本實(shí)用新型涉及服裝領(lǐng)域，更具體涉及裝飾帽。

背景技術(shù)：

帽子作為服飾不可或缺的一部分，除了具有遮陽、增溫和防護(hù)等實(shí)用性作用以外，還有著突出的裝飾作用。目前絕大多數(shù)裝飾性帽子，如禮帽，對于款式的更新主要在于采用新的面料、輔料和制作工藝，以及對于帽子上裝飾物的造型、質(zhì)地和色彩等進(jìn)行改進(jìn)。目前，很少存在具有動(dòng)態(tài)效果展示的裝飾帽子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有裝飾帽子存在缺少動(dòng)態(tài)裝飾功能的缺點(diǎn)，申請人進(jìn)行研究及改進(jìn)，提供一種裝飾效果好的智能動(dòng)態(tài)蝴蝶裝飾帽，并提供裝飾帽上蝴蝶翅膀的扇動(dòng)控制方法。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下方案：

一種智能動(dòng)態(tài)蝴蝶裝飾帽，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)部分及電氣控制部分；

所述機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括帽體及安裝于帽體上的蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件，所述蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件包括固定于所述帽體上的基座、安裝于基座頂部的蝴蝶支撐主體及擺動(dòng)安裝于蝴蝶支撐主體上端的蝴蝶翅，所述蝴蝶支撐主體中上下貫穿安裝有推桿，所述推桿的上端與所述蝴蝶翅的端部鉸接，下端活動(dòng)安裝于驅(qū)動(dòng)凸輪上，所述基座上安裝有位于所述驅(qū)動(dòng)凸輪下方的彈簧開關(guān)；

所述電氣控制部分包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)芯片及步進(jìn)電機(jī)，所述單片機(jī)與所述彈簧開關(guān)連接，所述步進(jìn)電機(jī)安裝于基座上并與所述驅(qū)動(dòng)凸輪連接，所述單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)芯片連接，所述驅(qū)動(dòng)芯片與步進(jìn)電機(jī)連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述蝴蝶翅的下端固定于翅根固定板上，所述翅根固定板上設(shè)有與蝴蝶支撐主體上端鉸接的第一鉸軸及與推桿上端鉸接的第二鉸軸。

所述電氣控制部分還包括傳感器組件，所述傳感器組件與所述驅(qū)動(dòng)芯片連接。

所述傳感器組件包括加速度傳感器和/或紅外傳感器。

一種智能動(dòng)態(tài)蝴蝶裝飾帽中蝴蝶翅膀的扇動(dòng)控制方法，包括以下過程：

系統(tǒng)測試過程：芯片上電時(shí)開始運(yùn)行，獲取硬件參數(shù)以及確定某一時(shí)刻的姿態(tài)，令驅(qū)動(dòng)芯片以周期的電壓電流驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)逐步轉(zhuǎn)動(dòng)，從單片機(jī)I/O口接收到第一個(gè)短時(shí)高電平信號到接收到第二個(gè)短時(shí)高電平信號，自動(dòng)記錄下驅(qū)動(dòng)芯片所輸出的驅(qū)動(dòng)步數(shù)，以及在一個(gè)高電平時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)芯片輸出的驅(qū)動(dòng)步數(shù)；

程序控制展示過程：包括單個(gè)展示過程及組合展示過程；所述單個(gè)展示過程包括勻速扇動(dòng)翅膀過程、加減速扇動(dòng)翅膀過程或震顫過程；

所述勻速扇動(dòng)翅膀過程中，蝴蝶以周期T按正弦曲線扇動(dòng)翅膀；

所述加減速扇動(dòng)翅膀過程中，蝴蝶扇動(dòng)翅膀速度由一個(gè)周期逐漸變?yōu)榱硪粋€(gè)周期；

所述震顫過程中，蝴蝶以極小幅度擺動(dòng)翅膀，其步長數(shù)小于正常周期中的步長數(shù)，并控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)工作；

所述組合展示過程中，裝飾帽上安裝有與所述芯片連接的速度傳感器，根據(jù)速度傳感器的信號控制蝴蝶翅膀的扇動(dòng)狀態(tài)：運(yùn)動(dòng)時(shí)，蝴蝶緩慢勻速扇動(dòng)翅膀，靜止時(shí)，蝴蝶翅膀運(yùn)動(dòng)開始加速，并在高速與低速間不斷循環(huán)若干周期；所述裝飾帽上還安裝有與所述芯片連接的紅外傳感器，當(dāng)有其他人靠近時(shí)，紅外傳感器能感知并使蝴蝶停止并進(jìn)行振顫，隨后繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)扇動(dòng)狀態(tài)。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于：

本實(shí)用新型的裝飾帽，采用蝴蝶動(dòng)態(tài)擺翅裝飾結(jié)構(gòu)，具有裝飾效果好、美觀的特點(diǎn)；其中的動(dòng)態(tài)機(jī)械組件，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、穩(wěn)定；本實(shí)用新型的蝴蝶翅膀扇動(dòng)控制方法，能實(shí)現(xiàn)蝴蝶翅膀的可靠扇動(dòng)，其扇動(dòng)自然、真實(shí)，提高裝飾帽的裝飾效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件的局部結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型中翅根固定板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型中系統(tǒng)測試過程中驅(qū)動(dòng)步數(shù)記錄示意圖。

圖5為本實(shí)用新型中凸輪推動(dòng)推桿的示意圖。

圖6為本實(shí)用新型中推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。

圖7為本實(shí)用新型中減速扇動(dòng)翅膀的示意圖。

圖中：1、右前翅；2、右后翅；3、左前翅；4、左后翅；5、蝴蝶支撐主體；6、電機(jī)；7、基座；8、驅(qū)動(dòng)凸輪；9、推桿；10、左翅根固定板；11、右翅根固定板；12、第一鉸軸；13、第二鉸軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的智能動(dòng)態(tài)蝴蝶裝飾帽，包括帽體及安裝于帽體上的蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件，帽體部分即為普通帶有裝飾效果的禮帽，上面留有安裝蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件以及微控制器電路板部分的空間。蝴蝶動(dòng)態(tài)機(jī)械組件包括固定于帽體上的基座7、安裝于基座7頂部的蝴蝶支撐主體5及擺動(dòng)安裝于蝴蝶支撐主體5上端的蝴蝶翅，蝴蝶翅包括右前翅1、右后翅2、左前翅3和左后翅4，蝴蝶翅的下端固定于翅根固定板上，包括左翅根固定板10及右翅根固定板11；蝴蝶支撐主體5中上下貫穿安裝有推桿9，推桿9的上端與蝴蝶翅的端部鉸接，下端活動(dòng)安裝于驅(qū)動(dòng)凸輪8上，驅(qū)動(dòng)凸輪8由基座7一側(cè)的電機(jī)6驅(qū)動(dòng)，電機(jī)6可由普通電池或可充電電池供電。如圖1、圖3所示，左右翅根固定板的結(jié)構(gòu)相同，以左翅根固定板10為例，其設(shè)有與蝴蝶支撐主體5上端鉸接的第一鉸軸12及與推桿9上端鉸接的第二鉸軸13(見圖3)。

電機(jī)6帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)凸輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)凸輪8上下推拉推桿9，推桿9對上方的左翅根固定板10及右翅根固定板11推動(dòng)，從而帶動(dòng)蝴蝶翅上下扇動(dòng)，呈現(xiàn)蝴蝶的擺翅動(dòng)態(tài)效果。

本實(shí)施例的智能動(dòng)態(tài)蝴蝶裝飾帽中蝴蝶翅膀的扇動(dòng)控制方法，包括以下過程：

1、系統(tǒng)測試過程：芯片上電時(shí)開始運(yùn)行，獲取硬件參數(shù)以及確定某一時(shí)刻的姿態(tài)，令驅(qū)動(dòng)芯片以周期的電壓電流驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)逐步轉(zhuǎn)動(dòng)，從單片機(jī)I/O口接收到第一個(gè)短時(shí)高電平信號到接收到第二個(gè)短時(shí)高電平信號，自動(dòng)記錄下驅(qū)動(dòng)芯片所輸出的驅(qū)動(dòng)步數(shù)a，以及在一個(gè)高電平時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)芯片輸出的驅(qū)動(dòng)步數(shù)n，如圖4所示；

本實(shí)用新型中，姿態(tài)識(shí)別算法分為兩個(gè)部分，第一部分是能夠計(jì)算得出當(dāng)前蝴蝶翅膀所運(yùn)動(dòng)到的位置，第二部分是給出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的補(bǔ)償算法使蝴蝶扇動(dòng)翅膀的姿態(tài)更為自然。

計(jì)算當(dāng)前位置：

如圖5所示，r為圓的半徑，b為所設(shè)計(jì)的圓心到凸輪心的距離，L為凸輪邊槽推動(dòng)推桿的高度，這個(gè)高度隨著凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度而變化，當(dāng)θ＝0時(shí)，L長度最小，為r-b，此時(shí)推桿運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，帶動(dòng)蝴蝶翅膀到達(dá)最高點(diǎn)P，當(dāng)θ＝π時(shí)，L長度最大，為r+b，此時(shí)推桿運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，帶動(dòng)蝴蝶翅膀到達(dá)最低點(diǎn)。在凸輪一圈圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，帶動(dòng)蝴蝶翅膀上下扇動(dòng)。

經(jīng)推算，設(shè)r＝5，b＝2，當(dāng)θ在0到2π時(shí)，推桿運(yùn)動(dòng)如圖6藍(lán)色實(shí)線所示。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)一周的步數(shù)為n，則當(dāng)前推桿位置

其中，n^*為單片機(jī)接收到彈簧開關(guān)的

高電平信號開始電機(jī)驅(qū)動(dòng)步數(shù)的計(jì)數(shù)，到下一次接收到高電平信號重新計(jì)數(shù)，a為一個(gè)高電平期間的步數(shù)。將當(dāng)前翅膀位置α標(biāo)準(zhǔn)化到[0,1]區(qū)間內(nèi)，0為最低，1為最高，則

姿態(tài)補(bǔ)償算法：

定義蝴蝶扇動(dòng)一次翅膀的周期為T，在步進(jìn)電機(jī)輸出的頻率固定時(shí)，每個(gè)步長的時(shí)間為在此情況下，其中t為步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行每步的時(shí)刻點(diǎn)，L^*(t)為每一步所對應(yīng)的推桿位置(這個(gè)數(shù)組的值是固定的)，通過構(gòu)造新的數(shù)組t’，使得所有點(diǎn)(t',L^*(t))處于正弦曲線(當(dāng)需要其他運(yùn)動(dòng)姿態(tài)時(shí)，可以構(gòu)件新的函數(shù))，因此，

以數(shù)組t’作為步進(jìn)電機(jī)每一步的時(shí)刻點(diǎn)，在每一次接收到彈簧開關(guān)的高電平信號時(shí)間后開始按照數(shù)組t'的頻率輸出步長，到下一次接收到彈簧開關(guān)的高電平信號時(shí)間后結(jié)束當(dāng)前周期，開始下一個(gè)循環(huán)，即可使蝴蝶翅膀完全按照正弦曲線扇動(dòng)，如圖6中的紅色虛線所示。

2、程序控制展示過程：包括單個(gè)展示過程及組合展示過程；單個(gè)展示過程包括勻速扇動(dòng)翅膀過程、加減速扇動(dòng)翅膀過程或震顫過程；

2.1、勻速扇動(dòng)翅膀過程中，蝴蝶以周期T按正弦曲線扇動(dòng)翅膀，其周期T可以根據(jù)需求自己設(shè)定。其算法為上述姿態(tài)補(bǔ)償算法。

2.2、加減速扇動(dòng)翅膀過程中，蝴蝶扇動(dòng)翅膀速度由一個(gè)周期逐漸變?yōu)榱硪粋€(gè)周期。

當(dāng)蝴蝶扇動(dòng)翅膀速度由周期T₁逐漸變?yōu)門₂時(shí)，直接在一個(gè)周期結(jié)束后強(qiáng)制加減速會(huì)顯得很不自然。為使得自然，控制加減速過程是在若干個(gè)周期中逐漸變化，使用如下算法：

如圖7為減速扇動(dòng)翅膀的效果圖，用了兩個(gè)周期進(jìn)行減速，前部銜接快速的周期T₁，后部銜接慢速的周期T₂。

2.3、震顫過程中，蝴蝶以極小幅度擺動(dòng)翅膀，其步長數(shù)小于正常周期中的步長數(shù)，并控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)工作；

3、組合展示過程中，裝飾帽上安裝有與芯片連接的速度傳感器，根據(jù)速度傳感器的信號控制蝴蝶翅膀的扇動(dòng)狀態(tài)：運(yùn)動(dòng)時(shí)，蝴蝶緩慢勻速扇動(dòng)翅膀，靜止時(shí)，蝴蝶翅膀運(yùn)動(dòng)開始加速，并在高速與低速間不斷循環(huán)若干周期；裝飾帽上還安裝有與芯片連接的紅外傳感器，當(dāng)有其他人靠近時(shí)，紅外傳感器能感知并使蝴蝶停止并進(jìn)行振顫，隨后繼續(xù)進(jìn)入循環(huán)扇動(dòng)狀態(tài)。

4、啟動(dòng)和停止過程：

啟動(dòng)過程：利用最小速度勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)每一次接收到彈簧開關(guān)的高電平信號后進(jìn)行上述加速運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行上述勻速扇動(dòng)翅膀運(yùn)動(dòng)。停止過程：進(jìn)行上述減速扇動(dòng)翅膀運(yùn)動(dòng)，直至最小速度，按照上述位置算法，到達(dá)指定位置后停止。

以上所舉實(shí)施例為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，僅用來方便說明本實(shí)用新型，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，若在不脫離本實(shí)用新型所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本實(shí)用新型所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本實(shí)用新型的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)特征的范圍內(nèi)。