CN102179053A

CN102179053A - 智能插接拼装玩具构件

Info

Publication number: CN102179053A
Application number: CN2011101029643A
Authority: CN
Inventors: 李金颖; 吕树寻; 马良; 杨旭东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-24
Filing date: 2011-04-24
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2031-04-24
Also published as: CN102179053B

Abstract

智能插接拼装玩具构件，属于玩具领域，涉及一种带有智能芯片的插接拼装玩具。本发明包括各种规则形状的插接构件，每个插接构件含有至少有一个榫头或一个卯眼，其特征在于：所述榫头和卯眼各含电源正极、串口通信端、公共地三个电极。每个插接构件内含有智能芯片，智能芯片与插接构件上的电极连接，并且该智能芯片中含有每个插接构件的唯一识别码和含有本构件形状及榫卯数目特征的标识码。配合一个查询装置，该查询装置与插接在一起的各插接构件连接起来，并识别出各插接构件的形状和位置关系。这样当各插接构件插接在一起构成作品时就可以用查询装置将各插接构件的形状和位置采集下来，实现作品的数字化，并可以存储、显示、打印。

Description

智能插接拼装玩具构件

技术领域

本发明属于玩具领域，涉及一种带有智能芯片的插接拼装型的智力玩具。

背景技术

拼装型玩具大多是插接型玩具，尤其指用通用型插接构件来拼装作品。插接型玩具大多数用榫卯结构，在同一个插接构件上有统一的榫头和卯眼，这样本构件可以插在别的构件上，别的构件也可以插在本构件上，如乐高的插接玩具等。

拼装型玩具可以培养创造性，能够开发智力，可以模拟各种物体的形状，所以受到人们的普遍喜爱。通过拼接各种构件，可以制作出各种作品，当拼接出理想作品时，可以给人以极大的成就感。

但是，拼装型玩具的各个构件是反复用的，所以一般的作品不会保存下来，制作成的作品会马上毁掉，用于拼装新的作品。这样，往往会留下一些遗憾，对于得意的作品可能只有通过一张照片留念，过后可能不会再次重复实现这个作品。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有智能芯片的插接型拼装构件，并配备查询装置，可以将插接成的作品数字化，并记录下来。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种智能插接拼装玩具构件，包括各种规则形状的插接构件，各插接构件通过榫头和卯眼插接在一起构成任意形状，榫头和卯眼设置在插接构件上，每个插接构件上含有至少一个榫头或一个卯眼，其中，

所述榫头为含有三个电极的同轴插头，所述卯眼为含有三个电极的同轴插座，所述三个电极分别为电源正极、串口通信端、公共地，同轴插头的三个电极与同轴插座的三个电极相互对应；

同时，在每个插接构件内含有智能芯片，插接构件上的各同轴插头和同轴插座的电源正极与智能芯片的电源正极连接，插接构件上的各同轴插头和同轴插座的串口通信端分别与智能芯片的各I/O口连接，插接构件上的各同轴插头和同轴插座的公共地与智能芯片的地连接，并且该智能芯片中含有每个插接构件的唯一识别码和含有本构件形状及榫卯数目特征的标识码；

还含有一个查询装置，该查询装置为含有与所述同轴插座配合的同轴插头的查询模块，通过该同轴插头查询模块可以为各插接构件提供电源并采集各插接构件的信息，同时该查询模块可将插接在一起的各插接构件的形状和位置关系识别出来，并且该查询模块可将识别出来的各插接构件的形状和位置关系通过存储装置保存下来，通过显示装置显示出来，通过打印机打印出来，通过文字及字符表示出来。

所述智能芯片采用单片机。

所述查询模块为含有识别各插接构件的形状和位置关系，以及将各插接构件的形状和位置关系图形化的软件的PC机。

本发明的有益效果在于：每个插接构件中含有智能芯片，每个插接构件的榫卯中含有电源端子和通信端子，并且每个通信端子作为一个智能芯片的I/O口，而且每个智能芯片含有本构件的识别码和特征标识码。这样当各插接构件插接在一起构成作品时，就可以用查询装置将各插接构件的形状和位置采集下来，实现作品的数字化，并可以存储、显示、打印。为以后重现作品以及追思记忆提供条件。

附图说明

图1是本发明中智能插接拼装玩具的矩形的插接构件之一结构示意图；

图2是本发明中智能插接拼装玩具的带有侧面卯眼的矩形插接构件之一结构示意图；

图3是本发明中智能插接拼装玩具的圆形的插接构件结构示意图；

图4是本发明中智能插接拼装玩具的梯台形的插接构件之一结构示意图；

图5是本发明中智能插接拼装玩具的轴形的插接构件结构示意图；

图6是本发明中智能插接拼装玩具的软链形的插接构件结构示意图；

图7是本发明中智能插接拼装玩具的球形的插接构件结构示意图；

图8是本发明中三个插接构件U1、U2、U3插接在一起时的结构示意图。

图中：1、榫头，2、卯眼，3、U1，4、U2，5、U3。

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明的实施例。

本实施例中的插接构件主要有两类：一类是平面形的矩形，另一类是轮子形的圆形。矩形插接构件中的榫卯结构如图1所述，榫头1在上，卯眼2在下；每个插接构件有至少一对榫卯，可以有多对榫卯构成一排，且间隔均匀；可以有单排榫卯，也可以有多排榫卯，且间隔均匀；对于具有多排榫卯的插接构件，每排的榫卯数量是一样的。在矩形的插接构件中，还包括在侧面设置卯眼的情况，根据矩形插接构件的大小，在左右两侧或四面各设置一个或一排的卯眼(如图2)。圆形插接构件中的榫卯结构如图3所示，榫头1在左，卯眼2在右；每个插接构件只有一对榫卯。

还可以有别类的插接构件，如梯台形的插接构件，轴形的插接构件，软链形的插接构件，球形的插接构件。对于梯台形的插接构件，榫头1在上，卯眼2在下，上、下的榫头和卯眼可以不对等，但都至少包含一个榫头和卯眼(如图4)；对于轴形的插接构件包括两头各含有一个榫头和卯眼的情况(如图5)，也包括只在一头含有榫头或卯眼的情况，还包括两头都是榫头或卯眼的情况；对于软链形的插接构件包括两头各含有一个榫头和卯眼的情况(如图6)，也包括两头都是榫头或卯眼的情况；对于球形的插接构件，只在下面设置一个卯眼(如图7)。

上述榫卯都带有电极，每个榫卯各带三个电极，上端是电源正极，中间是通信电极，下端是公共地。这样，榫头可作为插头，卯眼可作为插座。

在每个插接构件中设置一个单片机，单片机的电源正极与各榫卯中的电源正极连接，单片机的各I/O口分别与各榫卯中的通信电极连接，单片机的地与各榫卯中的公共地连接。单片机的存储器中存有本插接构件的唯一识别码和表示本构件物理形状特征的标识码，本构件物理形状特征包括插接构件的形状以及插接构件含有的榫卯数。

本实施例中的查询装置采用PC机，PC机带有一个串口插头，该插头与插接构件中的卯眼插座配合，可采集插接在一起的各插接构件的信息，送到PC机。该信息的采集通过如下过程：对于一组已经插接好的作品，

1.PC机的串口插头随机与某个插接构件的空闲的卯眼插座连接；

2.PC机通过串口插头发送广播信息，要求返回识别码；

3.所有插接构件应答查询请求，包括本插接构件的识别码和标识码；

4.PC机记录第一个返回的插接构件的识别码和标识码，如果没有构件应答，表示每个插接构件的每个连接点都被查询过，转到第7步；

5.PC机向已知的构件发送信息，并要求获得其每个连接点的连接情况，插接构件查询后应答回复；

6.PC机保存返回的信息，并检查是否有新的插接构件，如果有，重复执行第5步，如果没有，执行第2步；

7.PC机装置根据保存的信息，对插接构件的物理形状和连接特性进行分析，去除可以忽略的连接信息。

【例】下面以图例说明自动发现的过程，如图8：

插接构件U1的标识码为a1，识别码为b1，共有18个连接点(P1～P18)；

插接构件U2的标识码为a2，识别码为b2，共有6个连接点(P1～P6)；

插接构件U3的标识码为a2，识别码为b2，共有2个连接点(P1～P2)。

U1与U2以3个连接点连接，U1与U3以1个连接点连接。

首先，PC机与某个插接构件连接，通过广播，发现有U1构件；

然后，向插接构件U1发送信息，U1向查询装置返回形状代码“a1”和唯一码“b1”；

PC机记录后，根据形状代码“a1”得知U1的物理形状，共有18个连接点，然后要求U1返回其各连接点的连接情况；

U1返回自己的P1～P3连接在U2上，P18连接在U3上，P4～P17闲置；

这样PC机知道还有U2、U3存在，于是分别向插接构件U2、U3发送信息；

PC机获得U2、U3的信息后得知U2有3个闲置连接点但没有连接位置构件，U3有1个闲置连接点但也没有连接位置构件；

PC机再次发出广播，因为所有的构件都已经被查询过，因此如果没有插接构件应答，所以采集过程结束；

PC机根据已知的U1、U2、U3的信息分析出U1和U2的连接只要记录P1、P3点就可以没有歧义的表示，因此舍弃U1的P2的连接信息，自动发现过程结束。

对于采集过程也可以采用如下方式：

1.PC机的串口插头随机与某个插接构件(如插接构件U1)的空闲的卯眼插座连接，此时所有的插接构件上电，上电后各插接构件中的单片机初始化，全部处于接收信息状态。

2.PC机通过串口插头发出通用探测信息T，与串口插头连接的插接构件U1接收该信息，并返回自己的识别码和特征码；PC机接收该识别码和特征码。

3.PC机发出指定插接构件U1进行探测的指定探测信息Z，插接构件U1接收该信息后，然后通过插接构件U1的所有榫头插头和卯眼插座在一定间隔时间内依次发出通用探测信息T，与插接构件U1的榫头插头或卯眼插座连接的其它插接构件(如插接构件U2)接收该信息后，通过该榫头插头或卯眼插座返回自己的识别码和特征码；如果还有其它插接构件(如插接构件U3)与插接构件U1连接，也返回自己的识别码和特征码；插接构件U1记录这些插接构件的识别码和特征码信息，及与各榫头插头、卯眼插座的连接信息，然后将这些信息传输给PC机。

4.PC机发出指定插接构件U2进行探测的指定探测信息Z，通过插接构件U1，插接构件U2接收该信息，然后通过插接构件U2的所有榫头插头和卯眼插座在一定间隔时间内依次发出通用探测信息T，与插接构件U2榫头插头或卯眼插座连接的其它插接构件(如插接构件U1)接收该信息后，通过该榫头插头或卯眼插座返回自己的识别码和特征码；如果还有其它插接构件(如插接构件U4)与插接构件U2连接，也返回自己的识别码和特征码；插接构件U2记录这些插接构件的识别码和特征码信息，及与各榫头插头、卯眼插座的连接信息，然后将这些信息通过插接构件U1传输给PC机。当对插接构件U2的信息接收完毕后，同样地，PC机发出指定插接构件U3进行探测的指定探测信息Z，接收到与插接构件U3连接的各插接构件的信息。

5.同样地，按照步骤4的方式，PC机指定新的插接构件得到与该插接构件连接的其它插接构件的信息，直到没有新的插接构件被发现。

当得到所有的插接构件的识别码和特征码，以及各插接构件的连接关系后，PC机将这些数字信息存储。利用这些信息，PC机通过专门的软件可再现电子的插接作品，并通过显示器显示出来，以及通过打印机打印出来。

Claims

1.智能插接拼装玩具构件，包括各种规则形状的插接构件，各插接构件通过榫头和卯眼插接在一起构成任意形状，榫头和卯眼设置在插接构件上，每个插接构件上含有至少一个榫头或一个卯眼，其特征在于：

2.根据权利要求2所述的智能插接拼装玩具构件，其特征在于，所述智能芯片采用单片机。

3.根据权利要求2所述的智能插接拼装玩具构件，其特征在于，所述查询模块为含有识别各插接构件的形状和位置关系，以及将各插接构件的形状和位置关系图形化的软件的PC机。