摆动行走方法、摆动行走驱动装置及摆动行走机器人.pdf

1、(10)授权公告号 CN 101569796 B (45)授权公告日 2013.05.29 CN 101569796 B *CN101569796B* (21)申请号 200910149210.6 (22)申请日 2009.05.26 A63H 29/22(2006.01) A63H 11/18(2006.01) (73)专利权人 东莞龙昌数码科技有限公司 地址 523586 广东省东莞市常平镇常黄路桥 沥管理区龙昌工业城 (72)发明人 梁钟铭 (74)专利代理机构 深圳市千纳专利代理有限公 司 44218 代理人 胡坚 CN 1235854 A,1999.11.24, 说明书 2-3 页、

2、 图 1-3. CN 1371757 A,2002.10.02, 说明书第 1 页、 图 1-3. CN 201079687 Y,2008.07.02, 说明书 4-6 页、 图 3-4. (54) 发明名称 摆动行走方法、 摆动行走驱动装置及摆动行 走机器人 (57) 摘要 本发明涉及摆动行走方法、 摆动行走驱动装 置、 采用这种摆动驱动装置的脉冲微动机器人。 摆 动行走方法为两永久磁铁与产生交变磁场的感应 线圈产生交替吸斥力， 使摆动装置产生左右摆动 力， 使摆动装置摆动行走方法。 摆动行走驱动装置 包括底座， 摆动架， 摆动架铰接在底座上， 在摆动 架设有感应线圈， 感应线圈连接电源和控

3、制电路 板， 与感应线圈两侧感应磁场相对位置各安装有 一磁铁。 摆动行走装置的微动机器人， 包括机器人 面壳体、 摆动架、 底座， 微型电池、 摆动架安装在机 器人面壳体内面。本发明能够最大程度上节约电 能， 并能够保证玩具前进、 后退和转弯多种动作， 增加玩具趣味性。 采用这个驱动方法的玩具， 能够 在最大程度上节约电能。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 赵娟 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)授权公告号 CN 101569796 B CN 10156979

4、6 B *CN101569796B* 1/1 页 2 1. 一种摆动行走装置， 其特征在于， 摆动行走装置包括底座， 摆动架， 摆动架轴接在底 座上， 在摆动架或底座上设有感应线圈， 感应线圈连接电源和控制电路板， 在底座或摆动架 上与感应线圈两侧感应磁场相对位置各安装有一磁铁 , 摆动架通过一回转轴轴接在底座 上， 感应线圈安装在摆动架上， 摆动架设有电池盒， 微型电池安装在摆动架的电池盒内， 控 制电路板安装在摆动架上端， 磁铁安装在底座上感应线圈端的两侧位置， 在底座下端设有 弧形软胶脚。 2. 采用权利要求 1 所述的摆动行走装置的微动机器人， 其特征在于 ： 微动机器人包括 壳体、

5、摆动架、 底座， 微型电池、 摆动架安装在壳体内面， 微型电池安装在摆动架内电池盒 内， 底座安装在壳体的下端， 摆动架的外侧位置设有线圈架， 线圈架设有一感应线圈， 在底 座的上部与线圈架的两侧位置固定安装有两个磁铁和线路板， 在底座下端设有两个长条弧 形软胶脚， 在摆动架与底座之间设有可转动的摆动轴。 3. 根据权利要求 2 所述的微动机器人， 其特征在于 ： 所述的线路板设有红外线接收模 块， 所述的微动机器人还包括一机器人遥控器， 遥控器通过红外线发射模块控制机器人行 走。 4. 根据权利要求 2 所述的微动机器人， 其特征在于 ： 所述的壳体为镂空的柱台形， 摆动 架内设有微型电池安

6、装座， 摆动架上面设置电池盖， 两端分别设置正、 负电池触片， 正、 负电 池触片与线路板电性连接 ； 所述底座包括一圆形座台， 固定在座台上的两个磁铁安装架， 磁 铁安装在圆形座台上， 机器人软胶脚固定在座台下面。 5. 应用权利要求 1 所述摆动行走装置的摆动行走方法， 其特征在于 ： 设置一个可向左 右两侧产生交变磁场的感应线圈的摆动行走装置， 在感应线圈左右相对位置各设置一永久 性磁铁， 在摆动装置的下部设置至少 2 个支撑凸起， 两永久磁铁与产生交变磁场的感应线 圈产生交替吸斥力， 使摆动行走装置产生左右摆动力， 摆动行走装置下部的支撑凸起做左 右摆动动作， 是整个摆动行走装置摆动行

7、走方法。 权 利 要 求 书 CN 101569796 B 2 1/3 页 3 摆动行走方法、 摆动行走驱动装置及摆动行走机器人 技术领域 0001 本发明涉及一种玩具机器人技术领域， 这里特指一种摆动行走方法、 摆动行走驱 动装置、 采用这种摆动驱动装置的脉冲微动机器人。 背景技术 0002 玩具机器人在运动过程中， 一般需要消耗很多的能量， 这些能量大多采用电池来 提供， 如果玩具机器人在动作过程中， 需要消耗大量电能， 就需要大容量的电池或者频繁更 换电池。采用大容量的电池， 一般采用形体较大的电池， 或者成本较高的高容量电池 ； 频繁 更换电池， 无疑会增加使用者使用成本， 都会造成这

8、种玩具滞销。 因此， 在设计玩具机器人， 如何减少该玩具机器人的能量消耗， 还保证玩具能动性和趣味性， 是当前玩具设计的一个 需要解决的一个问题。 发明内容 0003 本发明针对现有技术不足， 提供一种低能量消耗， 形体较小的脉冲微动机器人及 低能量消耗脉冲微动机器人的驱动方法。 0004 本发明提供的一种摆动行走方法， 设置一个可向左右两侧产生交变磁场的感应线 圈的摆动装置， 在感应线圈左右相对位置各设置一永久性磁铁， 在摆动装置的下部设置至 少 2 个支撑凸起， 两永久磁铁与产生交变磁场的感应线圈产生交替吸斥力， 使摆动装置产 生左右摆动力， 摆动装置下部的支撑凸起做左右摆动动作， 是整个

9、摆动装置摆动行走方法。 0005 摆动行走驱动装置包括底座， 摆动架， 摆动架轴接在底座上， 在摆动架或底座上设 有感应线圈， 感应线圈连接电源和控制电路板， 在底座或摆动架上与感应线圈两侧感应磁 场相对位置各安装有一磁铁。 0006 所述的摆动架通过一回转轴轴接在底座上， 感应线圈安装在摆动架上， 摆动架柱 体设有电池盒， 微型电池安装在摆动架在电池盒内， 控制线路板安装在线圈摆动架上端， 磁 铁安装在底座上感应线圈端的两侧位置， 在底座下端设有摆动支撑点。 0007 所述摆动支撑点为弧形软胶脚。 0008 本发明提供的脉冲微动机器人包括壳体、 摆动架、 底座， 微型电池、 摆动架安装在 壳

10、体内侧， 微型电池安装在摆动架内电池盒内， 底座安装在壳体的下端， 摆动架的外侧位置 设有线圈架， 线圈架设有一感应线圈， 在底座的上部与线圈架的两侧位置固定安装有两个 磁铁和线路板， 在底座下端设有两个摆动支持点， 在摆动架与底座之间设有可转动的摆动 轴。 0009 所述的线路板设有红外线接收模块， 所述的脉冲微动机器人还包括一机器人遥控 器， 遥控器通过红外线发射模块控制机器人行走。 0010 所述的底座上两个摆动支持点为长条弧形软胶脚。 0011 所述的壳体为镂空的柱台形， 摆动架设有电池盒， 摆动架上面设置电池盖， 两端分 别设置正、 负电池触片， 正、 负电池触片与线路板电性连接 ；

11、 所述底座包括一圆形座台， 固定 说 明 书 CN 101569796 B 3 2/3 页 4 在座台上的两个磁铁安装架， 磁铁安装在圆形座台上， 机器人软胶脚固定在座台下面。 0012 本发明的有益效果在于 ： 这种结构摆动驱动装置及采用这种摆动装置的机器人， 仅需采用微型电池作线圈电源， 通过对控制电路板控制， 使感应线圈产生交变的磁力与感 应线圈两端设置两个永久磁铁的吸合与排斥产生摆动动力， 并机器人软胶腿与地面的摩擦 力和机器人重心位置， 使机器人向前滑动力， 能够最大程度上节约电能， 并能够保证玩具前 进、 后退和转弯多种动作， 增加玩具趣味性。采用这个驱动方法的玩具， 能够在最大程

12、度上 节约电能。 附图说明 ： 0013 图 1 为本发明摆动行走驱动装置的结构图 0014 图 2 为本发明摆动行走驱动装置的剖视图 0015 图 3 为本发明的采用摆动行走装置的微动机器人的结构图 具体实施方式 ： 0016 以下仅为本发明较佳实施例， 并不以此来限定本发明的保护范围。 0017 本发明提供一种摆动行走方法 ： 设置一个可向左右两侧产生交变磁场的感应线圈 的摆动装置， 在感应线圈左右相对位置各设置一永久性磁铁， 在摆动装置的下部设置至少 2 个支撑凸起， 两永久磁铁与产生交变磁场的感应线圈产生交替吸斥力， 使摆动装置产生左 右摆动力， 摆动装置下部的支撑凸起做左右摆动动作，

13、 是整个摆动装置摆动行走方法。 0018 见图1所示， 摆动行走驱动装置包括底座3， 摆动架2， 摆动架2铰接在底座3上， 感 应线圈 4 安装在摆动架 2 上， 摆动架 2 为镂空的柱体， 微型电池 7 安装在摆动架 2 柱体内， 控制线路板 5 安装在线圈摆动架上端， 磁铁 6 安装在底座 3 上部感应线圈 4 两侧感应磁场 的位置， 在底座 3 下端设有摆动支撑点。所述摆动支撑点为弧形软胶脚 8。 0019 感应线圈 4 也可以安装在底座 3 上， 磁铁 6 安装在摆动架 2 上与感应线圈 4 两侧 的位置， 此为本发明的替换方案 ( 本发明未提供这种替换方案视图 )。 0020 见图

14、3 所示， 本发明提供的脉冲微动机器人， 它包括壳体 1、 摆动架 2、 底座 3， 微型 电池 7、 摆动架 2 安装在壳体 1 内侧， 微型电池 7 一般采用纽扣电池， 纽扣电池个数为 2-5 个。以 3 个较佳， 采用微型电池数目过多， 无疑会增加脉冲微动机器人重量， 过少会造成电 力不足。微型电池 7 安装在摆动架 2 内， 底座 3 安装在摆动架 2 的下端， 在摆动架 1 与底座 3 之间设有可转动的回转轴 10。在摆动架 2 的外侧位置设有线圈， 线圈架安装有一感应线 圈 4， 在感应线圈 4 和微型电池 7 还连设有控制感应线圈 4 的电流方向及供电开断的线路 板 5， 在底座

15、 3 在上部与线圈摆动架的两侧位置固定安装有两个磁铁 6， 在底座 3 下端设有 两个摆动支持点， 为了达到较好摆动效果， 摆动支持点采用长条弧形软胶脚 8。 0021 为了脉冲微动机器人更便于操作， 我们在线路板 5 设有红外线接收模块， 外配一 机器人遥控器， 通过遥控器通过红外线发射与接收模块控制机器人行走， 增加玩具卖点。 0022 我们设计一个脉动微动机器人一具体实施例， 如图 3， 面壳体 1 为镂空的柱台形， 上端设有外壳 ； 摆动架 2 为镂空体， 柱体内为微型电池安装座， 摆动架 2 上端设置电池盖 11， 两端分别设置正、 负电池触片 12、 13， 正、 负电池触片 12

16、、 13 与线路板 5 电性连接 ； 机器 人软胶脚 8 固定在座台 3 下侧面上。 说 明 书 CN 101569796 B 4 3/3 页 5 0023 本发明具有多个替代方案， 如面壳体1可设置为动物和其他卡通造型 ； 摆动架2也 可采用其他形体 ； 摆动支持点形状材料简单替换 ； 将磁铁 8 安装在摆动架 2 上， 在底座 3 上 设置两个感应线圈 4， 都可成为本发明替换方案。本发明最基本结构， 具有以下特征 ： 摆动 架2通过回转轴10铰接在底座3上， 在其中一个部件上安装感应线圈4， 在另一部件上安装 磁铁 6， 设有微型电池 7 和线路控制板 5 为感应线圈 4 提供交变电源。

17、 0024 这种结构摆动驱动装置及采用这种摆动装置的机器人， 仅需采用微型电池 7 作线 圈电源， 通过对线路板 5 控制， 使感应线圈 4 产生交变的磁力与感应线圈 4 两端设置两个 永久磁铁的吸合与排斥产生摆动动力， 并机器人软胶腿 8 与地面的摩擦力和机器人重心位 置， 使机器人向前滑动力， 能够最大程度上节约电能， 并能够保证玩具前进、 后退和转弯多 种动作， 增加玩具趣味性。采用这个驱动方法的玩具， 能够在最大程度上节约电能。 说 明 书 CN 101569796 B 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 101569796 B 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 101569796 B 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 101569796 B 8