CN110853460A - 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置 - Google Patents

用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110853460A
CN110853460A CN201911140854.9A CN201911140854A CN110853460A CN 110853460 A CN110853460 A CN 110853460A CN 201911140854 A CN201911140854 A CN 201911140854A CN 110853460 A CN110853460 A CN 110853460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magic cube
programming
magic
communication
cube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911140854.9A
Other languages
English (en)
Inventor
戴一澜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201911140854.9A priority Critical patent/CN110853460A/zh
Publication of CN110853460A publication Critical patent/CN110853460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/0053—Computers, e.g. programming
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F9/00—Games not otherwise provided for
    • A63F9/06—Patience; Other games for self-amusement
    • A63F9/08—Puzzles provided with elements movable in relation, i.e. movably connected, to each other
    • A63F9/0826—Three-dimensional puzzles with slidable or rotatable elements or groups of elements, the main configuration remaining unchanged, e.g. Rubik's cube
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/30—Creation or generation of source code

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置，由至少一个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出。本发明将魔方和编程学习融合成为用于编程学习的机器人，通过编程程序对魔方的结构或状态进行改变，并实时由执行魔方的变化反馈编程程序的运行结果，能够方便且直观的学习到编程的方法和编程的思维，极大的提高了学习编程的便捷性。

Description

用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置
技术领域
本发明涉及魔方机器人技术领域，特别涉及一种用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置。
背景技术
机器人是一种按照人的意愿行动的机器，人们制造它，是为了减轻人的负担，假如我们要制作或者控制一个机器人，就需要学会和机器人对话，这就是编程，编程是一门和机器对话的语言。在编程的学习中，由于专业性强，难度大，往往使人们或学生学习不得要领。现有的编程学习，例如海龟画图、编程猫等都是依靠屏幕虚拟动画形象实现编程动作，检验编程思路的正确与否，现有的智能学习机器人多用于学习单片机指令，在机械结构上均只能采用单一的机器人结构加以使用，不能让使用者自由的通过简单的拼接组合成多种结构和形状的机器人，无法针对不同形状和构造的机器人根据使用者的需要方便的编写和向机器人输入有针对性的计算机程序，并同时通过实现对机器人的控制，以及实现机器人对周围环境信号进行识别和反应功能。因此，现有技术当中的机器人技术对于使用者在结构形状选择性、计算机程序编写使用的灵活性以及对环境识别反馈性上均有较大局限，不能给予使用者较大的自由发挥的空间，没有实现寓教于乐，限制了对其智力的有效开发，不适合学生学习编程，检验编程思路。魔方是一种集益智和趣味的游戏道具，深受孩子们的欢迎。如何将编程教学和魔方进行结合达到寓教于乐的目的，实现新颖有趣的人机互动，以提高编程学习的有效性是申请人亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置。本发明将魔方和编程学习融合成为用于编程学习的机器人，通过编程程序对魔方的结构或状态进行改变，并实时由执行魔方的变化反馈编程程序的运行结果，能够方便且直观的学习到编程的方法和编程的思维，极大的提高了学习编程的便捷性。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由至少一个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出。
上述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的通信模块为设置在磁吸面上的通信针，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信针接触连接，实现相邻魔方的单线通信。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的魔方包括至少一个执行魔方和编程魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器，编程魔方内设有编程处理器；所述的编程魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，编程魔方的驱动信号经通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与驱动信号对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的通信模块还包括设置在通信针外圈的接地金属片，在接地金属片外圈设有电源金属片，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，实现相邻魔方的电力传输。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的魔方还包括电源魔方，电源魔方内设置有电源处理器和电源，所述的电源与电源金属片和接地金属片相连，电源魔方通过与相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，向相邻的魔方进行供电；同时电源魔方的处理器经通信针获取连接的魔方信息并反馈至电源，根据连接的魔方信息调节电源的供电参数。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的编程魔方包括编程调节魔方和编程贴片魔方，所述的编程调节魔方内设置有调节处理器；所述的编程贴片魔方内设有贴片处理器；所述编程调节魔方通过与编程贴片魔方磁吸贴合后，两者的通信模块接触连接，编程调节魔方的调节处理器产生编程信号，编程信号通过通信模块传输至贴片处理器，贴片处理器读取与编程信号相对应的驱动信号，再通过编程贴片魔方与驱动魔方磁吸贴合的方式向执行魔方传输驱动信号。
所述的编程调节魔方外部设置有编码器，编码器产生的脉冲信号传输至调节处理器，调节处理器读取与脉冲信号相对应的编程信号，再将编程信号通过通信模块传输至编程贴片魔方。
所述的编程调节魔方外部设置有USB接口，通过USB接口接收外界传输的数据信号，调节处理器读取与数据信号相对应的编程信号，再将编程信号通过通信模块传输至编程贴片魔方。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述编程调节魔方具有多个磁吸面，根据不同磁吸面的贴合，编程信号调节驱动信号内状态、时间、数值或强度中的一种动作参数。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的魔方还包括至少一个的感知魔方和执行魔方，感知魔方内具有感知模块和感知处理器，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器；所述感知模块用于获取外界信号，经感知处理器处理转化成感知信号；所述感知魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，感知魔方的感知信号通过通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与感知信号相对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述的感知模块为距离传感器、温度传感器、亮度传感器、方向传感器中的一种。
前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，所述执行魔方和感知魔方之间还连接有思考魔方，思考魔方内具有思考处理器，所述思考处理器用于处理感知信号，包括相反处理、隔断处理、取大处理、取小处理、传导处理和阈值处理。
实现如前述的用于编程学习的魔方机器人控制方法的装置，所述魔方包括长方体型且具有容纳腔室的壳体，壳体的至少一个侧面上设有磁吸装置和位于磁吸装置中间的通信装置，所述的通信装置包括设置在壳体的至少一个内侧壁上的通信板，通信板中部设有传输端口；所述通信装置还包括设置在通信板对应壳体侧壁上的通信针，通信针的外端伸出壳体外部，通信针的内端与传输端口相接触；所述壳体的侧面中部设有传输孔，通信针嵌设在传输孔内；以传输孔为中心向外呈包围状分布有多个第一嵌设孔和第二嵌设孔，相邻的第二嵌设孔之间设有凸起的卡块，卡块上设有安装孔，磁吸装置设置在安装孔内；所述通信板上还设有围绕传输端口呈环状的接地环以及多个呈环状分布的导电片；所述通信板和壳体的侧面之间设有接地金属片和电源金属片，所述的接地金属片的内端与接地环相接触，接地金属片的外端伸出壳体外部；所述电源金属片的内端与导电片相接触，电源金属片的外端伸出壳体外部；所述接地金属片上设有第一卡口和第二卡口，第一卡口和第二卡口均嵌设在第一嵌设孔内；所述电源金属片上分布有与第二嵌设孔相配合的凸型块，相邻凸型块之间设有与安装孔相配合的磁贴凸垫，所述磁吸装置嵌设在安装孔内并与磁贴凸垫相接触；相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，所述卡块嵌入相邻魔方的相邻卡块之间，卡块上的磁吸装置与相邻魔方的导电环上的凸型块相接触，通信针之间相互接触，接地环之间相互接触，用于磁吸后形成通信连接。
前述的装置，所述魔方包括至少一个编程魔方和执行魔方；所述执行魔方上设有动作运行装置，动作运行装置连接有行动控制电路板，行动控制电路板分别与执行魔方各侧面上的通信装置连接；所述编程魔方上设有编程控制电路板，编程控制电路板分别与编程魔方各侧面上的通信装置连接；所述编程魔方的壳体侧面上还设置有编程装置，编程装置与编程控制电路板连接。
前述的装置，所述魔方还包括由磁吸多面的壳体组成的感知魔方；所述感知魔方的壳体侧面上设有磁吸装置和位于磁吸装置中间的通信装置，感知魔方经通信装置与执行魔方连接；所述感知魔方上设有传感装置，传感装置连接有感知控制电路板，感知控制电路板分别与感知魔方各侧面上的通信装置连接。
前述的装置，所述机器人还包括由磁吸多面的壳体组成的思考魔方；所述思考魔方的壳体侧面上设有磁吸装置和位于磁吸装置中间的通信装置，思考魔方经通信装置分别与执行魔方、感知魔方或编程魔方连接，所述思考魔方内设置有思考控制电路板，思考控制电路板分别与思考魔方各侧面上的通信装置连接。
与现有技术相比，本发明通过魔方和魔方相互之间磁吸贴合，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出，本发明通过采用通信针单向通信的方式，使得魔方在磁吸贴合后可以根据编程的对驱动信号进行调节，实现算法、顺序、因果、循环、分支、条件、调试等编程方法的具现化，用于程序结构清楚剖析；本发明通过磁吸贴合后编程魔方和执行魔方相互之间进行通信，通过编程魔方用于编码程序或导入程序，并通过程序运行输出驱动信号，执行魔方中的执行处理器读取与驱动信号对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作；本发明通过执行魔方根据驱动指令进行行动变化，用于对编程方法运行结果的表现，方便学会任务分解、抽象、算法、调试、达到目的的编程思维，从而极大的提高了学习编程的便捷性和有效性。此外，本发明还通过设置电源魔方，用于向相邻的魔方进行供电；同时电源魔方的处理器经通信针获取连接的魔方信息(魔方的数量和种类)并反馈至电源，根据连接的魔方信息调节电源的供电参数。本发明还设置感知魔方，由感知魔方用于获取外界信号，经过处理转化为具有数值、状态或时间属性的第二动作指令，而执行魔方可以接收到感知魔方的第二动作指令并执行，执行魔方可以依据第二动作指令进行状态、数值或时间的变化，进行程序反馈，方便由外界的信号来进行编码程序运行后的表达，使得程序运行的结果更加容易体现。本发明还设置了思考魔方，思考魔方可以处理第一动作指令或第二动作指令，并具有相应的隔断功能，防止感知魔方相互之间的第一数字信号混淆，实现程序结构的可运行性；本发明还提供了以多面体结构的为主体的机器人框架，通过优化了多面体结构中侧面的构造，使得通信装置嵌设在传输孔内，通信装置中的接地金属片和电源金属片可以非常适配的卡设在侧面上，并将磁吸装置设置在安装孔和磁贴凸垫之间，安装非常的稳固且适配。
附图说明
图1是实施例5中第一种编程魔方与电源魔方磁吸连接示意图；
图2是实施例5中第二种编程魔方与电源魔方磁吸连接示意图；
图3是实施例6中编程魔方、电源魔方与执行魔方的磁吸通信示意图；
图4是本发明系统流程图；
图5是通信装置的爆炸结构示意图；
图6是通信板的结构示意图；
图7是通信装置的另一外形结构示意图。
图8是编程魔方的结构示意图；
图9是编程魔方的内部结构示意图；
图10是编码装置的结构示意图；
图11是执行魔方的内部结构示意图；
图12是执行魔方与编程魔方磁吸的连接示意图；
图13是感知魔方的内部结构示意图；
图14是思考魔方的内部结构示意图；
图15是感知魔方、思考魔方和执行魔方磁吸连接示意图。
附图标记：
1、编程魔方；2、感知魔方；3、思考魔方；4、执行魔方；5、磁吸装置；6、通信装置；7、传感装置；8、感知控制电路板；9、思考控制电路板；10、动作运行装置；11、行动控制电路板；12、编程控制电路板；13、传输孔；14、第一嵌设孔；15、第二嵌设孔；16、安装孔；17、接地金属片；18、电源金属片；19、第一卡口；20、第二卡口；21、接地弹片；22、凸型块；23、磁贴凸垫；24、壳体；25、卡块；26、通信板；27、传输端口；28、通信针；29、接地环；30、导电片；31编程装置；32、限位凸起；33、限位槽口；34、卡位块；101、编程调节魔方；102、编程贴片魔方。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由2个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,2个魔方之间通过磁吸面进行贴合，2个魔方磁吸贴合时，在磁吸面上的通信模块接触连通，从而实现这2个魔方的编程指令的传输和/或输出。
实施例2：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由2个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,2个魔方之间通过磁吸面进行贴合，2个魔方磁吸贴合时，在磁吸面上的通信模块接触连通，从而实现这2个魔方的编程指令的传输和/或输出，所述的通信模块为设置在磁吸面上的通信针，2个魔方磁吸贴合时，魔方之间的通信针接触连接，实现这2个魔方的单线通信。
实施例3：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由2个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,2个魔方之间通过磁吸面进行贴合，2个魔方磁吸贴合时，在磁吸面上的通信模块接触连通，从而实现这2个魔方的编程指令的传输和/或输出，所述的魔方包括一个执行魔方和一个编程魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器，编程魔方内设有编程处理器；所述的编程魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，编程魔方的驱动信号经通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与驱动信号对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。所述的通信模块为设置在磁吸面上的通信针，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信针接触连接，实现相邻魔方的单线通信。所述的通信模块还包括设置在通信针外圈的接地金属片，在接地金属片外圈设有电源金属片，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，实现相邻魔方的电力传输。
实施例4：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由3个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和/或输出。所述的魔方包括一个执行魔方、一个编程魔方和一个电源魔方，所述执行魔方内具有驱动模块和执行处理器，编程魔方内设有编程处理器；所述的编程魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，编程魔方的驱动信号经通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与驱动信号对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。所述的电源魔方内设置有电源处理器和电源，所述的电源与电源金属片和接地金属片相连，电源魔方通过与相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，向相邻的魔方进行供电；同时电源魔方的处理器经通信针获取连接的魔方信息并反馈至电源，根据连接的魔方信息调节电源的供电参数。
实施例5：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由4具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出。所述的魔方包括一个执行魔方、2个编程魔方和1电源魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器；如图1所示，所述的编程魔方包括1个编程调节魔方和1个编程贴片魔方，所述的编程调节魔方上设置有调节处理器；所述的编程贴片魔方内设有贴片处理器；所述编程调节魔方通过与编程贴片魔方磁吸贴合后，两者的通信模块接触连接，编程调节魔方外部设置有编码器，编码器产生的脉冲信号传输至调节处理器，调节处理器读取与脉冲信号相对应的编程信号，再将编程信号通过通信模块传输至编程贴片魔方，编程贴片魔方内的贴片处理器读取与编程信号相对应的驱动信号，再通过磁吸贴合的方式向执行魔方传输驱动信号；所述编程调节魔方具有多个磁吸面，根据不同磁吸面的贴合，编程信号调节驱动信号内状态、时间、数值或强度中的一种动作参数，其中编码调节魔方的左面为基本动作B，上面为动作模式P，右边为动作时长T，数码管的反面为动作强度I,所述电源魔方与编程贴片魔方连接。在另外一种实施例中，如图2所示，编程贴片魔方用于进行颜色编码，用于改变执行魔方所执行颜色的变化，包括亮度、颜色、时间等动作参数。
实施例6：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由2个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和/或输出。所述的通信模块为设置在磁吸面上的通信针，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信针接触连接，实现相邻魔方的单线通信。所述的魔方包括一个执行魔方和1个感知魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器，感知魔方内具有感知模块和感知处理器；所述感知模块用于获取外界信号，经感知处理器处理转化成感知信号；所述感知魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，感知魔方的感知信号通过通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与感知信号相对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。所述执行魔方和感知魔方之间还可以连接一个思考魔方，思考魔方内具有思考处理器，所述思考处理器用于处理感知信号，包括相反处理、隔断处理、取大处理、取小处理、传导处理和阈值处理。
实施例7：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由5个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出。所述的魔方包括一个执行魔方、2个编程魔方和1个电源魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器；如图3所示，所述的编程魔方包括2个编程贴片魔方，所述的编程贴片魔方内设有贴片处理器；所述编程贴片魔方具有2个磁吸面，根据不同磁吸面的贴合，执行魔方先执行距离更远的编程贴片魔方2的驱动动作，再执行距离更近的编程贴片魔方1的驱动动作，通过数量不同的编程贴片魔方，可组成复杂的驱动动作给执行魔方，完成程度更深的编程。所述电源魔方与执行魔方连接，所述的电源魔方内设置有电源处理器和电源，电源魔方通过与相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，向相邻的魔方进行供电；同时电源魔方的处理器经通信针获取连接的魔方信息并反馈至电源，根据连接的魔方信息调节电源的供电参数。
实施例8：用于编程学习的魔方机器人控制方法，由5具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输和输出。如图4所示，所述的魔方包括一个执行魔方、2个编程魔方(一个编程魔方可以通过USB口连接计算机，通过计算机编程，另一个编程魔方为编程调节魔方，通过编码器进行编程)、一个感知魔方，一个思考魔方；所述的感知魔方内置传感器接收外部世界的信号,按照约定的规律输出信号值(N)，这些信号(N)可以用来触发事件(动作)，也可作为执行强度使用，感知魔方的信号值最小为0，最大为9，包括距离、温度、亮度、旋钮和方向。所述思考魔方接收感知魔方的信号，并按照设定的算法对数值进行处理并输出新的数值，包括相反处理、隔断处理、取大处理、取小处理、传导处理和阈值处理。所述执行魔方是被编程魔方，每个执行魔方内部都内置了不同基础动作B，这些基础动作有动作模式P，动作时长T,动作强度I三个参数，可以用编码调节魔方或者编程贴片魔方进行编程。所述的编程调节魔方用于数值检测及编程，调节魔方的每个面可调整不同的动作参数，对贴片编程时，把调整魔方旋钮朝向自己，它的左面为基本动作B，上面为动作模式P，右边为动作时长T，数码管的反面为动作强度I。通过相应的磁吸贴合，执行魔方根据接收到编程魔方1、编程魔方2、感知魔方或思考魔方的驱动信号，调取相关驱动指令进行动作执行。
实施例9：用于编程学习的魔方机器人控制方法的装置，所述魔方包括由磁吸多面的壳体24组成的一编程魔方1和一个的执行魔方4；如图5-6所示，所述魔方包括长方体型且具有容纳腔室的壳体24，所述壳体24侧面上设有磁吸装置5和位于磁吸装置5中间的通信装置6，通信装置6之间相互连接；所述的通信装置6包括设置在壳体24的至少一个内侧壁上的通信板26，通信板26中部设有传输端口27；所述通信装置6还包括设置在通信板26对应壳体24侧壁上的通信针28，通信针28的外端伸出壳体24外部，通信针28的内端与传输端口27相接触，所述壳体24侧面中部设有传输孔13，通信装置6嵌设在传输孔13内；以传输孔13为中心向外呈包围状分布有多个第一嵌设孔14和第二嵌设孔15，相邻的第二嵌设孔15之间设有凸起的卡块25，卡块25上设有安装孔16，磁吸装置5设置在安装孔16内；所述通信板26上还设有围绕传输端口27呈环状的接地环29以及多个呈环状分布的导电片30；所述通信板26和壳体24的侧面之间设有接地金属片17和电源金属片18，所述的接地金属片17的内端与接地环29相接触，接地金属片17的外端伸出壳体24外部；所述电源金属片18的内端与导电片30相接触，电源金属片18的外端伸出壳体24外部；所述接地金属片17上设有第一卡口19和第二卡口20，第一卡口19和第二卡口20均嵌设在第一嵌设孔14内；所述第二卡口20上还设有接地弹片21；所述电源金属片18上分布有与第二嵌设孔15相配合的凸型块22，相邻凸型块22之间设有与安装孔16相配合的磁贴凸垫23，所述磁吸装置5嵌设在安装孔16内并与磁贴凸垫22相接触。在另一种实施例当中，如图7所示，将第二嵌设孔15的形状设置成圆形，与之配合的凸型块22同样设置成了圆形，并在壳体上设置限位凸起32和卡位块34，将电源金属片18嵌设在卡位块之间，使限位槽口33卡设在限位凸起内，形成配合，使得电源金属片18更加的稳定。相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，所述卡块25嵌入相邻魔方的相邻卡块之间，卡块25上的磁吸装置5与相邻魔方的导电环11上的凸型块18相接触，通信针7之间相互接触，接地环8之间相互接触，用于磁吸后形成通信连接。如图8-10所示，所述编程魔方1上设有编程控制电路板12，编程控制电路板12分别与编程魔方1各侧面上的通信装置6连接；所述编程魔方1包括编程贴片魔方和编程调节魔方，所述编程调节魔方通过与编程贴片魔方磁吸贴合后，两者的通信模块接触连接，编程调节魔方通过编码器产生编程信号，编程信号通过通信模块传输至贴片处理器，用于调节贴片处理器向外传输至执行魔方的驱动信号；所述编程魔方1的壳体侧面上还设置有编程装置31，编程装置31与编程控制电路板12连接，如图9所示，所述的编程装置31为编码器，编码器的型号为EC1103S旋钮编码器，其中EC11-A端接P17，中间的C端接GND,EC11-B端接P30,两侧的端口一端接电源，一端接GND；通过数值旋钮进行编码器的数值调节，产生不同的脉冲信号。当然在另一种实施例中，所述的编程装置可以是与电脑连接的USB数据接口，通过USB数据接口将电脑程序之间传输至编程魔方1中。如图11所示，所述执行魔方4上设有动作运行装置10，动作运行装置10连接有行动控制电路板11，行动控制电路板11分别与执行魔方4各侧面上的通信装置6连接。如图12所示，所述编程魔方1包括编程调节魔方101和编程贴片魔方102，通过通信模块的连接，编程调节魔方101对编程贴片魔方102内的驱动信号进行调节，调节完毕后，编程贴片魔方102与执行魔方4磁吸贴合，编程贴片魔方102通过通信模块6将驱动信号传输至执行魔方4的行动控制电路板11，行动控制电路板11读取与驱动信号对应的驱动指令，控制动作运行装置10根据驱动指令执行相应的驱动动作。
进一步地，如图13-14所示，所述魔方还包括由磁吸多面的壳体24组成的感知魔方2和思考魔方3；所述感知魔方2上设有传感装置7，传感装置7连接有感知控制电路板8，感知控制电路板8分别与感知魔方2各侧面上的通信装置6连接；如图5所示，所述思考魔方3内设置有思考控制电路板9，思考控制电路板9分别与思考魔方3各侧面上的通信装置6连接；如图14所示，在感知魔方2获取外界传感信息时，将其转化成第一感知信号并输出，思考魔方3接收到的数字信号后按照烧录的程序对其进行相应处理相反、最大、最小、阈值，形成第二感知信号并传输至执行魔方4，执行魔方4接收到第二感知信号，并读取与第二感知信号对应的驱动指令，控制动作运行装置10根据驱动指令执行相应的驱动动作。当然，在另外一种实施例中，感知魔方2与执行魔方4直接连接，执行魔方4接收到第一感知信号，并读取与第一感知信号对应的驱动指令，控制动作运行装置10根据驱动指令执行相应的驱动动作。

Claims (10)

1.用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：由至少一个具有磁吸面的魔方组成，在魔方的磁吸面上设有通信模块,相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信模块接触连通，实现相邻魔方的编程指令的传输。
2.根据权利要求1所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的通信模块为设置在磁吸面上的通信针，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的通信针接触连接，实现相邻魔方的单线通信。
3.根据权利要求1或2所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的魔方包括至少一个执行魔方和编程魔方，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器，编程魔方内设有编程处理器；所述的编程魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，编程魔方的驱动信号经通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与驱动信号对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。
4.根据权利要求1所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的通信模块还包括设置在通信针外圈的接地金属片，在接地金属片外圈设有电源金属片，相邻的魔方经磁吸面进行贴合，使得相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，实现相邻魔方的电力传输。
5.根据权利要求4所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的魔方还包括电源魔方，电源魔方内设置有电源处理器和电源，所述的电源与电源金属片和接地金属片相连，电源魔方通过与相邻魔方的电源金属片和接地金属片接触连接，向相邻的魔方进行供电；同时电源魔方的处理器经通信针获取连接的魔方信息并反馈至电源，根据连接的魔方信息调节电源的供电参数。
6.根据权利要3所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的编程魔方包括编程调节魔方和编程贴片魔方，所述的编程调节魔方内设置有调节处理器；所述的编程贴片魔方内设有贴片处理器；所述编程调节魔方通过与编程贴片魔方磁吸贴合后，两者的通信模块接触连接，编程调节魔方的调节处理器产生编程信号，编程信号通过通信模块传输至贴片处理器，贴片处理器读取与编程信号相对应的驱动信号，再通过编程贴片魔方与驱动魔方磁吸贴合的方式向执行魔方传输驱动信号。
7.根据权利要求1或2所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述的魔方还包括至少一个的感知魔方和执行魔方，感知魔方内具有感知模块和感知处理器，执行魔方内具有驱动模块和执行处理器；所述感知模块用于获取外界信号，经感知处理器处理转化成感知信号；所述感知魔方通过与执行魔方磁吸贴合，两者的通信模块接触连接，感知魔方的感知信号通过通信模块传输至执行魔方的执行处理器，执行处理器读取与感知信号相对应的驱动指令，并控制驱动模块根据驱动指令执行相应的驱动动作。
8.根据权利要求7所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法，其特征在于：所述执行魔方和感知魔方之间还连接有思考魔方，思考魔方内具有思考处理器，所述思考处理器用于处理感知信号，包括相反处理、隔断处理、取大处理、取小处理、传导处理和阈值处理。
9.实现如权利要求1-9任一项所述的用于编程学习的魔方机器人控制方法的装置，其特征在于：所述魔方包括长方体型且具有容纳腔室的壳体(24)，壳体(24)的至少一个侧面上设有磁吸装置(5)和位于磁吸装置(5)中间的通信装置(6)，所述的通信装置(6)包括设置在壳体(24)的至少一个内侧壁上的通信板(26)，通信板(26)中部设有传输端口(27)；所述通信装置(6)还包括设置在通信板(26)对应壳体(24)侧壁上的通信针(28)，通信针(28)的外端伸出壳体(24)外部，通信针(28)的内端与传输端口(27)相接触；所述壳体(24)的侧面中部设有传输孔(13)，通信针(28)嵌设在传输孔(13)内；以传输孔(13)为中心向外呈包围状分布有多个第一嵌设孔(14)和第二嵌设孔(15)，相邻的第二嵌设孔(15)之间设有凸起的卡块(25)，卡块(25)上设有安装孔(16)，磁吸装置(5)设置在安装孔(16)内；所述通信板(26)上还设有围绕传输端口(27)呈环状的接地环(29)以及多个呈环状分布的导电片(30)；所述通信板(26)和壳体(24)的侧面之间设有接地金属片(17)和电源金属片(18)，所述的接地金属片(17)的内端与接地环(29)相接触，接地金属片(17)的外端伸出壳体(24)外部；所述电源金属片(18)的内端与导电片(30)相接触，电源金属片(18)的外端伸出壳体(24)外部；所述接地金属片(17)上设有第一卡口(19)和第二卡口(20)，第一卡口(19)和第二卡口(20)均嵌设在第一嵌设孔(14)内；所述电源金属片(18)上分布有与第二嵌设孔(15)相配合的凸型块(22)，相邻凸型块(22)之间设有与安装孔(16)相配合的磁贴凸垫(23)，所述磁吸装置(5)嵌设在安装孔(16)内并与磁贴凸垫(22)相接触；相邻的魔方通过磁吸面进行贴合，所述卡块(25)嵌入相邻魔方的相邻卡块之间，卡块(25)上的磁吸装置(5)与相邻魔方的导电环(11)上的凸型块(18)相接触，通信针(7)之间相互接触，接地环(8)之间相互接触，用于磁吸后形成通信连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述魔方包括至少一个编程魔方(1)和执行魔方(4)；所述执行魔方(4)上设有动作运行装置(10)，动作运行装置(10)连接有行动控制电路板(11)，行动控制电路板(11)分别与执行魔方(4)各侧面上的通信装置(6)连接；所述编程魔方(1)上设有编程控制电路板(12)，编程控制电路板(12)分别与编程魔方(1)各侧面上的通信装置(6)连接；所述编程魔方(1)的壳体侧面上还设置有编程装置(31)，编程装置(31)与编程控制电路板(12)连接。
CN201911140854.9A 2019-11-20 2019-11-20 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置 Pending CN110853460A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911140854.9A CN110853460A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911140854.9A CN110853460A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110853460A true CN110853460A (zh) 2020-02-28

Family

ID=69602829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911140854.9A Pending CN110853460A (zh) 2019-11-20 2019-11-20 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110853460A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111415663A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 齐鲁工业大学 一种具有自恢复功能的语音控制魔方及控制方法
CN113314001A (zh) * 2021-05-24 2021-08-27 岳碧霞 一种模块式编程仿真机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202090910U (zh) * 2011-05-26 2011-12-28 西南石油大学 井下防喷系统的压力监测与声波发生装置
WO2013122798A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Technology One, Inc. Baseplate assembly for use with toy pieces
CN203225748U (zh) * 2013-03-04 2013-10-02 黄聪文 主从式单向通信系统
CN106890458A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 李峰 一种磁吸式智能积木、系统、控制方法及使用方法
CN107749224A (zh) * 2017-11-03 2018-03-02 深圳天行创新科技有限公司 一种电子积木
CN207352598U (zh) * 2017-06-13 2018-05-11 杭州小目标电子科技有限公司 一种用于积木模型的可编程指令编码器
CN108319457A (zh) * 2018-03-27 2018-07-24 淏祺教育科技（北京）有限公司 积木式硬件编程套件
CN207976872U (zh) * 2018-03-27 2018-10-16 淏祺教育科技（北京）有限公司 积木式硬件编程套件

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202090910U (zh) * 2011-05-26 2011-12-28 西南石油大学 井下防喷系统的压力监测与声波发生装置
WO2013122798A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Technology One, Inc. Baseplate assembly for use with toy pieces
CN203225748U (zh) * 2013-03-04 2013-10-02 黄聪文 主从式单向通信系统
CN106890458A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 李峰 一种磁吸式智能积木、系统、控制方法及使用方法
CN207352598U (zh) * 2017-06-13 2018-05-11 杭州小目标电子科技有限公司 一种用于积木模型的可编程指令编码器
CN107749224A (zh) * 2017-11-03 2018-03-02 深圳天行创新科技有限公司 一种电子积木
CN108319457A (zh) * 2018-03-27 2018-07-24 淏祺教育科技（北京）有限公司 积木式硬件编程套件
CN207976872U (zh) * 2018-03-27 2018-10-16 淏祺教育科技（北京）有限公司 积木式硬件编程套件

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111415663A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 齐鲁工业大学 一种具有自恢复功能的语音控制魔方及控制方法
CN111415663B (zh) * 2020-03-26 2023-04-25 齐鲁工业大学 一种具有自恢复功能的语音控制魔方及控制方法
CN113314001A (zh) * 2021-05-24 2021-08-27 岳碧霞 一种模块式编程仿真机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110853460A (zh) 用于编程学习的魔方机器人控制方法及装置
KR101483017B1 (ko) 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치
AU2016314974A1 (en) Responsive visual communication system and method
KR200480780Y1 (ko) 학생용 센서로봇
KR20170053185A (ko) 동작카드를 이용한 블록완구 동작 제어시스템 및 그 제어방법
CN102289981A (zh) 一种可编程学习型机器人
KR20150031733A (ko) 전기적 모듈러 빌딩 장치
CN111655347A (zh) 具有机器人控制单元的玩具搭建系统
CN211306325U (zh) 用于编程学习的魔方机器人组件
CN107233729A (zh) 虚拟现实设备控制手柄及虚拟现实设备
CN109830141A (zh) 一种实体指令编程方法及实体指令编程系统
Rajan et al. A Review: Comparative Analysis of Arduino Micro Controllers in Robotic Car
KR20140066374A (ko) 사용자 입력 장치 및 이를 이용한 전자기기 제어 시스템
US20190220259A1 (en) 3d multi-threaded, parameter layered, physical programming interface
CN205913754U (zh) 一种电子魔方玩具
CN204864980U (zh) 智能拼装积木
CN207976872U (zh) 积木式硬件编程套件
CN211137168U (zh) 执行者魔方机器人
CN215548687U (zh) 机器人编程控制系统
CN210998739U (zh) 编程者魔方机器人
RU2772388C2 (ru) Игрушечный конструктор с блоком управления робототехникой
CN207725594U (zh) 无人遥控潜水器
KR101923557B1 (ko) 블럭완구를 이용한 로봇 제어 시스템
WO2017015830A1 (zh) 一种联屏式太阳能智能手环
CN209865256U (zh) 一种磁感式智能电子棋盘

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication