CN202961878U - 一种采用光束遥控的玩具飞行器 - Google Patents

Abstract

一种采用光束遥控的玩具飞行器，包括遥控器和飞行器，飞行器包括有用于驱动飞行器执行遥控动作的执行机构，遥控器发射一束遥控光束并根据遥控意图在飞行器机身上进行移动；飞行器接收和识别遥控光束的移动方向，并以此来控制执行机构执行相应的遥控动作。其意义是遥控器无需操作按键或操作杆，只是发出一束光束，操作者根据遥控意图直接挥动遥控器使光束以不同方向扫过飞行器，以此来控制飞行器的动作。具有操作极其直观和简单容易特点，使得遥控更富有趣味性和游戏性。

Description

一种采用光束遥控的玩具飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种玩具，具体为一种带遥控的玩具飞行器。 

背景技术

电动直升类飞行器玩具如直升飞机、飞碟、飞行球等，包括遥控器和飞行器，采用无线电或红外线遥控。其中遥控器包括操作按键或操作杆、编码电路和发射电路，操作者双手在遥控器进行操作，由编码电路形成编码信息再通过发射电路发射出去。飞行器的控制电路包括接收电路、解码电路、驱动电路和执行部件。接收电路接收遥控器发射信号，经过解码电路解码得出遥控信息，通过驱动电路控制执行部件，使飞行器完成各种动作，如上升、下降、前进、后退（或停止前进）、悬空等。 

现有的这些遥控飞行器玩具，优点是没有明显方向性，即操作时遥控器无需对准飞行器，其缺点是以遥控器的若干按键或操作杆来代表着飞行器的运动状态，操作者需要一边注意着飞行器的运动状态，一边双手操作着遥控器的按键或操作杆，非常不直观，也增加操作难度，特别是对于岁数较小的儿童，常常难以很好的进行遥控操作。由于遥控器的按键或操作杆具有机械结构部件，造成体积和重量都较大，也容易损坏。 

现有技术还有一类通过将光束照射在玩具机身上不同的特定光敏元件来控制不同的动作，如中国专利96249104.7和2010101096431，但这需要一定准确性，对于运动状态不断变化的飞行器来说，稍微有点距离便很难做到，而且操作使用起来同样的不够直观和方便灵活，能够实现的遥控动作也不够丰富。 

而且上述遥控技术，一般只能发送几个通道的开关量的遥控信息（即只有1或0的状态，只能状态控制，如进或退、升或降），如果要发送带模拟量的遥控信息（即具有不同控制量的信息，比如以不同速度上升或下降），则需采用比例遥控技术，遥控器也需要使用带电位器的操作杆，电路和结构更加复杂，操作难度也更高，所以在普通遥控玩具上一般都没有采用带模拟量的遥控。 

发明内容

本实用新型目的是公开一种遥控操作更直观更容易的遥控电动飞行器，进一步，该飞行器还能以同样直观容易的操作来实现带模拟量的遥控。 

本实用新型包括包括遥控器和飞行器，飞行器包括有用于驱动飞行器执行遥控动作的执行机构，其特征在于：遥控器包括有用于发射能够照射到飞行器的、可以在飞行器机身上进行移动的遥控光束的发光管；飞行器包括有用于接收遥控光束的光敏元件；和用于根据光敏元件输入信号来识别遥控光束的移动方向、并根据遥控光束移动方向来控制执行机构执行遥控动作的控制电路；光敏元件连接到控制电路输入端；控制电路的输出连接到执行机构。（在本申请文件中遥控光束有时也简称为光束）。 

所述遥控器发射的遥控光束，为柱形光束，或锥形光束。这些光束采用发光管通电发光再经过聚光结构产生聚光来形成，这属于电光学方面常用技术。 

所述遥控光束的移动，或称扫动、挥动，是遥控光束在飞行器同一受光面上向着空间不同方向的移动。包括往下移动、往上移动、往左移动、往右移动、光源（即遥控器发光管）逼近飞行器的移动、和光源离开飞行器的移动。遥控光束向每一个方向的移动对应着特定的遥控信息。同一受光面即是能够同时受到遥控光束照射的一个面。 

对于实现飞行器上升和下降的遥控，首先飞行器执行机构包括有用于驱动飞行器升降的升降执行机构，本实用新型在飞行器机身侧面的同一受光面的上下方向（也即垂直方向，相当于坐标系的Ｙ轴）的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序，来识别遥控光束在上下方向上的移动方向，即光束往下移动或往上移动，以此识别遥控意图，控制电路的输出连接到升降执行机构，并通过升降执行机构驱动飞行器做相应的动作。 

对于实现飞行器左转和右转的遥控，首先飞行器执行机构包括有用于驱动飞行器左右转向的转向执行机构，本实用新型在飞行器机身侧面同一受光面上的左右方向（也即水平方向，即Ｘ轴）的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序，来识别遥控光束在左右方向上的移动方向，包括往左移动或往右移动，控制电路的输出连接到转向执行机构，并通过转向执行机构驱动飞行器做相应的动作。 

对于实现飞行器前进和后退（或停止前进）的遥控，首先执行机构包括有用于控制飞行器做前进或后退的前进执行机构，本实用新型的控制电路根据飞行器机身上设置的光敏元件的信号强度的变化，来识别遥控光束在前进方向上（也即在遥控器与飞行器的直线方向上，相当于Z轴）的移动方向，包括光源逼近飞行器的移动，或光源离开飞行器的移动；控制电路的输出连接到前进执行机构，并通过前进执行机构驱动飞行器做相应的动作。 

本实用新型适合于直升类飞行器在室内或室外较近距离的遥控。使用时操作者手持遥控器发出遥控光束，根据遥控意图挥动遥控器使遥控光束照射到飞行器机身上并产生移动，飞行器的控制电路通过光敏元件接收遥控光束，识别出其移动方向，也即识别出操作者的遥控意图，并通过执行机构驱动飞行器做出相应动作。比如同时采用上述Ｘ、Ｙ、Ｚ轴三个方向的移动识别技术，可实现多指令的遥控：将遥控光束覆盖照射到飞行器机身（使得光敏元件同时都接收到光束）而没有进行移动时，飞行器保持悬空状态；将遥控光束自下向上扫过飞行器机身时，飞行器主螺旋桨加速使飞行器上升；将遥控光束自上向下扫过飞行器机身时，主螺旋桨减速使飞行器下降；将遥控光束光源从飞行器后面向逼近飞行器的方向移动时，飞行器向前运动；将光束的光源向离开飞行器的方向移动时，飞行器后退或停止前进（对于没有后退状态的飞行器）；当遥控光束左右扫动时，飞行器向左右转向（适合具有左右转向执行机构的飞行器）；当没有光束照射时则飞行器保持原有的各种状态。 

本实用新型跟传统遥控飞行器比较，具有的优点是：1、操作者无需双手操作遥控器的按钮或操作杆，也无需准确瞄准飞行器上不同的光敏元件，而是根据遥控意图单手挥动遥控器使遥控光束在机身上向不同方向产生移动，以直观的动作来实现对飞行器的遥控，所以遥控操作极其直观和简单容易，尤其适合岁数小的儿童使用；2、遥控器只是发射遥控光束，遥控信息不是包含在光束里面，而是由光束的移动方向来传递，所以电路极其简单，就是电源驱动发光管发光，不需要按键和操作杆，工作更可靠，而且遥控器外形可做得很小很灵活，比如做成细长的遥控棒、指挥棒、魔法棒，使得玩具遥控更富有趣味性。 

遥控器发射的遥控光束，可以是可见光束或者红外光束，或者同时包含两者的组合光束。其工作原理一样，不同的只是发光管，和飞行器上配套的光敏元件。实际上很多光敏元件能同时适用可见光和红外线，只是光敏元件前面的滤光材料不同。采用可见光束能看见遥控光束，操作控制更直观和更容易，适合各种人群包括小岁数的儿童使用；使用红外光束抗干扰性能更好，但看不见遥控光束，具有一点难度，但如果操作者明白红外线也是直线传播的，便能凭感觉来把握控制光束的移动，而且使用时看不见光束，只看到手臂或遥控棒在挥动便能遥控玩具，更有诡异感觉和趣味性。当遥控光束采用可见光束时，为了避免环境光线干扰，光束不宜采用白光，首选地采用红光、或绿光、或蓝光、或紫光的光束。相应地在飞行器上的光敏元件前面加有红色、或绿色、或蓝色、或紫色的滤光片。采用有色光束能够提高抗干扰性。也可发射红外光束来传递遥控意图，同时发射可见光束来供操作者参考定位，并使两者聚光在一起成为同一组合光束，达到既有抗干扰性又直观易操作的优点。 

作为改进，飞行器的控制电路通过光敏元件接收遥控光束，识别出遥控光束移动的方向和速度；并根据遥控光束移动的方向和速度，来控制执行机构以不同速度执行遥控动作。对光束移动速度的识别，可以通过不同位置的光敏元件的信号变化的时间差来识别遥控光束的移动速度，适用于在左右方向（即Ｘ轴）和上下方向（即Ｙ轴）的光束移动；或者通过光敏元件上信号强度变化的变化速率，来识别遥控光束的移动速度，适用于飞行器与遥控器在直线方向（即Ｚ轴）的光束移动。该改进使飞行器能根据操作者挥动遥控光束的速度快慢来控制执行动作的速度，比如快速向上挥动遥控器使光束快速向上扫过飞行器，则飞行器快速上升，慢慢向上挥动遥控器使光束慢慢向上扫过飞行器，则飞行器慢慢上升，实现带模拟量的遥控。根据不同的要求，可对这种模拟量的量化设置不同的级数，如几十级，一般来说，对很多飞行玩具的动作速度，设置3级（即快、中和慢），已经能够满足要求了。该改进以简单的方法，实现对飞行器带模拟量的遥控，使遥控功能更强大更丰富，而且遥控器无需采用复杂的带电位器操作杆，也无需增加电路，遥控操作更是简单直观，更加好玩。 

附图说明    图１是本实用新型工作原理示意图。图２是光敏元件设置在飞行器上的示意图。图３是本实用新型的飞行器的一种控制电路的电路图。图４是本实用新型的飞行器的另一种控制电路的电路图。 

具体实施方式    下面根据附图，对如何实施本实用新型进行说明。 

需要说明的是，本实用新型目的在于公开一种操作更直观容易的带遥控飞行器，而对于实现本发明的相关技术，比如飞行器的执行机构，通过电机配合机械结构来驱动飞行器执行上升、下降、悬空、前进、后退、左右转向的动作，属于现有玩具技术。本实用新型所述飞行器上的控制电路，除了包括有用于识别光束移动方向或移动速度的识别电路，一般还包括有对识别电路输出的控制信号进行功率放大以便用于驱动执行机构动作的驱动电路。而本发明所涉及电路的一些基本功能，包括对光线的接收和强度的检测、对电压信号的模数（Ａ／Ｄ）转换和运算比较、通过调整工作电压或ＰＷＭ脉宽调制对电机工作功率和转速的控制，包括如何采用单片机ＭＣＵ或微处理器ＤＳＰ或其他电路根据本发明的工作原理和逻辑而设计出各种电路和程序进行工作，都属于电子技术领域和玩具遥控的常用技术，本实用新型不做详细叙述。而且，为了简洁，本实用新型附图的电路图只画出跟工作原理相关的元件，其他电路部分如电源、滤波、时钟、复位、输入的抗干扰，输出的功率放大与驱动等相关电路，属于常识，也没画出。 

图１是本实用新型工作原理图，包括遥控器１和飞行器２。使用时操作者手持遥控器１发射一束能够照射到飞行器２的遥控光束３，并根据遥控意图挥动遥控器，使遥控光束３在飞行器机身上产生移动，或称扫动、挥动；飞行器２通过机身上的光敏元件接收光束３，飞行器的电子电路识别出遥控光束的移动方向，以此来控制飞行器的动作。遥控器发射的光束，可以是光线接近平行的柱形光束，或光线呈小角度扩散的锥形光束。遥控器采用电源驱动发光管如ＬＥＤ发光再经过聚光形成光束，属于常用电光技术。采用柱形光束时光束照射面积较小，光线集中，能进行较远距离的遥控，典型的可采用或参照多媒体教学常用的带小功率激光管的激光教鞭；图１采用的是锥形光束，锥形光束的照射面积较大，能更容易地照射到玩具机身上，方便操作，可采用或参照各种带聚光的小型ＬＥＤ手电筒。 

飞行器包括有光敏元件、控制电路、和用于驱动飞行器执行遥控动作的执行机构。光敏元件安装在飞行器机身上，一般是机身侧面上，使得工作时更容易被遥控光束所照射到。光敏元件前面一般还加有跟遥控光束相对应的滤色片，比如红色遥控光束便配合红色滤光片，（有些光敏元件自身带有滤光片）。光敏元件根据光照的不同状态输出不同电信号并送到控制电路。控制电路根据光敏元件的信号变化，识别出光束的移动方向，以此识别出遥控意图，驱动执行机构执行相应动作。对于控制电路如何识别遥控光束的移动方向，并以此识别出遥控意图和对飞行器进行控制，下面对此进行详细叙述。 

对于实现飞行器上升和下降的遥控，首先飞行器执行机构包括有升降执行机构，即通过主电机连接主螺旋桨来驱动飞行器做上升和下降的动作；本发明采用的方案是：在飞行器机身侧面的同一受光面（即同时能受到光束照射的一个面）的上下方向（即垂直方向，也即Ｙ轴）的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序，来识别遥控光束在上下方向上的移动方向，以此识别遥控意图，并控制升降执行机构做相应的动作。具体例子如图２，在飞行器４（图２的飞行器４为飞行球）机身的侧面的同一受光面上，在上下方向两个位置分别设置有光敏元件Ｇ２和Ｇ３，来接收遥控光束在上下方向上的移动变化。其玩具电路如图３。光敏元件Ｇ２、Ｇ３分别串联电阻Ｒ２、Ｒ３构成２路光束接收电路，其输出连接到控制电路的单片机ＭＣＵ２的输入端ＩＯ２和ＩＯ３。ＭＣＵ２根据ＩＯ２和ＩＯ３的电压变化来识别遥控光束的移动方向，输出相应的控制信号，控制电路一般还包括有对ＭＣＵ２控制信号进行功率放大的驱动电路，驱动电路的输出作为控制电路的输出端，连接到升降执行机构，通过升降执行机构驱动飞行器执行升降动作。ＭＣＵ２无特殊要求，可采用各种通用单片机。 

对于遥控光束移动方向的识别，本实用新型公开下述两种具体的识别技术。 

第一种识别技术是在飞行器同一受光面不同位置的光敏元件都没有被遥控光束所照射到的前提下，控制电路根据不同位置的光敏元件接收到遥控光束照射的先后次序来识别遥控光束的移动方向。也即开始时Ｇ２和Ｇ３都没有受到光束照射，Ｇ２和Ｇ３暗电阻很大，跟电阻分压后输出很低的电压，这时ＭＣＵ２的ＩＯ２和ＩＯ３输入都是低电压信号，作为初始状态。然后当光束从外围扫过玩具，根据Ｇ２和Ｇ３受到光束照射的先后次序来识别光束的移动方向。比如当光束是自下向上的扫过Ｇ３和Ｇ２时，则Ｇ３和Ｇ２先后接收到短暂的光束照射，Ｇ３和Ｇ２受到光束照射时光电阻变得很小，于是ＩＯ３和ＩＯ２先后输入高电压脉冲信号，于是ＭＣＵ２以此识别光束是自下向上移动，控制电路的输出驱动升降执行机构，调高飞行器的主螺旋桨电机的转速，从而使飞行器上升。根据ＩＯ３和ＩＯ２输入电压信号的时间差（也即时间间隔）的长短，还可得出光束移动速度的快慢（速度等于两光敏元件之间的距离除以时间差，所以反比于时间差，即时间差的倒数），并以此作为调整电机转速的参数，使上升速度受光束移动速度的控制，即当光束快速向上移动时，电机转速快速提高，飞行器快速上升，当光束慢慢向上移动时，电机转速慢慢提高，飞行器慢慢上升，实现带模拟量的遥控。当光束是自上向下扫过Ｇ２、Ｇ３时，则工作状态相反，结果是使飞行器主螺旋桨电机减速从而使飞行器下降，并同样可实现带模拟量的控制。为了避免误动作，最好设定一个检测周期，当光敏元件Ｇ２和Ｇ３任一只先接收到光束照射时，检测周期即为开始，只有在检测周期内检测到另一只光敏元件也接收到光束照射，才做出有效识别。一个检测周期过后，电路重新进入初始状态。检测周期可设为０.１到１秒。该识别技术随着遥控光束的扫动直接反应，反应速度快。该识别技术更适合于柱形光束。 

第二种识别技术比较违背常规思维，在飞行器侧面的同一受光面不同位置的光敏元件同时被遥控光束所照射到的前提下，控制电路根据不同位置的光敏元件脱离遥控光束照射的先后次序来识别遥控光束的移动方向。具体是，操作者首先将遥控光束覆盖照射到飞行器机身上，使Ｇ２和Ｇ３同时被光束所全照射，这时单片机ＭＣＵ２的输入端ＩＯ２和ＩＯ３同时输入高电压信号。然后将遥控光束从飞行器机身向上下移动，根据Ｇ２、Ｇ３脱离光束照射的先后次序来识别出光束的移动方向。比如先将光束覆盖照射在Ｇ２和Ｇ３上，然后向上挥动光束，则Ｇ３比Ｇ２先脱离光束的照射，ＩＯ３比ＩＯ２先失去高电压信号，于是ＭＣＵ２以此识别光束是自下向上移动，控制电路的输出驱动升降执行机构，调高飞行器的主螺旋桨电机的转速，从而使飞行器上升。同样，根据ＩＯ３和ＩＯ２先后失去高电压信号的时间差的长短，可以得出光束移动速度的快慢，并以此作为调整电机转速的参数，使上升速度受光束移动速度的控制，实现带模拟量的遥控。当光束是向下挥动离开玩具时，Ｇ２比Ｇ３先脱离光束照射，则工作状态相反，结果是使飞行器主螺旋桨电机减速从而使飞行器下降，并同样可实现带模拟量的控制。 

该识别技术适合具有较大照射面积的锥形光束，操作时首先需要将光束覆盖照射在玩具机身上，比较麻烦，但优点是光束在一个方向的移动便具有无光照、向上移动、向下移动、全照射共四种状态，控制更灵活多变。特别是Ｇ２和Ｇ３同时被光束照射且光束没有移动的全照射状态，可使玩具保持一种中间状态，比如使飞行器保持悬空停留，（即螺旋桨产生的升力刚好等于重力，飞行器在空中保持静止悬空，属现有技术），当光束向下移动，则飞行器下降；当光束向上移动，则飞行器上升；没有光束照射则识别为没有新的遥控意图，保持原有的上升、下降或悬空状态；而在上升或下降过程中如果再被光束全照射，则又进入悬空状态。更巧妙的是：在被光束全照射的悬空状态中，如果由于其他因素飞行器脱离光束照射范围，比如被气流干扰向下掉，在下面的Ｇ３脱离光束的时候，控制电路会误识别为光束向上移动，于是驱动升降执行机构使飞行器上升，直到Ｇ３重新回到光束照射范围；反而，当飞行器向上脱离光束照射范围，比如惯性向上冲，在上面的Ｇ２脱离光束的时候，控制电路会误识别为光束向下移动，于是驱动执行部件使飞行器下降，直到Ｇ２重新回到光束照射范围，使得飞行器就像是被捕捉在锥形光束里面一样，称为捕捉状态，非常巧妙，玩起来也更有趣，是本发明优选的一种识别技术。 

上述遥控光束在上下方向即垂直方向Ｙ轴上下移动的识别技术，可满足具有上升和下降动作的飞行器的遥控操作。对于还带有左右转向执行机构、即通过转向电机或电磁机构来实现飞行器左转或右转的动作控制，（比如玩具直升飞机便可通过设置尾电机配合横向的尾桨来实现左右转向，也可通过电磁机构使飞行器重心发生偏移、或通过电磁机构使主螺旋桨产生向左右的倾角来实现转向，这是现有技术），本发明可通过遥控光束在左右方向（水平方向，即Ｘ轴）的左右移动来实现左右转向的遥控。如图２，飞行器４机身侧面上，在同一受光面的左右两个位置还设置有两只光敏元件Ｇ４和Ｇ５，分别与电阻Ｒ４、Ｒ５构成光束接收电路，其输出连接到ＭＣＵ２的输入端ＩＯ４和ＩＯ５。ＭＣＵ２根据ＩＯ４和ＩＯ５的电压变化来识别遥控光束在左右方向上的移动方向，控制电路的另一路输出通过转向执行机构来控制飞行器进行左转或右转，如图３，其工作原理和识别控制方法跟前述上下方向是一样的。为了避免转向动作执行时间过长没有及时关闭而导致转向过大，控制电路可设置有延时自动关闭功能，每次启动转向动作时，只执行一小段时间，（根据不同转向机构该时间一般在零点几秒至几秒），然后自动关闭，直至下一次接收到转向的遥控信息。 

图２和图３的实施例的识别技术都是以两只光敏元件来进行工作，这是识别光束移动方向的最少数量，如果增加光敏元件的数量，显然也能够根据同样原理实现对光束移动方向的识别，只是增加了材料。 

对于还带有前进执行机构、即通过行进电机或电磁机构来实现飞行器前进或后退的动作控制，（比如有些玩具直升飞机便设置专门的电机配合纵向的尾桨来实现前进和后退动作，而有些则是通过电磁机构使主螺旋桨产生一个倾角来实现这一功能，这属于现有技术），则本发明还可通过对“光源逼近玩具的移动”和“光源离开玩具的移动”的识别来实现遥控，即通过遥控光束在遥控器与玩具的直线方向上（也即前进方向，相当于Ｚ轴）的向前和向后这两种移动变化来传递遥控指令。方案是：在飞行器机身设置光敏元件来接收光束，控制电路通过光敏元件的信号强度的变化来识别光束强度的变化，进而识别出光束的移动方向。当光束强度变大时识别为光束光源在逼近玩具，当光束强度变小时识别为光束光源在离开玩具，以此实现两种指令的遥控。该方式比较适合于锥形光束。 

实现上述方案的一种电路如图４。设置在飞行器的机身侧面上的光敏元件Ｇ１，和电阻Ｒ１构成光束接收电路，其输出连接到控制电路的单片机ＭＣＵ１的一个具有模数（Ａ／Ｄ）转换功能的输入端口ＩＯ１，当没有光束照射到Ｇ１时，Ｇ１的暗电阻很大，输出为很低的电压，当光束照射到Ｇ１时，Ｇ１电阻变小，输出电压变大，光强度越大，则输出电压越高。ＭＣＵ１不断检测读取ＩＯ1电压数值，并对前后的数值进行比较，判断光束的移动方向的情况，控制电路的输出通过前进执行机构来控制飞行器的前进或后退。ＭＣＵ１可采用具有模数转换功能的各种单片机，比如ＰＩＣ１６ＦＸＸ系列。 

具体的操作和识别过程为：１、当操作者将遥控光束照射到飞行器上，但保持遥控器静止即光束不移动，这时光敏元件Ｇ１接收到强度不变的遥控光束，ＩＯ１的电压较高（高于设定阀值，该阀值略大于环境光线下光束接收电路的输出值），但电压数值保持不变（变化值很小），则识别遥控意图为静止，于是控制电路的输出驱动前进执行机构使飞行器保持静止停留状态。２、当操作者将遥控光束照射到飞行器上，并使遥控器逼近飞行器即是使光束光源向着飞行器方向向前移动，这时光敏元件Ｇ１接收到强度不断变大的遥控光束，ＩＯ１的电压较高且在变大，则识别遥控意图为向前前进，于是控制电路输出通过前进执行机构使飞行器向前前进。而且可以根据电压变大的变化速率，取得光束移动速度的信号，来控制电机的工作功率从而控制飞行器前进的速度，当光束强度变大得越快，则前进速度越快，反之则越慢，实现带模拟量的控制。３、当操作者将遥控光束照射到飞行器上，并使遥控器远离飞行器即是使光束光源沿着飞行器方向向后移动，这时光敏元件Ｇ１接收到强度不断变小的遥控光束，ＩＯ１的电压较高但在不断变小，则识别遥控意图为后退，于是控制电路的输出通过前进执行机构使飞行器向后退。同样可根据电压变小的变化速率，取得光束移动速度的信号，来控制电机的工作功率从而控制飞行器后退的速度，当光束强度变小得越快，则后退速度越快，反之则越慢。４、当操作者没有将遥控光束照射到飞行器，这时光敏元件没有接收到光束，ＩＯ１的电压较小（小于设定阀值），则识别为无新的遥控意图，于是控制电路的输出使飞行器保持原来的运动状态。（原来的运动状态包括停止、前进、或后退）。就是说如果挥动光束使飞行器前进，之后即使关闭光束，飞行器仍保持原来的前进状态，直至将光束重新照射到飞行器并保持不动，才使飞行器停下来。有些飞行器玩具没有后退的动作，只有前进或停止，其后退的动作也相当于停止前进。 

本发明为了叙述工作原理的方便，将图４的实施例独立分开叙述。实际使用中，图４的实施例也可以跟图２和图３结合在一起。光敏元件Ｇ１可跟Ｇ２—Ｇ５设置在同一受光面，甚至也可利用Ｇ２—Ｇ５其中一只来兼容作为Ｇ１，ＭＣＵ１和ＭＣＵ２可以采用同一只单片机，只是使用不同的输入和输出端。（单片机一般具有足够多的输入输出端子）。 

另外，某些低端的飞行器玩具（如单层螺旋桨的直升飞行器）在工作时机身会不稳定而打转，这时也可在飞行器机身的多个侧面（比如四面）的上下方向都设置有两只光敏元件，如图３的Ｇ２、Ｇ３一样，再将上面的各个光敏元件并联作为一只光敏元件（即图３的Ｇ２）接入电路，将下面的各个光敏元件并联作为一只光敏元件（即图３的Ｇ３）接入电路，用于在各侧面接收Ｙ轴上下方向移动的光束，使得在各个侧面都能有效接收遥控光束并识别控制飞行器的上升和下降。（光敏元件的光电阻和暗电阻相差很大，一般直接并联可正常工作，必要时可调整串联的电阻）。而对用于控制飞行器前进和左右转向的光束的识别，则只设置于飞行器向后的一侧，即只在飞行器的后面遥控飞行器前进、停止和左右转向。 

遥控器还可包括有调制电路，使其发射的遥控光束带有用于抗干扰的调制信息。比如采用振荡电路产生高频波来调制光束，或者采用编码电路产生编码信息来调制光束。相应地在电动玩具上带有对调制信息进行解调的解调电路。这属于遥控的常用手段。但本发明的光束采用调制信息的目的并非携带遥控信息，而是：1、更好提高抗干扰性，避免环境光线的干扰；2、使不同的遥控光束彼此不会互相干扰。 

针对本实用新型目的，本申请公开了多种具体的技术方案，特别是公开了多种不同的遥控光束，和多种在飞行器上对遥控光束移动的识别技术，在实际应用中，这些不同技术方案可以混合使用，互相搭配使得遥控更灵活多变。 

作为一种特例：本实用新型的同一遥控器设置有能够发射不同遥控光束的两只发光管。在平时由一只发光管工作发射一种遥控光束，在需要时通过开关切换另一只发光管工作来发射另一种光束。（市场上便有能够变换光束颜色的LED手电）。这些光束是红外光束、红色可见光束、绿色可见光束、紫色可见光束、带有调制信息的红外光束、带有调制信息的可见光束的其中不同的两种。相应地在飞行器上采用不同的光敏元件和滤光片来配合工作。该技术可用于对不同飞行器进行遥控，具有一带二功能；也可用于在同一飞行器，针对不同方向的遥控，比如上下方向采用红色光束来遥控，左右方向采用绿色光束来遥控，避免不同方向的遥控偶尔可能出现的互相干扰，提高工作的可靠性能。 

Claims (14)

1.一种采用光束遥控的玩具飞行器，包括遥控器和飞行器，飞行器包括有用于驱动飞行器执行遥控动作的执行机构，其特征在于：遥控器包括有用于发射能够照射到飞行器的、可以在飞行器机身上进行移动的遥控光束的发光管；飞行器包括有用于接收遥控光束的光敏元件；和用于根据光敏元件输入信号来识别遥控光束的移动方向、并根据遥控光束移动方向来控制执行机构的控制电路；光敏元件连接到控制电路输入端；控制电路的输出连接到执行机构。

2.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述执行机构包括有用于驱动飞行器升降的升降执行机构；在飞行器机身的同一受光面上的上下方向的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；所述控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序来识别遥控光束在上下方向上的移动方向；控制电路的输出连接到升降执行机构。

3.根据权利要求1所述一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述执行机构包括有用于驱动飞行器进行左右转向的转向执行机构；在飞行器机身的同一受光面上的左右方向的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；所述控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序来识别遥控光束在左右方向上的移动方向；控制电路的输出连接到转向执行机构。

4.根据权利要求2所述一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述执行机构包括有用于驱动飞行器进行左右转向的转向执行机构；在飞行器机身的同一受光面上的左右方向的不同位置至少设置有两只用于接收遥控光束的光敏元件；所述控制电路根据不同位置上光敏元件的信号变化的先后次序来识别遥控光束在左右方向上的移动方向；控制电路的输出连接到转向执行机构。

5.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述执行机构包括有用于控制飞行器进行前进或后退动作的前进执行机构；所述控制电路根据飞行器机身上同一光敏元件的信号强度的变化来识别遥控光束在前进方向上的移动方向，控制电路的输出连接到前进执行机构。

6.根据权利要求2所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述执行机构包括有用于控制飞行器进行前进或后退动作的前进执行机构；所述控制电路根据飞行器机身上同一光敏元件的信号强度的变化来识别遥控光束在前进方向上的移动方向，控制电路的输出连接到前进执行机构。

7.根据权利要求2至权利要求4之一所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述的控制电路，是一个在飞行器同一受光面不同位置的光敏元件都没有被遥控光束所照射到的前提下、根据不同位置的光敏元件接收到遥控光束照射的先后次序来识别遥控光束移动方向的电路；或者是一个在飞行器同一受光面不同位置的光敏元件同时被遥控光束所照射到的前提下、根据不同位置的光敏元件脱离遥控光束照射的先后次序来识别遥控光束移动方向的电路。

8.根据权利要求2至权利要求4之一所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述的控制电路是一个能够根据光敏元件的输入信号来识别遥控光束移动的方向和速度，并根据遥控光束移动的方向和速度，控制执行机构以不同速度执行遥控动作的电路。

9.根据权利要求8所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述的控制电路是一个通过不同位置的光敏元件输入的信号变化的时间差来识别遥控光束移动速度的电路；或者是一个通过同一光敏元件输入信号的强度变化的变化速率来识别遥控光束移动速度的电路。

10.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述遥控器发射的遥控光束的移动，是遥控光束在飞行器同一受光面上向着不同方向的移动，每一个移动方向对应着特定的遥控信息。

11.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述遥控光束，是柱形光束或者是锥形光束。

12.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述遥控光束，采用红外光束，或采用红光、或绿光、或蓝光、或紫光的可见光束。

13.根据权利要求1所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述的遥控器，还包括有使遥控光束带有抗干扰调制信息的调制电路。

14.根据权利要求1或权利要求12所述的一种采用光束遥控的玩具飞行器，其特征在于：所述的遥控器，设置有两只发光管，两只发光管发射不同的遥控光束。

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