CN110075550A - 编程玩具组 - Google Patents

Abstract

一种编程玩具组，包括排列成地图的多张地图卡、多张编程卡、可被控制地在所述编程卡上及所述地图卡上移动的行动玩具及安装在所述行动玩具的控制单元。每一张地图卡具有连结坐标资讯的辨识码。每一张编程卡具有连结编程指令的辨识码。控制单元包括读取相对位置的辨识码并输出编码讯息的光学传感器、储存连结编码讯息的编程指令与坐标资讯的存储器，及处理器。所述处理器根据所述编程卡的编程指令生成软件编程，且根据所述软件编程与所述地图卡的坐标资讯，控制所述行动玩具依循所述地图卡移动，及进行连续动作。借此，通过图像化的编程卡设计，使儿童容易辨别指令意义，及配合所述地图卡的情境规划，与周遭环境进行互动，而增添学习乐趣。

Description

编程玩具组

技术领域

本发明涉及一种玩具组，特别是涉及一种用于教导编写软件编程的编程玩具组。

背景技术

参阅图1，中国专利公开号第101020122号专利案所公开的一种现有的滑卡式编程控制机体1，主要包含一个玩具赛车11，及一个滑卡12。所述玩具赛车11包括一个读数头111。所述滑卡12包括能够滑动的多个编码模块121。借此，只需依序排列所述编码模块121，就可以在所述玩具赛车11的读数头111读取依序通过的所述编码模块121后，根据所述编码模块121设定的编程运行或产生声音、灯光，而能够完全摆脱电脑以及平板电脑而独立进行工作。

惟，由于所述玩具赛车11只能在读取所述编码模块121后，根据所述编码模块121的指令，独自进行一连串的反应，因此，无法与周围环境进行互动，且玩法有限，变化性不如预期。

参阅图2，公开一种现有的机械人玩具组2，主要包括为名为Kubo且能够行动的一个机械人21，及能以不同顺序拼接的多个软件编程积木22。借此，在所述机械人21行走于每一个软件编程积木22上时，能够以无线射频感应技术(RFID)，读取每一个软件编程积木22上的指令，而执行包括速度、方向、光线强弱、声音等指令。

惟，由前述机械人21需设置RFID读取器，软件编程积木22需设置RFID晶片，才能获取指令，不但成本较高，且同样只能根据所述软件编程积木22的指令，独自进行反应，而无法与周围环境进行互动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够与周遭环境进行互动，而增添学习乐趣的编程玩具组。

本发明的编程玩具组，包含：

行动玩具，可被控制地移动；

控制单元，安装在所述行动玩具，并包括光学传感器、存储器，及电连接于所述光学传感器、所述存储器的处理器；

其特征在于：

该编程玩具还包含：地图卡单元，及编程卡单元；

地图卡单元，包括排列成地图的多张地图卡，每一张地图卡具有标示图，及与所述标示图并存且用于连结至少一个坐标资讯的辨识码；

编程卡单元，包括多张编程卡，每一张编程卡具有指令图，及与所述指令图并存且用于连结编程指令的辨识码；

该行动玩具，可被控制地在所述编程卡上，及所述地图卡上移动；及

该控制单元的所述光学传感器用于在所述行动玩具移动的过程中，读取相对位置的辨识码，并输出编码讯息，所述存储器用于储存连结所述编码讯息的编程指令，及坐标资讯，所述处理器根据所述编程卡的编程指令生成软件编程，且根据所述软件编程与所述坐标资讯，控制所述行动玩具依循所述地图卡移动，及进行连续动作。

本发明的编程玩具组，其特征在于：前述辨识码分别是以点读技术，在印刷前述标示图、指令图时，以可以由光学辨识的网点，隐藏在前述标示图、指令图的网点中。

本发明的编程玩具组，其特征在于：前述坐标资讯采用绝对坐标，主要是通过每一张地图卡上阵列分布且作为辨识码的网点，获得每一个网点在所述地图卡上的绝对坐标。

本发明的编程玩具组，其特征在于：至少其中一张地图卡的辨识码还进一步连结动作指令，且所述存储器还进一步储存连结由该至少其中一张地图卡的辨识码所产生的编码讯息的动作指令，所述处理器进一步控制所述行动玩具在该至少其中一张地图卡上进行阶段动作。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述编程卡沿一直线方向排列，且每一张编程卡具有形成在前端的凸部，及形成在末端的凹部，相邻两张编程卡分别以所述凸部与所述凹部接合。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述地图卡沿前、后、左、右方向任意排列，且每一张地图卡呈矩形，并具有四个侧边，及形成在所述侧边的至少四个嵌块，及至少四个嵌槽，相邻两张地图卡分别以所述嵌块与所述嵌槽对合。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述行动玩具包括本体、枢设在所述本体的两个行动轮、设置在所述本体且用于产生动力的两个行动马达，及传递所述行动马达的动力至所述行动轮的两个行动齿轮组。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述行动玩具还包括枢设在所述本体的至少一个互动齿轮、设置在所述本体且用于产生动力的至少一个动作马达、传递所述动作马达的动力至所述互动齿轮的传动齿轮组，及可卸离地与所述本体组合的多个积木，所述互动齿轮用于驱动至少一个积木。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述控制单元还包括设置在行动玩具且电连接于所述处理器的软件编程键组，所述软件编程键组用于输出触发讯号，所述处理器根据每一次的触发讯号，交替执行第一编程，及第二编程，所述第一编程包括驱动所述行动玩具移动、记录所述编程指令，及生成所述软件编程，所述第二编程包括删除所述软件编程的编程。

本发明的编程玩具组，其特征在于：所述控制单元还包括设置在行动玩具且电连接于所述处理器的行动键组，所述行动键组用于输出触发讯号，所述处理器根据所述触发讯号执行所述软件编程，而控制所述行动玩具移动。

本发明的有益效果在于：通过图像化的编程卡设计，使儿童容易辨别指令意义，及配合所述地图卡的情境规划，与周遭环境进行互动，而增添学习乐趣。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一张立体图，说明中国专利公开号第101020122号专利案所公开的一种现有的滑卡式编程控制机体；

图2是一张立体图，说明一种现有的机械人玩具组；

图3是一张立体图，说明本发明编程玩具组的一个实施例；

图4是所述实施例中一个控制单元的一张方块图；

图5是所述实施例中多张地图卡的一张平面图；

图6是所述实施例中多张编程卡的一张平面图；

图7是所述实施例中一个行动玩具从俯视观看的一张立体分解图；

图8是所述实施例中所述行动玩具从仰视观看的一张立体分解图；

图9是一张平面图，说明所述实施例中所述地图卡沿前、后、左、右方向任意拼接成一个地图；

图10是一张平面图，说明所述实施例中所述编程卡沿一直线方向排列且连接；

图11是类似于图10的一张平面图，说明所述实施例中的所述编程卡的编程指令会因为前述地图卡的动作指令而变化；

图12是所述实施例中所述编程卡与对应的编程指令的一张语法表；及

图13～图18是所述实施例中所述地图卡的变化。

具体实施方式

参阅图3、图4，本发明编程玩具组的一个实施例，包含一个地图卡单元3、一个编程卡单元4、一个行动玩具5，及一个控制单元6。

参阅图5，所述地图卡单元3包括多张地图卡31。在本实施例中，每一张地图卡31呈矩形，并具有一个标示图311、与所述标示图311并存的辨识码、四个侧边312，及形成在所述侧边312的四个嵌块313与四个嵌槽314。同一侧边312上的每一个嵌槽314与每一个嵌块313相隔一个间距，且相邻两张地图卡31分别以相对的嵌块313与嵌槽314对合，而能够沿前、后、左、右方向任意排列，且拼接成一个地图30(如图9)。

值得说明的是，每一张地图卡31的辨识码连结一个坐标资讯P，且部分地图卡31的每一个辨识码还进一步连结一个动作指令C1。

参阅图6，所述编程卡单元4包括沿一直线方向排列的多张编程卡41。每一张编程卡41具有一个指令图411、与所述指令图411并存且用于连结一个编程指令C2的辨识码、形成在一个前端的一个凸部412，及形成在一个末端的一个凹部413。且相邻两张编程卡41间还分别具有相互接合的一个凸部412与一个凹部413。

参阅图5、图6，值得说明的是，在本实施例中，前述地图卡31或编程卡41的辨识码(pattern)，分别是以点读技术(Optical Identification，OID)，在印刷前述标示图311或指令图411时，以人眼几乎不可见但可以由光学辨识的网点，隐藏在前述标示图311或指令图411的网点中。由于前述点读技术，非本发明申请的技术特征，且本领域中具有通常知识者根据以上说明可以推知扩充细节，因此不多加说明。

另外，在本实施例中，前述坐标资讯P采用绝对坐标，主要是通过每一张地图卡31上阵列分布的网点，获得每一个网点的绝对坐标。

参阅图3、图4及图7、图8，所述行动玩具5包括一个本体51、枢设在所述本体51的两个行动轮52、设置在所述本体51且用于产生动力的两个行动马达53、传递所述行动马达53的动力至所述行动轮52的两个行动齿轮组54、枢设在所述本体51的一个互动齿轮55、设置在所述本体51且用于产生动力的一个动作马达56、传递所述动作马达56的动力至所述互动齿轮55的一个传动齿轮组57，及可卸离地与所述本体51组合的多个积木58。所述本体51包括一个本体部511与所述本体部511上、下对合的一个上座512与一个下座513。所述积木58可以是齿轮积木、或方块积木、或造型积木。

在本实施例中，所述互动齿轮55用于驱动作为手臂的两个积木58。且所述行动玩具5配合所述积木58被造型成一个机械人。

所述控制单元6安装在所述行动玩具5的本体51，并包括一个光学传感器61、一个存储器62、一个软件编程键组63、一个行动键组64、用于播放声音的一个扬声器65、用于产生亮光的一个发光元件66，及电连接于所述光学传感器61、所述存储器62、所述软件编程键组63、所述行动键组64、所述扬声器65、所述发光元件66的一个处理器67。

所述光学传感器61具有穿出所述本体51底部且朝下的一个光学头611，用于在所述行动玩具5移动的过程中，读取相对位置的辨识码，并输出一个编码讯息M。该光学传感器61还能进一步判读相对位置的颜色。

所述存储器62用于储存连结所述编码讯息M的动作指令C1、编程指令C2，及坐标资讯P。

所述软件编程键组63用于输出一个触发讯号S1。

所述行动键组64用于输出一个触发讯号S2。

所述处理器67根据所述编程卡41的编程指令C2生成一个软件编程，且根据所述软件编程与所述坐标资讯P，控制所述行动玩具5依循所述地图卡31移动，及进行一个连续动作，或根据所述动作指令C1进一步控制所述行动玩具5在对应的地图卡31上进行一个阶段动作。前述软件编程可以根据难易程度，区分为主软件编程、副软件编程、回路软件编程等。所述处理器67还根据每一次的触发讯号S1交替执行一个第一编程与一个第二编程，及根据所述触发讯号S2执行所述软件编程，而控制所述行动玩具5移动。所述第一编程包括驱动所述行动玩具5沿直线移动、记录所述编程指令C2，及生成所述软件编程。所述第二编程包括删除所述软件编程。

以下就本发明的其中一种游戏玩法举例并说明如下：

参阅图4、图9，及图10，以控制所述行动玩具5由所述地图30中作为起点O的地图卡31，依序经过作为基地A的地图卡31、作为基地B的地图卡31，到达作为基地C的地图卡31为例，儿童可以通过所述编程卡41上的指令图411，依序排列出一个主软件编程，并执行软件编程开始、前进一格、前进一格、左转、前进一格并暂停1秒、右转、右转、前进一格、左转、前进一格、前进一格、右转、前进一格、前进一格、前进一格、使互动齿轮55向左旋转3秒、左转、左转、前进一格、右转、前进一格、前进一格、前进一格、使互动齿轮55向右旋转3秒、软件编程结束等指令，进而规划出所述行动玩具5的移动路径及动作。

借此，只需将所述行动玩具5放在排列在第一张编程卡41上，并触发所述软件编程键组63输出所述触发讯号S1，所述处理器67就会根据所述触发讯号S1执行所述第一编程，而控制行动马达53驱动所述行动齿轮组54带动所述行动轮52转动，使所述行动玩具5沿直线方向移动，及在移动过程中，通过所述光学传感器61读取相对位置的每一张编程卡41的辨识码，记录如图10所示的所述编程卡41上的辨识码所连结的编程指令C2，并生成能够执行如图10所示的编程指令C2的主软件编程，至所述光学传感器61读取到代表软件编程结束的编程卡41的辨识码时，控制行动马达53停止驱动所述行动轮52。

然后，将所述行动玩具5放置在所述地图30上，并触发所述行动键组64输出所述触发讯号S2，所述处理器67就会根据所述触发讯号S2，执行所记录的主软件编程，而控制行动马达53驱动所述行动齿轮组54带动所述行动轮52转动，使所述行动玩具5在所述地图卡31上，前进2张地图卡31的距离，然后，根据行进方向，控制左侧的行动轮52正转、右侧的行动轮52反转，使所述行动玩具5在原地图卡31上左转90度后，再前进1张地图卡31的距离，到达作为基地A的地图卡31并暂停1秒，然后，控制右侧的行动轮52正转、左侧的行动轮52反转，使所述行动玩具5右转90度、再右转90度、前进1张地图卡31的距离、左转90度、前进2张地图卡31的距离、右转90度、前进3张地图卡31的距离，到达作为基地B的地图卡31，然后，控制所述动作马达56通过所述传动齿轮组57驱动所述互动齿轮55，使互动齿轮55向左旋转3秒，再左转90度、左转90度、前进1张地图卡31的距离、右转90度、前进3张地图卡31的距离，到达作为基地C的地图卡31，最后，使互动齿轮55向右旋转3秒，在完成一连串的连续动作后，结束主软件编程。

值得说明的是，在所述行动玩具5于所述地图卡31上移动的过程中，所述处理器67会通过所述光学传感器61读取相对位置的每一张地图卡31的辨识码，而根据连结的坐标资讯P，获得所述行动玩具5相对于每一张地图卡31的坐标位置，进而能够控制所述行动玩具5依循所述地图卡31移动，而不会偏离所述地图卡31。

参阅图9、图11，更进阶的，本发明还可以通过某一张地图卡31的辨识码所连结的动作指令C1，使所述处理器67执行的编程指令C2因为前述地图卡31的动作指令C1而变化。例如：想要在所述行动玩具5依循所述地图卡31移动的过程中，如果遇到有蓝色星星或绿色星星或红色星星的标示图311的地图卡31状况时，就产生亮光或播放音乐，则同样只需通过所述编程卡41依序排列出至少一个副软件编程，进而输入相关的编程指令C2，就可以在所述行动玩具5移动到具有绿色星星的标示图311的地图卡31时，通过所述光学传感器61读取相对位置的地图卡31的辨识码所连结的动作指令C1，使所述处理器67执行如图11所示的副软件编程，而驱动所述扬声器65播放声音及卡通音乐3秒后，驱动所述互动齿轮55向右旋转5秒、再向左旋转，然后驱动所述发光元件66产生亮光，及使所述互动齿轮55持续向左旋转，并播放声音一直到副软件编程结束。借此，能够在不影响所述行动玩具5根据所述主软件编程由所述基地A经所述基地B行进到所述基地C，而进行一连串连续动作的情形下，还会在相对位置的地图卡31上，另外根据所述副软件编程进行如产生亮光或播放声音的阶段动作。

当然，前述阶段动作并不以此为限，也可以是驱动所述互动齿轮55转动等其它动作。例如：配合所述积木58的组合，使所述行动玩具5被设计成可以通过作为手臂的两个积木58，夹取设置在移动路径上的一个物件，或通过作为拨杆的积木58，拨动一个球件，而产生射门的动作等等。由于本领域中具有通常知识者根据以上说明可以推知扩充细节，因此不多加说明。

参阅图3、图12、图13～图18，根据前述，本发明可以通过所述地图卡31排列出不同的情境，及设计出不同的关卡，借此，配合所述编程卡41对应的编程指令C2，及所述地图卡31对应的动作指令C1，激发儿童的创意，及思考能力，使所述行动玩具5能够配合不同的情境，及关卡，进行多变且能够与周遭环境进行互动的游戏，并能够在游戏过程中，学习及熟悉撰写软件编程的基本概念。

经由以上的说明，可将前述实施例的优点归纳如下：

本发明除了能够通过图像化的编程卡41设计，使儿童容易辨别指令意义，学习及熟悉写软件编程的基本概念外，重要的是，本发明还能够配合所述地图卡31的情境规划，与周遭环境进行互动，而有别于现有学习软件编程的玩具，只能在输入指令后，独自进行反应的游戏方式，本发明不但游戏方法更多变、互动效果更多元，且游戏时的难易程度，可根据儿童的学习能力及创意，自行设计或调整，而大幅增添学习乐趣。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种编程玩具组，包含：

行动玩具，可被控制地移动；

控制单元，安装在所述行动玩具，并包括光学传感器、存储器，及电连接于所述光学传感器、所述存储器的处理器；

其特征在于：

该编程玩具还包含：地图卡单元，及编程卡单元；

地图卡单元，包括排列成地图的多张地图卡，每一张地图卡具有标示图，及与所述标示图并存且用于连结至少一个坐标资讯的辨识码；

编程卡单元，包括多张编程卡，每一张编程卡具有指令图，及与所述指令图并存且用于连结编程指令的辨识码；

该行动玩具，可被控制地在所述编程卡上，及所述地图卡上移动；及

该控制单元的所述光学传感器用于在所述行动玩具移动的过程中，读取相对位置的辨识码，并输出编码讯息，所述存储器用于储存连结所述编码讯息的编程指令，及坐标资讯，所述处理器根据所述编程卡的编程指令生成软件编程，且根据所述软件编程与所述坐标资讯，控制所述行动玩具依循所述地图卡移动，及进行连续动作。

2.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：前述辨识码分别是以点读技术，在印刷前述标示图、指令图时，以可以由光学辨识的网点，隐藏在前述标示图、指令图的网点中。

3.根据权利要求2所述的编程玩具组，其特征在于：前述坐标资讯采用绝对坐标，主要是通过每一张地图卡上阵列分布且作为辨识码的网点，获得每一个网点在所述地图卡上的绝对坐标。

4.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：至少其中一张地图卡的辨识码还进一步连结动作指令，且所述存储器还进一步储存连结由该至少其中一张地图卡的辨识码所产生的编码讯息的动作指令，所述处理器进一步控制所述行动玩具在该至少其中一张地图卡上进行阶段动作。

5.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：所述编程卡沿一直线方向排列，且每一张编程卡具有形成在前端的凸部，及形成在末端的凹部，相邻两张编程卡分别以所述凸部与所述凹部接合。

6.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：所述地图卡沿前、后、左、右方向任意排列，且每一张地图卡呈矩形，并具有四个侧边，及形成在所述侧边的至少四个嵌块，及至少四个嵌槽，相邻两张地图卡分别以所述嵌块与所述嵌槽对合。

7.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：所述行动玩具包括本体、枢设在所述本体的两个行动轮、设置在所述本体且用于产生动力的两个行动马达，及传递所述行动马达的动力至所述行动轮的两个行动齿轮组。

8.根据权利要求7所述的编程玩具组，其特征在于：所述行动玩具还包括枢设在所述本体的至少一个互动齿轮、设置在所述本体且用于产生动力的至少一个动作马达、传递所述动作马达的动力至所述互动齿轮的传动齿轮组，及可卸离地与所述本体组合的多个积木，所述互动齿轮用于驱动至少一个积木。

9.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：所述控制单元还包括设置在行动玩具且电连接于所述处理器的软件编程键组，所述软件编程键组用于输出触发讯号，所述处理器根据每一次的触发讯号，交替执行第一编程，及第二编程，所述第一编程包括驱动所述行动玩具移动、记录所述编程指令，及生成所述软件编程，所述第二编程包括删除所述软件编程的编程。

10.根据权利要求1所述的编程玩具组，其特征在于：所述控制单元还包括设置在行动玩具且电连接于所述处理器的行动键组，所述行动键组用于输出触发讯号，所述处理器根据所述触发讯号执行所述软件编程，而控制所述行动玩具移动。