CN104834236A - 结合智能设备的模块化玩具、教学用具或机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能玩具、教学用具和机器人，其包含智能设备，控制器模块、外部模型， 通过安装在智能设备上的不同应用程序和简单的模型变换，可以容易的构造变换多种不同的实物玩具、教学用具或机器人，开发智力，辅助教学，开拓机器应用的领域。

Description

结合智能设备的模块化玩具、教学用具或机器人

技术领域

本发明涉及一种智能玩具、教学用具或机器人，其包含智能设备，控制器模块、外部模型， 通过安装在智能设备上的不同应用程序和简单的模型变换，可以容易的构造变换多种不同的实物玩具、教学用具或机器人，开发智力，辅助教学，开拓机器应用的领域。

背景技术

在儿童智力开发、教学活动和机器人领域，功能多样且具有高度智能的玩具、教具和机器人越来越受欢迎。现有的产品都是功能单一的产品，不能简单经济的转换为另一种产品。

各种机器人因为包含单独而特有的计算存储单元或者使用定制的外部装置而导致价格高昂，使得这一系列的玩具、教具和机器人普及程度不高。普通的玩具因为缺乏网络、计算和存储单元而功能有限，智能化程度很低。

单独使用智能设备上的游戏或者教学应用软件，属于虚拟游戏和应用，虽然也可以提供一定的玩具或者教具功能，但是具有很大的局限性。例如，严重依赖屏幕和用户交互，长期使用有害眼睛；无法直观的体现现实实体的基本构造和原理。

手机和各种便携式智能设备正在普及，这些智能设备可以提供高速计算单元和大容量存储单元，同时很多设备还包含通信模块，语音模块，大屏幕显示模块，重力感应模块，磁性模块，照相功能，网络功能等，所有这些可以为玩具、教学用具和机器人提供丰富的功能，尤其是和可以自由组合的外部模型相互搭配。

发明内容

本发明要解决的技术问题

现有的结合智能手机和平板电脑的玩具、教具或机器人都是和特定应用绑定使用，只能支持特定应用，这样的玩具、教具或者机器人成本很高，功能单一，无法快速经济地转换为不同的玩具、教具或机器人。为了解决上述问题, 特别为了提高智能设备、应用程序、控制器模块和模型的复用程度，减少不同玩具、教具或机器人之间的转换成本，一种措施是充分组合利用已有的智能设备、适配多种玩具和教具的控制转换模块和外部实物模型。

解决问题的方法

考虑到上述各种问题,本发明人进行了大量研究且结果发现, 智能设备搭配固定控制器模块，通过安装不同的应用程序，结合简单的外部模型改变，可以轻易的将一个玩具、教具或机器人转换为另外一个不同的玩具、教具或机器人, 从而完成本发明。具体地，本发明涵盖以下实施方案。

1.   将产品的各个部分模块化， 智能设备、控制器模块和外部模型是3个独立的模块。

2.   智能设备和外部模型是2个可以被替换的模块，来实现不同的功能。

2.1 可以在同样的智能设备上安装不同的应用程序。

2.2可以将同样的应用程序安装到不同的智能设备上。

2.3 同样的外部模型可以和不同的应用程序和智能设备交互。

2.4 同样的应用程序也可以配合使用不同的外部模块。

3.   在应用程序和控制器模块之间建立标准的通信协议，遵循该标准通信协议的不同应用程序都可以和控制器模块交互，传递控制指令或者收集外部信号。

4.   在控制器模块和外部模型之间建立标准的制动协议和制动元件，不同形态的外部模型可以响应和反馈控制指令。

发明效果

可以提供更直观的模拟效果，有助于锻炼儿童的动手能力和发挥儿童的想象力。可以更加经济便捷的提供智能玩具和教学用具。更快捷有效的制造不同功能和不同形态的玩具、教学用具和机器人。

 实施发明的最佳方式：

实施例1： 智能汽车

制作一个汽车外观的外部模型，将智能设备和控制器模块放置在汽车中。设计实现一个模拟校车路线的应用程序，控制汽车经过固定的路线，经停不同的地点，搭载乘客。使用同样的智能设备、外部模型和控制器模块，还可以设计安装另外一个应用程序，接受外部语音指令来控制汽车，例如前进、后退、加速、转弯等，这样的两个汽车可以在一个环形的场地中比赛。

 实施例2： 智能家庭机器人

制作一个机器人的外部模型，将案例1中使用的智能设备和控制器模块放置在机器人的身体中。设计实现一个图书管理员的应用程序，控制机器人整理图书, 充分利用智能设备的摄像头来扫描图书封面或者条形码，对图书归类放置，将散落在不同地方的图书收集回书架。使用同样的智能设备、外部模型和控制器模块，还可以安装另外一个应用程序，帮助老人使用复杂的设备，或者识别老人的健康和安全状况，在老人遇到麻烦的紧急时间，和外界及时有效视频语音通话，寻求帮助。

 实施例3:　智能红绿灯

制作一个红绿灯的外部模型，将案例1中使用的智能设备和控制器模块放置在红绿灯的立杆中。设计实现一个智能红绿灯的应用程序，可以允许小朋友自己设计红绿灯转换的方案。这样的红绿灯玩具可以帮助小朋友更好的理解现有产品的工作原理，同时也启发他们的思维。

[0020] 附图说明

图1是本发明的设计图

Claims (11)

1.一种智能玩具、教学用具或机器人，所述智能玩具、教学用具或机器人包括：

(1) 一部或者多部智能设备，优选智能手机或平板电脑，需要安装相应的应用程序，所述应用程序优选是智能设备原厂开发或者第三方开发的；

(2) 用于与智能设备进行信号交互和转换的控制器模块，连接到智能设备的通信接口；通信接口优选有线连接或无线连接方式，更优选USB接口、WIFI接口、红外接口或蓝牙接口；

(3) 玩具、教学用具或机器人的模型，该模型构建所模拟的玩具、教学用具或机器人的基本外观和功能，所述模型与控制器模块共同完成所模拟的玩具、教学用具或机器人的核心功能；所述模型优选由可以拆卸组装的基础元件构成。

2.根据权利要求1所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述应用程序是利用智能设备已有的输入接口，接收外部声音，图像，感应，网络，通信，以及来自所述控制器模块的信号输入。

3.根据权利要求1-2任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述应用程序是利用智能设备已有的或者扩展的计算和存储单元，对各种输入信息进行计算处理。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述应用程序是将输出通过智能设备的输出接口输出到控制转换模块，或者直接输出给最终用户，例如声音或者屏幕输出。

5.根据权利要求1-4任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述应用程序是可以利用智能设备的部分或者全部输出功能模块来构建玩具、教学用具或机器人的部分或者全部核心功能。

6.根据权利要求1-5任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述控制器模块是可以将智能设备的输出信号转化为玩具、教学用具或机器人所需要的其他信号，或者用于控制模型的运动。

7.根据权利要求1-6任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述控制器模块，是任选存在的，对于简单的玩具、教学用具或机器人，可以没有这一模块。

8.根据权利要求1-7任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述模型是构建所模拟的物体的基本外观和部分功能，并且受控制器模块所控制和影响的，在控制器模块的控制和影响下的运动和变化构成玩具、教学用具或机器人的功能。

9.根据权利要求1-8任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述模型是由任选的不同应用程序进行控制。

10.根据权利要求1-9任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于所述模型可以承载智能设备和控制器模块的，从而使得整个产品是便携和可运动的。

11.根据权利要求1-10任一项所述的智能玩具、教学用具或机器人，其特征在于智能设备可以是多部合作工作。