一種重心可控的不倒翁及控制不倒翁重心的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種不倒翁及控制不倒翁的方法，尤其是一種重心可控的不倒翁及控 制不倒翁重心的方法。
【背景技術】
[0002] 不倒翁是一種具有悠久歷史的玩具，它在外力的作用下從初始的直立位置開始傾 倒，外力消失后就會擺動，然后恢復到初始的直立狀態，一直以來都是玩具中不可或缺的組 成部分。但是現有的對不倒翁玩具的改變基本上都是改變不倒翁的外形，很少有對不倒翁 玩具的其他結構進行改造。隨著生活水平和教育水平的逐漸提高，可選擇的玩具類型越來 越豐富，而且在操作簡便的同時又具備一定的互動性的玩具不僅吸引兒童，同時還吸引了 廣大的成年人尤其是學生消費者進行購買，因此只通過改變外形來增加不倒翁玩具的趣味 性，對用戶的吸引力相對來說在逐漸降低，在玩具市場上的競爭力不強。

【發明內容】

[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種重心可控的不倒翁及控制不倒翁重心的 方法，能夠通過控制模塊控制不倒翁的內部結構實現對不倒翁的重心進行定位，使得不倒 翁表現出各種需要的動作來與用戶互動，從而使不倒翁更加具有趣味性。
[0004] 本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種重心可控的不倒翁，包括底 部為半球形的不倒翁外殼，所述的不倒翁外殼的底部設置有用于平衡的重物塊，所述的不 倒翁外殼內設置有轉盤定位組件、擺動定位組件、重心定位塊和控制模塊，所述的轉盤定位 組件設置在所述的重物塊上，所述的擺動定位組件設置在所述的轉盤定位組件上，所述的 重心定位塊設置在所述的擺動定位組件上，所述的控制模塊分別與所述的轉盤定位組件和 所述的擺動定位組件電連接，所述的控制模塊用于控制所述的轉盤定位組件轉動以及控制 所述的擺動定位組件擺動。
[0005] 所述的轉盤定位組件包括底部支架、第一驅動電機和定位轉盤，所述的擺動定位 組件包括第二驅動電機、第一擺動曲桿、第二擺動曲桿和擺動支座，所述的底部支架固定設 置在所述的重物塊上，所述的第一驅動電機固定設置在所述的底部支架上，所述的第一驅 動電機的驅動軸與所述的定位轉盤的底部固定連接，所述的第二驅動電機與所述的擺動支 座固定對稱設置在所述的定位轉盤上，所述的第一擺動曲桿的一端與所述的第二驅動電機 的驅動軸固定連接，所述的第二擺動曲桿的一端與所述的擺動支座轉動連接，所述的重心 定位塊設置在所述的第一擺動曲桿的另一端與所述的第二擺動曲桿的另一端之間，所述的 第一驅動電機及所述的第二驅動電機均與所述的控制模塊電連接。第一驅動電機的驅動軸 帶動定位轉盤轉動，第二驅動電機的驅動軸帶動第一擺動曲桿擺動從而使重心定位塊及第 二擺動曲桿隨之擺動，重心定位塊不同的移動狀態使不倒翁的重心移動到不同的位置，從 而使不倒翁作出相應的動作。
[0006] 所述的第二驅動電機用于帶動所述的第一擺動曲桿在所述的定位轉盤上作擺動 幅度為180°的來回擺動。更方便控制模塊對第一驅動電機及第二驅動電機進行控制。
[0007] 所述的控制模塊包括指令庫、指令接收模塊、指令匹配模塊、參數計算模塊和電機 控制模塊，所述的指令庫中存儲有待匹配指令集合，待匹配指令集合包括第一大類指令集 合和第二大類指令集合，第一大類指令集合包括至少兩條功能不同的第一待匹配指令，每 一條第一待匹配指令均設置有對應的計算序號，第二大類指令集合包括至少兩條功能不同 的第二待匹配指令，每一條第二待匹配指令均設置有對應的電機控制參數； 所述的指令接收模塊用于接收由用戶選擇發送的一條有效控制指令并將該有效控制 指令發送至所述的指令匹配模塊，有效控制指令為第一有效指令或第二有效指令，第一有 效指令包含一個動作指令和與該動作指令對應的一個以上的待計算參數，第二有效指令只 包含一個動作指令，動作指令用于要求不倒翁作出一個具體的動作； 所述的指令匹配模塊用于將接收到的有效控制指令與所述的指令庫中存儲的待匹配 指令集合進行匹配，當接收到的有效控制指令為第一有效指令時，所述的指令匹配模塊根 據該第一有效指令中包含的動作指令判斷該第一有效指令與第一大類指令集合中的一條 第一待匹配指令匹配，并將與判斷得到的該條第一待匹配指令對應的計算序號和該第一有 效指令中包含的待計算參數發送至所述的參數計算模塊;當接收到的有效控制指令為第二 有效指令時，所述的指令匹配模塊根據該第二有效指令中的動作指令判斷該第二有效指令 與第二大類指令集合中的一條第二待匹配指令匹配，并將與判斷得到的該條第二待匹配指 令對應的電機控制參數發送到所述的電機控制模塊； 所述的參數計算模塊用于根據獲取的待計算參數及計算序號進行對應的計算處理得 到相應的電機控制參數，再由所述的參數計算模塊將計算處理得到的電機控制參數輸入所 述的電機控制模塊； 所述的電機控制模塊用于根據獲取的電機控制參數控制所述的第一驅動電機及/或所 述的第二驅動電機開始運轉。第一有效指令包括需要不倒翁執行的某個具體動作和執行該 具體動作的次數，因此需要將相關的各種參數發送到參數計算模塊，參數計算模塊中事先 存儲有多條分別與各個需要執行的動作對應的函數，一條函數對應一個計算序號，因此當 參數計算模塊接收到計算序號和相應的參數時，就可調用與計算序號對應的一條函數進行 相應的計算處理，并將計算得到的電機控制參數發送到電機控制模塊以便對第一驅動電機 及第二驅動電機進行相應的控制，第二有效指令一般只包括需要不倒翁執行的某個具體動 作，但不包含需要執行該具體動作的次數，通常默認為執行一次該具體動作即可，因此可以 直接將與第二有效指令對應的第二待匹配指令中設置的電機控制參數發送到電機控制模 塊進行處理，第二有效指令還可以為由用戶提出的問題，此時需要由指令接收模塊先將該 問題轉換為與需要不倒翁執行的動作對應的指令信號，再將轉換得到的指令信號發送至指 令匹配模塊;用戶能夠通過發出有效控制指令來準確控制不倒翁的擺動狀態，從而使得不 倒翁表現出各種需要的動作來與用戶互動，使不倒翁更加具有趣味性，對用戶的吸引力較 大。
[0008] 所述的指令接收模塊為語音指令接收模塊，所述的語音指令接收模塊包括麥克風 和聲卡，所述的麥克風用于接收由用戶輸入的包含有有效控制指令的語音指令并將其轉化 為對應的模擬信號發送到所述的聲卡，所述的聲卡用于將接收到的模擬信號轉化為對應的 數字信號并將數字信號發送到所述的指令匹配模塊。通過語音控制不倒翁的運動狀態，控 制過程較為方便快捷，具有較高的互動性和趣味性。
[0009] 控制以上所述的不倒翁的重心的方法，包括以下步驟： .[指令接收模塊接收由用戶發送的有效控制指令并將有效控制指令發送至指令匹配 模塊，指令匹配模塊將接收到的有效控制指令與指令庫中存儲的待匹配指令集合進行匹 配，當有效控制指令為第一有效指令時，指令匹配模塊根據該第一有效指令中包含的動作 指令判斷該第一有效指令與第一大類指令集合中的一條第一待匹配指令匹配，并執行步驟 I;當有效控制指令為第二有效指令時，指令匹配模塊根據該第二有效指令中的動作指令 判斷該第二有效指令與第二大類指令集合中的一條第二待匹配指令匹配，并執行步驟; =指令匹配模塊將與判斷得到的該條第一待匹配指令對應的計算序號和該第一有效 指令中包含的待計算參數發送至參數計算模塊，由參數計算模塊根據獲取的待計算參數及 計算序號進行對應的計算處理得到相應的電機控制參數，再由參數計算模塊將計算處理得 到的電機控制參數輸入電機控制模塊，電機控制模塊根據獲取的電機控制參數控制第一驅 動電機及/或第二驅動電機開始運轉，最終不倒翁根據重心定位塊的移動狀態執行相應的 動作； I.指令匹配模塊將與判斷得到的該條第二待匹配指令對應的電機控制參數輸入電機 控制模塊，電機控制模塊根據獲取的電機控制參數控制第一驅動電機及/或第二驅動電機 開始運轉，最終不倒翁根據重心定位塊的移動狀態執行相應的動作。
[0010] 所述的動作指令為第一動作指令或第二動作指令或第三動作指令，所述的第一動 作指令用于使不倒翁傾倒后保持不動，所述的第二動作指令用于使不倒翁先傾倒再恢復初 始直立狀態，所述的第三動作指令用于使不倒翁以固定傾角持續旋轉。
[0011] 與所述的第一動作指令對應的待計算參數