CN113382789A - 一种具有功能构造元件的玩具构造系统 - Google Patents

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Abstract

一种玩具构造系统,包括多个玩具构造元件,所述多个玩具构造元件包括多个功能构造元件,所述玩具构造元件和所述功能构造元件被配置为彼此可拆卸地互连,从而形成玩具构造模型,所述玩具构造模型包括所述多个玩具构造元件的至少一个子集;每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备;其中玩具构造系统还包括标签构造元件,其可拆卸地连接到玩具构造模型的一个或多个玩具构造元件;其中标签构造元件和功能构造元件被配置成当标签构造元件连接到玩具构造模型的玩具构造元件时,将配置数据从标签构造元件通信到功能构造元件的每个子集。子集的每个功能构造元件被配置成响应于所通信的配置数据来控制所述功能构造元件的功能设备。

Description

一种具有功能构造元件的玩具构造系统
技术领域
本发明涉及玩具构造系统。
背景技术
玩具构造系统已经为人所知几十年了。多年来,简单的箱形构建块被添加了专门的构造元件,这些元件要么具有特定的外观,要么具有机械或电气功能,以提高游戏值。这些功能包括例如马达、开关和灯,但也包括可编程处理器,可编程处理器接受来自传感器的输入,并能响应接收到的传感器输入激活功能元件。
存在独立的功能构造元件,其具有适于执行预配置功能的功能设备、用于向功能设备提供能量以执行功能的能量源、以及响应外部触发事件以触发功能设备执行功能的触发器。典型地,这种已知的功能构造元件被设计用于手动激活机械触发器,并且仅提供有限的游戏值。
此外,已知玩具构造系统包括多功能构造元件,其可以与玩具构造系统的其他玩具构造元件组装,从而创建玩具构造模型。这种模型可能表现出复杂的行为,特别是当它们包括几个功能元件时,例如马达、灯、声音设备等。
对这种模型的行为进行编程的各种方法是已知的。
WO 2009/047225公开了一种玩具构造系统,其包括多个构造元件,这些构造元件包括用于执行相应功能的一个或多个功能构造元件,并且包括用于与一个或多个其他构造元件通信的控制连接器件。该现有技术系统还包括数据处理系统,该数据处理系统提供图形编程环境,用于生成一个或多个逻辑命令来控制一个或多个功能元件。然而,尽管图形编程环境相对直观且易于使用,但它们仍然需要一定的抽象思维。此外,它们需要使用能够执行编程环境的计算机或类似设备。
WO 2015/173246公开了各个功能元件可以通过可以连接到各个功能元件的标签元件被分配特定的行为。然而,这种现有技术方法需要用户处理相对大量的标签,并且仍然需要相对高度的抽象思维,因为用户必须将模型的期望行为分解成各个功能元件的期望功能,提供适当的标签并将其附加到各个功能元件上,然后使用如此配置的标签组装模型。调试生成的模型行为和重新配置现有模型也可能相当复杂。
因此,仍然希望提供一种玩具构造系统,其中用户可以组装多个玩具构造元件,以便创建玩具构造模型,并且其中玩具构造模型的最终行为可以以用户友好的方式定义。特别地,期望的是,为了正确地建立玩具构造模型,从而获得具有有趣功能行为的组件,配置所获得的玩具构造模型不需要高水平的抽象思维和技术洞察力。此外,希望提供一种易于使用的机制来改变现有玩具构造模型的行为。
整体希望提供一种玩具构造系统,其提供增强的教育活动和/或游戏活动。
还希望提供一种玩具构造系统,其在设计具有丰富功能的不同玩具组件时提供高度的灵活性。
此外,期望提供一种玩具构造系统,其允许用户,特别是儿童,以用户友好、有效、灵活且可靠的方式构造多个交互式玩具组件,而不需要控制结构、数据通信以及如何正确连接电线、导体等的详细知识。
本文公开的玩具构造系统的实施例的各个方面解决了玩具系统领域中存在的一个或多个上述需求和/或其他需求。
发明内容
本文公开了包括多个玩具构造元件的玩具构造系统的方面,所述多个玩具构造元件包括多个功能构造元件。包括功能构造元件的玩具构造元件被配置成可拆卸地彼此互连,从而形成玩具构造模型,玩具构造模型包括多个功能构造元件的至少一个子集,特别是包括多于一个功能构造元件的子集。每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备。
玩具构造系统还包括标签构造元件。标签构造元件可以连接到玩具构造模型的玩具构造元件中的一个或多个。特别地,标签构造元件可以是所述多个玩具构造元件中的一个。标签构造元件和功能构造元件被配置成当标签构造元件在功能构造元件的子集中的至少第一功能构造元件附近时,将配置数据从标签构造元件通信到所述子集中的每一个。第一功能构造元件可以是功能构造元件的子集中的预定元件,或者它可以是子集的任何功能构造元件,特别是子集的任意元件,例如用户选择的元件。
在一些实施例中,接近度是预先确定的。该接近度可以由标签构造元件和第一功能构造元件之间的直接通信的通信范围来定义,例如当通信是非接触式时。在一些实施例中,当标签构造元件连接到玩具构造模型的玩具构造元件时,特别是连接到第一功能构造元件或以其他方式非常接近第一功能构造元件,例如邻近或甚至邻接第一功能构造元件,例如仅当标签构造元件连接到模型的玩具构造元件时,例如仅当标签构造元件连接到第一玩具构造元件时,或者仅当标签构造元件连接到模型的玩具构造元件使得标签构造元件位于第一功能构造元件附近时,例如邻近或者甚至邻接第一功能构造元件,配置数据从标签构造元件通信到功能构造元件的子集中的每一个。子集的每个功能构造元件被配置成响应于所通信的配置数据来控制其自己的功能设备,即所述功能构造元件的功能设备。
因此,来自标签构造元件的配置数据可以被通信到玩具构造模型的一个以上的功能构造元件,例如通信到玩具构造模型的所有功能构造元件,而不仅仅用于配置标签构造元件所附接的单个功能构造元件。因此,一个以上的行为,例如包括在玩具构造模型中的所有功能构造元件的行为,可以由单个标签构造元件来配置,因此提供了一种易于使用的机制,用于控制整个玩具构造模型或玩具构造模型的一部分的行为,即使当模型(或其一部分)包括多个功能构造元件时。因此,玩具构造模型(或其一部分)可以包括多个,即两个或更多个功能构造元件。此外,玩具构造模型的多个功能构造元件可以以统一的方式配置,即基于与玩具构造模型相关联的公共配置数据集合。
当玩具构造模型中包括的一个或多个功能构造元件被定位成使得模型的其他玩具构造元件阻碍了对它们的容易接近时,该机构特别有用。标签构造元件可以放置在模型的容易接近的位置,例如玩具构造模型的向外、自由接近的表面。
配置数据可以从标签构造元件直接或间接地通信到子集的每个功能构造元件。因此,配置数据不仅存储在单个中央控制单元中,而且还可用于子集的其他玩具构造元件。在一些实施例中,所通信的配置数据以分布式方式存储,例如由子集的每个功能构造元件存储。因此,当功能构造元件的子集中的任何一个从玩具构造模型中移除时,剩余的功能构造元件仍然可以执行它们相应的功能,并且玩具构造模型仍然可以表现出合作行为。类似地,当新的功能构造元件被添加到子集时,例如新附接到玩具构造模型,标签构造元件和/或子集的一个或多个其他玩具构造元件可以将配置数据通信到新附接的功能构造元件。作为配置数据的分布式存储的替代或补充,子集的功能构造元件和/或标签构造元件可以在其上存储指示玩具构造模型的操作状态或操作历史的状态数据或日志数据,例如指示涉及玩具构造模型的已经发生的一个或多个事件的数据。
在一些实施例中,功能构造元件被配置为仅当标签构造元件在子集的至少一个功能构造元件附近时,才响应于所通信的配置数据来控制它们各自的功能设备。为此,功能构造元件可以被配置为检测标签构造元件何时不再位于子集的至少一个功能构造元件的附近,并且响应于这种检测,停止基于所通信的配置数据来控制它们各自的功能设备。
功能构造元件可以以多种方式检测标签构造元件是否在至少一个功能构造元件附近。在一些实施例中,配置数据和/或状态信号可以间歇地,例如周期性地,从标签构造元件直接或间接地通信到子集的功能构造元件。当子集的功能构造元件在预定时间段内没有接收到配置数据或状态信号时,功能构造元件可以确定标签构造元件不再在子集的任何功能构造元件附近。可选地或附加地,功能构造元件可以检测标签构造元件是否连接到玩具构造模型,例如通过检测和监控标签构造元件相对于子集的至少一个功能构造元件的相对位置和/或取向。在一个实施例中,检测可以例如基于对标签构造元件和子集的一个或多个功能构造元件的共同或至少相关的运动的检测。相关运动的检测可以如下所述进行。
在替代实施例中,子集的功能构造元件可以被配置为继续基于所通信的配置数据来控制它们各自的功能设备,而不管标签构造元件是否保持在子集的至少一个标签构造元件的附近。应当理解,在这样的实施例中,功能构造元件可能不需要监控标签构造元件是否保持在子集的至少一个功能构造元件附近。
在一些实施例中,配置数据可以包括标志,该标志指示即使在标签构造元件不再在子集的至少一个功能构造元件附近之后它是否适用。因此,取决于该标志,即使当标签构造元件不再在子集的至少一个功能构造元件附近时,子集的功能构造元件也可以基于所通信的配置数据继续或停止对它们各自的功能设备的控制。
在一些实施例中,标签构造元件被配置成将配置数据直接通信(例如广播)给子集的所有功能构造元件,例如通信给玩具构造模型中包括的所有功能构造元件。因此,子集的每个功能构造元件被配置成直接从标签构造元件接收配置数据,例如通过非接触式数据通信。为此,标签构造元件可以将配置数据广播给配置范围内的所有功能构造元件,例如在预定范围内或者在所采用的通信技术的通信范围内。在其他实施例中,标签构造元件可以检测玩具构造模型中的所有标签构造元件,并且选择性地将配置数据通信给检测到的功能构造元件。替代地,当标签构造元件连接到玩具构造模型时,功能构造元件的子集中的每一个可以检测标签构造元件的存在。因此,功能构造元件的子集中的每一个可以被配置成基于从检测到的标签构造元件接收的配置数据来配置其行为。
在其他实施例中,配置数据从标签构造元件间接传递到子集的至少一些功能构造元件。为此,标签构造元件可以被配置为将配置数据通信给子集的第一功能构造元件,并且第一功能构造元件可以被配置为将配置数据转发给子集的一个或多个其他功能构造元件。同样,配置数据可以直接或间接地从第一功能构造元件传递到子集的剩余功能构造元件中的每一个。在通信是间接的实施例中,配置数据可以从子集的一个功能构造元件转发到子集的另一个功能构造元件。应当理解,一个或多个功能构造元件可以被配置为在转发配置数据之前对配置数据进行补充,例如通过添加关于转发功能构造元件的身份和/或操作状态的信息。
通常,从标签构造元件到功能构造元件的配置数据的通信可以完全或部分地通过非接触式通信来执行,例如通过跨越玩具构造模型的短程无线通信或通过多个通信节点之间的超短程通信,例如从一个功能构造元件到另一个功能构造元件。
术语“非接触式”是指在没有导电(电)联接的情况下从一个设备到另一个设备的数据传输,即没有借助于经由导电介质的物理接触而传输电能,该导电介质对直流电是导电的。应当理解,术语“非接触式”仅仅描述了通信的特征,并不排除设备以其他方式彼此物理连接。特别地,两个玩具构造元件可以彼此物理接触,例如通过它们各自的联接构件彼此机械互连,而它们之间的通信是非接触式的,即不依赖于物理接触作为数据传输的载体。
因此,在一些实施例中,每个功能构造元件包括通信接口,用于与多个功能构造元件中的一个或多个其他功能构造元件和/或标签构造元件进行无接触通信。类似地,标签构造元件可以包括用于与功能构造元件的子集中的一个或多个功能构造元件进行无接触通信的通信接口。
例如,在一些实施例中,配置数据直接从标签构造元件通信到子集的每个功能构造元件,配置数据可以经由短程通信通信。
在实施例中,在配置数据从标签构造元件间接通信到每个功能构造的情况下,即在配置数据从标签构造元件到至少一些功能构造元件的通信涉及一个或多个中间节点的情况下,通信可以在通信路径的每个阶段使用相同或不同的技术。
例如,标签构造元件和第一功能构造元件之间的通信可以是经由物理(电)连接或经由超短程非接触技术(例如近场技术、电感和/或电容通信)的通信。从第一功能构造元件到剩余功能构造元件的通信可以是短程非接触式通信,或者它可以沿着多个超短程非接触式通信级的链,或者甚至经由物理接触。
通常,用于功能构造元件的非接触式通信的通信接口可以实现任何合适的非接触式通信技术,例如根据合适的通信协议使用射频通信。在一些实施例中,无线通信技术是短程技术或者甚至是超短程通信技术。在一些实施例中,一些或所有功能构造元件包括可操作用于超短程通信的第一通信接口和可操作用于短程通信的第二通信接口。
术语短程通信是指通信范围大于超短程通信的通信技术,超短程通信例如通信范围大于10厘米,例如大于50厘米,例如大于1米。短程通信可以具有不超过100米,例如不超过10米,例如不超过5米的通信范围。在大多数情况下,通信范围小于10米,在大多数情况下,甚至小于5米就足够了,尽管在一些实施例中,更长的范围可能是可接受的或者甚至是期望的。短程通信可以是适当频带中的射频通信,例如用于短程通信技术的ISM频带之一,例如2.4千兆赫频带。射频通信可以利用任何合适的通信技术来通信数据,例如蓝牙、IEEE802.15.4、IEEE 802.11、ZigBee等。然而,应当理解,可以使用其他通信技术。
术语超短程通信是指用于非接触的通信技术,特别是在不超过10厘米,例如不超过5厘米,例如不超过2厘米,例如不超过1厘米,例如小于1厘米,例如小于0.5厘米,例如在0.1毫米和10厘米之间,例如在0.1毫米和5厘米之间,例如在0.1毫米和2厘米之间,例如在0.1毫米和1厘米之间,例如在0.1毫米和1厘米之间的通信范围内的无线通信。在这里和下面,通信范围是指正常操作条件下和正常操作环境下的通信范围,例如在儿童房间内。超短程通信的例子包括近场通信,例如电感和/或电容通信。
在一些实施例中,功能构造元件可以包括收发器,以便允许不同功能构造元件之间的双向通信。
在一些实施例中,标签构造元件和/或功能构造元件子集中的一个或多个(例如每个)被配置成检测子集的一个或多个(例如每个)功能构造元件,例如在第一功能构造元件的预定邻近范围内的、模型中的所有功能构造元件或模型中包括的所有功能构造元件。
该检测优选地使用允许检测模型中所有功能构造元件的机制,即使一些或所有功能构造元件在物理上彼此分离,例如通过一个或多个传统玩具构造元件,即通过没有电子元件、导电部件等的玩具构造元件。
在一个实施例中,检测可以例如基于子集的功能构造元件的共同或至少相关运动的检测。由于子集的功能构造元件是连贯模型的一部分,当玩具构造模型作为一个整体在空间中移动时,它们都执行相关的运动。
例如,功能构造元件可以包括相应的加速度计和/或其他运动检测器,并且系统可以被配置成检测相应功能构造元件的运动模式之间的相关性,例如并发运动。为此,一些或所有功能构造元件可以相互交换关于它们各自检测到的运动的信息,例如通过非接触式,例如通过短程通信。因此,一些或每个功能构造元件可以包括处理器,该处理器被配置为确定哪些其他功能构造元件是相同连贯结构的一部分,从而确定子集的成员。替代地,一些或所有功能构造元件可以将指示其运动的数据通信到中央处理器,例如通信到功能构造元件之一的处理器或外部数据处理设备的处理器。然后,中央处理器可以确定子集的功能构造元件,并将该信息通信回子集的功能构造元件。
替代地或附加地,该系统可以利用当玩具构造模型作为一个整体四处移动时,功能构造元件的相对位置和/或取向是不变的。例如,当模型整体移动时,功能构造元件之间的相对距离保持不变。因此,每个功能构造元件可以被配置成在检测到的运动期间检测一个或多个其他功能构造元件的相对距离(和/或另一个合适的相对位置坐标)和/或相对取向。该运动可以例如由加速度计、用于测量地磁场的磁力计等来检测。功能构造元件然后可以确定与所述功能构造元件相比具有恒定距离和/或相对取向的所有其他功能构造元件,并且将如此检测到的功能构造元件确定为相同子集(即相同玩具构造模型)的成员。功能构造元件可以以多种方式测量相对位置和/或取向坐标,例如在共同未决的国际专利申请号PCT/EP2019/084779中公开的,其全部内容通过引用并入本文。
例如,可以指示用户将标签构造元件附接到玩具构造模型,然后将模型作为整体移动,从而允许功能构造元件和/或标签构造元件作为同一玩具构造模型的一部分检测彼此。
在一些实施例中,当标签构造元件位于第一功能构造元件附近时,例如直接邻近第一功能构造元件,例如在来自第一功能构造元件的超短程通信的通信范围内,例如来自第一功能构造元件的近场数据交换的范围内,例如在来自第一功能构造元件的电感和/或电容数据交换的通信范围内,例如与第一构造元件物理接触,标签构造元件仅将配置数据通信给子集中的第一功能构造元件。因此,可以确保仅当标签构造元件实际连接到玩具构造模型时才通信配置数据。在一些实施例中,用户可以将标签构造元件附接到子集的任何功能构造元件,即每个功能构造元件可以扮演第一功能构造元件的角色。具体而言,标签构造元件可操作来将配置数据通信给子集的任何任意功能构造元件,只要标签构造元件位于子集的所述任意功能构造元件的足够接近范围内。
子集中的功能构造元件的行为可以基于配置数据以多种方式确定。每个功能构造元件可以被配置为响应于从标签构造元件接收的配置数据来控制其功能设备。配置数据可以例如指示功能构造元件如何对某些传感器输入或其他刺激做出反应,例如播放哪些声音等。每个功能构造元件控制其各自的功能设备的具体方式可能因功能构造元件而异,即使它们都接收相同的配置数据。例如,不同的功能构造元件可以包括不同的功能设备和/或不同的传感器。此外,它们可以基于其他参数来控制它们的行为,例如基于它们相对于子集的其他功能构造元件的所测量的相对位置和/或取向,基于先前接收的数据的历史/日志等。
在一些实施例中,子集中的每个功能构造元件可以可操作地自主执行至少一个功能,即不管子集是否包括其他功能构造元件,也不管玩具构造模型中包括哪些其他功能构造元件(如果有的话)。应当理解,自主执行的功能可以取决于配置数据。在一些实施例中,子集的每个功能构造元件执行的所有功能可以独立于子集中其他功能构造元件的类型的存在。可选地,在其他实施例中,功能构造元件的一个或多个功能可能确实取决于子集中存在哪些其他功能构造元件。然而,即使在后一个实施例中,功能构造元件也可以优选地执行至少一个功能,而不管子集中是否存在其他功能元件。因此,在上述实施例以及一些其他实施例中,包括一个或多个功能构造元件的玩具构造模型可操作来展示至少一种用户可感知的行为,而不管模型中包括多少和哪些功能构造元件。特别是,不需要中央中枢或控制构造元件。
因此,在一些实施例中,当新的功能构造元件被添加到玩具构造模型时,标签构造元件和/或功能构造元件被配置为将配置数据通信到新的功能构造元件,并且其中新的功能构造元件被配置为响应于通信的配置数据来控制所述新的功能构造元件的功能设备。
类似地,当从玩具构造模型中移除任何功能构造元件时,子集的剩余功能构造元件可以被配置为响应于配置数据继续控制它们各自的功能设备。
标签构造元件可以包括用于存储配置数据的存储器。
通常,配置数据可以包括一个或多个参数或设置,这些参数或设置被配置为由控制例程使用,例如由功能构造元件的控制电路执行的控制程序。所发送的配置数据可以包括标识符,该标识符使得子集的每个功能构造元件响应于所接收的标识符来控制其相应的功能设备。例如,每个功能构造元件可以包括具有存储的可执行指令的存储器。具体而言,每个功能构造元件可能已经存储了一组替代指令,每个指令导致不同的行为,并且每个指令与相应的标识符相关联。因此,每个功能构造元件可以基于接收到的标识符选择一组替代指令中的一个。替代地或附加地,配置数据可以包括配置参数(例如声音数据、指示运动模式的数据等)和/或用于控制功能设备的程序代码。配置数据可以是模型配置数据,其代表玩具构造模型作为整体的行为,例如将模型行为定义为特定的模型类型,例如“警车”、“龙”、“消防站”、“星船”等。因此,模型配置数据可以独立于特定的功能构造元件,并且对于模型的所有功能构造元件是通用的。特别地,由每个功能构造元件接收的配置数据可以包括相同的模型配置数据;为此,子集中的所有功能构造元件可以接收相同的配置数据。包括在模型中的功能构造元件可以被配置为基于接收到的配置数据来确定单个功能构造元件的相应元件行为,即每个功能构造元件可以被配置为基于模型配置数据来确定特定功能构造元件特有的元件特定行为。除了基于接收到的模型配置数据之外,各个功能构造元件的相应元件特定行为的确定还可以取决于一个或多个附加参数,特别是取决于相应功能构造元件特定的一个或多个元件特定参数,例如以下的一个或多个:功能构造设备的功能设备的类型、可由功能构造元件实现的一组可用的预编程行为,由功能构造元件对模型中其他功能构造元件的检测/识别、由功能构造元件的传感器接收的传感器输入等。
应当理解,在一些实施例中,可以将两个或更多个标签构造元件附接到玩具构造模型。在这样的实施例中,来自附接到玩具构造模型的每个标签构造元件的相应配置数据可以被通信到玩具构造模型的每个功能构造元件。玩具构造模型的功能构造元件因此可以响应于从附接到玩具构造模型的所有标签构造元件接收的配置数据来控制它们相应的功能设备。
每个功能构造元件可以被配置为例如经由短程通信向子集的一个或多个其他功能构造元件发送识别信号。因此,子集的功能构造元件的行为可以进一步取决于作为子集的一部分的一个或多个其他功能构造元件的存在/身份。因此,功能构造元件可以被控制以呈现相对复杂的行为,包括协作行为,而不需要用户具有高级技术或编程技能。
识别信号可以指示功能构造元件的类型和/或传输信号的功能构造元件的一个或多个操作参数。应当理解,识别信号可以以多种方式传输,例如作为广播信号;识别信号可以由每个功能构造元件周期性地发送和/或响应触发事件。例如,识别信号可以是响应于来自另一功能构造元件的请求或询问信号而发送的响应信号。
在一些实施例中,功能构造元件被配置成检测功能构造元件附近的一个或多个其他功能构造元件的类型和/或身份,例如子集的功能构造元件;并且响应于检测到的类型和/或身份来控制所述功能构造元件的功能设备。因此,功能构造元件的行为可以取决于邻近的其他功能构造元件,例如同一玩具构造模型的一部分。
例如,功能构造元件可以在其上存储多个程序或多个功能模式,并且响应于同一玩具构造模型内和/或附近的其他功能构造元件的类型和/或身份,选择这些程序/模式中的一个或多个。例如,每个功能构造元件可以包括数据结构,例如将一组或多组交互式构造元件与相应的可执行指令、程序块等相关联的可执行指令、程序块、功能、子程序等的列表或矩阵或数据库。应当理解,列表、矩阵或数据库可以包括指针,例如存储器地址,标识指令、程序块、功能等。
当功能构造元件已经检测到与一组指令、程序块等相关联的一组中的所有功能构造元件(在其附近和/或在同一玩具构造模型内)时,功能构造元件选择并执行相关联的指令/程序块/功能等。因此,功能构造元件可以被配置为引用对应于检测到的功能构造元件的程序数据结构的存储的指令集或程序块。因此,功能构造元件的行为可以取决于哪些其他功能构造元件与功能构造元件存在于同一玩具构造模型的附近和/或内部。在一些实施例中,可以响应于从标签构造元件接收的配置数据来选择可执行指令集。应当理解,功能构造元件可以由固件控制。固件可以包括对应于相应行为的相应指令集。
在一些实施例中,一个或多个功能构造元件包括响应预定传感器输入的传感器;并且功能构造元件适于基于接收到的传感器输入来控制其功能设备。传感器输入的例子包括机械力、推动动作、倾斜定向、拉动动作、旋转、人类操作、触摸、物体的接近、电信号、射频信号、光信号、可见光信号、红外信号、磁信号、温度、湿度、辐射。
用户可感知的功能可以是例如运动、产生可听声音信号、产生可见光信号等。
每个功能构造元件还可以包括能量源,例如可充电能量源,例如可充电电池,用于向功能设备提供能量以执行可控功能。
通常,玩具构造系统通常允许由有限数量的不同类型的玩具构造元件构造各种不同的玩具构造模型,每个玩具构造模型具有由玩具构造模型内的玩具构造元件的空间布置所定义的不同物理配置。通常,术语“玩具构造元件”是指玩具构造系统中最小的元件,其在正常使用过程中不能被分解成更小的元件,特别是不能以非破坏性的方式和/或不能不使用工具被分解。
一些或所有玩具构造元件可以是功能构造元件,其包括如本文所述的功能装置。特别地,在一些实施例中,只有一些玩具构造元件是包括功能设备的功能构造元件。因此,在一些实施例中,玩具构造系统还包括多个其他玩具构造元件,特别是非电子的和/或非交互的玩具构造元件,例如传统的玩具构造元件,例如由模制塑料元件或以不同方式和/或由另一种合适的材料例如木材制成的元件组成,没有任何电子元件。在一些实施例中,玩具构造系统包括不同类型的功能构造元件,例如包括不同类型的功能装置,具有或不具有传感器等。
玩具构造系统的每个玩具构造元件,特别是每个功能构造元件,可以包括被配置为接合玩具构造系统的其他玩具构造元件的联接元件的联接元件,以便将玩具构造元件可拆卸地彼此附接。为此,联接构件可以利用不同的联接机构,例如基于联接构件彼此之间的摩擦接合,基于螺钉、插头插座连接或协作联接构件的其他形式的配合接合。
因此,已经通过联接构件彼此互连的玩具构造元件可以再次彼此断开,使得它们可以再次彼此互连或者与系统的其他玩具构造元件互连,例如以便形成不同的空间结构。在一些实施例中,玩具构造元件设置有第一和第二类型的联接构件,例如联接栓和用于摩擦接合栓的栓接收凹槽,或者被配置为彼此接合以形成物理连接的其他配对或互补联接构件对。一种类型的联接构件可以位于玩具构造元件的一侧,例如顶侧,而另一种互补类型的联接构件可以位于玩具构造元件的相对侧,例如底侧。在一些实施例中,玩具构造元件包括从玩具构造元件的顶面延伸的栓和延伸到玩具构造元件的底面中的相应的栓接收腔,用于通过合适的夹紧力摩擦接合栓。
通常,玩具构造系统可以对玩具构造元件如何彼此连接的自由度施加限制,例如通过限制它们可以彼此连接的可能的相对位置和/或取向。这些限制有助于检测玩具构造模型中功能构造元件的相对位置和/或取向。
为此,联接构件可以定位在规则网格的网格点上;特别地,玩具构造元件的联接构件可以被布置成使得一组相互互连的玩具构造元件的联接构件被定位在三维规则网格的网格点上。玩具构造元件的尺寸可以被定义为由规则网格定义的单位长度的整数倍。应当理解,三维网格可以由单个单位长度、两个单位长度来定义,例如一个单位长度适用于两个空间维度,而另一个单位长度适用于第三空间维度。又或者,三维网格可以定义三个单位长度,每个空间维度具有一个单位长度。
在一些实施例中,玩具构造元件由塑料材料制成,例如热塑性聚合物,或者由另一种合适的材料制成。玩具构造元件可以例如通过注射成型工艺或其他合适的制造工艺制成。
每个功能构造元件可以包括外壳。功能装置和可选的其它电子元件,例如传感器和/或控制电路容纳在所述外壳内。外壳可以是盒状的。外壳可以限定顶面和与顶面相对的底面。至少一些联接构件可以从顶面延伸。外壳还可以包括在顶面和底面之间延伸的一个或多个侧面。
这里描述的玩具构造系统的实施例提供了一种分布式控制系统,其中功能设备和可选的传感器设置在功能构造元件中。功能装置的控制由集成到一些或所有功能构造元件和/或单独的控制玩具构造元件中的控制电路来执行。紧凑性和模块性进一步增加了功能构造元件可以结合到甚至相对较小的玩具构造模型中的灵活性。在一些实施例中,功能构造元件的外壳的高度(不包括突出的联接构件)在3毫米和10毫米之间,例如在3.2毫米和9.6毫米之间,例如3.2毫米或6.4毫米或9.6毫米。外壳的长度和宽度可以各自在5毫米和35毫米之间,例如在8毫米和32毫米之间,例如8毫米、16毫米、24毫米或32毫米。侧向尺寸可以是16毫米×16毫米或16毫米×24毫米或16毫米×32毫米。然而,应当理解,可以选择其他尺寸。
在一些实施例中,标签构造元件还包括对应于功能构造元件的联接构件的联接构件。在一些实施例中,标签构造元件可以是已经应用了标签的传统玩具构造元件,例如近场可读存储标签,例如以不干胶标签的形式。在一些实施例中,标签永久地集成到标签构造元件中,例如嵌入到标签构造元件的材料中,封装在由标签构造元件和/或类似物限定的空隙中。在任何情况下,标签构造元件可以包括其上存储有配置数据的存储器和用于将配置数据从存储器通信到一个或多个功能构造元件的数据交换电路。在一些实施例中,配置数据以只读方式存储。在其他实施例中,可以改变配置,例如通过在计算机或其他数据处理设备上执行的程序,该数据处理设备包括通信接口,该通信接口被配置为将修改的配置数据发送到标签构造元件以存储在其上。标签构造元件的一些实施例可以是无源的,即没有自己的电源。例如,标签构造元件可以包括无源射频识别标签或其他电路,其被配置为响应于来自功能构造元件的询问信号由功能构造元件读出,而不需要标签构造元件的任何内部电源,即询问信号可以提供用于激励标签构造元件的所有必要的处理功率。
本公开涉及不同的方面,包括上面和下面描述的玩具构造系统、相应的功能构造元件和其他装置、系统、方法和/或产品,每个方面产生结合一个或多个其他方面描述的一个或多个益处和优点,并且每个方面具有对应于结合一个或多个其他方面描述的和/或在所附权利要求中公开的实施例的一个或多个实施例。
根据另一方面,本文公开了用于控制由多个玩具构造元件构造的玩具构造模型的行为的方法的实施例,多个玩具构造元件包括两个或多个功能构造元件,每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备;该方法包括:
-当标签构造元件在至少一个功能构造元件附近时,将配置数据从标签构造元件通信到两个或多个功能构造元件中的每一个;和
-响应于所通信的配置数据,控制所述两个或多个功能构造元件中的每个功能构造元件的相应功能设备。
在一些实施例中,玩具构造模型还包括附接到玩具构造模型的一个或多个玩具构造元件的标签构造元件。
根据另一方面,本文公开了用于控制由多个玩具构造元件构造的玩具构造模型的行为的方法的实施例,所述多个玩具构造元件包括两个或更多个功能构造元件,每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备,玩具构造模型还包括附接到玩具构造模型的一个或更多个玩具构造元件的标签构造元件;该方法包括:
-将配置数据从标签构造元件通信到两个或多个功能构造元件中的每一个;和
-响应于所通信的配置数据,控制所述两个或多个功能构造元件中的每个功能构造元件的相应功能设备。
根据又一方面,本文公开了玩具构造系统的功能构造元件的实施例;该功能构造元件包括一个或多个通信接口、可操作来执行用户可感知功能的功能设备、以及被配置来控制该功能设备的控制电路;该控制电路被配置成:
-经由一个或多个通信接口中的至少一个从标签构造元件接收配置数据;
-经由一个或多个通信接口中的至少一个,将所述配置数据转发到一个或多个其他功能构造元件,功能构造元件与所述一个或多个其他功能构造元件直接或间接可拆卸地互连,从而形成玩具构造模型;和
-响应于接收到的配置数据来控制功能设备。
附图说明
图1-3分别示出了现有技术玩具构造元件。
图4A-B示出了本文公开玩具构造系统的功能构造元件的实施例。
图5示出了标签构造元件的示例的示意框图。
图6示出了由玩具构造元件,特别是功能构造元件和标签构造元件构造的玩具构造模型的实施例。
图7A-C示出了附接有相应标签结构元件的功能结构元件的例子。
图8示意性地示出了由玩具构造元件,特别是功能构造元件和标签构造元件构成的玩具构造模型的另一个实施例。
图9示意性地示出了由玩具构造元件,特别是功能构造元件和标签构造元件构成的玩具构造模型的又一实施例。
具体实施方式
在将参考砖块形式的玩具构造元件来描述本文公开的玩具构造系统的各个方面和实施例。然而,本发明可以应用于玩具构造套件中使用的其他形式的构造元件。
图1显示了一个玩具构造元件,其顶面上有联接栓,底部有伸入砖块中的腔。该腔具有中心管,另一块砖上的联接栓可以摩擦接合的方式容纳在腔中,如美国专利3 005 282中所公开的。图2和3示出了其他这种现有技术的构造元件。其余附图中所示的构造元件具有这种已知类型的配合栓和腔形式的连接构件。然而,除了栓和腔之外或者代替栓和腔,也可以使用其他类型的联接构件。联接栓布置在正方形平面网格中,即限定了联接栓序列沿其布置的正交方向。相邻联接栓之间的距离在两个方向上是一致和相等的。在限定规则平面网格的联接位置处联接构件的这种或类似布置允许玩具构造元件在相对于彼此的离散数量的位置和方向上相互连接,特别是相对于彼此成直角。图1-3中所示的玩具构造元件是被动型的,除了机械模型构造之外没有其他功能,例如电磁、电子、光学等。
图4A-B示出了功能构造元件401一个例子。特别地,图4A示出了功能构造元件的示意性框图,而图4B示出了功能构造元件的透视图。功能构造元件通常被成形为具有平坦侧面的正交多面体,并且具有从其上表面延伸的联接构件402和延伸到其下表面的腔(未明确示出)。然而,也可以使用其他形状和尺寸的构造元件,例如图1-3所示的形状和尺寸,或者其他形状和尺寸。联接构件布置在限定联接位置的平面的、规则的、平行的网格中。
功能构造元件401包括控制电路407,例如微控制器、微处理器或其他合适的处理单元。功能构造元件401还包括连接到控制电路407的功能设备404,以及可选地,连接到控制电路的传感器413。功能构造元件401还包括收发器406,收发器406连接到控制电路,并且可操作用于与其他功能构造元件进行射频通信。功能构造元件还包括可充电电池405或其他合适的电源,用于向控制电路、功能设备、传感器和收发器供电。功能构造元件还包括标签读取器403,用于当标签构造元件可拆卸地连接到功能构造元件时,例如在预定的连接位置408连接时,从标签构造元件411读取配置数据。图4A示出了没有附加标签构造元件的功能构造元件,而图4B示出了附加标签构造元件411的功能构造元件,例如图5所示的标签构造元件。功能构造元件401还包括元件检测电路409,其可操作来检测与功能构造元件401相同的玩具构造模型中的其他功能构造元件。
功能构造元件401的壁限定了容纳处理单元407、功能设备404、电池405、传感器413、标签读取器403、元件检测电路409和收发器406的外壳。
控制电路407被配置成响应于从附接到附接位置408的标签构造元件411读取的配置数据,并且可选地基于来自传感器403和/或来自元件检测电路409的输入,来控制功能设备。
功能构造元件被配置成经由收发器406将标签读取器403从标签构造元件411读取的配置数据转发到功能构造元件401附近的其他功能构造元件,例如转发到元件检测电路409检测到的包括在与功能构造元件401相同的玩具构造模型中的所有功能构造元件,和/或转发到距功能构造元件401预定范围内的所有功能构造元件。
功能构造元件401还被配置成经由收发器406接收来自其他交互式构造元件的识别信号,并广播识别信号。收发器406可操作用于在合适的频带中发送和接收射频信号,例如在用于短程通信技术的ISM频带之一中。事实上,射频通信可以利用任何合适的通信技术来通信数据,例如蓝牙、IEEE802.15.4、IEEE 802.11、ZigBee等等。然而,应当理解,可以使用其他通信技术,例如其他非接触式通信技术。
功能设备可以是用于执行提供用户可感知效果的功能的任何合适的设备,例如视觉或听觉效果。在图4B的示例中,功能装置是马达(图4B中未明确示出),并且功能构造元件401包括用于接收可由马达旋转驱动的轴的联接构件415。功能设备的其他示例可以包括任何合适的机械和/或电子设备、装置或电路,其适于执行一个或多个机械或电子功能,提供用户可感知的效果,例如视觉或听觉效果。
这里描述的功能构造元件可以执行的机械功能的例子包括驱动旋转输出轴、缠绕能够将物体拉得更靠近功能构造元件的线或链、移动功能构造元件的铰接部分,该铰接部分能够例如打开或关闭门、弹出物体、旋转转盘、移动线性致动器等。这种机械运动可以由由(可再充电的)电池或可再充电的电容器或其他合适的电源供电的电动机驱动。
这里描述的功能构造元件可以执行的电功能的例子包括发射恒定或闪烁的光,以预定的顺序激活几个灯,发射可听的声音,例如嘟嘟声、警报、铃声、警笛声、语音消息、音乐、合成声音、模拟和刺激游戏活动的自然或模拟声音,通过显示器提供可视输出等。
因此,功能装置的例子包括光源,例如灯或发光二极管、声音发生器、马达、铰接部件、可旋转轴、线性致动器、显示器等。玩具构造系统可以包括提供不同功能的几个这样的功能构造元件。
标签读取器403可以是射频识别/NFC读取器或任何其他电路,用于当标签构造元件被附接到功能构造元件401的附接功能位置408时,或者以其他方式被定位在标签读取器403的足够附近时,从标签构造元件411读取数据。标签读取器被配置成以非接触方式读取数据,例如通过电感和/或电容数据交换。作为非接触式标签读取器的替代,功能构造元件可以包括允许标签构造元件411电连接到控制电路的电连接器,以便允许控制电路从标签构造元件411的存储器接收配置数据,例如标识符和/或其他数据。在图4A的示例中,标签读取器被示出为靠近附接位置,在该位置标签构造元件可以直接附接到功能构造元件。在其他实施例中,标签读取器可以位于不同的位置,例如靠近没有联接构件的功能构造元件的侧壁或其他壁。在这样的实施例中,标签读取器可以被配置成当标签构造元件被定位在所述侧壁或其他壁附近时,从标签构造元件读取数据,视情况而定。
控制电路407响应于从标签构造元件411接收的配置数据来控制功能设备404的操作。可选地或附加地,控制电路可以响应于从标签构造元件接收的配置数据而进入相应的操作模式。类似地,功能构造元件401可以经由收发器406从另一功能构造元件接收配置数据,特别是另一功能构造元件已经从标签构造元件读取并经由另一功能构造元件的收发器转发的配置数据。因此,控制电路407可以响应于从另一个功能构造元件接收的这种配置数据来控制功能设备404的操作,例如除了从标签构造元件411读取的配置数据之外,或者作为这种直接读取数据的替代,例如当没有标签附接到功能构造元件401时。
在一些实施例中,控制电路407可以被配置为仅使用从另一功能构造元件接收的配置数据,当该配置数据是从被检测为与功能构造元件401是同一玩具构造模型的一部分的功能构造元件接收时。该确定可以例如基于来自元件检测电路409的输入和/或基于经由收发器406接收的识别数据来做出。
在图4B的例子中,传感器403是光传感器,例如包括光敏二极管。传感器的其他示例包括麦克风、加速度计、陀螺仪、线性或旋转编码器、接近传感器等。因此,控制电路407可以响应于传感器感测到的输入来控制功能构造元件401的行为。例如,在图4B的示例中,控制电路可以响应于光传感器403感测到的光强来控制马达的速度。功能构造元件的特定行为,即对不同传感器输入做出反应的特定方式,可以由接收到的配置数据来配置,即配置数据可以指示功能构造元件如何对相应的传感器输入做出反应。应当理解,功能构造元件的行为可以由除了配置数据之外的其他条件来确定,例如由在功能构造元件附近(例如在相同的玩具构造模型内)的其他功能构造元件的数量、身份、相对位置/取向来确定。
元件检测电路409适于提供表示一个或多个其他功能构造元件相对于功能构造元件401的相应位置的位置信号,例如功能构造元件401和相应其他功能构造元件之间的相对距离。为此,元件检测电路409可操作来与其他功能构造元件相互作用,以便提供位置信号,该位置信号允许控制电路407确定其他功能构造元件是否是同一玩具构造模型的一部分。使用该位置信号,控制电路407然后可以选择性地使用从一个或多个其他功能构造元件接收的配置数据,这取决于所述其他功能构造元件被确定为与功能构造元件401相同的玩具构造模型的一部分。
例如,位置信号可以包括功能构造元件401相对于玩具构造模型的一个或多个其他功能构造元件之间的相对位置信息或距离信息。优选地,位置信号还包括关于功能构造元件401相对于一个或多个其他功能构造元件的相对取向的信息。此外,位置信号还可以包括功能构造元件401在外部参考坐标系(所谓的固定或不变坐标系)中的绝对位置。然后,使用位置信号允许对玩具构造模型的功能构造元件之间的几何关系进行建模。在共同未决的国际专利申请号PCT/EP2019/084779中公开了一种检测其他功能构造元件的相对位置和方向以及确定这种功能构造元件是否是同一玩具构造模型的一部分的方法的示例。该检测可以基于由其他功能构造元件产生或修改的磁场的测量。例如,在元件检测周期期间,每个功能构造元件可以产生磁场,例如时变磁场,其可以被其他功能构造元件检测到。在创建磁场的同时(或以其他方式与之相关联),场生成功能构造元件可以通过其收发器广播识别功能构造元件的标识符。或者,磁场的特定时变可以对标识符进行编码。
许多合适的检测机制可以用于检测和/或识别其他功能构造元件。例如,每个功能构造元件在被激活时可以周期性地广播识别信号,例如包括诸如其操作模式、元件标识和/或识别功能元件类型的类型标识符的信息的识别消息,例如它包括哪种类型的功能设备或传感器。每个功能构造元件的元件检测电路还可以产生时变磁场,例如通过包括在功能构造元件中的电磁线圈,从而允许其他功能构造元件基于所产生磁场的强度和/或方向的测量来检测位置和/或方向。为此,每个功能构造元件的元件检测电路可以包括用于检测磁场变化的一个或多个电磁线圈和/或一个或多个磁力计等。
应当理解,可以采用各种其他识别机制,允许功能构造元件获得关于哪些其他交互式构造元件在其附近的信息,例如同一玩具构造模型的一部分。
功能构造元件可以用作玩具构造装置的一部分,该玩具构造装置包括具有用于可拆卸地互连构造元件的联接构件的构造元件,例如图1-3所示的已知砖块。一种玩具构造套件可以包括多个功能构造元件和多个被动玩具构造元件。
图5示出了标签构造元件的示例的示意框图。标签构造元件411包括具有联接构件402的外壳,用于将标签构造元件411可拆卸地附接到玩具构造系统的其他玩具构造元件,例如附接到功能玩具构造元件的附接位置。例如,标签构造元件可以与图1-3所示的玩具构造元件兼容,并且具有类似的总体形状。标签构造元件还包括用于存储配置数据的存储器512。配置数据可以仅仅是表示特定模型行为的标识符。可选地或附加地,配置数据可以包括附加信息,例如编码声音数据、光序列、运动序列等的信息。标签构造元件还包括数据交换接口514,例如天线、电容接口、电感接口等,可操作以允许标签读取器以非接触方式从存储器中读出配置。可选地,数据交换接口可以是电(电)接触或以其他方式。
图6示出了由玩具构造元件,特别是由本文公开的功能构造元件构造的玩具构造模型的例子。图6的玩具构造模型由两个传统的玩具构造元件610(类似于图1-3所示的元件)和三个功能构造元件401a-c构成,如本文所述。
在该示例中,功能构造元件401a包括马达(未明确示出),例如结合图4B所述,而功能构造元件401b包括声源404b,功能构造元件401c包括光源404c。
在图6的示例中,每个功能构造元件分别附加了标签构造元件411a-c。在操作期间,功能构造元件401a-c的行为由配置数据配置,每个功能构造元件从附加到其上的相应标签构造元件读取该配置数据。应当理解,如果用户希望改变玩具构造模型的整体行为,用其上存储有代表不同行为的不同配置数据的其他这样的元件来替换所有标签构造元件可能是乏味的。当用户希望重新配置更大的玩具构造模型的行为时,尤其可能是这种情况,所述更大的玩具构造模型包括更大数量的功能构造元件或被其他玩具构造元件包围的功能构造元件,因此在不至少部分拆卸模型的情况下难以接近。
在本文公开的玩具构造系统的实施例中,标签构造元件和功能构造元件被配置为当标签构造元件连接到玩具构造模型的玩具构造元件时,将配置数据从标签构造元件通信到玩具构造模型中包括的每个功能构造元件。因此,没有必要为了配置或重新配置整个玩具构造模型的行为而将标签构造元件附加到每个单独的功能构造元件。此外,模型行为可以通过将单个标签构造元件附加到玩具构造模型,例如附加到功能构造元件之一,以一致的方式改变。
图7A-C示出了附接有相应标签构造元件的功能构造元件的例子。不同的示例说明了标签构造元件可以具有指示由存储在标签构造元件上的配置数据表示的行为的设计,例如携带徽章。图7A-C分别示出了两个功能构造元件401a、401b,每个功能构造元件分别具有附于其上的不同标签构造元件411a、411b。
例如,图7A中所示的标签构造元件具有附接在其上的不同颜色的标签构造元件,其中相应的颜色表示由存储在相应标签构造元件上的配置数据引起的不同行为。
在图7B的示例中,标签构造元件用指示由相应标签构造元件表示的行为的相应标识符来标记。
在图7C中,标签构造元件包括定义行为模式或情绪的数据,并且功能构造元件可以被配置成控制它们的功能设备,以便模仿由连接到它的标签构造元件识别的行为模式。行为模式的例子可能包括生气、高兴、悲伤、疲倦、“警车”等。这种模式可以由功能设备执行的功能的参数来表示,例如由播放的声音的音量、音调或类型、马达的速度和/或运动模式等来表示。功能构造元件401a具有附于其上的标签构造元件411a,标签构造元件411a具有存储在其上的标识符或数据,使得功能构造元件401a和包括在与功能构造元件401a相同的玩具构造模型中的其他功能构造元件模仿“快乐”行为或情绪。功能构造元件401b具有存储在其上的标识符或数据,使得功能构造元件401b和包括在与功能构造元件401b相同的玩具构造模型中的其他功能构造元件模仿“悲伤”行为或情绪。
应当理解,在上述一些使用中,简单的标识符可能足以识别由标签构造元件识别的操作状态。在其他实施例中,可能希望或者甚至需要标签构造元件存储和通信附加数据,例如要由功能构造元件读取和使用或者执行的参数或者甚至程序指令。
图8-9示出了由本文所述的玩具构造系统构造的玩具构造模型的例子。具体而言,玩具构造模型包括多个功能构造元件400A-F,例如结合图4A-B所描述的。虽然为了便于说明不一定在图8-9中明确示出,但是应当理解,玩具构造模型的例子可以包括另外的玩具构造元件,包括除功能构造元件之外的玩具构造元件,例如结合图1-3所描述的非电子玩具构造元件。
在图8-9的示例中,玩具构造模型是车辆,例如汽车,但是当然可以理解,可以构造代表其他物品的玩具构造模型。玩具构造模型分别由多个传统的玩具构造元件1024、1023A-D和721A-D以及多个功能构造元件400A-F构造而成。特别地,每个功能构造元件400A-D包括分别用于通过相应的轴721A-D驱动轮子1023A-D的马达。功能构造元件400E包括光源,例如一个或多个发光二极管,功能构造元件400F包括声源,例如扬声器。
玩具构造模型还包括标签构造元件411,其上存储有表示玩具构造模型的行为的配置数据,例如汽车的运动模式、模拟喇叭的光和声音、警笛、警车的闪烁灯等。
在图8的例子中,标签构造元件连接到玩具构造元件1024,玩具构造元件1024形成汽车底盘的一部分。标签构造元件411被配置为直接向所有功能构造元件400A-F广播配置数据。为此,标签构造元件可以包括无线发射器,用于发射能够由功能构造元件的相应收发器接收的数据,例如结合图4A所示的功能构造元件的收发器406所描述的。
在图9的示例中,标签构造元件411被附加到功能构造元件之一,在该特定示例中是功能构造元件400A。然而,可以理解的是,标签构造元件可以可选地附接到其他功能构造元件之一,或者附接到其他玩具构造元件之一,邻近功能构造元件之一。
无论如何,在图9的示例中,标签构造元件411所附接的功能构造元件400A从标签构造元件读出配置数据,例如通过结合图4A-B所描述的超短程数据交换。功能构造元件400A基于配置数据控制其自己的功能设备。此外,功能构造元件400A将配置数据发送到玩具构造模型的剩余功能构造元件400B-F,例如经由短程无线通信链路,例如如结合图4A-B所述。剩余功能构造元件400B-F因此也基于来自标签构造元件411的配置数据控制它们各自的功能设备。
在图8-9的示例中,所有功能构造元件400A-F接收存储在标签构造元件411上的配置数据,并基于接收的配置数据控制它们各自的功能设备。例如,配置数据可以指示“汽车”行为,导致功能构造元件400A-D的马达同时并在汽车的向前方向上旋转,导致功能元件400E模拟前灯并且功能元件400F模拟发动机声音。如果配置数据指示“警车”行为,功能元件400E可以模拟闪烁的紧急照明,功能元件模拟警笛。
在图8和图9的示例中,任何功能构造元件可以从模型中移除或者被其他元件替换。特别地,即使在这样的移除之后,剩余的功能构造元件仍然可以基于接收到的配置数据来控制它们各自的功能设备。在图9的示例中,如果用户移除了功能构造元件400A而没有用另一个功能构造元件替换它,则标签构造元件411可能必须被重新定位,以便将其定位在模型中剩余的其他功能构造元件之一的足够接近的位置。无论如何,在此描述的系统的实施例的一个有趣的特征是,在控制其余功能设备的模型中不需要特殊的中央控制单元。
这里描述的功能构造元件的控制电路的实施例可以通过包括几个不同元件的硬件来实现,和/或至少部分地通过适当编程的微处理器来实现。
在列举几个装置的权利要求中,这些装置中的几个可以由同一个硬件元件、组件或项目来实现。某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述或在不同的实施例中描述的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
应该强调的是,当在本说明书中使用时,术语“包括/包含”用来指定所述特征、元件、步骤或部件的存在,但是不排除一个或多个其他特征、元件、步骤、部件或其组合的存在或添加。

Claims (22)

1.一种玩具构造系统,包括多个玩具构造元件,所述多个玩具构造元件包括多个功能构造元件,所述玩具构造元件被配置为彼此可拆卸地互连,从而形成玩具构造模型,所述玩具构造模型包括所述多个功能构造元件的至少一个子集;每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备;
其中,所述玩具构造系统还包括标签构造元件;其中,所述标签构造元件和所述功能构造元件被配置成,当所述标签构造元件在功能构造元件的子集中的至少第一功能构造元件附近时,将配置数据从所述标签构造元件通信到所述子集中的每一个功能构造元件,并且其中所述子集的每个功能构造元件被配置成响应于所通信的配置数据来控制它们相应的功能设备。
2.根据权利要求1所述的玩具构造系统,其中,所述标签构造元件可拆卸地连接到所述玩具构造模型的一个或多个玩具构造元件。
3.根据权利要求2所述的玩具构造模型,其中,所述标签构造元件和所述功能构造元件被配置用于当所述标签构造元件连接到所述玩具构造模型的玩具构造元件时,将配置数据从所述标签构造元件通信到功能构造元件的子集中的每一个功能构造元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述标签构造元件被配置成将所述配置数据直接通信给所述玩具构造模型中包括的所有功能构造元件;并且其中,该子集的每个功能构造元件被配置成通过非接触式数据通信直接从所述标签构造元件接收所述配置数据。
5.根据权利要求4所述的玩具构造系统,其中,所述标签构造元件被配置为检测所述玩具构造模型中包括的功能构造元件的子集,并且选择性地将所述配置数据直接通信给所述玩具构造模型中包括的所有功能构造元件。
6.根据权利要求4所述的玩具构造系统,其中,所述功能构造元件的子集中的每个功能构造元件被配置为,当所述标签构造元件在所述玩具构造模型附近时,特别是当所述标签构造元件连接到所述玩具构造模型时,检测所述标签构造元件的存在,并且仅当从被检测为在所述玩具构造模型附近、特别是连接到所述玩具构造模型的标签构造元件接收到所述配置数据时,基于接收到的配置数据选择性地控制其功能设备。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述标签构造元件被配置成将所述配置数据通信给子集中的第一功能构造元件;并且其中,所述第一功能构造元件被配置成将所述配置数据转发给子集中的其他功能构造元件。
8.根据权利要求7所述的玩具构造系统,其中,所述第一功能构造元件被配置为检测所述玩具构造模型中包括的其他功能构造元件,并且选择性地将所述配置数据通信给所述玩具构造模型中包括的所有检测到的功能构造元件。
9.根据权利要求7所述的玩具构造系统,其中,功能构造元件的子集中的每一个功能构造元件被配置为检测作为玩具构造模型的一部分的第一构造元件的存在,并且仅当从被检测为所述玩具构造模型的一部分的第一构造元件接收到所述配置数据时,基于接收到的配置数据选择性地控制其功能设备。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述标签构造元件被配置成经由超短程非接触式数据交换将所述配置数据通信给所述第一功能构造元件;并且其中所述第一功能构造元件被配置成经由非接触式通信将所述配置数据转发给子集中的其他功能构造元件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述配置数据是模型配置数据,表示所述玩具构造模型作为整体的行为;并且其中,该子集中的功能构造元件被配置成基于所接收的配置数据来确定该子集的各个功能构造元件的相应元件特定行为。
12.根据权利要求11所述的玩具构造系统,其中,该子集的每个功能构造元件被配置成基于所述模型配置数据和特定于相应功能构造元件的一个或多个元件特定参数来确定元件特定行为。
13.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述子集的每个功能构造元件可操作来执行至少一个自主的用户可感知的功能,而不管所述子集中包括哪些其他功能构造元件。
14.根据权利要求13所述的玩具构造系统,其中,自主功能取决于所述配置数据。
15.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,当新的功能构造元件被添加到所述玩具构造模型时,所述标签构造元件和/或所述功能构造元件被配置为将所述配置数据通信到所述新的功能构造元件,并且其中,所述新的功能构造元件被配置为响应于通信的配置数据来控制所述新的功能构造元件的功能设备。
16.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,当从所述玩具构造模型中移除任何功能构造元件时,所述子集的剩余功能构造元件被配置为响应于所述配置数据继续控制它们相应的功能设备。
17.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述功能构造元件被配置为仅当所述标签构造元件在子集的至少一个功能构造元件附近时,才响应于所通信的配置数据来控制它们相应的功能设备。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的玩具构造系统,其中,子集中的功能构造元件被配置为继续基于所通信的配置数据来控制它们相应的功能设备,而不管所述标签构造元件是否保持在子集中的至少一个标签构造元件的附近。
19.根据前述权利要求中任一项所述的玩具构造系统,其中,所述配置数据包括标志,所述标志指示即使在所述标签构造元件不再接近子集中的至少一个功能构造元件之后,所述配置数据是否适用;并且其中,所述子集中的功能构造元件被配置为响应于所述标志,以便即使当所述标签构造元件不再在所述子集中的至少一个功能构造元件附近时,也继续或停止基于所通信的配置数据来控制它们相应的功能设备。
20.一种用于控制由多个玩具构造元件构造的玩具构造模型的行为的方法,所述多个玩具构造元件包括两个或多个功能构造元件,每个功能构造元件包括适于执行用户可感知功能的功能设备;所述方法包括:
当标签构造元件在至少一个功能构造元件附近时,将配置数据从标签构造元件通信到两个或多个功能构造元件中的每一个;和
响应于所通信的配置数据,控制所述两个或多个功能构造元件中的每个功能构造元件的相应功能设备。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,当、特别是仅当所述标签构造元件附接到所述玩具构造模型的一个或多个玩具构造元件时,所述配置数据被通信到所述两个或多个功能构造元件中的每一个。
22.一种玩具构造系统的功能构造元件,所述功能构造元件包括一个或多个通信接口、可操作来执行用户可感知功能的功能设备、以及被配置来控制所述功能设备的控制电路;所述控制电路被配置成:
经由一个或多个通信接口中的至少一个从所述标签构造元件接收配置数据;
经由所述一个或多个通信接口中的至少一个,将所述配置数据转发到一个或多个其他功能构造元件,所述功能构造元件与所述一个或多个其他功能构造元件直接或间接可拆卸地互连,从而形成玩具构造模型;和
响应于接收到的配置数据来控制功能设备。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022053662A1 (en) * 2020-09-11 2022-03-17 Lego A/S User configurable interactive toy

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2652721A1 (en) * 2006-05-29 2007-12-06 Lego A/S A toy building system
CA2884550A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Lego A/S A toy construction system
CA2836505A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Lego A/S Generation of building instructions for construction element models
WO2015173246A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Lego A/S A toy construction system with function construction elements
EP3075425A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-05 Lego A/S Tag reader and system comprising a tag reader
WO2016187517A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Robo Technologies Gmbh Connecting structures in a modular construction kit
WO2017213312A1 (ko) * 2016-06-09 2017-12-14 신재광 Iot 기반의 모듈러 로보틱스 시스템
WO2018158357A2 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Lego A/S An interactive modular construction element and a modular construction system with interactive modular construction elements

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005282A (en) 1958-01-28 1961-10-24 Interlego Ag Toy building brick

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2652721A1 (en) * 2006-05-29 2007-12-06 Lego A/S A toy building system
CA2884550A1 (en) * 2007-10-11 2009-04-16 Lego A/S A toy construction system
CA2836505A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Lego A/S Generation of building instructions for construction element models
WO2015173246A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Lego A/S A toy construction system with function construction elements
HK1231429A1 (zh) * 2014-05-15 2017-12-22 Lego As 具有功能構建單元的玩具構建系統
EP3075425A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-05 Lego A/S Tag reader and system comprising a tag reader
WO2016187517A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Robo Technologies Gmbh Connecting structures in a modular construction kit
WO2017213312A1 (ko) * 2016-06-09 2017-12-14 신재광 Iot 기반의 모듈러 로보틱스 시스템
WO2018158357A2 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Lego A/S An interactive modular construction element and a modular construction system with interactive modular construction elements

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