CN105975280A - 一种多用途灵活的实物化编程模块及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途灵活的实物化编程模块，为面向程控对象对接并程控两种以上动作的实物化子程序编辑器，该程控对象搭建有对应动作的若干种响应部及主控板。特别地，该实物化编程模块设有相关联的动作编辑板、指令模块、微控板及其交互数据接口，动作编辑板设有对应一种响应部且数量匹配的手动调控部以及定位寄存部、动作记录部；通过手动调控部调制定位响应部，定位寄存器分别记录程控对象各位置状态下全部响应部的数据集合，动作记录部择取若干定位寄存器的数据集合并结合延时指令编排整合在存储部内形成一个程控对象动作的子程序。本发明提高了对程控对象的操控效率和直观性，能够避免编程语言抽象化的缺陷。

Description

一种多用途灵活的实物化编程模块及其实现方法

技术领域

本发明属于人机交互领域，具体涉及到对教学、生活各类程控对象实施实物化编程的实现模块及其实现方法。

背景技术

进入21世纪，信息技术推动下知识社会的形成及其对技术创新的影响进一步被认识，科学界进一步反思对创新的认识：技术创新是一个科技、经济一体化过程，是技术进步与应用创新“双螺旋结构”(创新双螺旋)共同作用催生的产物，而且知识社会条件下以需求为导向、以人为本的创新2.0模式(创客)进一步得到关注。在这个世纪里，创客将成为世界的领导者，引领世界走向更加辉煌的一页。

伴随着当代中国乃至世界对创客的越来越关注，全民创客时代已经来临。在互联网时代的今天，计算机和网络已经成为人们生活中必不可缺少的一部分。作为创客，也必须掌握一项基础技能，就是“编程”。程序是计算机的大脑，也只有掌握“编程”的技能，然后才能够参与到计算机创新制作过程中来。

传统的编程通常是通过键盘输入文本语言来完成。这种编程方式对于计算机初学者而言，理解和使用起来很不方便，主要原因是传统编程语言中的语法和复杂指令，难以被理解和记忆，同时还需要进行大量输入工作。而一般儿童和新手很难记住和理解程序语言的语法、逻辑关系和程序架构等非常专业的知识。现有技术公开了一些实物编程方法和系统，通过图像采集实物编程块的表面识别码，再转换为对应的功能语义序列，用户通过在摄像区域摆放具有识别 码的实物模块来进行简单编程，这种实物化的编程方法虽然简单，但其仍然是一种乏味的程序，对于激发儿童及新手学习的效果上并不十分突出和有效。

除开儿童的启蒙和新手的教育外，人们生活中和工作中需要用到编程的情况依旧挺多的。特别是各种机器人表演、大型的离人型活动景观、动画视像等，都需要专业人员事先进行复杂的编程及输入，甚至需要经历较长过程的程序调制方可达到预期目标。然而这依然无法避免枯燥的编程作业，而且效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多用途灵活的实物化编程模块及其实现方法，使得各种编程对象能被实物化编程，灵活调试，更高效率地完成程序设计和接入执行。

本发明的上述第一个目的，其得以实现的技术解决方案为：一种多用途灵活的实物化编程模块，为面向程控对象对接并程控两种以上动作的子程序编辑器，所述程控对象搭建有对应动作的若干种响应部及主控板，且主控板一体集成设有CPU、主存器、动作编辑下载接口、实物编程积木下载接口和分别对应各个响应部的输出端口，其特征在于：所述实物化编程模块设有相关联的动作编辑板、微控板及其面向主控板的交互数据接口，而所述动作编辑板设有对应一种响应部且数量匹配的手动调控部以及M个定位寄存部、N个动作记录部；手动调控部调制响应部定位，M个定位寄存器分别记录程控对象M个位置状态下全部响应部的数据集合，且每个定位寄存器与下一个定位寄存器之间设有延时指令部，每个动作记录部择取全部定位寄存器的数据集合并结合延时指令编排整合存储为一个程控对象动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存 器之中；其中M、N为大于2的整数。

进一步地，所述程控对象为机器人并设计有至少包括下蹲、半蹲、起立、弯腰、抬头、低头、扭头的多种动作，所述响应部为机器人各个关节处所设的舵机、电机，所述手动调控部为一一对应调节舵机角度的旋钮、驱动电机通断的按钮，M个定位寄存器分别记录机器人M个位置状态下全部舵机的角度集合及电机的通断集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的角度集合和通断集合并结合延时指令编排整合存储为机器人的一种动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为家装灯带并设计有至少包括闪烁、换色、循环传色的多种动作，所述响应部为家装灯带中符合RGB规则的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮或旋钮，M个定位寄存器分别记录家装灯带M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为家装灯带的一种动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为机器人头部的表情板并设计有至少包括喜、怒、哀、乐、雨滴、光斑扩散、指向的多种表情动作，所述响应部为表情板中阵列排布而设的LED，所述手动调控部为一一对应切控LED亮灭的按钮，M个定位寄存器分别记录表情板M个位置状态下全部LED的亮灭集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的亮灭集合并结合延时指令编排整合存储为表情板的一种表情动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为音频播放器并设计有至少包括乐曲、音效的多种发声动作，所述响应部为音频播放器的喇叭，所述手动调控部为一一对应调 节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮，M个定位寄存器分别记录音频播放器M个位置状态下全部喇叭的音阶和音调集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的音阶和音调集合并结合延时指令编排整合存储为音频播放器的一种发声动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为火焰板并设计有至少包括燃起、熄灭、熊熊燃烧、焰光变色的多种呈现动作，所述响应部为火焰板中符合RGB规则且阵列排布而设的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮，M个定位寄存器分别记录火焰板M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为火焰板的一种呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为音乐喷泉并设计有至少包括无声喷泉、音乐无喷泉、固定曲调喷泉、变化曲调随变喷泉的多种呈现动作，所述响应部为音乐喷泉中喷嘴阀门和附设的喇叭，所述手动调控部为一一对应调节喷嘴阀门开闭的按钮和一一对应调节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮，M个定位寄存器分别记录音乐喷泉M个位置状态下全部喷嘴阀门的开闭集合及喇叭的音阶和音调集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的两个集合并结合延时指令编排整合存储为音乐喷泉的一种声水呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

进一步地，所述程控对象为光立方并设计有3D成像的圆球、多面体、实物光影模型的多种呈现动作，所述响应部为光立方中空间立体阵列排布而设的单色LED或符合RGB规则的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发 光颜色及亮度的按钮或旋钮，M个定位寄存器分别记录光立方M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为光立方的一种呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中

进一步地，所述程控对象为手势输入板并设计有两种以上输入手势，所述响应部为手势输入板中排布而设的光敏传感器或压力传感器，所述手动调控部为一一对应调节两种传感器感知状态变化的模拟板载触点，M个定位寄存器分别记录手势输入板M个位置状态下全部传感器的感知状态集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的感知状态集合并结合延时指令编排整合存储为手势输入板的一种输入手势，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

更进一步地，所述实物编程积木下载接口外接实物编程积木，所述实物编程积木至少包括指令代码调用模块、重复模块，条件选择模块和延时模块。

本发明的上述第二个目的，其得以实现的技术解决方案为：一种多用途灵活的实物化编程模块的实现方法，基于权利要求1所述实物化编程模块对程控对象编辑两种以上动作子程序，其特征在于包括步骤：

Ⅰ、分解程控对象任一种动作的M个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔及逻辑关系，得到动作流程图；

Ⅱ、对应每个位置状态定位全部程控响应部的状态数据集合并记录于各个定位寄存器之中；

Ⅲ、根据步骤Ⅰ的动作流程图择取全部定位寄存器并结合延时指令、整合存储为动作子程序；

Ⅳ、将动作子程序通过交互数据接口载入程控对象中，并以唯一匹配的指 令代码存储于主存器之中。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和技术效果：

本发明将传统编程语言的复杂语句简单化为简单的实物手动操作编程，大幅提高了对程控对象的操控效率，而且实物化操作，对象响应更直观，能够避免编程语言抽象化的缺陷。此外，本发明可以广泛应用于机器人动作表情、家装灯带、光立方、声光喷泉等各种生活、工作、社会活动所需对象的灵活编程。

附图说明

图1为本发明实物化编程模块的整体架构示意图。

图2为本发明实物化编程模块第一实施例程控对象的结构示意图。

图3为本发明实物化编程模块第二实施例程控对象的结构示意图。

图4为本发明实物化编程模块第三实施例程控对象的结构示意图。

图5为本发明实物化编程模块第四实施例程控对象的结构示意图。

图6为本发明实物化编程模块第五实施例程控对象的结构示意图。

图7为本发明实物化编程模块第六实施例程控对象的结构示意图。

图8为本发明实物化编程模块第七实施例程控对象的结构示意图。

图9为本发明实物化编程模块第八实施例程控对象的结构示意图。

图10为图4的程控变化示意图。

图11为图6的程控变化示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明技术方案作进一步说明。所举的实施例仅是对本发明产品或方法作概括性例示，有助于更好地理解本发明。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和变型，这些改进和变型也应该视为落在本发明的保护范围之内。

本创作者针对当前传统文本语言编程较为死板、抽象且效率低下等不足现状，创新提出了一种多用途灵活的实物化编程模块及其实现方法，并以此实现了编程作业的具象化，提高了“编程”的灵活性。

首先概括来看：本发明一种多用途灵活的实物化编程模块，为面向程控对象对接并程控两种以上动作的子程序编辑器。如图1所示，作为基础该程控对象1搭建有对应动作的若干种响应部12及主控板11，且主控板11一体集成设有CPU111、主存器113、动作编辑下载接口、实物编程积木下载接口112(功能不同故区分命名，实际应用中可调替换复用，故附图标记统一)和分别对应各个响应部的输出端口114。这里，CPU是程控对象的核心处理单元，主要负责程序的编解码，而主存器则用于保存来自实物化编程模块的子程序数据。在CPU执行程序时，依次通过输出端口驱动各响应部，执行相应的动作。作为本申请的创新特征，上述实物化编程模块2设有相关联的动作编辑板、微控板及其面向主控板的交互数据接口，而该动作编辑板设有可选的拨档开关24及对应一种响应部且数量匹配的手动调控部211、212以及M个定位寄存部221、N个动作记录部23；该手动调控部调制响应部定位，M个定位寄存器分别记录程控对象M个位置状态下全部响应部的数据集合，且每个定位寄存器与下一个定位寄存器之间设有延时指令部，包括与延时指令相匹配的操控按钮222、旋钮25，每个动作记录部择取全部定位寄存器的数据集合并结合延时指令编排整合为一个程控对象动作保存于存储部之中，并在与程控对象接口互联后传送至主 存器之中、供CPU调用执行。其中M、N为大于2的整数。而且，上述实物编程积木下载接口外接实物编程积木，而实物编程积木至少包括指令代码调用模块32、34、重复模块，条件选择模块33和延时模块31。

一种多用途灵活的实物化编程模块，为面向程控对象对接并程控两种以上动作的子程序编辑器，所述程控对象搭建有对应动作的若干种响应部及主控板，且主控板一体集成设有CPU、主存器、动作编辑下载接口、实物编程积木下载接口和分别对应各个响应部的输出端口，其特征在于：所述实物化编程模块设有相关联的动作编辑板、微控板及其面向主控板的交互数据接口，而所述动作编辑板设有对应一种响应部且数量匹配的手动调控部以及M个定位寄存部、N个动作记录部；手动调控部调制响应部定位，M个定位寄存器分别记录程控对象M个位置状态下全部响应部的数据集合，且每个定位寄存器与下一个定位寄存器之间设有延时指令部，每个动作记录部择取全部定位寄存器的数据集合并结合延时指令编排整合存储为一个程控对象动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中；其中M、N为大于2的整数。

基于上述实物化编程模块对程控对象编辑两种以上动作子程序，概括而言包括如下步骤：

Ⅰ、分解程控对象任一种动作的M个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔及逻辑关系，得到动作流程图；

Ⅱ、对应每个位置状态定位全部程控响应部的状态数据集合并记录于各个定位寄存器之中；

Ⅲ、根据步骤Ⅰ的动作流程图择取全部定位寄存器并结合延时指令、整合存储为动作子程序；

Ⅳ、将动作子程序通过交互数据接口载入程控对象中，并以唯一匹配的指令代码存储于主存器之中。在程序具体运行时，通过各种实物编程积木搭建程序运行的流程图，这里实物编程积木包括对应指令代码的指令代码调用模块。主控板在运行流程图时当触及指令代码部分，便直接调用主存器中对应指令代码的动作程序。从而使程控对象做出相应的动作。

由于本发明实物化编程模块及其实现方法具有多用途灵活的应用能力，为便于进一步直观理解本发明技术方案，以下便详细介绍多个实施例的细节结构和具体编程方式。

实施例一，编程操控机器人舞蹈。

程控对象为机器人并设计有至少包括下蹲、半蹲、起立、弯腰、抬头、低头、扭头的多种动作，甚至将这些动作串联起来能够形成连贯的舞蹈动作，从而提供了机器人操作者进行舞蹈编程的具象化工具。如图2所示，本实施例中该机器人设有主控板31，且响应部为机器人各个关节处所设的舵机33、电机34，同时不难发现机器人头部设有表情板32(关于该部分的编程操作将在后述实施例中进一步详细描述)。对应该些响应部，上述手动调控部211为一一对应调节舵机角度的旋钮、驱动电机通断的按钮(未具体图示)，能够对机器人全身每个舵机及电机实施单独控制和高精度调节。M个定位寄存器分别记录机器人M个位置状态下全部舵机的角度集合及电机的通断集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的角度集合和通断集合并结合指令模块编排顺序整合存储为机器人的一种动作。

更具体的描述来看，假设需要编程机器人舞蹈中一个半蹲动作时，分解程控对象任一种动作的M个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔及逻辑关 系，得到动作流程图；例如可将半蹲动作从直立、半蹲、直立分解为八个以上的机器人位置状态，并通过手动调控部控制各个舵机、电机至所需的分解位置，记录每个位置状态下全部舵机、电机的角度集合和通断集合并记录于各个定位寄存器之中；而后根据动作流程图择取相应的定位寄存器及指令模块，控制各个位置状态及其间的延时等，并在动作记录部中整合为一个半蹲动作的子程序(生成一长串二进制代码)，该子程序当实物化编程模块通过扩展接口与机器人的动作编辑下载接口对接时，子程序与主控板31相交互存储于主存器之中、由机器人在接收调用指令时执行该子程序实施半蹲动作。

同理，通过上述实物具象化的编程操作，还可以编制起立、弯腰、抬头、低头、扭头、摆臂、扭腰、前跨、后撤步等多种动作，并创作性地结合各类循环、延时指令模块实现完整的编舞。

实施例二，编程操控家装灯带。

程控对象为家装灯带并设计有至少包括闪烁、换色、循环传色的多种动作，经过创意性的编排，可以提供家居主人营造不同照明气氛设计的具象化工具。如图3所示，本实施例中该家装灯带连接有主控板41，且响应部为家装灯带中符合RGB规则的LED42。对应该响应部上述手动调控部211为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮或旋钮(未具体图示)，能够对每个或分段的LED实施单独控制和高精度调节。M个定位寄存器分别记录家装灯带M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合指令模块编排顺序整合存储为家装灯带的一种呈现动作。

更具体的描述来看，假设需要营造一个五光十色的家庭聚会时，分解家装 灯带循环传色动作的M个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔，得到动作流程图；例如沿灯带完整长度划分为十多段不同颜色的显色段(红、灰、橙、黄、绿、黑、蓝、靛、紫、黑、白、亮蓝、暗绿……)，并且每一段在一定时间间隔下显示为下一段所呈现的颜色及亮度，由此形成家装灯带的若干个位置状态，并通过手动调控部控制各个LED至所需的颜色及亮度，记录每个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合并记录于各个定位寄存器之中；而后根据动作流程图择取相应的定位寄存器及指令模块，控制各个位置状态及其间的延时等，并在动作记录部中整合为一个循环传色的子程序，该子程序当实物化编程模块通过扩展接口与家装灯带的动作编辑下载接口对接时，子程序与主控板41相交互存储于主存器之中、由家装灯带在接收调用指令时执行该子程序实施按一定时间频率、一定色彩范围、段长设定进行循环传色。

同理，通过上述实物具象化的编程操作，还可以编制整幅灯带循环变色、闪烁等多种动作，并创作性地结合各类循环、延时指令模块实现各类灯光意境的营造。

实施例三，编程操控机器人表情。

程控对象为图2和图4所示的机器人头部的表情板，并设计有至少包括喜、怒、哀、乐、雨滴、光斑扩散、指向的多种表情动作，经过创意性的编排，可以提供机器人表情的丰富变化。如图4所示，本实施例中该表情板32连接有主控板321(可以是单独的主控板，也可以是机器人整机的主控板)，且响应部为表情板32中阵列排布而设的LED322。对应该响应部上述手动调控部211为对应切控LED亮灭的按钮(未具体图示)，能够对每个LED实施单独控制。M个定位寄存器分别记录表情板M个位置状态下全部LED的亮灭集 合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的亮灭集合并结合指令模块编排顺序整合存储为表情板的一种表情动作。

更具体的描述来看，假设需要呈现一个吐舌头、回缩舌头的笑脸表情，分解该笑脸表情为三个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔，得到动作流程图；并通过手动调控部控制各个LED至所需的亮灭，记录每个位置状态下全部LED的亮灭集合并记录于各个定位寄存器之中；而后根据动作流程图择取相应的定位寄存器及指令模块，控制各个位置状态及其间的延时等，并在动作记录部中整合为一个吐舌笑脸的子程序，该子程序当实物化编程模块通过扩展接口与机器人的动作编辑下载接口对接时，子程序与主控板321相交互存储于主存器之中、由表情板执行该子程序实施图10所示的吐舌笑脸表情。

同理，通过上述实物具象化的编程操作，还可以编制其它各类表情动作或多表情组合，并创作性地结合各类循环、延时指令模块实现机器人表情丰富化。

实施例四，编程编曲。

程控对象为图5所示的音频播放器，并设计有至少包括乐曲、音效的多种发声动作。本实施例中该音频播放器设有主控板51，且响应部为音频播放器的喇叭52。对应该响应部上述手动调控部211为一一对应调节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮(未具体图示)，能够对每个喇叭实施单独控制。M个定位寄存器分别记录音频播放器M个位置状态下全部喇叭的音阶和音调集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的音阶和音调集合并结合指令模块编排顺序整合存储为音频播放器的一种发声动作。本实施例适用于各类编曲和各类音效的灵活呈现及组合。

实施例五，编程操控火焰板二维成像。

程控对象为图6所示的火焰板，并设计有至少包括燃起、熄灭、熊熊燃烧、焰光变色的多种呈现动作，经过创意性的编排，可以提供火焰板不同程度的火焰成像。本实施例中该火焰板类似于实施例三中的表情板且连接有主控板61，并且响应部为火焰板中符合RGB规则且阵列排布而设的LED62。对应该响应部上述手动调控部211为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮(未具体图示)，能够对每个LED实施单独的颜色及亮度控制。M个定位寄存器分别记录火焰板M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合指令模块编排顺序整合存储为火焰板的一种呈现动作。

更具体的描述来看，假设需要呈现一个燃烧着的火焰表情，分解该火焰表情为三个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔，得到动作流程图；并通过手动调控部控制各个LED至所需的颜色及亮度，记录每个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合并记录于各个定位寄存器之中；而后根据动作流程图择取相应的定位寄存器及指令模块，控制各个位置状态及其间的延时等，并在动作记录部中整合为一个燃烧着的火焰的子程序，该子程序当实物化编程模块通过扩展接口与火焰板的动作编辑下载接口对接时，子程序与主控板相交互存储于主存器之中、由表情板执行该子程序实施图11所示的燃烧火焰。

同理，通过上述实物具象化的编程操作，还可以编制其它熄灭、焰光变色或多动作组合，并创作性地结合各类循环、延时指令模块实现二维火焰。

实施例六，编程操控音乐喷泉。

程控对象为图7所示的音乐喷泉，并设计有至少包括无声喷泉、音乐无喷 泉、固定曲调喷泉、变化曲调随变喷泉的多种呈现动作，此外还能搭配各色照明灯光，经过创意性的编排，可以提供音乐喷泉的丰富变化。本实施例中该音乐喷泉连接有主控板71，且响应部为音乐喷泉中喷嘴72(特别是其自带的阀门721)、照明色灯73和附设的喇叭74。对应该响应部上述手动调控部211为一一对应调节喷嘴阀门开闭的按钮、一一对应调节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮和一一对应调节照明色灯发光颜色和亮度的按钮、旋钮(未具体图示)，能够对每个响应部实施单独控制。M个定位寄存器分别记录音乐喷泉M个位置状态下全部喷嘴阀门的开闭集合、喇叭的音阶和音调集合以及照明色灯的颜色亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的三个集合并结合指令模块编排顺序整合存储为音乐喷泉的一种声水光呈现动作。这里，需要说明的是，音乐喷泉实施例中，对照明色灯的选取和编程控制不是必须的，可以仅为音乐与喷泉的组合，而本实施例是增加音乐喷泉呈现效果的实施方案。

实施例七，编程操控光立方3D成像。

程控对象为图8所示的光立方，并设计有3D成像的圆球、多面体、实物光影模型的多种呈现动作。本实施例中该光立方设有主控板81，且响应部为光立方中空间立体阵列排布而设的单色LED或符合RGB规则的LED82。对应该响应部上述手动调控部211为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮或旋钮(未具体图示)，能够对每个LED实施单独控制。M个定位寄存器分别记录表情板M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合指令模块编排顺序整合存储为光立方的一种呈现动作。

实施例八，编程操控手势输入。

程控对象为图9所示的手势输入板，并设计有两种以上输入手势。本实施例中该手势输入板设有主控板91，且响应部为手势输入板中排布而设的光敏传感器或压力传感器92，该手动调控部为一一对应调节传感器感知状态变化的模拟板载触点，M个定位寄存器分别记录手势输入板M个位置状态下全部传感器的感知状态集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的感知状态集合并结合指令模块编排顺序整合存储为手势输入板的一种输入手势子程序。该子程序暂存于存储部之中，并当实物化编程模块通过扩展接口与的实物编程积木下载接口对接时，子程序与主控板相交互、由手势输入板响应执行该子程序，仅当接收到相应的输入手势，即可完成对应的控制程序。

综上概述及多个实施例的详细介绍可以理解到，与现有技术相比，本发明具有十分突出的优点和技术效果：将传统编程语言的复杂语句简单化为简单的实物手动操作编程，大幅提高了对程控对象的操控效率，而且实物化操作，对象响应更直观，能够避免编程语言抽象化的缺陷。此外，本发明可以广泛应用于机器人动作表情、家装灯带、光立方、声光喷泉等各种生活、工作、社会活动所需对象的灵活编程。

Claims (11)

1.一种多用途灵活的实物化编程模块，为面向程控对象对接并程控两种以上动作的子程序编辑器，所述程控对象搭建有对应动作的若干种响应部及主控板，且主控板一体集成设有CPU、主存器、动作编辑下载接口、实物编程积木下载接口和分别对应各个响应部的输出端口，其特征在于：所述实物化编程模块设有相关联的动作编辑板、微控板及其面向主控板的交互数据接口，而所述动作编辑板设有对应一种响应部且数量匹配的手动调控部以及M个定位寄存部、N个动作记录部；手动调控部调制响应部定位，M个定位寄存器分别记录程控对象M个位置状态下全部响应部的数据集合，且每个定位寄存器与下一个定位寄存器之间设有延时指令部，每个动作记录部择取全部定位寄存器的数据集合并结合延时指令编排整合存储为一个程控对象动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中；其中M、N为大于2的整数。

2.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为机器人并设计有至少包括下蹲、半蹲、起立、弯腰、抬头、低头、扭头的多种动作，所述响应部为机器人各个关节处所设的舵机、电机，所述手动调控部为一一对应调节舵机角度的旋钮、驱动电机通断的按钮，M个定位寄存器分别记录机器人M个位置状态下全部舵机的角度集合及电机的通断集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的角度集合和通断集合并结合延时指令编排整合存储为机器人的一种动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

3.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为家装灯带并设计有至少包括闪烁、换色、循环传色的多种动作，所述响应部为家装灯带中符合RGB规则的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮或旋钮，M个定位寄存器分别记录家装灯带M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为家装灯带的一种动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

4.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为机器人头部的表情板并设计有至少包括喜、怒、哀、乐、雨滴、光斑扩散、指向的多种表情动作，所述响应部为表情板中阵列排布而设的LED，所述手动调控部为一一对应切控LED亮灭的按钮，M个定位寄存器分别记录表情板M个位置状态下全部LED的亮灭集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的亮灭集合并结合延时指令编排整合存储为表情板的一种表情动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

5.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为音频播放器并设计有至少包括乐曲、音效的多种发声动作，所述响应部为音频播放器的喇叭，所述手动调控部为一一对应调节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮，M个定位寄存器分别记录音频播放器M个位置状态下全部喇叭的音阶和音调集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的音阶和音调集合并结合延时指令编排整合存储为音频播放器的一种发声动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

6.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为火焰板并设计有至少包括燃起、熄灭、熊熊燃烧、焰光变色的多种呈现动作，所述响应部为火焰板中符合RGB规则且阵列排布而设的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮，M个定位寄存器分别记录火焰板M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为火焰板的一种呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

7.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为音乐喷泉并设计有至少包括无声喷泉、音乐无喷泉、固定曲调喷泉、变化曲调随变喷泉的多种呈现动作，所述响应部为音乐喷泉中喷嘴阀门和附设的喇叭，所述手动调控部为一一对应调节喷嘴阀门开闭的按钮和一一对应调节喇叭发声音阶、音调的按钮、旋钮，M个定位寄存器分别记录音乐喷泉M个位置状态下全部喷嘴阀门的开闭集合及喇叭的音阶和音调集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的两个集合并结合延时指令编排整合存储为音乐喷泉的一种声水呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

8.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为光立方并设计有3D成像的圆球、多面体、实物光影模型的多种呈现动作，所述响应部为光立方中空间立体阵列排布而设的单色LED或符合RGB规则的LED，所述手动调控部为一一对应调节LED发光颜色及亮度的按钮或旋钮，M个定位寄存器分别记录光立方M个位置状态下全部LED的颜色及亮度集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的颜色及亮度集合并结合延时指令编排整合存储为光立方的一种呈现动作，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

9.根据权利要求1所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于：所述程控对象为手势输入板并设计有两种以上输入手势，所述响应部为手势输入板中排布而设的光敏传感器或压力传感器，所述手动调控部为一一对应调节两种传感器感知状态变化的模拟板载触点，M个定位寄存器分别记录手势输入板M个位置状态下全部传感器的感知状态集合，每个动作记录部择取全部定位寄存器的感知状态集合并结合延时指令编排整合存储为手势输入板的一种输入手势，并以唯一匹配的指令代码交互存储于主存器之中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述多用途灵活的实物化编程模块，其特征在于，所述实物编程积木下载接口外接实物编程积木，所述实物编程积木至少包括指令代码调用模块、重复模块，条件选择模块和延时模块。

11.一种多用途灵活的实物化编程模块的实现方法，基于权利要求1所述实物化编程模块对程控对象编辑两种以上动作子程序，其特征在于包括步骤：

Ⅰ、分解程控对象任一种动作的M个位置状态及相邻两个位置状态间的时间间隔及逻辑关系，得到动作流程图；

Ⅱ、对应每个位置状态定位全部程控响应部的状态数据集合并记录于各个定位寄存器之中；

Ⅲ、根据步骤Ⅰ的动作流程图择取全部定位寄存器并结合延时指令、整合存储为动作子程序；

Ⅳ、将动作子程序通过交互数据接口载入程控对象中，并以唯一匹配的指令代码存储于主存器之中。