CN105597331B - 智能化线性串接的实物编程玩具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化线性串接的实物编程玩具，该玩具由头部和节组成，头部内设有主控板、电池、感应的装置、两只轮子及驱动机构，在头部和节、组串接在一起并受电之后，主控板，控制驱动机构执行相应的指令；所述头部与节、节与节之间的串接须保证具有电连接和结构连接。本发明将简单的编程思维反应到玩具上，让儿童能够初步地了解程序逻辑，开发儿童的编程能力；且，所述玩具加入了感应装置，使玩具的运行方式多样化、智能化，运行时更为有趣；编程的程度复杂化，能更好地启迪和提高孩子的编程水平。

Description

智能化线性串接的实物编程玩具

技术领域

本发明涉及一种智能化线性串接的实物编程玩具，属于实物编程技术领域。

背景技术

随着人们物质生活水平和教育水平的不断提高，父母对于儿童玩具的需求也日益提高。父母并不仅仅满足玩具带给儿童的娱乐效果，更多的是想通过玩具开发儿童的智力和创造力。现有的流行玩具有以下两类：1、遥控汽车：通过遥控器远程操控汽车按照用户的指示方向行驶；2、电动汽车：只能前行。前者能够提高孩子的手动操控能力，对于更深层次的创造力的开发作用不大；后者只具有带给孩子娱乐的功能，并不适合年龄较大且处于脑力开发旺盛期的孩子使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能化线性串接的实物编程玩具，旨在对儿童寓教于乐，在玩乐的过程中开发儿童的编程和逻辑思维能力。

本发明的技术解决方案是：一种智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：该玩具由头部和节组成，节又分为关节、编程节、空节和尾节，其中编程节包含条件指令和执行指令，每个条件指令节后面紧跟一个或多个执行指令节构成一组；头部内设有主控板、电池、两只轮子、驱动机构以及与各条件指令对应的感应装置或/和传感器的输入口；在头部和节、组串接在一起并受电之后，主控板按照传输过来的感应信号，读取符合该信号的组，并按照该组的指令控制驱动机构使其前进并作出相应的动作；所述头部与节、节与节之间的串接得保证具有电连接和结构连接。

其中，所述结构连接方式有：USB连接、内置点连接点的插拔连接；所述玩具头部内设置有一个或多个输入/输出端，用于连接各种输入和输出。

进一步地，开关节可以单独设置紧跟头部之后，亦可以设置在头部或尾节内。而单独设置的开关节与空节、编程节以及尾节一样，内部设置有一只轮子或两只轮子；优选地，所述头部的轮子为定向轮，节的轮子为万向轮。

更进一步地，所述单独设置的开关节与空节、编程节以及尾节内可不设轮子；但所述节底部最好为弧形。

更进一步地，所述玩具包含多个组。

再进一步地，所述开关节上面有按钮，编程节及空节的外表具有相应的指令说明。

再进一步地，所述编程节和尾节内设置有有一个单片机通过存储器存储为该节标识的一个唯一的指令ID；或者，所述编程节和尾节内设置有芯片并通过跳线开关存储为该节的一个唯一的指令ID。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

1、本发明将简单的编程思维反应到玩具上，让儿童能够初步地了解程序逻辑，开发儿童的编程能力。

2、本发明使用玩具模块搭建玩具的运行程序，模块本身成为玩具的组成部分，玩具的表现形式多样化，有“毛毛虫”、“小火车”、“蜈蚣”、“响尾蛇”等。

3、本发明利用更换编程节搭建玩具的形体和运行指令，编程更具灵活性，玩具运行时更加灵活、有趣；且，玩具整体运行可靠，执行效果直观，增加了寓教于乐的效果。

4、本发明所述玩具加入了感应装置，使玩具的运行方式多样化、智能化，运行时更为有趣；引入“组”的概念之后，编程的程度复杂化，能更好地启迪和提高孩子的编程水平。

附图说明

图1为本发明所述实施例小火车编程玩具的侧视示意图；

图2为本发明所述实施例小火车编程玩具条件组串联搭建的俯视示意图；

图3为本发明所述实施例小火车编程玩具的开关节的内部结构示意图；

图4为本发明所述实施例小火车编程玩具的编程节的内部结构示意图；

图5为本发明所述实施例小火车编程玩具的空节的内部结构示意图；

图6为本发明所述实施例小火车编程玩具的尾节的内部结构示意图；

图7为本发明所述实施例小火车编程玩具的光判断组的结构示意图；

图8为本发明所述实施例小火车编程玩具的声音判断组的结构示意图；

图9为本发明所述实施例小火车编程玩具各节的表面的图形标记含义表。

图10为本发明所述实施例小火车编程玩具的头部内部结构示意图；

图11为本发明所述实施例小火车编程玩具的头部内置USB内接口的示意图；

图12为本发明所述实施例小火车编程玩具的节的USB外接口示意图；

图13为本发明所述节内部为芯片加编码的开关方式原理图；

图14为本发明所述节内部为单片机加存储器的方式方案原理图；

图15为本发明所述头部主控板读取后面所连节和组的工作原理流程图；

图中，各标记含义为：1-头部，2-节，3-光判断组，4-声音判断组，12-主控板，13-驱动机构，14-传感器输入口，15-声音感应装置，16-电池，17—输出端，21-USB内接口，22-芯片，23-USB外接口，201-开关节，202-编程节，203-空节，204-尾节，205-按钮。

具体实施方式

本发明所述智能化线性串接的实物编程玩具，将编程实物化并带入儿童玩具中，给儿童创造了一个在娱乐的同时学习编程、启发逻辑思维的好帮手。

该玩具具有：

（1）节：分为开关节、编程节、空节、尾节。所述编程节及尾节内设置有一个单片机通过存储器存储为该节的一个唯一的指令ID（其原理如图13所示）；或者，所述节内部含有芯片并通过跳线开关存储为该节标识的一个唯一的指令ID（其原理如图14所示）；所述编程节又分为条件指令节和执行指令节，每一个条件指令节后面紧跟一个或多个执行指令节构成一组，整个玩具可以包含多个组；

（2）头部：内设有主控板、电池、两只轮子、驱动机构、以及与各条件指令相对应的感应装置或/和传感器的输入口；在玩具头部与节、组串接在一起并受电之后，主控板按照传输过来的感应信号，判断并读取符合该信号的组，控制驱动机构执行该组的指令。头部内还可以设置有一个或多个输入/输出端，用于连接各种输入和输出，例如可以连接灯泡、喇叭、风扇等。

如图15为主控板读取后面所连节和组的工作原理流程图，其工作原理如下：①读取第一个节中的ID；②判断是否为条件指令，是就存储该组并读取下一个节内的ID，否就直接读取下一节；③判断下一节是否为执行指令，是的话就存储该指令并读取下一个指令，否的话直接读取下一个指令；④重复步骤②。这只是将头部后所连节内的指令，装载到主控板内的过程，主控板还要根据感应信号，判断并执行符合该条件的组内的指令。

其实，上述条件指令是与头部感应装置、传感器等相对应的手势、声音、外力、光等可用于判断的指令，执行指令有前进、左转、右转、转圈、停止等，但是，如果头部内设置有输出端，则相应的具有打开和关闭玩具头部所接输出的指令，例如玩具头部输出口接有灯泡，那么相应的就具有亮灯和闭灯的指令，另外，还有延时指令用于延长输出时间；所述开关节内设置有开关，决定玩具运行的开始与终止；所述空节内并无指令。

该玩具在使用时，一般的串接顺序为：头部→开关节→组（多个组串接）→尾节，另外，空节一般设置在组内或串接在组与组之间，但也可以根据需求设置在开关节后或尾节前。所述开关节单独设置时是紧跟在头部之后，但开关节也可以设在头部或尾节内；开关节单独设置时与空节、编程节、以及尾节一样，可以不带轮子（不带轮子时，节的底部最好是弧形等与地面摩擦较小且利于活动的形状），也可以带一只或两只轮子，其中编程节优选是带两只轮子，头部的轮子为定向轮，后面所有轮子优选为万向轮以提高玩具运行过程中的灵活度，当然，个别轮子也可以用定向轮以保证运行的稳定度。

由前述可知，该玩具头部之后依次串接有多个节，但必须保证头部与节、节与节之间的电连接及结构连接。电连接的目的是把各组连接顺序以及组内各节所代表的指令传输给头部的主控板供其判断、解析和执行，通过前后更换或增删组（组内的执行指令节亦可更换或增删），使玩具运行时做到各种运作；结构连接是保证玩具运行时各节之间不会脱落，具体的连接方式有：USB（两种连接融为一体）、内置电连接点的插拔结构（电连接点分为“公头”和“母头”，有接线端子、弹簧针、弹簧片等多种形式）。

另外，本发明所述玩具的头部及后面的各个节可以根据玩具的形象选择各种造型和大小（如“毛毛虫”、“小火车”、“蜈蚣”、“响尾蛇”等），各节的外形和大小可以一致也可以不一致，并在其外表附加装饰，通常，开关节上要有按钮，编程节及空节的外表要有相应的指令说明，以便进行实物化直观编程。

下面结合附图和具体实施例小火车编程玩具，对本发明作进一步地说明，当然，以下只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式。但是，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

实施例

如图1～图9所示，小火车编程玩具包括头部1和节2，节又分为：开关节201、编程节202、空节203、尾节204；开关节201内设有USB内接口21和USB外接口23，在两接口的连接中设有开关，该开关受控于开关节的按钮205；每个编程节202的内部都设有芯片22存储有该编程节的指令ID，芯片22与USB内接口22和USB外接口23相连接；空节203内只设有USB内接口21和USB外接口23，无指令，内置有两个轮子；尾节204内设置有一芯片22和USB外接口23，芯片22内存储有一结束运行的指令。编程节202根据指令功能又分为条件指令节和执行指令节，每个条件指令节紧功能着一个或多个执行指令节构成组，如图，光判断组3内第一个为光判断节，后面紧跟有前进节，声音判断组4内第一个为声音判断节，后面依次紧跟有转圈节、前进节，右转节；各种节表面还设置有代表该节功能的图形标记，如图9所示为节表面图形标记的含义表。

如图10所示，小火车编程玩具头部1内设有主控板12、传感器输入口14（外接光传感器）、声音感应装置15、输出端17（外接灯泡）、电池16及驱动机构13，主控板12与传感器输入口14、声音感应装置15、输出端17、USB的内接口21相连接，电池16给主控板12以及驱动机构13供电，受电之后主控板12根据接收到的感应装置的信号读取满足该信号的组，控制驱动机构13使其驱动轮子前进并作出相应的动作。如图11、图12所示，节与节之间，头部与节之间通过相匹配的USB内接口21和USB外接口23串接在一起。

如图2为小火车编程玩具的搭建示例的俯视示意图，其串接的顺序为：头部1→开关节201→光判断组3→空节203→声音判断组4→空节203→尾节，当按下开关节的按钮205，小火车头部1内的主控板12读取各节、组的连接顺序以及各节所标识的指令ID，若头部外接的光传感器感应到光，则将感应到的光信号传输给芯片22，芯片22解析扫描各节的连接顺序和指令发现光判断节满足该信号，执行光判断组内的指令，控制驱动机构13让小火车执行前进的动作；若小火车头部感应到声音，则将感应的声音信号传输给芯片22，该信号满足声音判断节，芯片22执行声音判断组内的指令，控制驱动机构13让小火车先转圈后前进，前进的同时小火车头部灯泡亮10s后关闭，最后执行右转的动作。

当然，光判断组内以及声音判断组的执行指令节可根据用户的喜好进行更换或删减，而且所述组不仅仅只有光判断组和声音判断组，还有压力判断组等其它组，但相应的头部设置有其它判断组的感应装置或传感器。而且，不只是空节内有轮子，其它节内亦可设置有轮子；节内芯片亦可用单片机替换。另外，延时的指令不仅仅只有10s，还可以有1s、2s、3s、甚至30s等。

Claims (10)

1.智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：该玩具由头部和节组成，节又分为开关节、编程节、空节和尾节，其中编程节包含条件指令节和执行指令节，每个条件指令节后面紧跟一个或多个执行指令节构成一组；头部内设有主控板、电池、两只轮子、驱动机构以及与各条件指令节对应的感应装置或/和传感器的输入口；在头部和节、组串接在一起并受电之后，主控板按照传输过来的感应信号，读取符合该信号的组，并按照该组的指令控制驱动机构使其前进并作出相应的动作；所述头部与节、节与节之间的串接，须保证具有电连接和结构连接；所述编程节和尾节内设置有一个单片机，通过存储器存储为该节标识的一个唯一的指令I D，或者编程节和尾节内设置有芯片并通过跳线开关存储为该节的一个唯一的指令I D。

2.根据权利要求1所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述结构连接方式有：USB连接、内置点连接点的插拔连接。

3.根据权利要求1所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述玩具头部内设置有一个或多个输入/输出端，用于连接各种输入和输出。

4.根据权利要求1所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述开关节单独设置紧跟头部之后，或者所述开关节设置在头部或尾节内。

5.根据权利要求4所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述单独设置的开关节与空节、编程节以及尾节一样，内部设置有一只轮子或两只轮子。

6.根据权利要求5所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述头部的轮子为定向轮，节的轮子为万向轮。

7.根据权利要求4所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述单独设置的开关节与空节、编程节以及尾节的内部不设轮子。

8.根据权利要求7所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：未设轮子的节的底部为弧形。

9.根据权利要求1所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述玩具包含多个组。

10.根据权利要求1所述的智能化线性串接的实物编程玩具，其特征在于：所述开关节上面有按钮，编程节及空节的外表具有相应的指令说明。