本發(fā)明涉及一種舞蹈機器人,更具體的說是涉及一種智能舞蹈機器人的控制電路及控制方法。
背景技術(shù):
隨著社會的進步和生活水平的不斷提高,人們對傳統(tǒng)的娛樂方式產(chǎn)生了厭倦,對娛樂也有了新的認識和更高的追求。為了滿足人們的需求,人形機器人特別是會跳舞的人形機器人成為了機器人領(lǐng)域的研究熱點之一。會跳舞的機器人它不僅可以填補老人們的空虛與無聊,更滿足了青年和兒童的好奇心,同時也能激發(fā)他們對新科技的認識和再創(chuàng)造。
現(xiàn)代的人形機器人是一種智能化機器人,在機器的各活動關(guān)節(jié)配置有多達十幾個伺服器,具有多個自由度,特顯靈活,更能完成諸如手臂后擺90度的高難度動作。它還配以設(shè)計優(yōu)良的控制系統(tǒng),通過自身智能編程軟件便能自動地完成整套動作。市面上或是已經(jīng)研究出的人形機器人能隨音樂起舞、行走、起臥、武術(shù)表演、翻跟斗等雜技以及各種奧運競賽動作,但是上述機器人的各種動作都是事先利用程序裝入到機器人內(nèi)的,因而機器人在跳舞的過程中,只能夠不斷的重復(fù)預(yù)先裝入到機器人內(nèi)部的舞蹈動作,不能夠?qū)崿F(xiàn)一個學(xué)習(xí)舞蹈的效果,因而每一款機器人只能夠?qū)崿F(xiàn)跳幾種舞蹈,且不能夠進行改變,這樣一方面大大的降低了舞蹈機器人的娛樂性,另一方面也局限了舞蹈機器人的使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種具有自主學(xué)習(xí)能力的智能舞蹈機器人的控制電路及控制方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種智能舞蹈機器人的控制電路,用于控制舞蹈機器人關(guān)節(jié)電機運轉(zhuǎn),其特征在于:包括:
傳感器系統(tǒng),設(shè)置在外部機器人關(guān)節(jié)的位置上,用于檢測機器人關(guān)節(jié)的位置信息,其中,傳感器系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器、發(fā)射器和接收器,所述發(fā)射器和接收器分別設(shè)置在機器人關(guān)節(jié)的兩個臂上,并均與數(shù)據(jù)處理器耦接,所述發(fā)射器發(fā)射出信號,接收器接收信號,當(dāng)接收器接收到發(fā)射器發(fā)射出的信號時,數(shù)據(jù)處理器輸出感應(yīng)信號;
電機驅(qū)動電路,耦接于外部機器人電機,用以驅(qū)動機器人電機運轉(zhuǎn);
控制系統(tǒng),耦接于傳感器系統(tǒng),還耦接于電機驅(qū)動電路,用于接收數(shù)據(jù)處理器輸出的感應(yīng)信號,并發(fā)出電機驅(qū)動信號到電機驅(qū)動電路;
語音識別系統(tǒng),耦接于控制系統(tǒng),用于采集外界的聲音信號,并將聲音信號轉(zhuǎn)換成語言信號后輸入到控制系統(tǒng)內(nèi);
其中,控制系統(tǒng)內(nèi)具有學(xué)習(xí)模式和工作模式,當(dāng)控制系統(tǒng)處于學(xué)習(xí)模式時,控制系統(tǒng)同時接收傳感器系統(tǒng)輸出的感應(yīng)信號和語音識別系統(tǒng)輸出的輸出的語言信號,將此時刻的感應(yīng)信號和語音信號打包為一組,作為電機驅(qū)動信號進行存儲,將多個時刻的電機驅(qū)動信號按照時刻順序整合,形成一段時間的舞蹈信號,當(dāng)控制系統(tǒng)處于工作模式時,語音識別系統(tǒng)采集外界的聲音信號轉(zhuǎn)換成語音信號輸入到控制系統(tǒng)內(nèi),控制系統(tǒng)根據(jù)舞蹈信號內(nèi)語音信號對應(yīng)的感應(yīng)信號,輸出驅(qū)動信號到電機驅(qū)動電路,驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)帶動機器人關(guān)節(jié)調(diào)整到感應(yīng)信號對應(yīng)的位置上。
作為本發(fā)明的進一步改進,所述控制系統(tǒng)包括:
主控電路,該主控電路包括單片機u3,該單片機u3具有復(fù)位引腳、振蕩輸入引腳和多個i/o引腳,所述復(fù)位引腳耦接有電阻r17后接地,還耦接有電容后耦接于電源,所述電容并聯(lián)有復(fù)位按鈕kb1,所述振蕩輸入引腳具有兩個,分別耦接有電容c2和電容c3后接地,且兩個振蕩輸入引腳之間還耦接有晶振xtal1,所述i/o引腳用于與傳感器系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路和語音識別系統(tǒng)通信;隔離電路,該隔離電路包括輸入隔離電路和輸出隔離電路,所述輸入隔離電路耦接于單片機u3的i/o引腳和語音識別系統(tǒng)之間,所述輸出隔離電路耦接于單片機u3的i/o引腳和電機驅(qū)動電路之間,所述輸入隔離電路和輸出隔離電路均包括多個電阻、多個發(fā)光二極管和多個光耦繼電器,其中,一個電阻、一個發(fā)光二極管和一個光耦繼電器相互串聯(lián)成一組隔離組,一組隔離組對應(yīng)單片機u3的一個i/o引連接;
寄存電路,該寄存電路耦接于單片機u3的i/o引腳與輸出隔離電路之間,寄存電路包括寄存器u1和寄存器u2,所述寄存器u1和寄存器u2均具有輸出開放引腳、輸入鎖存引腳、移位清零引腳、移位時鐘引腳和串型數(shù)據(jù)輸入引腳,所述寄存器u1和寄存器u2的輸出開放引腳均接地,所述寄存器u1的輸入鎖存引腳與寄存器u2的輸入鎖存引腳耦接后與單片機u3的一個i/o引腳耦接,所述寄存器u1的移位清零引腳和寄存器u2的移位清零引腳均接電源,所述寄存器u1的移位時鐘引腳和寄存器u2的移位時鐘引腳相互耦接后與單片機u3的一個i/o引腳耦接,所述寄存器u1的串型數(shù)據(jù)輸入引腳和寄存器u2的串型數(shù)據(jù)輸入引腳分別與單片機u3的兩個i/o引腳耦接。
作為本發(fā)明的進一步改進,所述電機驅(qū)動電路包括:
多個正反轉(zhuǎn)電路,所述多個正反轉(zhuǎn)電路一一對應(yīng)耦接于控制系統(tǒng)與外部機器人電機,該多個正反轉(zhuǎn)電路均包括正轉(zhuǎn)電路和反轉(zhuǎn)電路,所述正轉(zhuǎn)電路和反轉(zhuǎn)電路均包括三極管q1、二極管d1和繼電器k1,所述三極管q1的基極耦接于控制系統(tǒng),發(fā)射極接地,集電極耦接于二極管d1的陽極,所述繼電器k1包括線圈部分和開關(guān)部分,所述二極管d1與線圈部分相互并聯(lián),所述開關(guān)部分一端耦接于電源,另一端耦接于電機后接地,其中繼電器k1為固態(tài)繼電器,線圈部分為輸入電路,開關(guān)部分為輸出電路。
作為本發(fā)明的進一步改進,所述語音識別系統(tǒng)包括單片機、語音芯片、串行芯片、麥克風(fēng)輸入電路以及dac電路,所述單片機為51單片機,其上具有多個輸入輸出接口,所述語音芯片上具有輸入引腳和輸出引腳,所述單片機上的輸入輸出接口與語音芯片的輸出引腳和輸入引腳耦接,所述串行芯片與單片機的輸入輸出接口耦接,所述串行芯片與控制系統(tǒng)通信連接,以接收控制系統(tǒng)發(fā)出的指令和向控制系統(tǒng)發(fā)送反饋指令,所述麥克風(fēng)輸入電路耦接于外部麥克風(fēng)與語音芯片的輸入引腳之間,以將語音信號濾波后輸入到語音芯片內(nèi),所述dac電路耦接于外部揚聲器與語音芯片的輸出引腳之間,以將語音芯片輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成語音信號后輸出到外部揚聲器內(nèi),使揚聲器發(fā)聲。
作為本發(fā)明的進一步改進,所述麥克風(fēng)輸入電路包括濾波電容組和濾波電阻組,所述濾波電容組包括電容cm1、電容cm11、電容cm13、電容cm9和電容cm6,所述濾波電阻組包括電阻rm1、電阻rm4、電阻rm5、電阻rm6以及電阻rm8,所述電容cm11和電容cm13的一端均與外部麥克風(fēng)耦接,另一端均與語音芯片的輸入引腳耦接,所述電容cm1的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于電阻rm1后耦接于語音芯片的輸入引腳,還耦接于電阻rm4后耦接于外部麥克風(fēng),所述電阻rm8的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于外部麥克風(fēng),所述電容cm11相對于外部麥克風(fēng)的另一端耦接于電阻rm5后耦接于語音芯片的輸入引腳,所述電容cm13相對于外部麥克風(fēng)的另一端耦接于電阻rm6后耦接于電阻rm5與語音芯片的輸入引腳之間,所述電容cm9于電容cm6相互并聯(lián),其并聯(lián)的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于電阻rm5與語音芯片的輸入引腳之間。
作為本發(fā)明的進一步改進,所述dac電路包括運算放大器uy2和變阻器ry9,所述運算放大器uy2的同相輸入端耦接有電容c23后耦接于變阻器ry9活動端,所述變阻器ry9的一端耦接于語音芯片的輸出引腳,另一端耦接有電阻r10后耦接于語音芯片的輸出引腳,所述變阻器ry9與語音芯片的輸出引腳之間還并聯(lián)有電容c25,所述運算放大器uy2的反向輸入端耦接有電容c26后接電源低位端,所述運算放大器uy2的正極電源端耦接于電源,還耦接有相互并聯(lián)的電容c20和電容c21后接電源低位端,所述運算放大器uy2的負極電源端接電源低位端,所述運算放大器uy2的輸出端耦接于外部揚聲器。
本發(fā)明另一方面提供了一種控制方法,包括如下步驟:
1,將控制系統(tǒng)內(nèi)單片機和語音識別系統(tǒng)內(nèi)單片機進行初始化,將機器人設(shè)置到待命狀態(tài);
2,通過語音識別系統(tǒng)識別語音信號,判斷語音信號是否為開始舞蹈信號,若為開始舞蹈信號,控制系統(tǒng)發(fā)出信號到電機驅(qū)動電路內(nèi),驅(qū)動機器人電機帶動機器人進行舞蹈,然后結(jié)束,若不是開始舞蹈信號則進行下一步判斷;
3,判斷語音信號是否為對話信號,若不是對話信號則返回步驟2重新通過語音識別系統(tǒng)識別語音信號,若是對話信號則進行對話,在對話完成以后開始舞蹈,控制系統(tǒng)發(fā)出信號到電機驅(qū)動電路內(nèi),驅(qū)動機器人電機帶動機器人進行舞蹈,然后結(jié)束。
作為本發(fā)明的控制方法的進一步改進,所述步驟1中的設(shè)置到待機狀態(tài)的步驟如下:
步驟一,將整個控制電路初始化;
步驟二,判斷機器人是否經(jīng)過訓(xùn)練,若經(jīng)過訓(xùn)練,控制系統(tǒng)進入工作模式,裝載語音模型,以備后續(xù)進行跳舞動作,若未經(jīng)過訓(xùn)練,控制系統(tǒng)進入學(xué)習(xí)模式,接收訓(xùn)練,訓(xùn)練完成以后保存訓(xùn)練結(jié)果,控制系統(tǒng)進入工作模式,以備后續(xù)進行跳舞動作;
步驟三,將語音識別系統(tǒng)進入識別模式,對外界聲音進行識別,判斷是否有識別結(jié)果,沒有識別結(jié)果則繼續(xù)下一步判斷,有識別結(jié)果則判斷識別結(jié)果是否為名稱,是名稱則將機器人置待命標(biāo)志,并返回重新識別,若識別結(jié)果不是名稱,繼續(xù)判斷識別結(jié)果是否為待命狀態(tài),是待命狀態(tài)則控制系統(tǒng)發(fā)出信號驅(qū)動電機驅(qū)動電路驅(qū)動機器人電機將機器人處于待命動作,若不是待命狀態(tài),則返回并重新識別;
步驟四,判斷步驟三中沒有識別結(jié)果的時間是否超時,超時則返回步驟三重新識別,若無法判斷超時,則重新訓(xùn)練,清模型存儲器之后等待復(fù)位。
本發(fā)明的有益效果,通過傳感器系統(tǒng)的設(shè)置就可以有效的檢測到機器人的各個關(guān)節(jié)的位置狀態(tài),如此便可以實現(xiàn)驅(qū)動機器人的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)到某一個位置的效果,而通過電機驅(qū)動電路的設(shè)置,就可以有效的實現(xiàn)控制系統(tǒng)發(fā)送驅(qū)動信號的方式來驅(qū)動電機,實現(xiàn)電機帶動機器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)機器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)到指定的位置上,如此可以讓機器人擺動出多個舞蹈動作了,實現(xiàn)了機器人跳舞的效果,通過語音識別系統(tǒng)的設(shè)置,就可以識別外界的聲音信息,這樣就可以實現(xiàn)語音控制機器人跳舞,以及根據(jù)某個音樂對機器人進行舞蹈訓(xùn)練的效果,在控制系統(tǒng)為學(xué)習(xí)模式的時候,可以通過語音識別系統(tǒng)識別外界的音樂信號,在識別外界的音樂信號的同時,人手去擺動機器人的關(guān)節(jié),使得音樂到哪個程度的時候,機器人擺動什么樣的舞蹈動作,如此便可以實現(xiàn)機器人的舞蹈學(xué)習(xí)作用,這樣機器人就能夠通過訓(xùn)練的方式跳出多種多樣的舞蹈,相比于現(xiàn)有的舞蹈機器人,具備了學(xué)習(xí)能力,增強了機器人的娛樂性,也使得機器人的使用范圍更加的廣泛,另一方面通過控制方法的設(shè)置,可以實現(xiàn)能夠很好的驅(qū)動控制系統(tǒng)和語音識別系統(tǒng)相互配合實現(xiàn)人語音控制舞蹈機器人跳舞的效果,進而增加了舞蹈機器人的娛樂性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的智能舞蹈機器人的控制電路的模塊框圖;
圖2為圖1中主控電路的電路圖;
圖3為圖1中電機驅(qū)動電路的電路圖;
圖4為圖1中控制系統(tǒng)的寄存電路的電路圖;
圖5為圖1中輸入隔離電路的電路圖;
圖6為圖1中語音識別系統(tǒng)的模塊框圖;
圖7為圖4中的麥克風(fēng)輸入電路的電路圖;
圖8為圖4中的dac電路的電路圖;
圖9為本發(fā)明的智能舞蹈機器人的控制方法的流程圖;
圖10為圖7中設(shè)置到初始狀態(tài)步驟的流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖所給出的實施例對本發(fā)明做進一步的詳述。
參照圖1至10所示,本實施例的一種智能舞蹈機器人的控制電路,用于控制舞蹈機器人關(guān)節(jié)電機運轉(zhuǎn),包括:
傳感器系統(tǒng)1,設(shè)置在外部機器人關(guān)節(jié)的位置上,用于檢測機器人關(guān)節(jié)的位置信息,其中,傳感器系統(tǒng)1包括數(shù)據(jù)處理器13、發(fā)射器11和接收器12,所述發(fā)射器11和接收器12分別設(shè)置在機器人關(guān)節(jié)的兩個臂上,并均與數(shù)據(jù)處理器13耦接,所述發(fā)射器11發(fā)射出信號,接收器12接收信號,當(dāng)接收器12接收到發(fā)射器11發(fā)射出的信號時,數(shù)據(jù)處理器13輸出感應(yīng)信號;
電機驅(qū)動電路2,耦接于外部機器人電機,用以驅(qū)動機器人電機運轉(zhuǎn);
控制系統(tǒng)3,耦接于傳感器系統(tǒng)1,還耦接于電機驅(qū)動電路2,用于接收數(shù)據(jù)處理器13輸出的感應(yīng)信號,并發(fā)出電機驅(qū)動信號到電機驅(qū)動電路2;
語音識別系統(tǒng)4,耦接于控制系統(tǒng)3,用于采集外界的聲音信號,并將聲音信號轉(zhuǎn)換成語言信號后輸入到控制系統(tǒng)3內(nèi);
其中,控制系統(tǒng)3內(nèi)具有學(xué)習(xí)模式和工作模式,當(dāng)控制系統(tǒng)3處于學(xué)習(xí)模式時,控制系統(tǒng)3同時接收傳感器系統(tǒng)1輸出的感應(yīng)信號和語音識別系統(tǒng)4輸出的輸出的語言信號,將此時刻的感應(yīng)信號和語音信號打包為一組,作為電機驅(qū)動信號進行存儲,將多個時刻的電機驅(qū)動信號按照時刻順序整合,形成一段時間的舞蹈信號,當(dāng)控制系統(tǒng)3處于工作模式時,語音識別系統(tǒng)4采集外界的聲音信號轉(zhuǎn)換成語音信號輸入到控制系統(tǒng)3內(nèi),控制系統(tǒng)3根據(jù)舞蹈信號內(nèi)語音信號對應(yīng)的感應(yīng)信號,輸出驅(qū)動信號到電機驅(qū)動電路2,驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)帶動機器人關(guān)節(jié)調(diào)整到感應(yīng)信號對應(yīng)的位置上,在舞蹈機器人使用的過程中,先將控制系統(tǒng)3設(shè)置成學(xué)習(xí)模式,通過音樂與人為的配合作用,將音樂與舞蹈動作訓(xùn)練到控制系統(tǒng)3內(nèi)進行記錄存儲,然后再將控制系統(tǒng)3調(diào)整到工作模式,此時正在外界播放音樂,語音識別系統(tǒng)4識別外界的音樂,控制系統(tǒng)3便可以根據(jù)之前訓(xùn)練的舞蹈動作,跟著音樂一起翩翩起舞了,如此實現(xiàn)了舞蹈機器人學(xué)習(xí)和跳舞的效果,在本實施例中,學(xué)習(xí)時,是通過播放一段音樂,人們在根據(jù)音樂去擺動機器人的關(guān)節(jié),在機器人關(guān)節(jié)擺動的時候,發(fā)射器11和接收器12之間就不斷的傳輸信號,使得數(shù)據(jù)處理器13輸出一串信號,這個信號便是這段音樂的舞蹈動作信號,如此有效的實現(xiàn)了一個學(xué)習(xí)的效果。
作為改進的一種具體實施方式,所述控制系統(tǒng)3包括:
主控電路31,該主控電路31包括單片機u3,該單片機u3具有復(fù)位引腳、振蕩輸入引腳和多個i/o引腳,所述復(fù)位引腳耦接有電阻r17后接地,還耦接有電容后耦接于電源,所述電容并聯(lián)有復(fù)位按鈕kb1,所述振蕩輸入引腳具有兩個,分別耦接有電容c2和電容c3后接地,且兩個振蕩輸入引腳之間還耦接有晶振xtal1,所述i/o引腳用于與傳感器系統(tǒng)1、電機驅(qū)動電路2和語音識別系統(tǒng)4通信;
隔離電路32,該隔離電路32包括輸入隔離電路321和輸出隔離電路322,所述輸入隔離電路321耦接于單片機u3的i/o引腳和語音識別系統(tǒng)4之間,所述輸出隔離電路322耦接于單片機u3的i/o引腳和電機驅(qū)動電路2之間,所述輸入隔離電路321和輸出隔離電路322均包括多個電阻、多個發(fā)光二極管和多個光耦繼電器,其中,一個電阻、一個發(fā)光二極管和一個光耦繼電器相互串聯(lián)成一組隔離組,一組隔離組對應(yīng)單片機u3的一個i/o引連接;
寄存電路33,該寄存電路33耦接于單片機u3的i/o引腳與輸出隔離電路322之間,寄存電路33包括寄存器u1和寄存器u2,所述寄存器u1和寄存器u2均具有輸出開放引腳、輸入鎖存引腳、移位清零引腳、移位時鐘引腳和串型數(shù)據(jù)輸入引腳,所述寄存器u1和寄存器u2的輸出開放引腳均接地,所述寄存器u1的輸入鎖存引腳與寄存器u2的輸入鎖存引腳耦接后與單片機u3的一個i/o引腳耦接,所述寄存器u1的移位清零引腳和寄存器u2的移位清零引腳均接電源,所述寄存器u1的移位時鐘引腳和寄存器u2的移位時鐘引腳相互耦接后與單片機u3的一個i/o引腳耦接,所述寄存器u1的串型數(shù)據(jù)輸入引腳和寄存器u2的串型數(shù)據(jù)輸入引腳分別與單片機u3的兩個i/o引腳耦接,單片機u3的引腳電壓一般都比較小,因而在出現(xiàn)干擾信號的時候單片機u3很容易出現(xiàn)誤動作的問題,因而在本實施例中采用隔離電路32的方式將信號進行隔離,如此可以避免單片機u3誤動作的問題,而通過將隔離電路設(shè)置成電阻、發(fā)光二極管和光耦繼電器的設(shè)置就可以利用電阻實現(xiàn)濾波,發(fā)光二極管指示信號,光耦繼電器實現(xiàn)光電隔離,如此便可以有效濾除信號上干擾信號,避免單片機u3的誤動作了,而通過寄存電路33的設(shè)置,可以將單片機u3輸出的驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換成多路數(shù)字信號來給電機驅(qū)動電路2了,如此便可以實現(xiàn)更為精確的控制電機驅(qū)動電路2驅(qū)動電機了,同時可以利用寄存電路33的鎖位寄存效果,實現(xiàn)臨時的數(shù)據(jù)保存,保證輸送到電機驅(qū)動電路2內(nèi)的信號的連續(xù)性,通過以上設(shè)置便能夠有效的控制智能機器人的效果。
作為改進的一種具體實施方式,所述電機驅(qū)動電路2包括:
多個正反轉(zhuǎn)電路21,所述多個正反轉(zhuǎn)電路21一一對應(yīng)耦接于控制系統(tǒng)3與外部機器人電機,該多個正反轉(zhuǎn)電路21均包括正轉(zhuǎn)電路211和反轉(zhuǎn)電路212,所述正轉(zhuǎn)電路211和反轉(zhuǎn)電路212均包括三極管q1、二極管d1和繼電器k1,所述三極管q1的基極耦接于控制系統(tǒng)3,發(fā)射極接地,集電極耦接于二極管d1的陽極,所述繼電器k1包括線圈部分和開關(guān)部分,所述二極管d1與線圈部分相互并聯(lián),所述開關(guān)部分一端耦接于電源,另一端耦接于電機后接地,其中繼電器k1為固態(tài)繼電器,線圈部分為輸入電路,開關(guān)部分為輸出電路,通過正反轉(zhuǎn)電路21的設(shè)置,就可以有效的控制機器人電機的正反轉(zhuǎn),而通過三極管q1的設(shè)置,可以將控制系統(tǒng)3輸出的信號進行放大后我輸入到繼電器k1內(nèi),驅(qū)動繼電器k1動作,進而實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn),而采用將繼電器k1設(shè)置成固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器(ssr)與機電繼電器相比,是一種沒有機械運動,不含運動零件的繼電器,但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。ssr是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件,他利用電子元器件的點,磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離,利用大功率三極管,功率場效應(yīng)管,單項可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性,來達到無觸點,無火花地接通和斷開被控電路,用在這里就可以很好的控制電機的正反轉(zhuǎn)了,且消耗的電能少,適用于采用電池驅(qū)動的舞蹈機器人。
作為改進的一種具體實施方式,所述語音識別系統(tǒng)4包括單片機、語音芯片、串行芯片、麥克風(fēng)輸入電路41以及dac電路42,所述單片機為51單片機,其上具有多個輸入輸出接口,所述語音芯片上具有輸入引腳和輸出引腳,所述單片機上的輸入輸出接口與語音芯片的輸出引腳和輸入引腳耦接,所述串行芯片與單片機的輸入輸出接口耦接,所述串行芯片與控制系統(tǒng)3通信連接,以接收控制系統(tǒng)3發(fā)出的指令和向控制系統(tǒng)3發(fā)送反饋指令,所述麥克風(fēng)輸入電路41耦接于外部麥克風(fēng)與語音芯片的輸入引腳之間,以將語音信號濾波后輸入到語音芯片內(nèi),所述dac電路42耦接于外部揚聲器與語音芯片的輸出引腳之間,以將語音芯片輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成語音信號后輸出到外部揚聲器內(nèi),使揚聲器發(fā)聲,在語音識別的過程中,首先利用麥克風(fēng)將聲音的振動轉(zhuǎn)變成電信號,電信號就會通過麥克風(fēng)輸入電路41輸入到語音芯片內(nèi),語音芯片便會對該電信號進行處理,之后傳輸?shù)?1單片機內(nèi),通過51單片機的處理之后通過串行芯片傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)3內(nèi),而在需要自行播放音樂的時候,首先51單片機發(fā)送播放信號到語音芯片內(nèi),語音芯片就會發(fā)出播放信號到dac電路42內(nèi),利用dac電路42將語音芯片輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬信號,之后將模擬信號輸入到揚聲器內(nèi),揚聲器就會發(fā)聲,如此實現(xiàn)了自行播放音樂的效果,如此便可以有效的實現(xiàn)語音識別的和聲音播放了。
作為改進的一種具體實施方式,所述麥克風(fēng)輸入電路41包括濾波電容組和濾波電阻組,所述濾波電容組包括電容cm1、電容cm11、電容cm13、電容cm9和電容cm6,所述濾波電阻組包括電阻rm1、電阻rm4、電阻rm5、電阻rm6以及電阻rm8,所述電容cm11和電容cm13的一端均與外部麥克風(fēng)耦接,另一端均與語音芯片的輸入引腳耦接,所述電容cm1的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于電阻rm1后耦接于語音芯片的輸入引腳,還耦接于電阻rm4后耦接于外部麥克風(fēng),所述電阻rm8的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于外部麥克風(fēng),所述電容cm11相對于外部麥克風(fēng)的另一端耦接于電阻rm5后耦接于語音芯片的輸入引腳,所述電容cm13相對于外部麥克風(fēng)的另一端耦接于電阻rm6后耦接于電阻rm5與語音芯片的輸入引腳之間,所述電容cm9于電容cm6相互并聯(lián),其并聯(lián)的一端耦接于電源低位端,另一端耦接于電阻rm5與語音芯片的輸入引腳之間,由于外部聲音的不穩(wěn)定性,因而麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換出來的電信號內(nèi)就會帶有各種各樣的雜波,因而在這里通過濾波電容組和濾波電阻組的濾波作用,可以濾除電信號上的雜波,避免語音芯片受到雜波信號的影響語音芯片的正常工作。
作為改進的一種具體實施方式,所述dac電路包括運算放大器uy2和變阻器ry9,所述運算放大器uy2的同相輸入端耦接有電容c23后耦接于變阻器ry9活動端,所述變阻器ry9的一端耦接于語音芯片的輸出引腳,另一端耦接有電阻r10后耦接于語音芯片的輸出引腳,所述變阻器ry9與語音芯片的輸出引腳之間還并聯(lián)有電容c25,所述運算放大器uy2的反向輸入端耦接有電容c26后接電源低位端,所述運算放大器uy2的正極電源端耦接于電源,還耦接有相互并聯(lián)的電容c20和電容c21后接電源低位端,所述運算放大器uy2的負極電源端接電源低位端,所述運算放大器uy2的輸出端耦接于外部揚聲器,現(xiàn)有的揚聲器的是需要輸入模擬信號才能夠很好的進行發(fā)聲,因而本實施例采用dac電路的設(shè)置,將語音芯片輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號,在信號轉(zhuǎn)換的過程中,語音芯片輸出的信號通過電電阻r10和電容c25后進入到變阻器ry9內(nèi),經(jīng)過變阻器ry9以后到達運算放大器uy2內(nèi),運算放大器uy2就會對信號進行模擬運算,最后通過運算放大器uy2的輸出端輸出模擬信號,上述采用了運算放大器進行模擬運算的方式來實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換,可以大大的簡化電路結(jié)構(gòu),降低電路成本。
作為本發(fā)明的另一實施例,一種機器人控制方法,包括如下步驟:
1,將控制系統(tǒng)3內(nèi)單片機和語音識別系統(tǒng)4內(nèi)單片機進行初始化,將機器人設(shè)置到待命狀態(tài);
2,通過語音識別系統(tǒng)4識別語音信號,判斷語音信號是否為開始舞蹈信號,若為開始舞蹈信號,控制系統(tǒng)3發(fā)出信號到電機驅(qū)動電路2內(nèi),驅(qū)動機器人電機帶動機器人進行舞蹈,然后結(jié)束,若不是開始舞蹈信號則進行下一步判斷;
3,判斷語音信號是否為對話信號,若不是對話信號則返回步驟2重新通過語音識別系統(tǒng)4識別語音信號,若是對話信號則進行對話,在對話完成以后開始舞蹈,控制系統(tǒng)3發(fā)出信號到電機驅(qū)動電路2內(nèi),驅(qū)動機器人電機帶動機器人進行舞蹈,然后結(jié)束,利用步驟1、步驟2和步驟3的作用,就可以將機器人設(shè)置到待命狀態(tài),讓機器人根據(jù)語音識別系統(tǒng)4識別的語音信號,對機器人進行操作,如此便可以實現(xiàn)聲音控制機器人跳舞的效果了,增加了機器人的娛樂性和互動性。
作為改進的一種具體實施方式,所述步驟1中的設(shè)置到待機狀態(tài)的步驟如下:
步驟一,將整個控制電路初始化;
步驟二,判斷機器人是否經(jīng)過訓(xùn)練,若經(jīng)過訓(xùn)練,控制系統(tǒng)3進入工作模式,裝載語音模型,以備后續(xù)進行跳舞動作,若未經(jīng)過訓(xùn)練,控制系統(tǒng)3進入學(xué)習(xí)模式,接收訓(xùn)練,訓(xùn)練完成以后保存訓(xùn)練結(jié)果,控制系統(tǒng)3進入工作模式,以備后續(xù)進行跳舞動作;
步驟三,將語音識別系統(tǒng)4進入識別模式,對外界聲音進行識別,判斷是否有識別結(jié)果,沒有識別結(jié)果則繼續(xù)下一步判斷,有識別結(jié)果則判斷識別結(jié)果是否為名稱,是名稱則將機器人置待命標(biāo)志,并返回重新識別,若識別結(jié)果不是名稱,繼續(xù)判斷識別結(jié)果是否為待命狀態(tài),是待命狀態(tài)則控制系統(tǒng)3發(fā)出信號驅(qū)動電機驅(qū)動電路2驅(qū)動機器人電機將機器人處于待命動作,若不是待命狀態(tài),則返回并重新識別;
步驟四,判斷步驟三中沒有識別結(jié)果的時間是否超時,超時則返回步驟三重新識別,若無法判斷超時,則重新訓(xùn)練,清模型存儲器之后等待復(fù)位,通過步驟一、步驟二、步驟三和步驟四的設(shè)置,就可以有效的利用語音識別系統(tǒng)4和控制系統(tǒng)3的學(xué)習(xí)模式相互配合的作用,實現(xiàn)將音樂所對應(yīng)的舞蹈訓(xùn)練到機器人內(nèi),然后通過控制系統(tǒng)3的工作模式將訓(xùn)練到機器人內(nèi)的舞蹈表演出來的效果,如此能夠很好的實現(xiàn)機器人的學(xué)習(xí)功能,增加了機器人的娛樂性,增加了機器人的使用范圍。
綜上所述,本發(fā)明的智能舞蹈機器人的控制電路及控制方法,可以有效的利用語音識別系統(tǒng)4和控制系統(tǒng)3的相互配合作用,實現(xiàn)舞蹈機器人與外部人們的語音交互,進而增加了舞蹈機器人的娛樂性,增加了舞蹈機器人的適用范圍。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例,凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。