Звуковоспроизводящая робототехническая конструкция "Морской Царь" Российский патент 2024 года по МПК A63H33/26 

Изобретение относится к электромеханическим, звуковоспроизводящим робототехническим конструкциям, которые могут быть использованы в детских, дошкольных, культурных, развлекательных и учебных центрах.

Существует большое количество робототехнических конструкций , выполненных в виде сказочных и былинных героев, животных, людей, выполняющих движения отдельных органов и выдающих звуковую информацию. (заявки №2594041 (Франция) , №0S3536242 (ФРГ) , №2585583 (Франция), №2635017 (Франция), №2594041 (ФРГ), №0S3703491 (ФРГ) , RU 2090234). Известна говорящая кукла, патент РФ №94031919 А , которая представляет собой фигуру ребенка со встроенными динамиками и исполнительными механизмами , вызывающие движение органов речи синхронно со звуком.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения взята робототехническая конструкция «Попугай», описанная в патенте РФ на полезную модель №218 643, опубликована 02.06.2023, заявка №2022133323 от 19.12.2022 г. Робототехническая конструкция, выполнена в виде фигуры Попугая и содержит голову, в которой размещаются глаза и рот, туловище, хохолок, крылья, механизм поднятия крыльев и хохолка; стержень, соединяющий голову и туловище, механизм поворота головы, ноги, закрепленные на ветке, причем голова соединяется с туловищем через стержень. Фигура Попугая размещается на треноге, закрепленной на прямоугольном постаменте, где установлено устройство управления, в котором размещается генератор импульсов со счетчиком команд, ППЗУ, регистр команд, первый формирователь фраз, УНЧ, формирователь сигналов управления глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения, формирователь сигналов управления ртом, формирователь сигналов управления поворотом головы, формирователь сигналов управления поднятием крыльев и хохолка, датчики местоположения посетителей (ДП 1, ДП 2, ДП 3), элемент «ИЛИ», второй формирователь фраз, датчик присутствия, источник питания и динамик. В исходном состоянии Попугай находится в состоянии покоя. При появлении посетителей срабатывает датчик присутствия, который включает блок питания и Попугай оживает. Включается генератор импульсов со счетчиком команд, включается ППЗУ, на выходе регистра команд формируются команды, которые выполняются. При этом Попугай моргает глазами, вертит головой, поднимает хохолок и крылья, попугай с акцентом говорит отдельные не связанные слова и фразы с движением рта в такт со словами, например, «Я Кеша», «Привет», «Кеша-молодец», «Хочу кушать», «Я очень умный», «Мы победим» и так далее. Фразы могут повторяться и не имеют смысла, но они привлекают внимание посетителей, которые подходят к Попугаю. Если посетитель подошел к одному из датчиков местоположения посетителей, Попугай поворачивается в его сторону, внимательно смотрит на него, моргает глазами и выдает фразы из второго формирователя фраз, например: «Здравствуйте», «Как вас зовут», «Я Кеша», «Я умный», «Вы мне нравитесь» и т.д. Посетители уходят, срабатывает датчик присутствия и Попугай переходит в режим покоя.

Недостатками прототипа являются то, что робототехническая фигура Попугая не может перемещаться в пространстве из-за наличия внешних датчиков местоположения посетителей, которые крепятся к поверхности пола; робототехническая фигура Попугая имеет одностороннюю связь с посетителями, так как звуковая информация заранее записана на формирователе фраз и, следовательно, робот не может выполнять функции экскурсовода или гида, что значительно уменьшает его функциональные возможности.

Основной целью предлагаемого изобретения является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая звуковоспроизводящая робототехническая конструкция, выполненная в виде фигуры Морского царя, содержащая голову, в которой размещается механизм движения глазами, механизм движения ртом, механизм поворота головы и туловища, корону, механизм движения руками, трезубец, ноги, пьедестал, блок управления, в котором размещается датчик присутствия, источник питания, шины питания микросхем блока управления, источник освещения, генератор импульсов со счетчиком команд, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), регистр команд, формирователь фраз, усилитель низкой частоты (УНЧ), формирователь сигналов управления глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения, формирователь сигналов управления ртом, формирователь сигналов управления поворотом головы и туловища, формирователь сигналов управления движением рук, при этом датчик присутствия подключен на вход источника питания, выход источника питания подключен к шинам питания микросхем блока управления и на вход источника освещения, выход генератора импульсов со счетчиком команд подключен на вход ППЗУ, выходы ППЗУ подключены на входы регистра команд, выходы регистра команд подключены на вход формирователей фраз, на вход формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища и на вход формирователя сигналов управления движением рук, выход формирователя фраз подключен на вход УНЧ , выход УНЧ подключен на входы формирователя сигналов звукового сопровождения и на вход формирователя сигналов управления ртом, выход формирователя сигналов управления глазами подключен к механизму движения глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения подключен на вход динамика, выходы формирователя сигналов управления ртом подключены на вход механизма управления ртом, выходы формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища подключены к механизму поворота головы и туловища, выходы формирователя сигналов управления движением руками подключены на вход механизмам движения рук, согласно изобретения, из состава робототехнической конструкции исключены датчики местоположения посетителей и в состав робототехнической конструкции введен пульт управления, в состав которого входят приемник звука пульта, наушники оператора, приемник видеосигнала пульта, дисплей пульта, микрофон пульта усилитель звука пульта, передатчик звука пульта, панель с органами управления, формирователь команд пульта, передатчик команд пульта; в состав блока управления введен приемник внешних команд и переключатель команд «Внешние- внутренние, при этом выход приемника звука пульта подключен на вход наушников оператора, выход приемника видеосигнала пульта подключен на вход дисплея пульта, выход микрофона пульта подключен на вход усилителя звука пульта, который подключен на вход передатчика звука пульта, панель с органами управления подключена на вход формирователя команд пульта, выход формирователя команд пульта подключен на вход передатчика команд пульта, приемник внешних команд блока управления подключен на вход переключателя команд «Внешние- внутренние.», выход переключателя команд «Внешние- внутренние» подключен на вход генератора импульсов со счетчиком команд.

В качестве элементной базы для звуковоспроизводящей робототехнической конструкция конструкции используются микросхемы серий К 561, К 176, типовые элементы памяти, стандартные ППЗУ, которые отличаются низкой стоимостью, высокой надежностью. Особенностью предлагаемого изобретения является то, что при работе не требуется никаких настроечных и подготовительных работ, так как функционирование предлагаемой конструкции происходит автоматически режиме прямого общения оператора с посетителями через робототехническую фигуру Морского царя.

Общий вид фигуры Морского царя изображен на фиг. 1, структурная схема блока управления приведена на фиг. 2, структурная схема пульта управления приведена на фиг. 3.

Звуковоспроизводящая робототехническая конструкция, выполненная в виде фигуры Морского царя 1, содержащая голову 2, в которой размещается механизм движения глазами 3, механизм движения ртом 4 и механизм поворота головы и туловища 5, корону 6, механизм движения руками 7, трезубец 8, ноги 9, пьедестал 10, блок управления 11, в котором размещаются датчик присутствия 12, источник питания 13, шины питания микросхем 14 блока управления 11, источник освещения 15, генератор импульсов со счетчиком команд 16, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 17, регистр команд 18, формирователь фраз 19, усилитель низкой частоты (УНЧ) 20, формирователь сигналов управления глазами 21, формирователь сигналов звукового сопровождения 22, формирователь сигналов управления ртом 23, формирователь сигналов управления поворотом головы и туловища 24, формирователь сигналов управления движением рук 25, при этом датчик присутствия 12 подключен на вход источника питания 13, выход источника питания 13 подключен к шинам питания микросхем 14 блока управления 11 и на вход источника освещения 15, выход генератора импульсов со счетчиком команд 16 подключен на вход ППЗУ 17, выходы ППЗУ 17 подключены на входы регистра команд 18, выходы регистра команд 18 подключены на вход формирователей фраз 19, на вход формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища 24 и на вход формирователя сигналов управления движением руками 25, выход формирователя фраз 19 подключен на вход УНЧ 20, выход УНЧ 20 подключен на входы формирователя сигналов звукового сопровождения 22 и на вход формирователя сигналов управления ртом 23, выход формирователя сигналов управления глазами 21 подключен к механизму движения глазами 3, формирователь сигналов звукового сопровождения 22 подключен на вход динамика 39, выход формирователя сигналов управления ртом 23 подключены на вход механизма управления ртом 4, выходы формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища 24 подключены к механизму поворота головы и туловища 5, выход формирователя сигналов управления движением руками 25 подключен на вход механизмам движения руками. Кроме того в состав робототехнической конструкции введен пульт управления 28, в состав которого входят приемник звука пульта 29, наушники оператора 30, приемник видео пульта 31, дисплей пульта 32, микрофон пульта 33, усилитель 34, передатчик звука пульта 35, панель с органами управления 36, формирователь команд пульта 37, передатчик команд пульта 38, кроме того в состав блока управления 11 введен приемник внешних команд 26 и переключатель команд «Внешние-внутренние» 27, при этом выход приемника звука пульта 29 подключен на вход наушников оператора 30, выход приемника видео пульта 31 подключен на вход дисплея пульта 32, выход микрофона пульта 33 подключен на вход усилителя 34, который подключен на вход передатчика звука пульта 35, панель с органами управления 36 подключена на вход формирователя команд пульта 37, выход формирователя команд пульта 37 подключен на вход передатчика команд пульта 38, приемник внешних команд 26 блока управления 11 подключен на вход переключателя команд «Внешние- внутренние» 27, выход переключателя команд «Внешние-внутренние» 27 подключен на вход генератора импульсов со счетчиком команд, 16

Работа предлагаемой звуковоспроизводящей робототехнической конструкции происходит следующим образом.

В исходном состоянии Морской царь 1 находится в состоянии покоя. При появлении посетителей срабатывает датчик присутствия 12, который включает источник питания 13 и источник освещения 15, при этом фигура Морского царя 1 оживает, включается генератор импульсов со счетчиком команд 16, включается ППЗУ 17, на выходе регистра команд 18 формируются команды, которые выполняются. При этом Морской царь 1 моргает глазами 3, вертит головой 2, поворачивает туловище 5, двигает руками 7. Морской царь 1 говорит отдельные слова и фразы с движением рта в такт со словами, например: «Я Морской царь», «Привет», «Посетите нашу выставку» и т.д. Фразы могут повторяться, но они привлекают посетителей, которые подходят к Морскому царю и далее по его указанию проходят на культурное мероприятие. Работа в режиме внешнего управления происходит с использованием пульта управления 28 и оператора, который находится в помещении и видит робототехническую фигуру и слышит звуковой фон и одновременно не виден в помещении, где находится робот. При переходе на внешнее управление оператор нажимает на соответствующую клавишу на панели с органами управления 36 на пульте управления 28, которая формирует команду и с помощью передатчика команд пульта 38 выдает команду на приемник внешних команд 26 блока управления 11, переводя робототехническую конструкцию в режим внешнего управления. При этом запрещается формирование внутренних команд, и робот выполняет только внешние команды с внешним звуковым сопровождением. Такой режим очень эффективен, так как посетитель слышит Морского царя 1 с движением рта, может задать ему вопрос и получить исчерпывающий ответ и даже вступить с ним в полемику, общаясь напрямую. Посетители уходят, срабатывает датчик присутствия 12 и роботизированная конструкция переходит в режим покоя.

В качестве элементной базы для звуковоспроизводящей робототехнической конструкции используются микросхемы серий К 561, К 176, типовые элементы памяти, стандартные ППЗУ, которые отличаются низкой стоимостью, высокой надежностью. Особенностью предлагаемого изобретения является то, что при работе не требуется никаких настроечных и подготовительных работ, так как функционирование предлагаемой конструкции происходит автоматически в режиме прямого общения оператора с посетителями через робототехническую фигуру Морского царя.

Изобретение относится к электромеханическим, звуковоспроизводящим робототехническим конструкциям, которые могут быть использованы в детских, дошкольных, культурных, развлекательных и учебных центрах. Технический результат достигается тем, что предлагаемая звуковоспроизводящая робототехническая конструкция, выполненная в виде фигуры Морского царя, содержащая голову, в которой размещается механизм движения глазами, механизм движения ртом, механизм поворота головы и туловища, корону, механизм движения руками, трезубец, ноги, пьедестал, блок управления, в котором размещается датчик присутствия, источник питания, шины питания микросхем блока управления, источник освещения, генератор импульсов со счетчиком команд, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), регистр команд, формирователь фраз, усилитель низкой частоты (УНЧ), формирователь сигналов управления глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения, формирователь сигналов управления ртом, формирователь сигналов управления поворотом головы и туловища, формирователь сигналов управления движением рук, при этом датчик присутствия подключен на вход источника питания, выход источника питания подключен к шинам питания микросхем блока управления и на вход источника освещения, выход генератора импульсов со счетчиком команд подключен на вход ППЗУ, выходы ППЗУ подключены на входы регистра команд, выходы регистра команд подключены на вход формирователей фраз, на вход формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища и на вход формирователя сигналов управления движением рук, выход формирователя фраз подключен на вход УНЧ, выход УНЧ подключен на входы формирователя сигналов звукового сопровождения и на вход формирователя сигналов управления ртом, выход формирователя сигналов управления глазами подключен к механизму движения глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения подключен на вход динамика, выходы формирователя сигналов управления ртом подключены на вход механизма управления ртом, выходы формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища подключены к механизму поворота головы и туловища, выходы формирователя сигналов управления движением рук подключены на вход механизма движения рук, согласно изобретению, из состава робототехнической конструкции исключены датчики местоположения посетителей и в состав робототехнической конструкции введен пульт управления, в состав которого входят приемник звука пульта, наушники оператора, приемник видеосигнала пульта, дисплей пульта, микрофон пульта усилитель звука пульта, передатчик звука пульта, панель с органами управления, формирователь команд пульта, передатчик команд пульта; в состав блока управления введен приемник внешних команд и переключатель команд «Внешние-внутренние», при этом выход приемника звука пульта подключен на вход наушников оператора, выход приемника видеосигнала пульта подключен на вход дисплея пульта, выход микрофона пульта подключен на вход усилителя звука пульта, который подключен на вход передатчика звука пульта, панель с органами управления подключена на вход формирователя команд пульта, выход формирователя команд пульта подключен на вход передатчика команд пульта, приемник внешних команд блока управления подключен на вход переключателя команд «Внешние-внутренние», выход переключателя команд «Внешние-внутренние» подключен на вход генератора импульсов со счетчиком команд. В качестве элементной базы для звуковоспроизводящей робототехнической конструкция конструкции используются микросхемы серий К 561, К 176, типовые элементы памяти, стандартные ППЗУ, которые отличаются низкой стоимостью, высокой надежностью. Особенностью предлагаемого изобретения является то, что при работе не требуется никаких настроечных и подготовительных работ, так как функционирование предлагаемой конструкции происходит автоматически в режиме прямого общения оператора с посетителями через робототехническую фигуру Морского царя. 3 ил.

Звуковоспроизводящая робототехническая конструкция, выполненная в виде фигуры Морского царя, содержащая голову, в которой размещается механизм движения глазами, механизм движения ртом, механизм поворота головы и туловища, корону, механизм движения руками, трезубец, ноги, пьедестал, блок управления, в котором размещается датчик присутствия, источник питания, шины питания микросхем блока управления, источник освещения, генератор импульсов со счетчиком команд, программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), регистр команд, формирователь фраз, усилитель низкой частоты (УНЧ), формирователь сигналов управления глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения, формирователь сигналов управления ртом, формирователь сигналов управления поворотом головы и туловища, формирователь сигналов управления движением рук, при этом датчик присутствия подключен на вход источника питания, выход источника питания подключен к шинам питания микросхем блока управления и на вход источника освещения, выход генератора импульсов со счетчиком команд подключен на вход ППЗУ, выходы ППЗУ подключены на входы регистра команд, выходы регистра команд подключены на вход формирователей фраз, на вход формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища и на вход формирователя сигналов управления движением рук, выход формирователя фраз подключен на вход УНЧ, выход УНЧ подключен на входы формирователя сигналов звукового сопровождения и на вход формирователя сигналов управления ртом, выход формирователя сигналов управления глазами подключен к механизму движения глазами, формирователь сигналов звукового сопровождения подключен на вход динамика, выходы формирователя сигналов управления ртом подключены на вход механизма управления ртом, выходы формирователя сигналов управления поворотом головы и туловища подключены к механизму поворота головы и туловища, выходы формирователя сигналов управления движением руками подключены на вход механизма движения рук, отличающаяся тем, что из состава робототехнической конструкции исключены датчики местоположения посетителей и в состав робототехнической конструкции введен пульт управления, в состав которого входят приемник звука пульта, наушники оператора, приемник видеосигнала пульта, дисплей пульта, микрофон пульта, усилитель звука пульта, передатчик звука пульта, панель с органами управления, формирователь команд пульта, передатчик команд пульта; в состав блока управления введен приемник внешних команд и переключатель команд «Внешние-внутренние», при этом выход приемника звука пульта подключен на вход наушников оператора, выход приемника видеосигнала пульта подключен на вход дисплея пульта, выход микрофона пульта подключен на вход усилителя звука пульта, который подключен на вход передатчика звука пульта, панель с органами управления подключена на вход формирователя команд пульта, выход формирователя команд пульта подключен на вход передатчика команд пульта, приемник внешних команд блока управления подключен на вход переключателя команд «Внешние-внутренние», выход переключателя команд «Внешние-внутренние» подключен на вход генератора импульсов со счетчиком команд.