摇动控制系统及揺动机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种摇动控制系统，用于使被控物体进行摇动，所述被控物体内部安装有磁铁；所述系统包括：控制器，与所述控制器电连接的距离传感器、霍尔传感器、驱动电路，与所述驱动电路连接的电磁铁；所述距离传感器用于感测设定距离内的被控物体，并在感测到所述被控物体后向所述控制器发送触发信号；所述霍尔传感器用于感测所述被控物体运动的角度，向所述控制器发送角度感应信号；所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述被控物体摇动。本发明专利技术还公开一种摇动机器人，其结构设计简单，大大丰富了现有消费级机器人的运动功能。

【技术实现步骤摘要】
摇动控制系统及揺动机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种摇动控制系统及揺动机器人。
技术介绍
目前，随着人工智能技术的发展，机器人已经开始进入家庭场景，尤其是具有儿童教育和陪伴角色的机器人备受家长和市场热捧。机器人大都带有运动功能，比较常见的运动功能有旋转、俯仰、行走、跳跃、摇头等动作，但运动功能的结构设计往往比较复杂，大多应用于专业级机器人。由于消费级机器人的设计需要更多地考虑到成本及加工等因素，因此如何简化机器人运动结构，降低成本，丰富消费级机器人的功能，也是业界关注的一个问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种摇动控制系统及揺动机器人，以丰富现有消费级机器人的运动功能。为此，本专利技术提供如下技术方案：一种摇动控制系统，用于使被控物体进行摇动，所述被控物体内部安装有磁铁；所述系统包括：控制器，与所述控制器电连接的距离传感器、霍尔传感器、驱动电路，与所述驱动电路连接的电磁铁；所述距离传感器用于感测设定距离内的被控物体，并在感测到所述被控物体后向所述控制器发送触发信号；所述霍尔传感器用于感测所述被控物体运动的角度，向所述控制器发送角度感应信号；所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述被控物体摇动。优选地，所述驱动电路包括两个输入端，分别为第一输入端和第二输入端；所述控制器收到所述触发信号后，向所述驱动电路的第一输入端输出第一控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁提供正向电流，以驱动所述被控物体向一侧运动；所述控制器收到所述角度感应信号后，向所述驱动电路的第二输入端输出第二控制信号；使所述驱动电路向所述电磁铁提供反向电流，以驱动所述被控物体向另一侧反向运动。优选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号为互为反向的PWM信号。优选地，所述控制器还用于在向所述驱动电路的的第一输入端输出第一控制信号后，设定时间内未收到所述角度感应信号时停止输出所述第一控制信号。优选地，所述系统还包括：基座，所述控制器及所述驱动电路设置在所述基座内，所述距离传感器和所述霍尔传感器设置在所述基座上。一种揺动机器人，包括：分体式基座及机器人，所述基座用于放置所述机器人，所述机器人内部安装有磁铁及配重块，所述基座上设置有距离传感器、霍尔传感器、电磁铁，在所述基座内部设置有控制器、驱动电路；所述控制器分别与所述距离传感器、霍尔传感器、驱动电路电连接，所述驱动电路还与所述电磁铁连接；所述机器人放置到所述基座后，所述距离传感器向所述控制器发送触发信号；所述霍尔传感器用于感测所述机器人运动的角度，向所述控制器发送角度感应信号；所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述机器人摇动。优选地，所述驱动电路包括两个输入端，分别为第一输入端和第二输入端；所述控制器收到所述触发信号后，向所述驱动电路的第一输入端输出第一控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁提供正向电流，以驱动所述被控物体向一侧运动；所述控制器收到所述角度感应信号后，向所述驱动电路的第二输入端输出第二控制信号；使所述驱动电路向所述电磁铁提供反向电流，以驱动所述被控物体向另一侧反向运动。优选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号为互为反向的PWM信号。优选地，在所述基座上设置有凹槽，所述电磁铁嵌设在所述凹槽内。优选地，在所述基座内还设置有电池及无线充电器。本专利技术提供的摇动控制系统及揺动机器人，利用电磁铁的特性，通过简单的结构设计，使机器人产生摇动的运动功能，大大丰富了现有消费级机器人的运动功能，提高了产品的市场竞争能力。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术摇动控制系统的原理图；图2是本专利技术摇动控制系统中驱动电路的电路图；图3是本专利技术摇动控制系统中的PWM信号波形图；图4是本专利技术摇动机器人的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作进一步的详细说明。本专利技术提供一种摇动控制系统，可以使被控物体产生摇动运动效果，需要说明的是，该摇动控制系统基于电磁铁原理，电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，对导电绕组通电，使铁芯磁化而对钢铁等物质具有吸力。由于不同的电流方向使铁芯磁化的极性不同，因此本专利技术摇动控制系统利用电磁铁这一特点，并在被控物体内适配相应的磁铁，使其在电磁铁的磁力作用下，产生相应的摇动运动效果。如图1所示，是本专利技术摇动控制系统的原理图。所述摇动控制系统包括：控制器，与所述控制器电连接的距离传感器、霍尔传感器、驱动电路，与所述驱动电路连接的电磁铁，电磁铁由铁芯及缠绕在铁芯外的线圈组成，线圈的两端与驱动电路的输出相连。在该实施例中，所述距离传感器用于感测设定距离内的被控物体，并在感测到所述被控物体后向所述控制器发送触发信号。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。在本专利技术实施例中，利用所述霍尔传感器感测所述被控物体运动的角度，在所述角度达到一定值时，向所述控制器发送角度感应信号。所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述被控物体摇动。如图2所示，是本专利技术摇动控制系统中驱动电路的电路图。该驱动电路主要包括：两个P-MOS管、两个N-MOS管、两个NPN三极管组成。其中，Q1、Q2为P-MOS管，Q3、Q4为N-MOS管，Q5、Q6为NPN三极管，电阻R1、R2为上拉电阻，电阻R3、R4、R5、R6为限流电阻；M为电磁铁，L1、L2为电磁铁的线圈两个端子，SW1、SW2为所述驱动电路的两个输入端，SW1为第一输入端，接收来自控制器的第一控制信号，SW2为第二输入端，接收来自控制器的第二控制信号，VCC为电源。下面继续结合图1和国2，详细说明本专利技术摇动控制系统的工作过程。所述控制器收到来自所述距离传感器的触发信号后，向所述驱动电路的第一输入端SW1输出第一控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁M提供正向电流，电磁铁M产生磁场，磁场极性与被控物体内部磁铁极性相反，从而产生吸力，使被控物体向靠近电磁铁M的一侧摇动。当被控物体摇动到相应极限位置时，其内部的磁铁靠近所述霍尔传感器，触发霍尔传感器向所述控制器发送角度感应信号。所述控制器收到所述角度感应信号后，向所述驱动电路的第二输入端SW2输出第二控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁M提供反向电流，改变电磁铁M的通电方向，电磁铁M产生的磁场极性反转，从而对被控物体内部的磁铁产生推力，使被控物体反方向运动，即向远离电磁铁M的一侧摇动。在本专利技术实施例中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为互为反向的PWM信号，所述PWM信号的示例如图3所示。控制逻辑如下：SW1SW2Q1Q2Q3Q4Q5Q6M中电流00关关开开关关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摇动控制系统，用于使被控物体进行摇动，其特征在于，所述被控物体内部安装有磁铁；所述系统包括：控制器，与所述控制器电连接的距离传感器、霍尔传感器、驱动电路，与所述驱动电路连接的电磁铁；所述距离传感器用于感测设定距离内的被控物体，并在感测到所述被控物体后向所述控制器发送触发信号；所述霍尔传感器用于感测所述被控物体运动的角度，向所述控制器发送角度感应信号；所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述被控物体摇动。

【技术特征摘要】
1.一种摇动控制系统，用于使被控物体进行摇动，其特征在于，所述被控物体内部安装有磁铁；所述系统包括：控制器，与所述控制器电连接的距离传感器、霍尔传感器、驱动电路，与所述驱动电路连接的电磁铁；所述距离传感器用于感测设定距离内的被控物体，并在感测到所述被控物体后向所述控制器发送触发信号；所述霍尔传感器用于感测所述被控物体运动的角度，向所述控制器发送角度感应信号；所述控制器根据所述触发信号和所述角度感应信号向所述驱动电路输出控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁交替提供正向电流和反向电流，以驱动所述被控物体摇动。2.根据权利要求1所述的摇动控制系统，其特征在于，所述驱动电路包括两个输入端，分别为第一输入端和第二输入端；所述控制器收到所述触发信号后，向所述驱动电路的第一输入端输出第一控制信号，使所述驱动电路向所述电磁铁提供正向电流，以驱动所述被控物体向一侧运动；所述控制器收到所述角度感应信号后，向所述驱动电路的第二输入端输出第二控制信号；使所述驱动电路向所述电磁铁提供反向电流，以驱动所述被控物体向另一侧反向运动。3.根据权利要求2所述的摇动控制系统，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号为互为反向的PWM信号。4.根据权利要求2所述的摇动控制系统，其特征在于，所述控制器还用于在向所述驱动电路的的第一输入端输出第一控制信号后，设定时间内未收到所述角度感应信号时停止输出所述第一控制信号。5.根据权利要求1至4任一项所述的摇动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：基座，所述控制器及所述驱动电路设置在所述基座内，所述距离传...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾凯宾，李江通，
申请(专利权)人：深圳诺欧博智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44