本發(fā)明涉及服裝領(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、增溫和防護等實用性作用以外，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)地和色彩等進行改進。目前，很少存在具有動態(tài)效果展示的裝飾帽子。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：

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

所述機械結(jié)構(gòu)部分包括帽體及安裝于帽體上的蝴蝶動態(tài)機械組件，所述蝴蝶動態(tài)機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，下端活動安裝于驅(qū)動凸輪上，所述基座上安裝有位于所述驅(qū)動凸輪下方的彈簧開關(guān)；

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

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

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。

一種智能動態(tài)蝴蝶裝飾帽中蝴蝶翅膀的扇動控制方法，包括以下過程：

系統(tǒng)測試過程：芯片上電時開始運行，獲取硬件參數(shù)以及確定某一時刻的姿態(tài)，令驅(qū)動芯片以周期的電壓電流驅(qū)動步進電機逐步轉(zhuǎn)動，從單片機i/o口接收到第一個短時高電平信號到接收到第二個短時高電平信號，自動記錄下驅(qū)動芯片所輸出的驅(qū)動步數(shù)，以及在一個高電平時間內(nèi)驅(qū)動芯片輸出的驅(qū)動步數(shù)；

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

所述勻速扇動翅膀過程中，蝴蝶以周期t按正弦曲線扇動翅膀；

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

所述震顫過程中，蝴蝶以極小幅度擺動翅膀，其步長數(shù)小于正常周期中的步長數(shù)，并控制步進電機進行正反轉(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狀態(tài)：運動時，蝴蝶緩慢勻速扇動翅膀，靜止時，蝴蝶翅膀運動開始加速，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，紅外傳感器能感知并使蝴蝶停止并進行振顫，隨后繼續(xù)進入循環(huán)扇動狀態(tài)。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明的裝飾帽，采用蝴蝶動態(tài)擺翅裝飾結(jié)構(gòu)，具有裝飾效果好、美觀的特點；其中的動態(tài)機械組件，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、穩(wěn)定；本發(fā)明的蝴蝶翅膀扇動控制方法，能實現(xiàn)蝴蝶翅膀的可靠扇動，其扇動自然、真實，提高裝飾帽的裝飾效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中蝴蝶動態(tài)機械組件的局部結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明中翅根固定板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中系統(tǒng)測試過程中驅(qū)動步數(shù)記錄示意圖。

圖5為本發(fā)明中凸輪推動推桿的示意圖。

圖6為本發(fā)明中推桿的運動軌跡圖。

圖7為本發(fā)明中減速扇動翅膀的示意圖。

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；7、基座；8、驅(qū)動凸輪；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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1、圖2所示，本實施例的智能動態(tài)蝴蝶裝飾帽，包括帽體及安裝于帽體上的蝴蝶動態(tài)機械組件，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態(tài)機械組件以及微控制器電路板部分的空間。蝴蝶動態(tài)機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，下端活動安裝于驅(qū)動凸輪8上，驅(qū)動凸輪8由基座7一側(cè)的電機6驅(qū)動，電機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6帶動驅(qū)動凸輪8轉(zhuǎn)動，驅(qū)動凸輪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，從而帶動蝴蝶翅上下扇動，呈現(xiàn)蝴蝶的擺翅動態(tài)效果。

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

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

本發(fā)明中，姿態(tài)識別算法分為兩個部分，第一部分是能夠計算得出當(dāng)前蝴蝶翅膀所運動到的位置，第二部分是給出驅(qū)動步進電機的補償算法使蝴蝶扇動翅膀的姿態(tài)更為自然。

計算當(dāng)前位置：

如圖5所示，r為圓的半徑，b為所設(shè)計的圓心到凸輪心的距離，l為凸輪邊槽推動推桿的高度，這個高度隨著凸輪轉(zhuǎn)動的角度而變化，當(dāng)θ＝0時，l長度最小，為r-b，此時推桿運動到最低點，帶動蝴蝶翅膀到達最高點p，當(dāng)θ＝π時，l長度最大，為r+b，此時推桿運動到最高點，帶動蝴蝶翅膀到達最低點。在凸輪一圈圈轉(zhuǎn)動的過程中，帶動蝴蝶翅膀上下扇動。

經(jīng)推算，設(shè)r＝5，b＝2，當(dāng)θ在0到2π時，推桿運動如圖6藍色實線所示。

步進電機驅(qū)動凸輪旋轉(zhuǎn)一周的步數(shù)為n，則當(dāng)前推桿位置

其中，n^*為單片機接收到彈簧開關(guān)的

高電平信號開始電機驅(qū)動步數(shù)的計數(shù)，到下一次接收到高電平信號重新計數(shù)，a為一個高電平期間的步數(shù)。將當(dāng)前翅膀位置α標準化到[0,1]區(qū)間內(nèi)，0為最低，1為最高，則

姿態(tài)補償算法：

定義蝴蝶扇動一次翅膀的周期為t，在步進電機輸出的頻率固定時，每個步長的時間為在此情況下，其中t為步進電機進行每步的時刻點，l^*(t)為每一步所對應(yīng)的推桿位置(這個數(shù)組的值是固定的)，通過構(gòu)造新的數(shù)組t’，使得所有點(t',l^*(t))處于正弦曲線(當(dāng)需要其他運動姿態(tài)時，可以構(gòu)件新的函數(shù))，因此，

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

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

2.1、勻速扇動翅膀過程中，蝴蝶以周期t按正弦曲線扇動翅膀，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)補償算法。

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

當(dāng)蝴蝶扇動翅膀速度由周期t1逐漸變?yōu)閠2時，直接在一個周期結(jié)束后強制加減速會顯得很不自然。為使得自然，控制加減速過程是在若干個周期中逐漸變化，使用如下算法：

如圖7為減速扇動翅膀的效果圖，用了兩個周期進行減速，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翅膀，其步長數(shù)小于正常周期中的步長數(shù)，并控制步進電機進行正反轉(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狀態(tài)：運動時，蝴蝶緩慢勻速扇動翅膀，靜止時，蝴蝶翅膀運動開始加速，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，紅外傳感器能感知并使蝴蝶停止并進行振顫，隨后繼續(xù)進入循環(huán)扇動狀態(tài)。

4、啟動和停止過程：

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

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