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Technischer
Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Spielfahrzeuge und insbesondere auf Spielfahrzeuge,
die vom Benutzer manuell programmiert werden können. Solche programmierbaren
Spielfahrzeuge sind im Stand der Technik beispielsweise aus der
WO-A-0045924 bekannt.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Kurz
gesagt ist die vorliegende Erfindung ein programmierbares Spielfahrzeug
(20, 220) mit einem Antriebsfahrgestell (22)
mit mindestens einem Manövriermotor
(116, 126) und mit einem Mikroprozessor (80)
auf dem Antriebsfahrgestell, der betriebsfähig mit dem mindestens einen
Motor verbunden ist und so eingerichtet ist, dass er durch den Motor
wenigstens teilweise die Umherfahrbewegungen des Fahrzeugs steuern
kann, gekennzeichnet durch eine mechanische Anordnung (40, 240)
mit berührungsempfindlichem
Schirm (Touch-Screen-Anordnung) auf dem Antriebsfahrgestell, die
mit dem Mikroprozessor betriebsfähig
verbunden und so eingerichtet ist, dass ein manuell auf der freiliegenden
Oberfläche
(44, 244) der Touch-Screen-Anordnung gezeichneter Umher fahrweg
des Fahrzeugs in den Mikroprozessor eingegeben wird, wobei der Mikroprozessor
den manuell gezeichneten Weg (41) liest und die Bewegung des
Antriebsfahrgestells so steuert, dass dieses dem manuell gezeichneten
Weg folgt.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Programmierung
eines Spielfahrzeugs (20, 220) mit einem Antriebsfahrgestell (22)
mit mindestens einem Manövriermotor
(116, 126), einem Mikroprozessor (80)
auf dem Antriebsfahrgestell, der mit dem mindestens einen Motor
betriebsfähig
verbunden und so eingerichtet ist, dass er durch den Motor wenigstens
teilweise die Umherfahrbewegungen des Fahrzeugs steuern kann, und
mit einer mechanischen Anordnung (40, 240) mit
berührungsempfindlichem
Schirm (Touch-Screen-Anordnung)
auf dem Antriebsfahrgestell, die mit dem Mikroprozessor betriebsfähig verbunden
ist. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte: manuelles
Ausüben
von Druck auf eine freiliegende Oberfläche (44, 244)
der Touch-Screen-Anordnung
unter Bewegung auf der Oberfläche,
um manuell auf der freiliegenden Oberfläche einen Umherfahrweg (41) des
Fahrzeugs zu zeichnen, und Aktivierung des Mikroprozessors zum Einlesen
des manuell gezeichneten Wegs und Steuerung der Bewegung des Antriebsfahrgestells
dem manuell gezeichneten Weg folgend.
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Kurze Beschreibung der
verschiedenen Ansichten der Zeichnungen
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Die
vorstehende Zusammenfassung und auch die folgende eingehende Beschreibung
bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen
ist besser zu verstehen, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird. Zur Veranschaulichung der Erfindung sind in den Zeichnungen
die zur Zeit bevorzugten Ausführungsformen gezeigt.
Man sollte jedoch verstehen, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten
genauen Anordnungen und Mittel beschränkt ist.
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In
den Zeichnungen ist
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1 eine
rechte Seitenansicht eines manuell programmierbaren Spielfahrzeugs
nach der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 eine
Vorderansicht des Spielfahrzeugs nach 1;
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3 eine
linke Seitenansicht des Spielfahrzeugs nach 1;
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3 eine
Rückseitenansicht
des Spielfahrzeugs nach 1;
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5 eine
Draufsicht des Spielfahrzeugs nach 1;
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6 eine
Untersicht des Spielfahrzeugs nach 1;
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7 ein
Blockdiagramm der elektromechanischen Bauteile des Spielfahrzeugs
nach 1;
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8 ein
schematisches Untersichtdiagramm eines Druckschalterfeldaufbaus
des Spielfahrzeugs nach 1;
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9 ein
Diagramm der Betriebszustände des
Spielfahrzeugs nach 1;
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10 ein
Flussdiagramm für
den Betrieb des Spielfahrzeugs nach 1;
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11 eine
perspektivische Vorderansicht eines an deren erfindungsgemäßen manuell
programmierbaren Spielfahrzeugs;
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12 eine
perspektivische Rückansicht des
Spielfahrzeugs nach 11.
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Eingehende
Beschreibung der Erfindung
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In
den 1 bis 6 eine erste Ausführungsform
eines manuell programmierbaren Spielfahrzeugs, MAP 'N GOTM,
allgemein mit 20 bezeichnet. Das Fahrzeug 20 umfasst
ein Antriebsfahrgestell 22, das durch Bereitstellung eines
Paars unangetriebener, auf einer auf dem Antriebsfahrgestell 22 frei drehbaren
Achse 25 montierter Vorderräder 24 für eine Umherbewegung
eingerichtet ist, und vorzugsweise ein Paar unabhängig angetriebener
Hinterräder 26,
welche das Fahrzeug 20 manövrieren (antreiben und lenken).
Auf jedem Hinterrad können
ein oder mehrere elastische O-Ringe 27 zur Steigerung der
Reibung an der Radoberfläche
vorgesehen sein, oder die Räder
können
aus einer herkömmlichen Kunststoff-
oder Gummimischung mit einem relativ hohen Reibungswert hergestellt
sein, um sicherzustellen, dass sie auf der Fläche, auf der das Fahrzeug 20 betrieben
wird, Halt haben. Auf das Antriebsfahrgestell 22 ist eine
Geländewagenkarosserie 28 montiert.
Man erkennt jedoch, dass in verschiedenen Abwandlungen der vorliegenden
Erfindung auch andere Fahrzeugtypen nachgeahmt werden können.
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Ein
an der rechten hinteren Stoßstange
der Karosserie 28 gebildeter Griffelhalter 32 nimmt
einen Griffel 30 auf. Ggf. kann eine Schnur 34 vorgesehen sein,
um ein Abtrennen des Griffels 33 vom Fahrzeug 20 zu
verhindern. Die Schnur 34 soll lediglich den Griffel 30 am
Rest des Fahrzeugs 20 mechanisch sichern. Im Griffelhalter 32 ist
ein Griffelschalter 33 (in den 1 bis 4 schematisch
gestrichelt ange deutet) vorgesehen, um ein zweistufiges Signal zu erzeugen,
das die Anwesenheit oder Abwesenheit des Griffels 30 im
Griffelhalter 32 anzeigt. Die Umherbewegung des Fahrzeugs 20 wird
eingeleitet, wenn der Griffelschalter 33 feststellt, dass
der Griffel 30 von der freiliegenden Oberfläche der
Touch-Screen-Anordnung 40 entfernt ist. Eine visuelle Anzeige und/oder
ein Schallgeber wird von der Hauptsteuereinheit/dem Mikroprozessor 80 aktiviert,
wenn der Griffelschalter 33 die Anwesenheit des Griffels 30 im Griffelhalter 32 feststellt.
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In 5,
der Draufsicht des Fahrzeugs 20, wird das Dach 36 von
einem dekorativen Suchscheinwerferbalken 38 und einer mechanischen Touch-Screen-Anordnung,
allgemein mit 40 bezeichnet, eingenommen. Die mechanische Touch-Screen-Anordnung 40 umfasst
einen im allgemeinen rechtwinkligen Touch-Screen-Rahmen 42 mit offenem
Mittelbereich, der eine erste flexible, transparente, nicht elektrisch
leitende, gefärbte
Kunststofffolie 44 abdeckt. Der Touch-Screen-Rahmen 42 ist
bevorzugt am vorderen Ende des Dachs 36 des Antriebsfahrgestells 22 schwenkbar
befestigt und außerdem
bevorzugt mit einem geeigneten Dachrahmenschalter 60, in 1 gestrichelt
angedeutet, gekuppelt oder anderweitig betriebsfähig verbunden, der anzeigt,
ob der Touch-Screen-Rahmen 42 das Dach 36 berührt oder
von ihm weggeschwenkt ist. Die Oberseite der transparenten gefärbten Kunststofffolie 44 stellt
die freiliegende Oberfläche
der Touch-Screen-Anordnung 40 dar. Touch-Screen-Rahmen 42 und
transparente gefärbte Kunststofffolie
liegen über
einem Sensorfeld 46 von Druckschaltern 48, das
eine weiße
zweite, flexible, elektrisch nicht leitende Kunststoffdeckfolie 50 umfasst.
In der unteren Lage am Dach 36 hält der Touch-Screen-Rahmen 42 die
Folie 44 gegen die Folie 50. Wenn der Griffel 30 oder
ein anderer spitzer Gegenstand gegen die mit der Folie 50 zusam mengehaltene
transparente gefärbte
Kunststofffolie 44 gedrückt
wird, erzeugt der Druck des sich über die freiliegende Oberfläche der
Folie 44 bewegenden Griffels 30 eine sichtbare
Spur (z. B. das Linienmuster 41 in 5), die
auf der transparenten gefärbten Kunststofffolie
erscheint, wo diese vorübergehend
an der weißen
Kunststofffolie 50 haftet und die dem manuell gezeichneten
Weg entspricht. Das Linienmuster 41 wird von einer Reihe
zusammenhängender
Linienabschnitte gebildet. Diese sind im wesentlichen proportional
zu den vom Fahrzeug 20 beim Verfolgen des manuell gezeichneten
Wegs zurückgelegten
Entfernungen. Die transparente gefärbte Kunststofffolie 44 und
die weiße
Kunststofffolie 50 bilden zusammen eine herkömmliche
mechanische "magische
Schiefertafel" als
Teil der Touch-Screen-Anordnung 40. Das Sensorfeld 46 liegt
unter den Folien 44 und 50 und kann auf vielfache
Weise ausgeführt
sein. In der oberen rechten Ecke der 5 ist die
transparente gefärbte
Kunststofffolie 44 weggeschnitten und gibt die weiße Kunststofffolie 50 frei.
In der linken Ecke der transparenten gefärbten Kunststofffolie 44 sind weitere
Schnitte ausgeführt,
um andere untenliegende Schichten des Sensorfelds 46 freizugeben.
Das Sensorfeld 46 befindet sich in einer Öffnung im
Dach 36 unter dem Touch-Screen-Rahmen 42.
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Hinsichtlich 5, 7 und 8 kann das
Sensorfeld 46 mit einer weißen Kunststofffolie 50 versehen
sein, auf der mehrere (z. B. acht) Streifenelektroden 52,
die sich zumindest im wesentlichen im offenen Fenster des Touch-Screen-Rahmens 42 über die
ganze Kunststofffolie 50 äquidistant erstrecken. Diese
Elektroden 52 sind auf der Unterseite der Folie 50 nach
unten gerichtet und in 5 gestrichelt angedeutet. Ein
zweites Bauteil 56 aus nicht elektrisch leitendem Material
trägt eine
zweite Gruppe (z. B. acht) Streifenelektroden 54, die sich
senkrecht zu den ersten Elektro den 52 äquidistant zumindest im wesentlichen
vollständig über das
Bauteil 56 im offenen Mittelbereich des Touch-Screen-Rahmens 42 erstrecken.
Diese sind in 5 durchgezogen gezeichnet und
befinden sich auf der Oberseite des Bauteils 56 gegenüber der
Folie 50. Jedes sich überschneidende
Paar der Elektroden 52 und 54 bildet an seinem
Kreuzungs- oder Überlappungspunkt
einen Druckschalter 48 (in 5 gestrichelt).
Die Bauteile 50, 56 werden durch geeignete, nicht
leitende Mittel auf Distanz gehalten, vorzugsweise durch ein Netz von
kleinen elastomeren Teilen 58, die auch die Streifenelektroden 52, 54 auf
Distanz halten, wo diese sich kreuzen. Daher gehören zu den Druckschaltern 48 seitlich
beabstandete, sich kreuzweise überlappende
Paare der Streifenelektroden 52, 54. Die Bauteile 50, 56 können Mylarfolien
und die Streifenelektroden können
aus auf die Folien aufgedruckter Leitpaste hergestellt sein. Daher
weist eines der Bauteile 44, 50 permanente Markierungen
(z. B. gedruckte Punkte 45) auf, welche die Lage der Druckschalter anzeigen.
Die permanenten Markierungen dienen zur Orientierung beim manuellen
Zeichnen des Linienmusters 41. Die Elektroden können Streifen
von etwa 6 mm Breite im Abstand von etwa 1,5 mm sein. Die Abstandhalter 58 können kleine
Punkte aus Elastomer sein, die ebenfalls durch Druck oder Siebdruck in
Netzanordnung auf die Innenseiten der Folien 50, 56 auf
der Oberfläche
der Streifenelektroden 52 oder 54 aufgetragen
sind. Durchmesser und Dicke der punktförmigen Abstandhalter 58 kann
nur wenige mil oder wenige zehn mil (1 mil = 25,4 μm) sein.
In 8 sind die punktförmigen Abstandhalter als kleine
Kreise gezeigt, die in Gruppen von je sieben an jedem Kreuzungspunkt
zwischen den Elektroden 52, 54 angeordnet sind.
Die größeren durchgezogenen
Quadrate in 8 stellen Zwischenräume zwischen
benachbarten, sich überlappenden
Elektroden 52, 54 dar. Jeder punktförmige Abstandhalter 58,
der sich unmittelbar unter oder in Nachbarschaft des Griffels 30 befindet,
wird durch diesen leicht zusammengedrückt, wodurch auch die direkt
unter dem Griffel 30 liegenden Streifenelektroden 52, 54 in
Berührung kommen
und einen geschlossenen Stromkreis bilden können, der die Lage des Griffels 30 auf
der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 durch
das sich berührende
Paar der Streifenelektroden 52, 54 feststellt.
Die Mylarfolien 50, 55 und die transparente gefärbte Folie 44 können von
einer starren, unter der Folie 56 liegenden Oberfläche gestützt sein.
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Nach 7 ist
eine Hauptsteuereinheit/ein Mikroprozessor 80 im Fahrzeug 20 auf
dem Antriebsfahrgestell 22 betriebsfähig mit den Motoren 116, 126 verbunden,
um die Umherbewegung des Antriebsfahrgestells 22 durch
die Motoren 116, 126 zu steuern. Die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 ist außerdem mit der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 betriebsfähig verbunden
und steuert und überwacht
den Zustand der Druckschalter 48 des Sensorfelds 46,
stellt die nacheinander erfolgende Kontaktierung der Streifenelektrodenpaare 52, 54 fest
und sammelt einen Satz von Koordinaten aus dem nacheinander erfolgenden Schließen der
Druckschalter 48 für
einen manuell mit dem Griffel 30 auf der freiliegenden
Oberfläche
der Folie 44 der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 gezeichneten
Umherfahrwegs (siehe z. B. das Linienmuster 41 in 5).
Daher umfasst die mechanische Touch-Screen-Anordnung 40 mehrere Druckschalter 48,
von denen zumindest eine Untergruppe der Druckschalter 48 in
einer durch den manuell gezeichneten Weg 41 bestimmten
Abfolge geschlossen wird. Daher liest die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 jeden der aufeinanderfolgenden Abschnitte 41' des manuell
gezeichneten Wegs 41 und steuert später die Bewegung des Antriebsfahrgestells 22 des
Fahrzeugs 20 so, dass dieses dem Weg folgt. Die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 überwacht
den Zustand der mehreren Druckschalter 48 und stellt das
aufeinanderfolgende Schließen
der Untergruppe der Druckschalter 48 fest. Auf der transparenten
gefärbten
Folie 44 oder der darunter liegenden weißen Kunststofffolie 50 ist
vorzugsweise ein Tastenfeld 45 (z. B. aus Punkten) vorgesehen,
welches die Lage des Mittelpunkts eines jeden Druckschalters 48 (z.
B. der sich kreuzenden Streifenelektroden 52, 54)
markiert, um den Benutzer beim Betrieb des Fahrzeugs 20 zu
unterstützen.
Der Benutzer sollte einen Weg (siehe z. B. das Linienmuster 41 in 5)
zeichnen, der mehrere der Tasten 45 auf der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 verbindet.
Die aufeinanderfolgenden Linienabschnitte 41' können in einer geschlossenen
Schleife oder in einem offenen Weg, wie gezeichnet, miteinander
verbunden sein. Der gezeichnete Weg wird gelöscht, wenn die Folien 44, 50 entweder
durch Schwenken einer Folie von der anderen weg (z. B. durch Schwenken
des Touch-Screen-Rahmens 42 vom
Dach 36 weg) oder durch Einschieben eines horizontalen
Plattenbauteils zwischen die Folien voneinander getrennt werden. Der
Dachrahmenschalter 60 verbindet die Hauptsteuereinheit/den
Mikroprozessor 80 betriebsfähig mit dem Touch-Screen-Rahmen 42,
um die Schwenklage des Touch-Screen-Rahmens 42 relativ
zum Antriebsfahrgestell 22 zu bestimmen. Eine visuelle Anzeige
und/oder ein Schallgeber wird durch die Hauptsteuereinheit/den Mikroprozessor 80 aktiviert, wenn
die Schwenklage sich ändert
(z. B. gibt die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 ein
sichtbares und/oder hörbares
Signal aus).
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Nach
den 2 und 6 ist das Fahrzeug 20 vorzugsweise
zusätzlich
zu den Vorderrädern 24 mit
einem fünften
nachlaufenden Stützrad
in Form eines herkömmlichen
Rads 62 und eines drehbaren Halters 64, die sich
um eine seitlich zentrierte senkrechte Achse 66 schwenkend
drehen können.
Das fünfte
Rad 62 rotiert um eine horizontale Achse 63 (in 6),
die von der senkrechten Achse 66 seitlich versetzt ist, um
den Nachlaufeffekt zu ergeben. Vorzugsweise stützt das fünfte Rad 62 das Vorderteil
des Fahrzeugs 20 hinreichend über einer flachen Oberfläche, so
dass keines der Vorderräder 24 wirklich
in Berührung
mit der darunterliegenden Oberfläche kommt.
Das fünfte
Rad ist vorgesehen, damit das Fahrzeug 20 sich auf eine
noch zu beschreibende Weise leicht auf der Stelle drehen kann.
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Am
Fahrzeug 20 ist auch, wie in 6 zu sehen,
vorzugsweise ein Ein/Aus-Schalter 72 und ein Fliesen/Teppich-Schalter 74 vorgesehen.
Letzterer hat mindestens zwei Stellungen und zeigt die Art des Untergrunds
an, über
den das Fahrzeug 20 fährt,
um die Ausgangsleistung des Fahrzeugs 20 anzupassen, damit
es eine besser übereinstimmende
Leistung auf den verschiedenen Oberflächen zeigt. Dies wird hinsichtlich
der elektromechanischen Bauteile des Fahrzeugs 20, die
schematisch in 7 angedeutet sind, besser verständlich.
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Alle
Bewegungen des Fahrzeugs 20 werden von der Hauptsteuereinheit/dem
Mikroprozessor 80 gesteuert. Die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 kann über
den Hauptschalter 72 am Boden des Fahrzeugs 20 ein-
und ausgeschaltet werden. Die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 reagiert
außerdem
auf Signale, die von oder durch den Griffelschalter 33,
den Dachrahmenschalter 60 oder den Fliesen/Teppich-Schalter 74 übertragen
werden. Der Griffelschalter 33 ist ein Sensor auf dem Antriebsfahrgestell 22,
der betriebsfähig
mit der Hauptsteuereinheit/dem Mikroprozessor 80 verbunden
ist. Wenn der Griffelschalter 33 feststellt, dass der Griffel 30 sich
nicht auf der freiliegenden Oberfläche (d. h. Folie 44)
des Touch-Screen-Rahmens 42 befindet, gibt er ein Signal
an die Hauptsteuereinheit/den Mikroprozessor 80 ab. Die
Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 überwacht
außerdem
das Sensorfeld 46 mittels geeigneter Logikschaltungen 82 und 84,
die einfach acht Linienmultiplexer oder mehr oder weniger komplizierte
Schaltungen sein können,
auf geschlossene Schalter. Die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 gibt
auch ein Steuersignal an eine Leitung 100, das durch einen
Verstärker 102 geführt wird,
um die Leistung zu steuern, die variabel an einen Schallgeber 104 abgegeben
wird, der bevorzugt ein Konuslautsprecher ist, aber alternativ ein
piezoelektrischer Transducer oder eine andere einfache, billige,
elektrisch erregte Schallgebereinheit sein kann. Die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 kann auch Signale an die Leitungen 106 und/oder 108 abgeben,
um die LEDs 107 bzw. 109 oder andere Niedriglastlichtquellen
(z. B. Reiskornlampen) zur Simulation von Scheinwerfern, Rücklichtern
usw. anzuregen.
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Von
der Hauptsteuereinheit/dem Mikroprozessor 80 werden auch
Motorsteuersignale auf den Leitungen 110 und 112 an
einen Motorsteuerkreis 114 abgegeben, der mit einem bevorzugt
umschaltbaren Elektromotor 116 verbunden ist und dessen Betrieb
steuert. Bevorzugt überträgt ein identisches zweites
Paar von Ausgangsleitungen 120, 122 Motorsteuersignale
von der Hauptsteuereinheit/dem Mikroprozessor 80 zu einem
zweiten Motorsteuerkreis 124, der mit einem zweiten, bevorzugt
umschaltbaren Elektromotor 126 verbunden ist und dessen
Betrieb steuert. Jeder Motor 116, 126 ist mit
einem einzelnen der beiden Hinterräder 26 verbunden.
Die Motoren 116, 126 können getrennt und unabhängig voneinander
gesteuert werden und können
gemeinsam in die gleiche Richtung gesteuert werden, um das Fahrzeug 20 vorwärts oder
rückwärts zu bewegen, oder
gemeinsam in entgegengesetzte Richtungen, um eine Drehung des Fahrzeugs 20 auf
der Stelle in beide Richtungen im eine vertikale Achse 130 herbeizuführen, die
sich (4 und 6) in der Mitte zwischen den
Hinterrädern 26 befindet.
Das fünfte
Rad 62 steht in dem drehbaren Halter 64 bereit,
damit sich das Vorderteil des Fahrzeugs leicht um diese mittlere vertikale
Achse 130 drehen kann. Ist nur ein Motor 116, 126 in
Betrieb, dann dreht sich das Fahrzeug 20 während einer
Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung. Im
Fahrzeug 20 ist schließlich
eine Stromversorgung, vorzugsweise in Form mehrerer Batterien oder
eines Akkupacks, allgemein bezeichnet mit 140, vorgesehen.
Der Stromsteuer- und filterkreis 142 ist vorgesehen, um
etwas vom Strom abzuzweigen und in eine hinreichend einheitliche
Spannung Vcc umzuwandeln, die zum Betrieb der Hauptspeichereinheit/des Mikroprozessors 80 und
der Logikkreise 82 und 84, wie auch zur Bereitstellung
von Signalspannungen an einige der Schalter 33, 60 und 74 und
zur Versorgung der Schallgebereinheit 104 benutzt werden kann.
Die Spannung der Batterie selbst, Vbatt, kann direkt an die Motoren 116, 126 durch
die angeschlossenen Motorsteuerkreise 114, bzw. 116 angelegt werden.
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Die
aufeinanderfolgenden Operationen der Hauptsteuereinheit/des Mikroprozessors 80 ist
im Diagramm 900 der Betriebszustände zusammengefasst, das 9 darstellt,
und in einem Flussdiagramm in 10. Anfangs
wird die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor durch den Ein/Aus-Schalter 72 eingeschaltet.
Die Hauptsteuereinheit initialisiert sich selbst und ihr Betriebsprogramm
einschließlich der
Statusabfrage des Fliesen/Teppich-Schalters 74 und tritt
in den Leerlauf-Zustand 910 ein, in dem sie den Zustand
des Dachrahmenschalters 60 überwacht. Wenn der Dachrahmenschalter 60 zeigt,
dass der Touch-Screen-Rahmen 42 vom Dach 36 abgehoben
wurde, tritt die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 in
den Rücksetzzustand 915 ein,
in dem sie den Dachrahmenschalter 60 auf eine Zustandsänderung überwacht,
die anzeigt, dass der Touch-Screen-Rahmen 42 auf das Dach 36 zurückgeführt und
dass die mechanische Touch-Screen-Anordnung 40 gelöscht wurde.
Die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 kann Spezialeffekte
erzeugen, wie einen Hupenton und/oder blinkende Lichter (visuelle
Anzeige), falls vorgesehen, oder beide, die anzeigen, dass das Fahrzeug 20 für eine neue
Eingabe mittels des Griffels über
das Sensorfeld 46 bereit ist. Die Hauptsteuereinheit/der
Mikroprozessor 80 tritt dann in den Fertig-Zustand 920 ein, in
dem sie den Zustand des Griffelschalters 33 überwacht.
Ist der Griffelschalter 33 in einem Zustand, der anzeigt
(fühlt),
dass der Griffel 30 aus dem Griffelhalter 32 entfernt
wurde, tritt die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 in
den Abtastzustand 925 ein, in dem sie im wesentlichen den
Zustand der Druckschalter 48 im Sensorfeld 46 für die Griffeleingabe mit
Strom versorgt und überwacht.
Insbesondere steuern die Steuersignale auf den Leitungen 86–88 den
Betrieb des Logikkreises 82 zum Anschluss an eine geeignete
Spannungsquelle, entweder die am Logikkreis 82 anliegende
Vcc oder ein anderes, von der Hauptsteuereinheit/dem Mikroprozessor 80 über die
Leitung 89 an jede der Streifenelektroden 54 des Sensorfelds 46 eingespeistes
Signal. Die Logikeinheit 84 kann so entworfen sein, dass
sie die Hauptsteuereinheit/den Mikroprozessor 80 über die
Leitungen 96–98 automatisch
informiert, welche, wenn überhaupt
eine, der acht Elektroden 52 eine der Elektroden 54 berührt, oder
kann nur jede der Leitungen 52 abfragen und deren Signal
auf der Leitung 99 zur Verarbeitung durch die Hauptsteuereinheit/den
Mikroprozessor 80 zurückführen. So
kann die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 jedes
Schließen der
verschiedenen Druckschalter 48 in zeitlicher Reihenfolge
wahrnehmen. Die geordneten Schalterschließungen entsprechen einem vom
Benutzer auf der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 manuell
gezeichneten Umherfahrweg. Wenn das Fahrzeug 20 die Verfolgung
des manuell gezeichneten Wegs durch die gesteuerte Bewegung des
Antriebsfahrgestells 22 vollendet und eine bestimmte Zeitspanne
ohne manuelles Zeichnen eines anderen Wegs auf der freiliegenden
Oberfläche
der Touch-Screen-Anordnung 40 verstrichen
ist, wird von einem Schallgeber (d. h. Lautsprecher 104)
ein hörbarer
Ton ausgegeben und/oder die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 deaktiviert
das Fahrzeug 20.
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Die
Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 verbleibt im Abtastzustand 925,
bis sie eine Änderung
im Zustand des Griffelschalters 33 erkennt. Sie tritt dann
in den Fahrzustand 930 ein, in dem sie die von ihr in ihrem
Speicher gespeicherten Daten der Schalterschlüsse des Sensorfelds 46 der
mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 interpretiert und Steuersignale
erzeugt, die über
die Leitungen 110, 112, 120 und 122 abgegeben
werden, um jeden der beiden Motoren 116 und 126 selektiv
einzuschalten und so das Fahrzeug 20 zu veranlassen, dem
manuell in das Sensorfeld 46 eingegebenen Umherfahrweg 41 zu
folgen. Abhängig
von der Stellung des Fußbodenschalters 74 können die
Motoren 116, 126 während verschiedener Zeiträume mit
unterschiedlicher Leistung versorgt werden, um die gleiche Bewegung
auszuführen,
die dem Abstand und der Richtung zwischen jeweils zwei Druckschaltern 48 des Sensorfelds 46 entsprechen.
Auch auf den Leitungen 100, 106 und/oder 108 können Signale
gesendet werden, um angemessene Ton- und/oder Lichteffekte sowohl
vor und/oder nach dem Verfolgen des Wegs als auch während des
Fahrens auf dem Weg zu bewirken. Nach Durchlaufen eines Äquivalents
zu dem auf dem Sensorfeld 46 gezeichneten Weg kann die
Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 wieder in den
Leerlaufzustand 910 zurückkehren
und auf neue Eingaben warten. Die Hauptsteuereinheit/der Mikroprozessor 80 kann
so eingerichtet werden, dass sie wiederholt einem auf dem Sensorfeld 46 gezeichneten
geschlossenen Schleifenweg folgt und das Fahren auf demselben Weg
fortsetzt, bis sie durch eine Zustandsänderung eines der Schalter 72, 33, 60 unterbrochen
wird. Die Ton- und Lichterzeugungsvorrichtungen 104, 107, 109 können ebenfalls verwendet
werden, um den Benutzer zu informieren oder den Übergang der Hauptsteuereinheit/des
Mikroprozessors zwischen den Zuständen anzuzeigen.
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Ein
beispielhaftes Szenario für
Spezialeffekte ist ein Ton (z. B. "Piep-Piep") und/oder ein Lichtblitz nach Einschalten
des Fahrzeugs 20. Wenn der Griffel 30 aus dem
Griffelhalter 32 entfernt wird, kann das Fahrzeug 20 die
Feststellung "Du
zeichnest, ich fahre" hervorbringen.
Wenn der Griffel 30 wieder in den Griffelhalter 32 gesteckt
wird, können
die Lichter des Fahrzeugs 20 angehen oder blinken oder
ein Motorgeräusch
erzeugt werden. Wenn das Fahrzeug 20 den gezeichneten Weg
abfährt,
können
Lichter auf einer Seite zum Abbiegen aktiviert werden. Wenn der Wagen
anhält,
können
die Rücklichter
aktiviert werden. Das Hupengeräusch
kann verdoppelt werden, wenn da Fahrzeug 20 das Abfahren
des Musters beendet hat. Eine vorgeschlagene Geschwindigkeit kann
0,3 m/s sein und das Fahrzeug 20 kann für einen Maßstab von 0,12 m je cm Weg
auf der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 programmiert sein.
Die zusätzlichen
Spezialeffekte sind in 10 gestrichelt angedeutet.
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Die 11 und 12 schildern
eine alternative Ausführungsform
des Fahrzeugs, allgemein mit 220 bezeichnet, die ein Antriebsfahrgestell 22 mit Vorderrädern 24 und
Hinterrädern 26 umfasst.
Zum Umherfahren treiben umschaltbare Motoren 116, 126 die
Hinterräder 26 unabhängig an.
Die Unterseite des Fahrzeugs 220 ist gleich der des Fahrzeugs 20.
Das Fahrzeug 220 unterscheidet sich insofern leicht vom Fahrzeug 20,
als der Betrieb der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 240 etwas verschieden von
der mechanischen Touch-Screen-Anordnung 40 ist.
Der die flexible transparente gefärbte Kunststofffolie 44 haltende
Rahmen 242 ist am Dach 236 befestigt und der Suchscheinwerferbalken 238 kann
am Rahmen 242 vorwärts
und rückwärts gleiten.
Der Suchschein werferbalken 238 hat die Form einer geschlossenen
rechteckigen Schleife mit einem plattenförmigen horizontalen Bauteil 239,
das sich zwischen den Seiten des Rahmens 242 und zwischen
der flexiblen, transparenten, gefärbten Kunststofffolie 244 und
der weißen
Kunststofffolie 50 des darunterliegenden Sensorfelds 46 aus
Druckschaltern 48 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform
werden Markierungen auf der Folie 244 durch Kontakt zwischen
den Folien 244, 50 gelöscht, wenn die Folien durch
Hindurchschieben des horizontalen plattenförmigen Bauteils 239 zwischen
ihnen getrennt werden. Der Rahmenschalter ist im Fahrzeug 220 ebenfalls
verändert.
Der Rahmenschalter kann ein Einbauschalter sein, dessen Zustand
durch Berührung
mit dem plattenförmigen
Bauteil 239 oder einem anderen Abschnitt des Suchscheinwerferbalkens 238 verändert wird,
oder ein Lichtschalter, der vom Bauteil 239 oder Suchscheinwerferbalken 238 ähnlich beeinflusst wird,
oder er kann auch eine Elektrode auf einem Abschnitt des Suchscheinwerferbalkens 238 sein,
die mit einer stationären
Elektrode auf dem Dach in Kontakt kommt und so die Bewegung des
Suchscheinwerferbalkens 238 anzeigt. Bei dieser Ausführungsform
ist der Griffel 230 als Autoantenne verkleidet und es ist
keine Schnur vorgesehen.
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Es
wurde ein Typ eines Sensorfelds offenbart, jedoch ist zu erkennen,
dass eine Vielzahl verschiedener Sensorfelder, einschließlich anderer
Typen mechanischer und anderer Elektro- oder Optiksensorfelder vorgesehen
sein kann.
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Es
ist außerdem
zu erkennen, dass verschiedene Motoranordnungen vorgesehen sein
können, darunter
solche, die einen einzelnen Motor und eine Transmission verwenden,
um das Fahrzeug vorwärts oder,
wenn sie umschaltbar sind, vorwärts
und rückwärts anzutreiben,
oder einen Steuermotor oder einen ähnlichen Servomotor, der ein
Radpaar dreht, um das Fahrzeug während
des Fahrens zu steuern.
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Es
ist weiter zu erkennen, dass zusätzliche zu
Ton- und/oder Lichterzeugung
das Fahrzeug mit beweglichen Bauteilen eingerichtet sein kann, deren Betätigung durch
die Hauptsteuereinheit/den Mikroprozessor 80 gesteuert
werden kann.
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Der
Fachmann erkennt, dass an den oben beschriebenen Ausführungsformen Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne dass man sich deren breiten Erfindungsgedanken entfernt. Man
versteht daher, dass diese Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten
Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern Abwandlungen innerhalb des Gedankens und Umfangs der
vorliegenden Erfindung abdecken soll.