CN201658845U - 一种手势型玩具遥控器 - Google Patents

一种手势型玩具遥控器 Download PDF

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徐翔
李�真
张岩
吕世公
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Abstract

本实用新型公开了一种手势型玩具遥控器，其结构为：加速度传感器的时钟总线直接与数据处理模块相连，控制加速度传感器中数据的读写和起始；加速度传感器的二个数据输出端分别与二个模数转换器的输入端相连；加速度传感器将采集得到的使用者的手势动作信息，并分别将水平方向和垂直方向的手势动作信息传送给二个模数转换器；二个模数转换器的输出端均与数据处理模块相连，将接收的信息从模拟电压信号转化成数字信号后提供给数据处理模块；反相器的一端与数据处理模块相连，另一端与开关电路相连，开关电路还与串联谐振回路连接，天线与开关电路连接。该遥控器不但增强了操作者操作的实际性和趣味性，而且更能体现操作者的控制水平和操作意识。

Description

一种手势型玩具遥控器
技术领域
本实用新型涉及一种玩具遥控器，特别是涉及一种应用加速度传感器控制，使其达到可根据使用者的不同手势或动作相应控制玩具用的玩具遥控器。
背景技术
现今的遥控装置广泛应用于玩具领域。然而通常的玩具遥控器大都局限在通过操作按键控制玩具本体的具体动作方面，将操作者的运动局限在小小的操作键盘上，因此乐趣不高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种手势型玩具遥控器，该遥控器不但增强了操作者操作的实际性和趣味性，而且更能体现操作者的控制水平和操作意识。
本实用新型提供的一种手势型玩具遥控器，其特征在于，它包括加速度传感器、第一、第二模数转换器、数据处理模块、反相器、开关电路、串联谐振回路和天线；
加速度传感器的时钟总线直接与数据处理模块相连，控制加速度传感器中数据的读写和起始；加速度传感器的二个数据输出端分别与第一、第二模数转换器的输入端相连；加速度传感器将采集得到的使用者的手势动作信息，并分别将水平方向和垂直方向的手势动作信息传送给第一、第二模数转换器；
第一、第二模数转换器的输出端均与数据处理模块相连，将接收的信息从模拟电压信号转化成数字信号后提供给数据处理模块；
反相器的一端与数据处理模块相连，另一端与开关电路相连，开关电路还与串联谐振回路连接，天线与开关电路连接；
数据处理模块对接收的信息进行编码识别，并将编码识别后的信号提供的反相器；反相器将数据处理模块提供的编码信号进行调幅和反向，并将产生的调制信号传送给开关电路；串联谐振回路构成的振荡器产生高频载波，并提供给开关电路；开关电路利用反相器产生的调制信号，将串联谐振回路产生的高频载波进行调制，并将调制后的信号通过天线发射。
本实用新型抛开传统的按键遥控模式，让操作者运用手势移动控制玩具的相关动作，与普通的按键式遥控器相比，本实用新型不但增强了操作者操作的实际性和趣味性，而且更能体现操作者的控制水平和操作意识。将手势和身体动作的变化与玩具控制相结合，增加了运动的元素，更加适合小孩操控的需要。同时，这种方式增强了操作者与玩具之间的互动性，给玩具的玩法带来更大的发挥空间。手势遥控器代替了传统的用摇杆及按键的操纵，与传统遥控器相比，本实用新型改变或增加了以下功能：
A：将简单易行的手势转换为一系列电信号。装置的动作传感器采用两轴加速度传感器，通过对操作者动作的变化确定加速度传感器X、Y轴方向上重力加速度的变化阈值。当操作者的手势到达不同位置时，加速度传感器所读出的值不同。
B：动作传感器完成手势电信号的采集与处理并由一定的通信协议传入单片机，单片机通过分析传入的数据判断操作者手势的变化，完成数据的处理与命令的对应并形成一组不同波形的信号，通过无线发射电路发送到玩具本体上。
C：无线发射电路为由晶振震荡电路构成的无线电发射装置，其向位于玩具本体内的无线接收端发射经单片机处理形成的指令信号。
D：玩具本体线路板从无线接收端读出指令信号并控制其内部的电机、led灯、微型喇叭等达到操作者预想的动作。
附图说明：
图1为本实用新型遥控装置的电路示意图。
图2.1-2.3为本实用新型各电路具体电路图。
图3.1-3.10为本实用新型实例使用状态图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的电路部分包括加速度传感器1、第一、第二模数转换器2、3、数据处理模块4、反相器5、开关电路6、串联谐振回路7和天线8。加速度传感器1的时钟总线直接与数据处理模块4相连，控制加速度传感器1中数据的读写和起始。
加速度传感器1用于采集使用者的手势动作信息，并将水平方向和垂直方向的手势动作信息分别传送给第一、第二模数转换器2、3。
第一、第二模数转换器2、3用将接收的信息从模拟电压信号转化成数字信号，再将转化好的数字信号提供给数据处理模块4。
为减小遥控器的体积，最好采用基于mems技术的加速度传感器。
数据处理模块4通过检验采集信号是否达到预先设定的阈值来判断手势动作的变化。当采集信号发生变化的时候数据处理模块通过产生不同的二进制序列方波信号进行编码识别，并将编码识别后信号提供的反相器5。
反相器5将数据处理模块4提供的编码信号进行调幅和反向，并将产生的调制信号传送给开关电路6。
串联谐振回路7构成的振荡器产生高频载波。
开关电路6利用反相器5产生的调制信号，将串联谐振回路7产生的高频载波进行调制，当为调制信号为1时，发送载波，调制信号为零时不发送载波，调制好的信号通过天线8发射。
实例：
如图2.1，加速度传感器电路1由一块加速度传感器和其基本电路构成，这里采用美新公司基于mems技术的传感器MXC6202，内部集成了加速度传感器测量模块和AD转换器，输出的数字信号接到数据处理模块4上。
如图2.2，数据处理模块4由一块单片机芯片和其基本电路构成，这里采用SST89E516RD单片机芯片。数据从加速度传感器电路1传入后在单片机芯片中进行编码，编码信号输入反相器5.
如图2.3，无线发射模块由反相器5、开关电路6和串联谐振回路7组成，反相器5由三极管Q1构成三极管反相电路，信号经Q1基极进入，发射极反相后输出进入开关电路6。开关电路6由三极管Q2构成三极管开关电路，对串联谐振回路7产生的高频载波进行调制。串联谐振回路7为基本LC振荡电路，经过振荡后产生高频载波，进入开关电路6。
实例：
参阅图3，以遥控坦克为例说明本实用新型的控制功能。该示意图为用本实用新型控制遥控坦克的前进、后退、左转、右转，炮塔的左旋、右旋和开炮。
(1)当操作者的手垂直下放时，动作传感器x轴、y轴的值传到单片机中，通过单片机的处理给坦克本体发送“静止”指令，坦克收到指令后静止不动。
(2)当操作者的手提起到水平位置时，动作传感器y轴的数值发生一定的变化，通过单片机分析处理后给坦克本体发送“准备”指令，坦克收到指令后作好左旋右旋准备。当操作者手向左偏时，动作传感器x轴数值开始变化，单片机通过无线电路发送“左旋炮塔”指令，坦克左旋炮塔；当操作者手势右偏时，动作传感器x轴数值开始变化，单片机通过无线电路发送“右旋炮塔”指令，坦克右旋炮塔。
(3)当操作者手势上举时，动作传感器y轴的数值发生变化，通过单片机分析处理后给坦克本体发送“倒车”指令，坦克本体接收到指令后开始倒车。当操作者手势保持上举且向左偏时，动作传感器x轴变化，单片机通过无线电路发送“左转倒车”指令，坦克本体接收指令后倒车同时左转；当操作者手势保持上举且向右偏时，动作传感器x轴变化，单片机通过无线电路发送“右转倒车”指令，坦克本体接收指令后倒车同时右转。
(4)当操作者手势向前挥动时，动作传感器y轴数值变化，单片机发送“前进”指令，坦克本体接收指令后前行。当操作者保持向前手势且向左偏时，单片机发送“左转前进”指令，坦克前进并左转；当操作者保持向前手势且向右偏时，单片机发送“右转前进”指令，坦克前进并右转。
(5)开炮通过遥控装置上的按键进行控制。
图3中具体遥控对照表示
按键1：启动/关闭
按键2：开炮
下垂手势：停止
水平手势：准备
水平-左倾手势：左转炮塔
水平-右倾手势：右转炮塔
向前手势：前进
向前-左倾手势：前进并左转
向前-右倾手势：前进并右转
上举手势：后退
上举-左倾手势：后退并左转
上举-右倾手势：后退并右转
上述事实例是运用本实用新型的完整系统实现方法。而本实用新型还可通过改造控制诸如遥控小车、飞机、机器人等遥控玩具的具体行动，如针对控制遥控飞机玩具的飞行可利用向上、向下、向左、向右等手势控制飞机飞行过程中的各种飞行动作。针对这样类似的遥控改造也都属于本实用新型范围。

Claims (1)

1.一种手势型玩具遥控器，其特征在于，它包括加速度传感器(1)、第一、第二模数转换器(2、3)、数据处理模块(4)、反相器(5)、开关电路(6)、串联谐振回路(7)和天线(8)；
加速度传感器(1)的时钟总线直接与数据处理模块(4)相连，控制加速度传感器(1)中数据的读写和起始；加速度传感器(1)的二个数据输出端分别与第一、第二模数转换器(2、3)的输入端相连；加速度传感器(1)将采集得到的使用者的手势动作信息，并分别将水平方向和垂直方向的手势动作信息传送给第一、第二模数转换器(2、3)；
第一、第二模数转换器(2、3)的输出端均与数据处理模块(4)相连，将接收的信息从模拟电压信号转化成数字信号后提供给数据处理模块(4)；
反相器(5)的一端与数据处理模块(4)相连，另一端与开关电路(6)相连，开关电路(6)还与串联谐振回路(7)连接，天线(8)与开关电路(6)连接；
数据处理模块(4)对接收的信息进行编码识别，并将编码识别后的信号提供的反相器(5)；反相器(5)将数据处理模块(4)提供的编码信号进行调幅和反向，并将产生的调制信号传送给开关电路(6)；串联谐振回路(7)构成的振荡器产生高频载波，并提供给开关电路(6)；开关电路(6)利用反相器(5)产生的调制信号，将串联谐振回路(7)产生的高频载波进行调制，并将调制后的信号通过天线(8)发射。
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