感应球及其控制方法

1.一种感应球，包括球体，以及设置于所述球体上的电源装置、传感器、马达、由所述马达驱动的偏心装置和控制器，所述电源装置分别与所述控制器和马达电性连接，所述控制器分别与所述马达和传感器电性连接；其特征在于：所述球体上设有装有磁铁且可绕固定轴转动的转盘，所述传感器设于所述转盘上；所述球体上还设有可感应所述磁铁的两个或两个以上电磁开关，所述电磁开关与所述控制器电性连接；
所述转盘保持转动，所述转盘转动每一周的过程中，每个所述电磁开关依次被所述磁铁触发一次并各向所述控制器发送一次位置信号，所述位置信号会在所述控制器收到来自下一个所述电磁开关的位置信号前有效；所述控制器根据收到的位置信号判断所述传感器在来自一个所述电磁开关的所述位置信号的有效时间内随所述转盘转过的位置范围，即此段时间内所述传感器相对于所述球体所处的位置范围；
所述感应球与人体或障碍物接近过程中，当人体或障碍物与所述传感器之间的距离处于所述传感器的感应范围时，所述传感器被激发并向所述控制器发送遇阻信号；
当所述控制器收到遇阻信号时，所述控制器根据此时所述传感器所处的位置范围判断人体或障碍物的方位，再控制所述马达转动以使所述感应球朝远离人体或障碍物的方向运动。
2.根据权利要求1所述的感应球，其特征在于：所述电磁开关的数量为四个，四个所述电磁开关均匀分布在同一个圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的感应球，其特征在于：所述球体上设有与所述传感器的位置相适配且可通过所述控制器控制所述传感器感应信号的接收与处理的重力开关。
4.根据权利要求3所述的感应球，其特征在于：所述偏心装置包括转动装设在球体内且可绕第一轴线旋转的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上且可绕第二轴线旋转的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体；所述第一旋转机构绕第一轴线旋转时驱动所述球体朝相应的方向滚动；所述第二旋转机构绕第二轴线旋转时驱动所述球体朝相应的方向滚动。
5.根据权利要求4所述的感应球，其特征在于：包括与所述电源装置、控制器电性连接的音频播放器。
6.根据权利要求5所述的感应球，其特征在于：所述第一旋转机构包括与所述电源装置电性连接的第一马达、与所述第一马达形成齿轮传动配合且可绕所述第一轴线旋转的第一框架；所述第二旋转机构包括设置在第一框架上的第二马达、与所述第二马达形成齿轮传动配合且可绕所述第二轴线旋转的第二框架，所述偏心配重体设于所述第二框架上的非重心位置。
7.根据权利要求1所述的感应球，其特征在于：
所述球体上设有可感应所述磁铁的四个电磁开关，四个所述电磁开关与所述控制器电性连接；四个所述电磁开关均匀分布在同一个圆周上；
所述控制器接收到相邻两次位置信号所经过的时间内所述转盘转动的角度为90°，即此段时间内所述传感器随所述转盘转过90°，如果在此段时间内所述传感器感应到人体或障碍物，则人体或障碍物的方位处于所属传感器转过的此90°范围内。
8.根据权利要求7所述的感应球，其特征在于：
当所述控制器根据收到的连续两次或连续两次以上遇阻信号，判断得出的人体或障碍物的方位相同时，再控制所述马达转动以使所述感应球朝远离人体或障碍物的方向运动。

感应球及其控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种玩具，尤其是一种控制较为可靠的感应球及其控制方法。\n背景技术\n[0002] 200710124575.4公开了一种感应球，这种感应球包括球体，球体上设置有若干传感器，球体内装设有马达、由马达驱动的偏心装置以及控制偏心装置转动的控制器，传感器与控制器电性连接。当人体靠近感应球或者感应球接近障碍物时，某个传感器将产生感应信号，并将感应信号发送给控制器，控制器根据感应信号及感应信号所属传感器来判断人体或障碍物的方位，再控制偏心装置转动，带动球体朝远离人体或障碍物的方向滚动。\n[0003] 这种感应球采用若干个传感器来判断人体或障碍物的方位，实践中发现这种方式存在死角，而为消除死角加装太多传感器又会增加制造成本。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的一个技术问题是提供一种控制较为可靠的感应球。\n[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种感应球，包括球体，以及设置于球体上的电源装置、传感器、马达、由马达驱动的偏心装置和控制器，电源装置分别与控制器和马达电性连接，控制器分别与马达和传感器电性连接；球体上设有装有磁铁且可绕固定轴转动的转盘，传感器设于转盘上；球体上还设有可感应磁铁的两个或两个以上电磁开关，电磁开关与控制器电性连接。本发明感应球只需一个传感器即可，当人体或障碍物与传感器之间的距离处于传感器的感应范围时，传感器被激发并向控制器发送遇阻信号；传感器和磁铁之间的位置关系是相对固定的，通过电磁开关被激发可以判断传感器的位置范围，结合遇阻信号相应地可以得知人体或障碍物的方位，控制器再控制偏心装置转动，带动球体朝远离人体或障碍物的方向滚动。电源装置可以是可安装电池的电池仓，也可以是可充电电源。\n[0006] 电磁开关的数量可以是四个，四个电磁开关均匀分布在同一个圆周上。这样四个电磁开关可以区分出同一个圆周的四个象限，由于传感器和磁铁之间的位置关系是相对固定的，相应地在随转盘转动一周的过程中传感器的转动圆周也被划分为四个象限，在转盘转动一周的过程中，控制器根据收到的电磁开关信号可以判断传感器相对于球体所处的位置范围(即某个象限)，结合传感器信号，进而判明人体或障碍物相对于球体的方位，然后控制器再控制偏心装置驱动感应球向远离人体或障碍物的方向转动，例如当控制器判断传感器处于某个象限时，可控制感应球沿着该象限中心线的反方向运动。\n[0007] 为了避免球体滚动过程中传感器朝向地面时将地面误判为人体或障碍物，在球体上设置与传感器的位置相适配且可通过控制器控制传感器感应信号的接收与处理的重力开关。重力开关可以采用与传感器位置相应的振动开关。重力开关可以这样设置：当传感器朝向地面时重力开关导通，重力开关导通时重力开关控制传感器使传感器不能向控制器发送有效的信号，或者重力开关导通时重力开关向控制器发送信号使控制器不处理传感器发送给控制器的信号。重力开关也可以这样设置：当感应球处于一定的位置状态(例如感应球的底部朝下且在小范围内摆动)时重力开关导通，重力开关导通时传感器才能向控制器发送有效的信号，或者重力开关导通时重力开关向控制器发送信号使控制器处理传感器发送给控制器的信号，当感应球设计成有方向性的物件时就可以采取这种重力开关，例如有头脚的动物或娃娃，一般情况下头是朝上的。\n[0008] 偏心装置包括转动装设在球体内且可绕第一轴线旋转的第一旋转机构、转动安装在第一旋转机构上且可绕第二轴线旋转的第二旋转机构和装设在第二旋转机构上的偏心配重体；第一旋转机构绕第一轴线旋转时驱动球体朝相应的方向滚动；第二旋转机构绕第二轴线旋转时驱动球体朝相应的方向滚动。第一旋转机构绕第一轴线旋转可以是正时针和逆时针两个方向的旋转，球体也会相应地有两个相反的滚动方向；第二旋转机构绕第二轴线旋转可以是正时针和逆时针两个方向的旋转，球体也会相应地有两个相反的滚动方向。\n[0009] 为进一步增强娱乐效果，可以设置与电源装置、控制器电性连接的音频播放器，使感应球可以播放音乐。\n[0010] 作为本发明的一种具体形式，第一旋转机构包括与电源装置电性连接的第一马达、与第一马达形成齿轮传动配合且可绕第一轴线旋转的第一框架；第二旋转机构包括设置在第一框架上的第二马达、与第二马达形成齿轮传动配合且可绕第二轴线旋转的第二框架，偏心配重体设于第二框架上的非重心位置。\n[0011] 本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种感应球控制方法。\n[0012] 为解决该技术问题，本发明提供一种感应球的控制方法，在该方法中：\n[0013] 转盘保持转动，转盘转动每一周的过程中，每个电磁开关依次被磁铁触发一次并各向控制器发送一次位置信号，位置信号会在控制器收到来自下一个电磁开关的位置信号前有效；控制器根据收到的位置信号可以判断传感器在来自一个电磁开关的位置信号的有效时间内随转盘转过的位置范围，即此段时间内传感器相对于球体所处的位置范围；\n[0014] 感应球与人体或障碍物接近过程中，当人体或障碍物与传感器之间的距离处于传感器的感应范围时，传感器被激发并向控制器发送遇阻信号；\n[0015] 当控制器收到遇阻信号时，控制器根据此时传感器所处的位置范围判断人体或障碍物的方位，再控制马达转动以使感应球朝远离人体或障碍物的方向运动。\n[0016] 为了避免球体滚动过程中传感器朝向地面时将地面误判为人体或障碍物，在球体上设置与传感器的位置相适配且可通过控制器控制传感器感应信号的接收与处理的重力开关。重力开关可以采用与传感器位置相应的振动开关。重力开关可以这样设置：当传感器朝向地面时重力开关导通，重力开关导通时重力开关控制传感器使传感器不能向控制器发送有效的信号，或者重力开关导通时重力开关向控制器发送信号使控制器不处理传感器发送给控制器的信号。重力开关也可以这样设置：当感应球处于一定的位置状态(例如感应球的底部朝下且在小范围内摆动)时重力开关导通，重力开关导通时传感器才能向控制器发送有效的信号，或者重力开关导通时重力开关向控制器发送信号使控制器处理传感器发送给控制器的信号，当感应球设计成有方向性的物件时就可以采取这种重力开关，例如有头脚的动物或娃娃，一般情况下头是朝上的。\n[0017] 电磁开关的数量可以是四个，四个电磁开关与控制器电性连接；四个电磁开关均匀分布在同一个圆周上；控制器接收到相邻两次位置信号所经过的时间内转盘转动的角度为90°，即此段时间内传感器随转盘转过90°，如果在此段时间内传感器感应到人体或障碍物，则人体或障碍物的方位处于传感器转过的此90°范围内。\n[0018] 作为本发明方法的改进，当控制器根据收到的连续两次或连续两次以上遇阻信号，判断得出的人体或障碍物的方位相同时，再控制马达转动以使感应球朝远离人体或障碍物的方向运动。这样可以更加准确可靠地判断人体或障碍物的方位。\n[0019] 转盘的转动速度可根据实际需要进行设置。\n[0020] 本发明的有益效果是：本发明感应球可以感应到从周围各个方向接近的人体或障碍物并控制感应球朝着远离人体或障碍物的方向运动，不存在感应盲点；可以只用一个传感器，降低了制造成本。\n附图说明\n[0021] 下面通过具体实施方式并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：\n[0022] 图1是本发明一种具体实施方式的上壳1及其内部结构的剖视示意图；\n[0023] 图2是图1所示感应球的下壳2及其内部结构的立体示意图。\n具体实施方式\n[0024] 图1和图2示出了本发明的一种具体实施方式。\n[0025] 该感应球的球体包括扣合在一起的上壳1和下壳2两部分。\n[0026] 如图1所示，该感应球的上壳1上设有第三马达(附图中未示出)和与第三马达形成传动配合的输出轴3；透明罩4(可视为转盘)固定在输出轴3上，透明罩4上固定有传感器5和磁铁6，输出轴3转动时透明罩4及其上的传感器5和磁铁6也绕输出轴3的轴线旋转；在与磁铁6的旋转轨迹相应的圆周上，上壳1上均匀分布有四个电磁开关7(图\n1中只示出了其中的两个)。\n[0027] 如图2所示，该感应球的下壳2，牙箱支架8(相当于第一框架)通过第一旋转轴\n9枢接在下壳2的内壁，牙箱10(相当于第二框架)通过第二旋转轴11枢接在牙箱支架8上；牙箱10设有偏心配重体19；第一旋转轴9的轴心线与感应球的一条直径重合，第二旋转轴11的轴心线经过感应球的球心且与第一旋转轴9的轴心线垂直。下壳2内还设有可与第一旋转轴9形成传动配合以使牙箱支架8绕第一旋转轴9旋转的第一马达(附图中未示出)、可与第二旋转轴11形成传动配合以使牙箱10绕第二旋转轴11旋转的第二马达(附图中未示出)。\n[0028] 该感应球还包括设于下壳2内的振动开关、控制器和电池仓(振动开关、控制器和电池仓在附图中未示出)，电池仓的的正负极接线端与控制器电性连接，控制器分别与振动开关、传感器5、四个电磁开关7、第一马达、第二马达、第三马达电性连接。\n[0029] 感应球与人体或障碍物接近过程中，当人体或障碍物与传感器5之间的距离处于传感器5的感应范围时，传感器5被激发并向控制器发送遇阻信号。\n[0030] 振动开关与控制器的控制关系为：当感应球处于输出轴3竖直朝上且在小范围内(通常为90°以内)摆动时振动开关导通，振动开关导通时传感器5才能向控制器发送有效的信号，或者振动开关导通时振动开关向控制器发送信号使控制器处理传感器5发送给控制器的信号。\n[0031] 电池仓装上电池，打开开关，感应球即进入工作状态，工作状态下控制器使第三马达持续转动，透明罩4及其上的传感器5和磁铁6也绕输出轴3的轴线旋转，当磁铁6与四个电磁开关7中的一个位置相对应时，该电磁开关7被激发，该电磁开关7向控制器发送一个表明磁铁6转至该电磁开关7处的位置信号。控制器接收到相邻两次位置信号所经过的时间内透明罩4转动的角度为90°，即此段时间内传感器5随转盘转过90°，如果此段时间内传感器5被人体或障碍物激发，则表明接近感应球的人体或障碍物处于传感器5此段时间内转过的90°范围内。\n[0032] 传感器5旋转轨迹可以根据控制器接收到的位置信号划分为四个90°范围，即四个象限。当人体或障碍物进入传感器5的感应范围时，传感器5被激发并向控制器发送遇阻信号。控制器再结合电磁开关7处的位置信号判断出人体或障碍物处于传感器5旋转轨迹上的具体哪一个象限内，再控制第一马达或第二马达转动以使感应球向着远离人体或障碍物的方向(例如，人体或障碍物所处象限中心线的反方向)滚动。小孩追逐感应球时，感应球会不断“逃跑”。\n[0033] 该感应球的下壳2内还装设有与电池仓电性连接的音频播放器。\n[0034] 具体实施时，可根据需要设置更多的电磁开关7或磁铁6，由此判断出的人体或障碍物所处角度范围会更小，方向更精确。\n[0035] 该感应球的控制器也可以采用这样的控制过程：当控制器根据收到的连续两次或连续两次以上遇阻信号，判断得出的人体或障碍物的方位相同时，再控制第一马达或第二马达转动以使感应球朝远离人体或障碍物的方向运动。这样可以更加准确可靠地判断人体或障碍物的方位。\n[0036] 透明罩4的转动速度可根据实际需要进行设置。\n[0037] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。