一种行走玩具及其控制系统
技术领域
本申请涉及玩具技术领域，特别是涉及一种行走玩具及其控制系统。
背景技术
随着科技的发展，人民生活水平的提高，玩具产业的市场也越来越大，行走玩具是很多小孩子特别喜欢的玩具，其市场容量很大。
现有技术中行走玩具多为通过一些简单的机械原理设计而成，即只能完成简单的限定命令，其功能性比较单一、灵活性差不足以及趣味性不高。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种行走玩具及其控制系统，能够解决现有技术中行走玩具功能单一、灵活性差互动性不足以及趣味性不高的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种行走玩具的控制系统，所述控制系统包括主控模块及分别连接所述主控模块的模式切换模块、测距模块以及驱动模块；其中，所述模式切换模块用于选择所述行走玩具工作状态，以使得所述行走玩具在不同的工作模式下工作；所述测距模块用于感测所述玩具人周围环境中障碍物的位置信息并将所述障碍物位置信息传送至所述主控模块；所述主控模块根据所述不同工作模式以及所述障碍物的位置信息规划所述行走玩具的路径，从而指令所述驱动模块驱动所述行走玩具运动。
其中，所述测距模块进一步包括分别连接所述主控模块且分别设置于所述行走玩具三个不同方向的第一测距单元、第二测距单元以及第三测距单元，所述第一测距单元、所述第二测距单元以及所述第三测距单元用于对所述三个不同方向的障碍物进行分时检测。
其中，每一所述测距单元均包括一光敏二极管及和所述光敏二极管连接的光敏二极管的收发装置。
其中，每一所述光敏二极管的工作波长为500～1000um，且每一所述光敏二极管的有效测距范围为小于或等于30cm。
其中，所述模式切换模块进一步包括分别连接所述主控模块的第一切换单元及第二切换单元，所述第一切换单元及所述第二切换单元用于对所述行走玩具的不同工作模式进行切换。
其中，所述控制系统还包括连接所述主控模块的电源模块，所述电源模块用于为所述行走玩具供电。
其中，所述控制系统还包括连接所述电源模块的低压检测模块，所述低压检测模块用于检测所述电源模块的电压情况，以使得在所述电源模块低于电压预警值时发出预警。
其中，所述控制系统还包括连接所述主控模块的语音播报模块，所述语音播报模块用于在不同工作模式下播报不同的语音信息。
其中，所述控制系统还包括连接所述主控模块的指示灯模块，所述指示灯模块用于指示不同的工作模式。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种行走玩具，所述行走玩具包括上述任一所述的控制系统。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种行走玩具及其控制系统，包括主控模块及分别连接主控模块的模式切换模块、测距模块以及驱动模块，模式切换模块用于选择行走玩具工作模式，测距模块用于感测行走玩具周围环境中障碍物的位置信息，主控模块根据不同工作模式以及障碍物的位置信息规划行走玩具的路径，从而指令驱动模块驱动行走玩具实现不同模式下自动避障或者跟随，从而丰富了行走玩具的功能，同时增强了趣味性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本申请行走玩具控制系统一实施方式的结构示意图；
图2是本申请行走玩具在跟随模式下一实施方式的运动示意图；
图3是本申请行走玩具在跟自由模式下一实施方式的运动示意图；
图4是本申请行走玩具向左旋转半圈的示意图；
图5是本申请行走玩具向右旋转半圈的示意图；
图6是本申请行走玩具向左转弯一圈的示意图；
图7是本申请行走玩具向右转弯一圈的示意图；
图8是本申请行走玩具一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图1为本申请行走玩具控制系统一实施方式的结构示意图，如图1所示，本申请提供的行走玩具控制系统100包括主控模块110及分别连接主控模块110的模式切换模块120、测距模块130以及驱动模块140。
可选地，本申请中模式切换模块120用于选择行走玩具的工作状态，以使得行走玩具在不同的工作模式下工作。具体地，本申请中行走玩具可以包括如下几种工作模式跟随模式、避障工作模式、手势感应以及自由模式等，且在不同的工作模式下行走玩具的运动状态不同。
进一步，本申请的模式切换模块120还进一步包括分别连接主控模块110的第一切换单元121及第二切换单元122，其中第一切换单元121及第二切换单元122均具有触摸功能，通过触摸不同的切换单元可以实现行走玩具不同工作模式的切换。结合图2，图2为本申请行走玩具在跟随模式下一实施方式的运动示意图，如图2，同时触摸行走玩具的第一切换单元121及第二切换单元122则进入跟随模式，即此时该行走玩具可以跟随前面的运动物体行走，包括跟随前面的运动物体进行向前、后、左、右及转弯等动作。
结合图3，图3为本申请行走玩具在跟自由模式下一实施方式的运动示意图，可以理解的是若只触碰行走玩具的第一切换单元121或/第二切换单元122，则此时可以进入避障工作模式或者自由模式。以自由模式为例，行走玩具进入自由模式后，能够在自带行走模式中进行斜立行走，即在该模式下行走玩具也同样也能同样能够实现向前、后、左、右、转弯及转圈等动作。
可选地，测距模块130用于感测行走玩具周围环境中障碍物的位置信息并将障碍物位置信息传送至主控模块110。
本申请测距模块130进一步包括连接所述主控模块110且分别设置于行走玩具三个不同方向的第一测距单元131、第二测距单元132以及第三测距单元133，且第一测距单元131、第二测距单元132以及第三测距单元133用于对三个不同方向的障碍物进行分时检测，从而得到障碍物的位置信息。具体地，第一测距单元131及第二测距单元132可以设置在行走玩具的前进方向的左右两侧，第三测距单元133可以设置在行走玩具的正后方，如此可以实现三个不同方向的障碍物进行分时检测。
进一步，本申请中每一测距单元均包括一光敏二极管及和光敏二极管连接的光敏二极管的收发装置。具体地，第一测距单元131中包括第一光敏二极管(图未示)及连接所述第一光敏二极管的第一光敏二极管的收发装置图未示)。第二测距单元132中包括第二光敏二极管(图未示)及连接所述第二光敏二极管的第二光敏二极管的收发装置图未示)。第三测距单元133包括第三光敏二极管(图未示)及连接所述第三光敏二极管的第三光敏二极管的收发装置图未示)。其中，三个测距单元中的光敏二极管工作波长为500～1000um，其有效测距范围为小于或等于30cm。
上述实施例中规避了现有技术中红外发射接收原理，实现障碍物检测的等同效果，且根据多探头的智能识别检测丰富了产品的功能。
进一步，主控模块110用于根据不同工作模式以及障碍物的位置信息规划行走玩具的路径，从而指令驱动模块140实现行走玩具的避障或跟随。
可选地，本申请就行走玩具的避障、跟随以及手势感应等主要工作模式的工作原理进行详细介绍：
一、避障工作模式
当触摸模式切换模块120中的任一一切换单元，此时行走玩具进入避障工作模式，可以理解的是进入避障工作模式后需要结合测距模块130检测行走玩具周围的障碍物信息，且本申请采用的是三个不同方向障碍物的分时检测，如此可以分三种情况：
1、只有第一测距单元131(位于行走玩具前进方向的左侧)检测到有障碍物，第二测距单元132以及第三测距单元133没有侦测到障碍物，此时第一测距单元131将检测到的障碍物位置信息传送至主控模块110，主控模块110收到该方向上的障碍物位置信息后进一步进行路径规划，并指令驱动模块150往第二测距单元132的方向转动(右前方转动)从而避开该障碍物。
2、只有第二测距单元132(位于行走玩具前进方向的右侧)检测到有障碍物，第一测距单元131以及第三测距单元133没有侦测到障碍物，此时第二测距单元132将检测到的障碍物位置信息传送至主控模块110，主控模块110收到该方向上的障碍物位置信息后进一步进行路径规划，并指令驱动模块150往第一测距单元132的方向转动(左前方转动)从而避开该障碍物。
3、第一测距单元131及第二测距单元132同时检测到存在障碍物，则将该障碍物的位置信息传送至主控模块110，主控模块110收到该障碍物位置信息后进一步进行路径规划，并指令驱动模块150刹车，并后退预设距离后再旋转预设角度，从而避开该障碍物，并继续行驶。本申请中行走玩具后退的具体可以按照实际情况进行设置，本申请不作具体限定，且行走玩具旋转的预设角度值大于90°，从而确保行走玩具能够完全避开障碍物。
上述实施方式，通过采用光敏探测原理利用三个方向的障碍物位置信息分时检测，能够实现行走玩具的自主避障功能。
二、跟随工作模式
进一步结合图2，其中，本申请实施例中以两个行走玩具简单介绍跟随模式的原理，即1号行走玩具作为被跟踪对象，2号行走玩具跟随1号行走玩具。当然在其他实施方式中，可以是多个行走玩具组成的队列，进行跟随模式，其原理和两个行走玩具的类似，后续不再赘述，且本申请也不限定跟随模式中行走玩具的具体数量。
可选地，当同时触摸模式切换模块120中的第一切换单元121及第二切换单元122时，此时行走玩具进入跟随工作模式，可以理解的是进入跟随工作模式后也需要结合测距模块130检测行走玩具周围的障碍物信息，具体有：
在跟随工作模式下，2号行走玩具的主控模块110根据测距模块130检测到障碍物(本实施例中的障碍物1号行走玩具，当然在其他实施方式中，也可以是其他类型的玩具产品，此处不做具体限定)的位置预先做距离设定，本申请具体应用场景中，当前2号行走玩具和1号行走玩具的距离始终保存在5cm左右，当然在其他实施方式中，还可以设置为其他6cm、7cm、8cm等，此处不做具体的限定。也即是说若测距模块130检测到2号行走玩具和1号行走玩具之间的位置距离超过5cm时，则主控模块110控制驱动模块140的电机加速转动从而跟上1号行走玩具。可以理解的是，行走玩具之间的距离信息不同速度也不同，能够达到既不跟丢也不撞上的效果。此外，2号行走玩具的第三测距单元133(位于行走玩具正后方向)同时还可以释放跟随信息，让后面的行走玩具(不限于本申请的同类行走玩具，还可以是其他行走玩具)能够跟随过来。
进一步，在本申请的跟随工作模式中第一测距单元131或者第二测距单元132收到的障碍物的模拟电压信号，并将该模拟电压信号反馈至主控模块110，主控模块110会根据第一时间通过第一测距单元131及第二测距单元132中的光敏探头校正位置，尽量使得当前2号行走玩具处于要跟随障碍物或者同类行走玩具的正前方位置，并按照此要求调整当前行走玩具的角度，实现动态调整行走玩具的位置信息。
上述实施方式中，通过采用光敏探测原理检测障碍物位置信息，能够实现行走玩具的自主跟随功能。
三、手势感应工作模式
可选地，本申请中手势感应模式中主控模块110会根据接收到的不同测距单元返回的手势信号的先后顺序从而控制行走玩具的不同运动状态，进一步细分为如下情况：
1)、行走玩具向左转约半圈，结合图4，图4为本申请行走玩具向左旋转半圈的示意图，具体地，在该应用场景中，主控模块110先接收到第一测距单元131的手势信号再接收到第三测距单元133的手势信号，主控模块110根据该手势信号指令驱动模块140，从而控制行走玩具向左转约半圈；
2)、行走玩具向右转约半圈，结合图5，图5为本申请行走玩具向右旋转半圈的示意图。可选地，主控模块110先接收到来自第二测距单元132的手势信号，再接收到来自第三测距单元133的手势信号，主控模块110根据该手势信号指令驱动模块140，从而控制行走玩具向右转约半圈；
3)、行走玩具向左转弯一圈，结合图6，图6为本申请行走玩具向左转弯一圈的示意图。在该应用场景中，主控模块110先后接收到手势信号分别来自第二测距单元132、第三测距单元133以及第一测距单元131，主控模块110根据该手势信号指令驱动模块140，从而控制行走玩具向左转弯一圈。可选地，若按照上述序划动多圈，则行走玩具向左转弯的圈数和手势划动圈数相等；
4)、行走玩具向右转弯一圈，结合图7，图7为本申请行走玩具向右转弯一圈的示意图。在该应用场景中，主控模块110接收到的手势信号分别来自第一测距单元131、第三测距单元133以及第二测距单元132，主控模块110根据该手势信号指令驱动模块140，从而控制行走玩具向右转弯一圈。可选地，若按照上述序划动多圈，则行走玩具向有转弯的圈数和手势划动圈数相等；
5)、行走玩具原地旋转，在该应用场景中，主控模块110同时接收到来自第一测距单元131、第三测距单元133以及第二测距单元132的手势信号，则主控模块控制行走玩具原地旋转。
可选地，在其他实施方式中，通过改变不同的手势顺序还可以衍生其他的动作，本申请不做具体限定。
除此之外，本申请提供的控制系统100进一步包括连接主控模块110的电源模块150，其中电源模块150用于为行走玩具供电。
可选地，本申请中控制系统100还包括连接所述电源模块150的低压检测模块160，所述低压检测模块160用于检测电源模块150的电压情况，以使得在电源模块150低于电压预警值时发出预警。
进一步，本申请提供的控制系统100还包括连接所述主控模块110的语音播报模块170，所述语音播报模块170用于在不同工作模式下播报不同的语音信息。例如，在避障工作模式下，当测距模块130检测到障碍物的位置信息后，则此时可以播报“前方有障碍物，请注意”，又或者是在跟随工作模式下，当障碍物和当前行走玩具的距离超过预设距离后，此时可以播报“请加速”等等，此处不做具体限定。
所述控制系统100还包括连接所述主控模块110的指示灯模块180，所述指示灯模块180用于指示不同的工作模式。具体地，不同的工作模式下，指示灯模块180的颜色可以不同，举例来说，避障工作模式下指示灯模块可以指示橙色，跟随工作模式下可以指示蓝色、自由模式下可以指示绿色等，此处不做具体限定。
上述实施方式中提供的行走玩具的控制系统包括主控模块及分别连接主控模块的模式切换模块、测距模块以及驱动模块，模式切换模块用于选择行走玩具工作模式，测距模块用于感测行走玩具周围环境中障碍物的位置信息，主控模块根据不同工作模式以及障碍物的位置信息规划行走玩具的路径，从而指令驱动模块驱动行走玩具实现不同模式下自动避障或者跟随，从而丰富了行走玩具的功能，同时增强了趣味性。
可选地，结合图8，图8为本申请行走玩具一实施方式的结构示意图，如图8，行走玩具200包括上述实施方式中所述的控制系统，其中，该控制系统的主要构成和原理详见上述实施方式的具体描述，此处不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
