CN213402858U - 一种创意积木电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种创意积木电机控制装置，涉及电机控制技术领域。该创意积木电机控制装置一具体实施方式包括：电源模块、蓝牙单片机、四个电机驱动模块和八个逻辑门模块；每个电机转速PWM信号输出端分别与所对应的一组内的两个逻辑门模块的第一输入端连接；蓝牙单片机具有八个开关信号输出端，分别与八个逻辑门模块的第二输入端连接，每个电机驱动模块具有两个输入端和用于连接电机两极的两个驱动端口，一组内的两个逻辑门模块的控制信号输出端分别与对应的电机驱动模块的两个输入端连接。该实施方式能够在实现远程遥控和多功能控制的情况下，降低成本，并且无需专用的遥控器就可以实现对于电机的控制，提高了玩具的可玩性和便捷性。

Description

一种创意积木电机控制装置

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种创意积木电机控制装置。

背景技术

现有的具有遥控电机功能的玩具的控制系统，如遥控车、飞机、船、积木等，在使用时候，需要配置专门的遥控器，只有通过玩具本身提供的遥控器才可以控制玩具的电机，使用起来不够方便，也不便于携带。并且由于成本的要求，一般的简单玩具只能受制于线控，无法在低成本的要求下实现远程遥控，使用自由度受到限制，同样基于成本的原因，遥控的功能也通常比较单一且多个遥控同时操作时容易产生相互干扰，不适用于比赛、教学等目的。

因此，亟需一种创意积木电机控制装置，能够在实现远程遥控和多功能控制的情况下，降低成本，并且无需专用的遥控器就可以实现对于电机的控制，以提高积木玩具的可玩性和便捷性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种创意积木电机控制装置，能够在实现远程遥控和多功能控制的情况下，降低成本，并且无需专用的遥控器就可以实现对于电机的控制，提高了玩具的可玩性和便捷性。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种创意积木电机控制装置，包括：电源模块、蓝牙单片机、四个电机驱动模块和八个逻辑门模块，所述蓝牙单片机和四个电机驱动模块分别与所述电源模块连接；

所述八个逻辑门模块每两个为一组分为四组，每个逻辑门模块具有第一输入端、第二输入端和控制信号输出端，所述蓝牙单片机具有四个电机转速PWM信号输出端，分别对应于所述四组逻辑门模块，其中每个电机转速PWM信号输出端分别与所对应的一组内的两个逻辑门模块的第一输入端连接；

所述蓝牙单片机具有八个开关信号输出端，分别与八个逻辑门模块的第二输入端连接，其中，对应于一组逻辑门模块的两个开关信号输出端用于分别输出同时控制一台电机的正反转、待机和刹车的两个开关信号；

所述四个电机驱动模块分别对应于所述四组逻辑门模块，每个所述电机驱动模块具有两个输入端和用于连接电机两极的两个驱动端口，所述一组内的两个逻辑门模块的控制信号输出端分别与对应的所述电机驱动模块的两个输入端连接，所述电机驱动模块在对应的两个所述控制信号的控制下驱动所述两个驱动端口之间的电机。

进一步的，本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置还包括：

蓝牙信号生成模块，所述蓝牙信号生成模块具有交互界面，所述蓝牙信号生成模块用于根据用户通过交互界面输入的四个电机的电机控制指令，生成所述蓝牙信号并输出，所述蓝牙单片机接收所述蓝牙信号，并生成控制每台电机的所述电机转速PWM信号和所述开关信号。

可选的，所述八个逻辑门模块中，每四个逻辑门模块配置为一个通用逻辑门芯片。

可选的，所述电机驱动模块为H桥电路。

可选的，电源模块包括：电池、电源芯片、开关、稳压芯片、USB充电接口以及电源状态指示灯，所述开关的两端分别连接所述电池和所述稳压芯片，所述稳压芯片与所述蓝牙单片机和四个电机驱动模块分别连接以提供电能，所述电源芯片与所述电池、电源状态指示灯和USB充电接口分别连接，所述电源状态指示灯用于指示电池的充电状态、充满状态。

进一步的，本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置还包括：外壳，所述电源模块、蓝牙单片机、四个电机驱动模块和八个逻辑门模块设置在所述外壳内，所述外壳上设置有所述八个驱动端口、开关、USB充电接口和电源状态指示灯。

可选的，所述外壳为立方体，所述立方体的八个角设置为圆弧面，所述外壳的长度为65毫米，宽度为65毫米，高度为20毫米。

本实用新型提供的创意积木电机控制装置，通过加入多个逻辑门模块和电机驱动模块，利用蓝牙单片机上输出的有限的时钟调制信号和多个开关信号，通过逻辑门模块进行逻辑与计算操作，最终产生对电机驱动的控制调制信号，实现对于多个电机的同时控制。本实用新型提供的创意积木电机控制装置，通过蓝牙信号进行控制，通过本装置，用户利用可以生成蓝牙信号的设备即可对创意积木中的四个电机进行控制，控制电机的启停、转动方向以及转速。采用本控制装置的创意积木玩具无需再单独配置遥控器，提高了创意积木玩具的可玩性、便捷性和使用自由度，并且在实现远程无线遥控的同时，降低了创意积木玩具的成本。用户通过操作蓝牙设备的交互界面，可以控制四个电机执行不同的动作，还可以对电机进行动作的时序控制，极大的丰富了创意积木电机的功能性和可玩性，从而调动儿童的主观能动性，深入的发展儿童的建构能力、想象力和创造力。而且，本用新型提供的创意积木电机控制装置的外观整体小巧安全，便于儿童使用。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的蓝牙单片机与8个逻辑门模块的连接示意图；

图3是本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置的正面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本实用新型实施例提供一种创意积木电机控制装置，可以应用于创意积木玩具中，对其中的电机进行控制。如图1和图2所示，该创意积木电机控制装置包括：电源模块1、蓝牙单片机2、四个电机驱动模块3和八个逻辑门模块5，蓝牙单片机2和四个电机驱动模块3分别与电源模块1连接。

八个逻辑门模块5每两个为一组分为四组，每个逻辑门模块5具有第一输入端S1、第二输入端S2和控制信号输出端，蓝牙单片机2具有四个电机转速PWM信号输出端T0、T1、T2和T3，分别对应于四组逻辑门模块，其中每个电机转速PWM信号输出端分别与所对应的一组内的两个逻辑门模块5的第一输入端S1连接。

蓝牙单片机2具有八个开关信号输出端P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7，分别与八个逻辑门模块5的第二输入端S2连接。其中，对应于一组逻辑门模块的两个开关信号输出端用于分别输出同时控制一台电机的正反转、待机和刹车的两个开关信号。也就是说，逻辑门模块5的第一输入端S1连接蓝牙单片机2的电机转速PWM信号输出端，逻辑门模块5的第二输入端S2连接蓝牙单片机2的开关信号输出端。

四个电机驱动模块3分别对应于四组逻辑门模块，每个所述电机驱动模块3具有两个输入端和用于连接电机两极的两个驱动端口，一组内的两个逻辑门模块的控制信号输出端分别与对应的电机驱动模块的两个输入端连接，电机驱动模块在对应的两个控制信号的控制下驱动两个驱动端口之间的电机。

本实用新型实施例中，采用两个逻辑门模块5和一个电机驱动模块3辅助蓝牙单片机2来控制电机。其原因在于现有的小型的蓝牙单片机，通常只具有非常少的时钟调制信号输出接口，其数量和电压都不足以直接驱动多个电机。但是蓝牙单片机通常具有数量较多的开关信号输出端口。因此，在本实用新型中通过加入多个逻辑门模块和电机驱动模块，利用蓝牙单片机上输出的有限的时钟调制信号和多个开关信号，通过逻辑门模块进行逻辑与计算操作，最终产生对电机驱动的控制调制信号，实现对于多个电机的同时控制。

并且，本实用新型提供的创意积木电机控制装置是通过蓝牙信号进行控制的，通过本装置，用户利用可以生成蓝牙信号的设备即可对创意积木中的四个电机进行控制，控制电机的启停、转动方向以及转速。由于本装置中，对于四个电机的控制端口是独立的，因此可以控制四个电机分别执行不同的指令动作。由于蓝牙信号有数据包封装，相对于普通的遥控器，采用蓝牙遥控可以避免串台。并且，目前具有蓝牙功能的设备已经被广泛应用，例如手机、平板电脑等，因此，采用本控制装置的创意积木玩具无需再单独配置遥控器，从而提高了创意积木玩具的可玩性、便捷性和使用自由度，并且在实现远程无线遥控的同时，降低了创意积木玩具的成本。

在一种实施方式中，本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置还包括：蓝牙信号生成模块，蓝牙信号生成模块具有交互界面，蓝牙信号生成模块用于根据用户通过交互界面输入的四个电机的电机控制指令，生成蓝牙信号并输出。蓝牙信号生成模块的功能可以由手机、平板电脑等设备实现。以手机为例，用户可以通过点选手机交互界面上提供的电机控制选项，来分别控制四个电机的启停以及转动方向，或者通过在手机交互界面上提供的转速输入窗体内输入转速数值，来分别控制四个电机的转速。

用户也可以通过在手机交互界面上提供的编程输入窗体内输入相应的编程指令，来控制电机按照时序进行一系列的动作。或者，也可以预配置有多种可以控制电机进行一系列时序动作的选项，由用户来选择。这就极大的丰富了创意积木电机的功能性和可玩性，从而调动儿童的主观能动性，深入的发展儿童的建构能力、想象力和创造力。

在本实用新型的具体实施方式中，八个逻辑门模块中，每四个逻辑门模块5配置为一个通用逻辑门芯片。蓝牙单片机2配置为低功耗蓝牙和专有无线微控制单元以及与其相应引脚连接的晶振和蓝牙巴伦滤波器。

在本实用新型的一种实施方式中，电机驱动模块采用H桥电路，当控制一台电机的两个逻辑门模块的控制信号输出端中，第一个输出端输出低电平且第二个输出端输出低电平时，与其连接的电机驱动模块3的两个驱动端口处于高阻状态，以控制电机处于待机状态。

当控制一台电机的两个逻辑门模块的控制信号输出端中，第一个输出端输出高电平且第二个输出端输出低电平时，与其连接的电机驱动模块3的两个驱动端口中，第一个驱动端口输出高电平，第二个驱动端口输出低电平，以控制电机处于正转模式，电机的转速根据控制信号的占空比确定。

当控制一台电机的两个逻辑门模块的控制信号输出端中，第一个输出端输出低电平且第二个输出端输出高电平时，与其连接的电机驱动模块3的两个驱动端口中，第一个驱动端口输出低电平，第二个驱动端口输出高电平，以控制电机处于反转模式，电机的转速根据控制信号的占空比确定。

当控制一台电机的两个逻辑门模块的控制信号输出端中，第一个输出端输出高电平且第二个输出端输出高电平时，与其连接的电机驱动模块3的两个驱动端口都输出低电平，以控制电机刹车。

在本实用新型的一种实施方式中，电源模块1包括：电池、电源芯片、开关、稳压芯片、USB充电接口以及电源状态指示灯，开关的两端分别连接电池和稳压芯片，稳压芯片与蓝牙单片机2和四个电机驱动模块3分别连接以提供电能，电源芯片与电池、电源状态指示灯和USB充电接口分别连接，电源状态指示灯用于指示电池的充电状态、充满状态。

如图3和图4所示，在一种实施方式中，本实用新型实施例提供的创意积木电机控制装置还包括：外壳4。电源模块、蓝牙单片机、八个逻辑门模块和四个电机驱动模块设置在外壳4内。外壳上设置有八个驱动端口41、开关42、USB充电接口43和电源状态指示灯44。八个驱动端口41用于分别接入电机连接线，电源状态指示灯44可以如图设置为商标图案(图中T字母仅为示例)。

其中，外壳4为立方体，立方体的八个角设置为圆弧面，以防摔且防止划伤儿童，外壳的长度约为65毫米，宽度约为65毫米，高度约为20毫米，整体小巧且简洁美观。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.一种创意积木电机控制装置，其特征在于，包括：电源模块、蓝牙单片机、四个电机驱动模块和八个逻辑门模块，所述蓝牙单片机和四个电机驱动模块分别与所述电源模块连接；

所述八个逻辑门模块每两个为一组分为四组，每个逻辑门模块具有第一输入端、第二输入端和控制信号输出端，所述蓝牙单片机具有四个电机转速PWM信号输出端，分别对应于所述四组逻辑门模块，其中每个电机转速PWM信号输出端分别与所对应的一组内的两个逻辑门模块的第一输入端连接；

所述蓝牙单片机具有八个开关信号输出端，分别与八个逻辑门模块的第二输入端连接，其中，对应于一组逻辑门模块的两个开关信号输出端用于分别输出同时控制一台电机的正反转、待机和刹车的两个开关信号；

所述四个电机驱动模块分别对应于所述四组逻辑门模块，每个所述电机驱动模块具有两个输入端和用于连接电机两极的两个驱动端口，所述一组内的两个逻辑门模块的控制信号输出端分别与对应的所述电机驱动模块的两个输入端连接，所述电机驱动模块在对应的两个所述控制信号的控制下驱动所述两个驱动端口之间的电机。

2.根据权利要求1所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，还包括：

蓝牙信号生成模块，所述蓝牙信号生成模块具有交互界面，所述蓝牙信号生成模块用于根据用户通过交互界面输入的四个电机的电机控制指令，生成所述蓝牙信号并输出，所述蓝牙单片机接收所述蓝牙信号，并生成控制每台电机的所述电机转速PWM信号和所述开关信号。

3.根据权利要求1所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，所述八个逻辑门模块中，每四个逻辑门模块配置为一个通用逻辑门芯片。

4.根据权利要求1所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，所述电机驱动模块为H桥电路。

5.根据权利要求1所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，电源模块包括：电池、电源芯片、开关、稳压芯片、USB充电接口以及电源状态指示灯，所述开关的两端分别连接所述电池和所述稳压芯片，所述稳压芯片与所述蓝牙单片机和四个电机驱动模块分别连接以提供电能，所述电源芯片与所述电池、电源状态指示灯和USB充电接口分别连接，所述电源状态指示灯用于指示电池的充电状态、充满状态。

6.根据权利要求5所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，还包括：

外壳，所述电源模块、蓝牙单片机、四个电机驱动模块和八个逻辑门模块设置在所述外壳内，所述外壳上设置有所述八个驱动端口、开关、USB充电接口和电源状态指示灯。

7.根据权利要求6所述的创意积木电机控制装置，其特征在于，所述外壳为立方体，所述立方体的八个角设置为圆弧面，所述外壳的长度为65毫米，宽度为65毫米，高度为20毫米。

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