DK154964B - Legetoejsbyggelement med elementer for tilvejebringelse af positionsinformation - Google Patents

Description

DK 154964 B

Opfindelsen vedrører et legetøjsbyggesæt med elementer for tilvejebringelse af positionsinformation ved detektering af udstrålet, reflekteret energi, såsom lys.

5 Der kendes sammenhørende legetøjselementer i form af henholdsvis en lyskilde og en lysdetektor, der er indrettet til at måle det lys, som transmitteres fra lyskilden. Ved denne kendte teknik opnås der et informationssignal ved at indskyde lysabsorberende organer i 10 lysstrålens bane.

Formålet med opfindelsen er at angive et legetøjsbyggesæt med i forhold til den kendte teknik forbedrede midler for tilvejebringelse af positionsinformation.

15

Dette formål opnås ved, at legetøjsbyggesættet omfatter et element af den i krav l's kendetegnende del angivne art. Ved opfindelsen gøres der således brug af et i og for sig kendt, integreret elektrisk kredsløb, som både 20 indeholder en kilde og en detektor, fortrinsvis for lys, og de særlige fordele ved opfindelsen opnås ved at benytte en detektor af denne art i et hus, som dels er sammenbyggeligt med andre til byggesættet hørende elementer og dels er indrettet til at kunne sammenkobles 25 med forskellige former for energireflekterende organer.

Fortrinsvis er kredsløbet af den art, hvor den udsendte lysstyrke automatisk forøges, hvis det modtagne lyssignal falder i styrke, hvilket indebærer, at det er tilstrækkeligt med to ledninger til kredsløbet, idet kreds-30 løbet vil trække en forsyningsstrøm, som er afhængig af lysreflektionsforholdene (se f. eks. Electronic Design, marts 1982, side 255).

35 2

DK 154964B

Det bemærkes, at den i krav 1 nævnte energiudstrålende kilde og energimodtagende detektor ovenfor har været anført som lyskilde og lysmodtager, hvilket er en fore-trukken udførelsesform og ikke er til hinder for, at der 5 benyttes andet end sædvanligt lys, såsom mikrobølger.

Krav 2 angiver et eksempel på et energireflekterende organ til samvirkning med byggeelementet ifølge krav 1.

Skiven kan f. eks. være en tachometerskive som anført i 10 krav 3. Skiven kan som anført i krav 4 være forsynet med vindskåle og således tjene som anemometer.

I krav 5 er angivet et andet eksempel på et energireflekterende organ i form af en lysleder, som kan sammen-15 kobles mekanisk med byggeelementet, hvorved det målefølsomme område kan flyttes bort fra byggeelementets umiddelbare nærhed.

Krav 6 angiver et andet hensigtsmæssigt element til byg-20 gesættet ifølge opfindelsen, hvilket element omfatter en stregkode for samvirkning med det lysdetekterende element, enten direkte eller indirekte via lysledende organer af den i krav 4 nævnte art.

25 Lyskilden kan være en laser, jvf. krav 7, hvorved det er muligt at foretage en meget fintmærkende detektering.

F.eks. vil en membrans svingninger kunne registreres ved hjælp af kohærent lys, og navnlig ved en sådan detektering er det vigtigt at konstruktionen er mekanisk stabil 30 og geometrisk veldefineret. Når der benyttes kohærent lys, kan variationerne i reflektionsevnen for de energireflekterende organer opnås som anført i krav 8.

35

DK 154964 B

3

De nævnte eksempler, som senere vil blive nærmere beskrevet, angiver forskellige situationer, hvor der opnås særlige fordele ved at anbringe såvel lyskilde som lysmodtager i et hus, der har mekaniske koblingsorganer, 5 som medfører en forudbestemt positionering af både sender og modtager i forhold til andre energireflekterende byggeelementer for legetøjsbyggesættet.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende 10 beskrivelse af nogle udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser et kendt element fra et legetøjsbyggesæt, 15 fig. 2 og 3 viser skematisk de væsentligste dele fra en udførelsesform for byggeelementet ifølge opfindelsen, fig. 4-7 viser forskellige udførelsesformer for energireflekterende organer, 20 fig. 8 viser skematisk en anvendelse for legetøjsbyggesættet ifølge opfindelsen, fig. 9 viser skematisk en anden anvendelse for legetøjs-25 byggesættet ifølge opfindelsen, fig. 10 - 12 viser mere detaljeret en udførelsesform for byggeelementet, set henholdsvis fra neden, fra siden og fra oven, medens 30 fig. 13 viser et snit langs linien XI-XI fra fig. 11.

Fig. 1 viser et kendt byggeelement omfattende et hult legeme 1, som på oversiden har et antal koblingstappe 2, 35 4

DK 154964 B

og som på undersiden er udformet med komplementære koblingsorganer for sammenkobling med koblingstappene på et naboelement (jævnfør med fig. 10). De nedenfor beskrevne udførelsesformer for byggeelementet ifølge opfindelsen 5 er indrettet til at samvirke med byggeelementet på fig.

1/ men det vil kunne forstås, at byggeelementet ifølge opfindelsen vil kunne indrettes til at samvirke med andre kendte former for sammenbyggelige legetøjselementer .

10

Fig. 2 og 3 viser skematisk hovedkomponenterne i en udførelsesform for byggeelementet ifølge opfindelsen. Fig.

2 angiver således en hul kasse 3, som på oversiden har fire koblingstappe 2, idet to af koblingstappene fra 15 fig. 1 er erstattet af et par gennemgående huller 4 for optagelse af et elektrisk stik. Endvidere har huset 3 to huller dels et stort hul 5 og et mindre hul 6. På fig. 3 * er der vist en indsats, der generelt er betegnet ved 7, og som omfatter en plade 8, hvis bund er udformet med de 20 komplementære koblingsorganer, som var nævnt i forbindelse med fig. 1 (se også fig. 10 og 13). Pladen 8 er sammenhængende dels med en bøsning 9 og en holder 10, der er indrettet til fastholdelse af en elektrisk kredsløbsplade 11, som foruden elektroniske kredsløb omfatter 25 en kombineret lyskilde og lysdetektor 12 samt to elektriske koblingsbøsninger 13 for samvirkning med de stikben, som k^n strække sig gennem hullerne 4 på fig. 2.

Det vil kunne forstås, at indsatsen 7 kan optages i hu-30 set 3 således, at det gennemgående hul i bøsningen 9 flugter med hullet 5 (og et i den modstående side af huset 3 flugtende hul), og således at lyselementet 12 flugter med hullet 6.

35

DK 154964B

5 Bøsningen 9 er indrettet til at tjene som leje for en aksel 14 med en skive 15, der, fortrinsvis på begge sider, er forsynet med henholdsvis reflekterende og ikke-reflekterende felter. Skiven 15 kan således tjene som 5 tachometerskive, således at akslens 14 rotationshastighed kan detekteres ved hjælp af lyselementet 12. Ved at dreje skiven mellem to stillinger hvor reflektionsegen-skaberne er forskellige, kan elementet tjene som en almindelig afbryder. Som vist på fig. 5 kan skiven 15 også 10 være forsynet med vindskåle 16, således at skiven og skålene tilsammen tjener som et anemometer.

På fig. 6 er der vist et andet element til byggesættet ifølge opfindelsen, hvilket element består af en lysle-15 derstav 17, hvis ene ende 18 er indrettet til at kunne optages og fastholdes i hullet 6 (fig. 2). Lyslederstaven 17 er på fig. 6 vist i forbindelse med et væskekar 19, idet reflektionsforholdene ved lyslederstavens anden ende er stærkt afhængig af, om væsken omslutter lyslede-20 rens ende eller befinder sig i et lavere niveau. Derved kan væskeniveauet i karret 19 detekteres ved hjælp af byggeelementet ifølge opfindelsen.

På fig. 7 er der vist et yderligere reflekterende bygge-25 element til byggesættet ifølge opfindelsen. Byggeelementet på fig. 7 består af et element svarende til fig. 1, men hvor der findes stregkoder 20 på en side af elementet. Et eksempel på anvendelse af sidstnævnte element er skematisk vist på fig. 8, der viser en aflang bjælke'21, 30 på hvilken der er anbragt tre elementer 22-24 af den på fig. 7 viste art. Endvidere er der vist to elementer ifølge opfindelsen 25 og 26, som via lyslederkabler henholdsvis 27 og 28 er optisk koblet til stregkoderne på klodserne 22-24, idet de optiske kabler er fastholdt af 35

DK 154964 B

6 respektive holdere henholdsvis 29 og 30. Det bemærkes, at stregkoderne som tidligere nævnt kunne bestå af fordybninger i elementet, hvis der benyttes laserlysorga ner.

5

De på fig. 8 viste byggeelementer kunne f. eks. tænkes at indgå i en model af en vogn med automatisk styretøj, som omfatter bjælken 21. Bjælken 21 kan således være bevægelig i sin længderetning i forhold til vognes chas-10 sis, medens holderne 29 og 30 er stationære i forhold til chassiset. Detektorelementerne 25 og 26 kan være anbragt på en fast eller på en bevægelig del af vognen på grund af de fleksible lyslederkabler 27 og 28. Det vil således kunne forstås, at der ved hjælp af den elektri-15 ske information fra detektorelementerne 25 og 26 kan frembringes en positionsinformation for styretøjet ved at aftaste de stregkoder, som findes på byggeelementerne 22 - 24. Det ville være tilstrækkeligt med et enkelt detektorelement 25, som kan være forbundet til en styre-20 computer, der er kodet til at fortolke stregkodeinformationen, men ved at benytte flere detektorelementer 25, 26, kan informationen gøres mere selektiv. Den tilhørende computer kan eventuelt være kodet til at reagere på et forudbestemt kodemønster og ved mekanisk at bytte om 25 på de viste stregkodeelementer 22-24, eller ved at ændre elementernes position, kan der med den forudbestemte fortolkning i computeren tilvejebringes forskellige styrekarakteristikker for den opbyggede model.

30 Fig. 9 viser skematisk en anden anvendelse for byggesættet ifølge opfindelsen, hvilken anvendelse kan sættes i relation til det i forbindelse med fig. 8 forklarede styretøj til en model af en vogn. Elementet 31 repræsenterer det tidligere beskrevne detektorelement, der er 35

DK 154964 B

7 vendt således, at lyset udsendes nedad imod en bane 32, der er udformet på en kørebane, og som består af en fuldt optrukket streg og en stiplet streg tæt ved siden af hinanden. Idet elementet 31 er fast anbragt på vog-5 nen, kan det ved hjælp af almindelig kendt elektronisk udstyr detekteres, hvorledes køretøjet befinder sig i forhold til banen 32 på kørebanen 30. Od fra denne information kan der frembringes et styresignal til styretøjet, der kan være indrettet som forklaret i forbin-10 delse med fig. 8. Kodestregerne 33 på tværs af køreret-ningen kan være anbragt for at styresystemet kan modtage information om, hvor langt vognen er nået langs den ved banen 32 fastlagte strækning. Eventuelt kan kodestregerne 33 også informere styresystemet om, at der skal sty-15 res efter en anden bane 34.

I forbindelse med de ovenstående forklaringer har det nærmest været forudsat, at der var tale om frembringelse af digitale signaler fra detektorelementet. Det skal 20 imidlertid bemærkes, at der intet er i vejen for at detektere et analogt signal, idet dette kun er et spørgsmål om indretningen af det elektriske kredsløb, som de-tekterer lyskildens strømforbrug.

25 På fig. 10-13 er der vist nogle tegninger af en udførelsesform for detektorelementet ifølge opfindelsen, idet figurerne viser et element set henholdsvis fra neden, fra siden, fra oven og i snit langs linien XI-XI på fig.

11. På fig. 10-13 er der indført de henvisningstal, som 30 blev benyttet i forbindelse med fig. 2 og 3, og af fig.

10 vil det således kunne ses, at bunden af pladen 8 er forsynet med et par koblingsrør 35, 36, som udgør de tidligere nævnte komplementære koblingsorganer for koblingstappe på et naboelement. Af fig. 13 kan der ses 35 8

DK 154964 B

nogle enkeltheder for indsatsens 7 placering i huset 3, idet det ses, hvorledes bøsningen 9 for oven støder mod nogle anlæg indvendigt i huset 3. Det vil kunne forstås, at den viste udførelsesform kun tjener som eksempel.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (8)

1. Legetøjsbyggesæt med elementer for tilvejebringelse 5 af positionsinformation ved detektering af udstrålet, reflekteret energi, såsom lys, kendetegnet ved, at byggesættet;omfatter et byggeelement, der indeholder såvel en energiudstrålende kilde som en energimodtagende detektor, og at der findes energireflekteren-10 de elementer, samt at byggeelementet har midler, dels for mekanisk sammenkobling af elementet med andre til byggesættet hørende elementer og dels for operativ sammenkobling af byggeelementet med nævnte energireflekterende elementer. 15

2. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter en som energireflekterende element tjenende skive, som er lejret på tværs af en aksel, og at byggeelementet har et gennemgående hul til optagelse 20 af akslen i hovedsagen parallelt med kildens udstrålingsretning.

3. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 2, kendetegnet ved, at skiven, regnet langs en cirkel omkring akslen, 25 udviser skiftende reflektionsegenskaber.

4. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 3, kendetegnet ved, at skiven er forsynet med radialt udadragende vindskåle. 30

5. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter en lyslederstav, hvis ene ende er udformet til at kunne optages i et hul i byggeelementet i flugt med dettes energiudstrålende kilde og energimod-35 10 DK 154964 B tagende detektor.

6. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 1 eller 5, k ende-tegnet ved, at der findes byggeelementer, som er 5 forsynet med nævnte mekaniske koblingsorganer på et par modstående sider, og som på en anden side er forsynet med stregkoder med skiftende reflektionsegenskaber.

7. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 1, kendeteg-10 net ved, at lyskilden og lysmodtageren er indrettet til henholdsvis at udsende og modtage kohærent lys.

8. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 7 og 3 eller 6, kendetegnet ved, at nævnte skiftende reflektions- 15 egenskaber er tilvejebragt ved forhøjninger og fordybninger i elementets overflade. 20 25 30 35