头部412的按钮428处设有LED指示灯，该LED指示灯即头顶灯呼吸灯420；腹部的按钮428处设有LED指示灯，该LED指示灯即腹部RGB呼吸灯421智能玩具机器人411内部设有重力传感器16、扬声器、麦克风、充电电池。触摸开关、轻触开关或触摸传感器使智能玩具机器人411能够感知外界的情况以及人的行为，比如触摸、 拍打等，重力感应是智能玩具机器人411能够检测重心变化，配合脚步光栅传感能控制行走重心，使其保持平衡。重力感应还能是智能玩具机器人411感知其姿态的变化，如倒挂、平躺、趴下等，通过其电机控制，能使智能玩具机器人411进行从趴下到站立等动作。另外，DC电源插孔422及充电电池设置于头部412内部。主控单元电路1、头部412控制单元电路和下部控制单元电路3分别制作成相应的电路板，装设在智能玩具机器人411的头部412内和/或身体414内。
需要说明的是，本实施例中所用的具体电路都是相应功能元器件的典型应用电路，相关产品说明书有对应的说明，为节省篇幅，对应的具体电路，不再另外提供说明。
根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种智能玩具机器人的控制***，包括电路控制***和软件控制***；其特征在于：电路控制***包括装载软件控制***核心软件的主控单元电路，控制头部活动的头部控制单元电路，以及控制身体部分和手脚部分活动的下部控制单元电路，主控单元电路、头部控制单元电路和下部控制单元电路彼此间通过***总线相互连接；所述主控单元电路包括以下电路模块：主控CPU、以及与主控CPU连接的主控运行电路；主控运行电路包括蓝牙wifi模块、麦克风电路、功放电路、触摸屏模块和重力传感器；其中，功放电路与设于智能玩具机器人内部的扬声器电气连接；麦克风电路与设于智能玩具机器人内部的麦克风电气连接；所述头部控制单元电路包括以下电路模块：头部控制CPU、以及与头部控制CPU连接的头部运行电路；头部运行电路包括头部开机电路、电源管理电路、灯和触摸电路、头部舵机驱动电路；所述下部控制单元电路包括以下电路模块：下部控制CPU、以及与下部控制CPU连接的下部运行电路；下部运行电路包括红外检测电路、LED驱动电路、电机驱动电路、下部舵机驱动电路、下部开机电路、旋钮检测电路和手部脚部的触摸电路；所述***总线为IIC总线；所述头部运行电路的头部舵机驱动电路与控制智能玩具机器人的头部动作的头部舵机电气连接；灯和触摸电路控制设于智能玩具机器人的头部的头顶灯呼吸灯外，还控制均设于智能玩具机器人的头部的按钮和DC电源插孔；电源管理电路与设于智能玩具机器人的内部充电电池电气连接。
2.如权利要求1所述的智能玩具机器人的控制***，其特征是：所述下部运行电路的下部舵机驱动电路与控制智能玩具机器人手部动作的手部舵机电气连接；旋钮检测电路与设于智能玩具机器人的背部的旋钮电气连接；手部脚部的触摸电路与设于智能玩具机器人的背部的手部脚部的按钮电气连接；LED驱动电路与设于智能玩具机器人的腹部的腹部RGB呼吸灯连接；红外检测电路与设于智能玩具机器人的脚底的红外传感器连接；电机驱动电路与控制智能玩具机器人脚部动作的马达电气连接。
3.如权利要求2所述的智能玩具机器人的控制***，其特征是：所述软件控制***包括均装载于主控CPU内的安卓操作***核心和安卓应用软件，装载于头部控制CPU内的头部控制程序，以及装载于下部控制CPU内的下部控制程序；其中，安卓操作***核心装载有蓝牙wifi驱动程序、麦克风驱动程序、功放驱动程序、触屏驱动程序和重力传感器驱动程序；其中，主控CPU及安卓操作***核心定义为上位机。
4.如权利要求3所述的智能玩具机器人的控制***，其特征是：所述头部控制程序包括以下步骤：
各模块初始化：***上电后，对头部控制单元电路中的各个电路模块进行初始化；
舵机归中，头部控制CPU向控制头部动作的头部舵机发出复位指令，确保智能玩具机器人的头部回归正常的位置；
上拉PKEY使上位机开机：头部控制CPU发出指令，为主控单元电路接通电源；
上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
头顶灯呼吸灯效果：若头部控制CPU未接收到上位机发出开机完成信号，则打开头顶灯呼吸灯，等待上位机开机完成；
进入正常工作状态：若头部控制CPU接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
是否长按后背：进入正常工作状态后，头部控制CPU扫描后背的按钮是否处于规定的长时间按下状态；
进入关机流程：通知上位机关机，若扫描结果是后背按钮正处于规定的长时间按下状态，头部控制CPU则向上位机发送关机信号，通知上位机进行关机动作；并继续向下扫描后背按钮是否按下；
是否拍打后背：若扫描结果是后背按钮不是处于规定的长时间按下状态，正处于短时间按下的拍打状态；
通知上位机： 若扫描结果是后背按钮正处于短时间按下的拍打状态，头部控制CPU则向上位机发送拍打信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；并继续向下扫描头部按钮是否按下；
是否触摸头部：若扫描结果不是后背的按钮处于短时间按下的拍打状态，继续向下扫描头部的按钮是否按下；
通知上位机：若扫描结果是头部的按钮正处于按下的触摸状态，头部控制CPU则向上位机发送触摸头部信号，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定功能；
是否DC***：若扫描结果不是头部按钮处于按下的触摸状态，则检测DC电源是否***；
通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理子程序；并再次检测DC电源是否***；
是否DC***：无论有没检测到DC电源***，为防抖动，再次检测DC电源是否***；
通知上位机：若检测DC电源是***，则通知上位机调用电源管理程序；
检测电池电量：然后，头部控制CPU检测电池电量；
通知上位机：头部控制CPU将检测电池电量发送给上位机；
IIC是否断开：头部控制CPU接着检测IIC总线是否断开；
超过一段时间后自动关机，头部控制CPU若检测IIC总线断开，则超过一段时间后自动关机；
上位机是否有新指令，头部控制CPU若检测IIC总线处于正常状态，则接收上位机发来的信号，上位机是否有新的指令需要处理；
执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，再次循环进入正常工作状态步骤；
进入正常工作状态：若上位机为没有新的指令需要处理，则再次循环进入正常工作状态步骤及正常工作状态步骤后面的步骤。
5.如权利要求3或4所述的智能玩具机器人的控制***，其特征是：所述下部控制程序包括以下步骤：
各模块初始化：***上电后，对下部控制单元电路中的各个电路模块进行初始化；
主时钟切换舵机归中：下部控制CPU向控制手部动作的舵机发出复位指令，并对主时钟进行切换与上位机相同，并确保智能玩具机器人的手部位回归正常的位置；
上位机开完机：通过IIC总线接收上位机开机完成信号；
腹部RGB呼吸灯：若下部控制CPU未接收到上位机发出开机完成信号，则打开腹部RGB呼吸灯，等待上位机开机完成；
进入正常工作状态：若下部控制CPU接收到上位机发出开机完成信号，则开始进入正常工作状态；
后背旋钮是否旋转：进入正常工作状态后，下部控制CPU检测后背旋钮是否处于旋转状态；
将旋转量通知上位机：若下部控制CPU检测后背旋钮处于旋转状态，则下部控制CPU将后背旋钮的旋转量信号发送给上位机，通知上位机中运行的安卓应用软件实施特定的计量功能；并继续向下扫描身体和手脚部位的按钮是否按下；
各部位按键是否按下：若下部控制CPU检测后背旋钮不是处于旋转状态，则继续向下扫描身体和手脚部位的按钮是否按下；
通知上位机：若下部控制CPU扫描身体和手脚部位的按钮有其中一个或多个按下，通知上位机实施相应的功能；并继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
脚底红外悬空：若下部控制CPU扫描身体和手脚部位的按钮没有按下，则继续向下检测脚底红外装置是否处于悬空状态；
马达反转通知上位机：若下部控制CPU检测到脚底红外装置处于悬空状态，则向脚部的马达发出反转指令，并向上位机发送相关状态信号，通知上位机进行相关处理；并继续向下检测IIC是否断开；
IIC是否断开：若下部控制CPU检测到脚底红外装置不是处于悬空状态，下部控制CPU接着检测IIC总线是否断开；
胸口红灯亮：若下部控制CPU接着检测IIC总线断开，则下部控制CPU发出点亮胸口红灯的指令；并继续向下检测红外感应模块是否开启；
红外是否开启：若下部控制CPU接着检测IIC总线处于正常状态，则继续向下检测红外感应模块是否开启；
红外开启：若下部控制CPU接着检测红外感应模块开启，则打开红外感应模块；并继续向下检测红外感应模块是否开启；并检测上位机是否有新的指令需要处理；
上位机是否有新指令：若下部控制CPU接着检测红外感应模块未开启，则检测上位机是否有新的指令需要处理；
执行指令：若上位机有新的指令需要处理，则执行新的指令；执行完指令后，延时25ms；
延时25ms：若上位机没有新的指令需要处理，则延时25ms；然后再次循环进入正常工作状态步骤；
进入正常工作状态：延时25ms后，再次循环进入正常工作状态步骤及正常工作状态步骤后面的步骤。
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