專利名稱：手機驅動機器人的制作方法
手機驅動機器人技術領域
通訊領域和自控領域背景技術
進入老齡化社會，獨生子女照顧兩家老人問題，對某些家庭來說是一個難題，通過這項技術開發產品，可以實現可視化虛擬人，模擬本人與遠端的老人親切交流交互，實現對空巢老人遠程的照料；
充分利用手機的普及性、接口通用性和軟件可個性化定制，利用手機系統替代機器人的“芯”，使得機器人成本降低，可定制程度卻大幅提高，接口通用標準，軟件易于開發，為未來機器人產業的平民化探路；
破舊手機更新換代，本項技術可以充分利用家中棄置不用的備份手機，實現資源的再利用，也使得產品成本低廉。發明內容
本發明提供一種可從近端手機或電腦控制遠端手機，驅動連接在遠端手機上的機電設備運行的系統，實現手機驅動機器人。
為解決上述技術問題，設計如下模塊:
I)對遠端手機通用接口信號做轉換的“核心接口單元”，將遠端手機接口信號轉換為機電設備的驅動信號，將外部機電信號轉換為手機接口可識別信號，使得通過遠端手機軟件控制機電設備，以及光電感應設備傳輸信息到手機成為可能；
2)近端手機專用控制軟件和近端電腦專用控制軟件，實現功能主要為對遠端手機執行部件的“圖形模擬觸摸式控制”，使得在手機屏幕上可以模擬遠端手機執行部件的運行，觸摸對其發送執行指令；觸摸式控制方式的替代方案可選擇參數配置方式、仿真手柄模擬或按鍵模擬控制式；專用控制軟件分為兩部分，其一為手機間同步模塊，軟件版本較為穩定，作為平臺軟件，另一部分為執行機構定制軟件，專門設計并網絡發布；
3)遠端手機專用受控服務軟件，使得近端手機或近端電腦下發的控制信號可以正確地被遠端手機接收并下達到“核心接口單元”，進而控制執行部件運行；
4)遠端手機專用執行機構軟件，實現功能主要為對手機執行部件的“圖形模擬觸摸式控制”，使得手機屏幕可以模擬執行部件的運行，觸摸發送指令到手機執行部件；與“專用控制軟件”和“受控服務軟件”中軟件有簡單接口，保證由近端手機發送的控制指令可執行；觸摸式控制的替代方案可選擇參數配置方式、仿真手柄模擬或按鍵模擬控制式；
5) 一體化的執行機器人機構硬件集成設計:通過手機音頻接口接通揚聲器和聽筒，模擬人發聲和聽覺；利用手機的攝像頭和手機驅動轉軸作為攝像裝置，模擬視覺；執行部件為驅動輪、機械四肢等模擬四肢；傳感器可有線到核心接口單元或無線連接到手機，模擬各類感應；
6) “核心接口單元”有單元間串并聯組網的接口，通過接口可串并聯組網編隊，實現各種網路布局，對大量執行部件進行同步或異步控制；
7)手機定制專用監控軟件，實現對手機輸入接口信號的監控:在手機中安裝軟件后，利用“核心接口單元”將機器人等執行構件感知信號和環境傳感信號轉換為手機可解析信號，反饋回手機，通過手機軟件模擬外部機器人構件和環境狀況；
8)安裝轉軸，手機通過“核心接口單元”驅動轉軸，可360°轉動手機，使得手機攝像頭攝像畫面不局限于一個方位；設計兩個非平行轉軸，可控制手機全方位監控，模擬人“主動環顧四周”；
9)執行構件加入無線模塊，與手機無線通訊，使手機通過無線方式控制執行構件，也使執行構件通過無線方式上報信息到手機；傳感器增加可動部件，在接收手機無線控制指令后可執行動作。


圖1是遠端手機驅動機器人的原理圖2是近端控制手機或控制計算機與遠端受控手機通訊的原理圖，圖中附加手機遠程接收傳感信號的示意圖3是一款手機驅動機器人的實現模型，命名為“兔型交流機器人”。
具體實施方式
為形象說明本發明的實施方式，請參見附圖3中的“兔型交流機器人”，有如下實施要點:
I)將手機、核心接口單元和機器人硬件連接，接口互聯；
2)利用手機平臺，定制專用軟件，通過核心接口單元，控制轉軸、手臂和移動部件;
3)通過手機平臺，定制專用軟件，實現手機受控于另一臺手機或電腦；
4)利用手機的視頻攝像頭，作為機器人的眼睛；
5)通過手機的音頻接口，接通聽筒，作為機器人的耳朵；
6)利用手機的音頻接口，接通擴音器，作為機器人的發聲裝置；
7)通過手機的通用串行總線接口，控制機器人的轉軸、手臂和腳輪。
將這款機器人放在千里之外空巢老人的餐座上，利用你在本地的手機或電腦控制，可以實現如下功能:
I)通過揚聲器可以比較大聲地將你的說話聲音傳輸到老人耳中；
2)通過聽筒可以將老人不大的聲音放大后通過手機傳輸到本地；
3)可以通過手機屏幕讓老人看到你的形象，或者給老人在手機上放映視頻；
4)轉軸可旋轉，通過攝像頭360°全方位觀察老人周邊情況；
5)遠程可控驅動輪，使得機器人可按要求移動到指定的位置；
6)可控旋轉手臂的功能可定制，本例為話筒和可抓結構，但也可為勺子、瘙癢器、掃把、觸摸棒、應力彈簧等；
7)通過觸動手機觸摸屏中模擬畫面，可以產生指令信號，例如抬一下手機觸摸屏中虛擬手臂，可以控制旋轉手臂運動，旋轉一下虛擬機體頭部，可以控制機器人旋轉轉軸。
這種機器人的實施方式只是本發明模型的一個參考樣例，參考這一模式設計的其他功能類型機器人，以及參考這一模式設計的遠程控制玩具、模型汽車、機動車、簡單可控構件等，均應包含于本發明的專利保護范圍。
權利要求
1.一種信號驅動模式，其特征在于，手機利用其通用接口，通過數據線與核心接口單元連接，驅動連接在核心接口單元上的執行機構部件運行的模式，執行部件可為各種機電設備，如輪軸、電機、機械臂、投影儀等，特別包括各種滾輪式電動移動設備。
2.一種信號感應模式，其特征在于，手機利用其通用接口，通過數據線與核心接口單元連接，獲取連接在核心接口單元上輸入設備信號的模式，輸入設備包括操縱桿、觸摸控制屏、微縮模型等。
3.—種遠程控制模式，其特征在于，以手機或電腦作為控制器，利用控制器中專用控制軟件，經由無線網絡控制另一部手機，使其按控制器指定的方式，利用核心接口單元驅動執行部件。
4.一種遠程監控模式，其特征在于，以手機或電腦作為監控器，利用監控器中專用監控軟件，經由無線網絡，連接另一部手機，接收其通過核心接口單元探測到的傳感信息或執行機構感觸信息，所述信息包括光電、溫度、壓力等。
5.一種“核心接口單元”功能模塊，其特征在于，一端與手機通用接口連接，一端與執行部件連接，可為芯片、專用電路板、單片機或專用計算機，主要功能為將手機接口信號轉換為外界驅動信號，將外界光電信號轉換為手機接口信號。
6.一種一體化設計模式，其特征在于，揚聲器、聽筒、攝像裝置、執行部件和傳感器四件以上一體化設計模式。
7.一種接口和組網模式，其特征在于，“核心接口單元”設計有單元間串并聯組網的接口，通過接口可串并聯組網編隊，實現各種網路布局，對大量執行部件進行同步或異步控制。
8.—種手機與帶無線模塊的執行機構及傳感器通訊的模式，其特征在于，手機直接通過其無線模塊，驅動可接收無線信號的執行機構，或者接收執行機構發出的傳感信號的模式，通訊模塊可支持的制式包括紅外、藍牙、WLAN、GSM、3G、LTE、LTE-A等無線通訊模式。
9.一種機器人視覺系統，其特征在于，手機通過“核心接口單元”控制驅動轉軸，可轉動手機，使得手機攝像頭可多方位攝像。
10.一種通用設計模式，其特征在于，集成上述1-9點部分或全部特點，參考這一模式設計其他功能類型機器人，以及遠程控制玩具、模型汽車、機動車、簡單可控構件等。
全文摘要
提供一種可從近端手機或電腦控制遠端手機，驅動連接在遠端手機上的機電設備運行的系統，實現遠程驅動和控制構件機器人或其他一體化設備定制“核心接口單元”，實現對手機輸入輸出信號的轉換；通過對手機定制專用軟件，實現對手機輸出接口信號的控制，利用“核心接口單元”將手機軟件產生的信號經由手機通用接口，再轉換為光電信號，驅動機器人構件按照指定的模式和方式運行；通過手機的控制和同步軟件，將近端手機發出的控制或同步信號通過網絡下發到遠端手機，再利用遠端手機的“核心接口單元”下傳信號到執行構件，實現對遠端機器人構件的遠程驅動控制。
文檔編號B25J9/16GK103158152SQ20121056992
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者李博 申請人:李博