Управляющая система со считывающим элементом для электрической игрушки - RU2616850C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к управляющей системе со считывающим элементом. Более конкретно, это управляющая система со считывающим элементом для электрической игрушки.

Уровень техники

Управление доступными в данный момент электрическими игрушками одного типа осуществляется посредством механического переключателя или кнопки. В результате включения механического переключателя или кнопки, расположенной на корпусе электрической игрушки, она приводится в действие электрической энергией, выполняя определенные действия. Однако пользователь не может осуществлять управление действием электрических игрушек этого типа. То есть после включения механического переключателя или кнопки электрическое приводное устройство игрушки выполнено с возможностью работы только на основании параметров, заданных при производстве; другими словами, эти параметры являются неизменными и, следовательно, не могут быть изменены или модифицированы. В результате, действие игрушки не может быть изменено. Дополнительно, существуют электрические игрушки еще одного типа, выполненные с возможностью управления посредством пульта дистанционного управления. Управление действием электрической игрушки может осуществляться через пульт дистанционного управления. То есть при помощи пульта дистанционного управления пользователь может изменять или модифицировать параметры действия игрушки, что приводит к соответствующим изменениям в действии игрушки. Однако игрушка этого типа существенно зависит от своего пульта дистанционного управления.

При поломке ее пульта дистанционного управления игрушка перестает функционировать. Также, управление действием электрической игрушки при помощи пульта дистанционного управления может вызывать трудности у маленького ребенка. Кроме того, существуют электрические игрушки еще одного типа, выполненные с возможностью управления ими посредством их функции считывания, такого как бесконтактное считывание, например инфракрасное считывание и контактное считывание, например считывание слотовых плат. Однако функции доступных в данный момент устройств с управлением на основе считывания по существу аналогичны описанным ранее функциям переключателя или кнопки. То есть при приеме сигнала считывания игрушка выполнена с возможностью осуществления только одного соответствующего действия. В результате, игрушка такого типа также выполнена без возможности осуществления изменений действия при помощи таких устройств управления со считывающим элементом.

Раскрытие изобретения

Для решения технической проблемы существующего уровня техники одна задача настоящего изобретения заключается в создании управляющей системы со считывающим элементом для электрической игрушки, выполненной с возможностью управления изменением действия игрушки посредством количества частотных сигналов или сигналов считывания.

Для решения указанной задачи настоящее изобретение содержит следующее техническое решение: управляющая система со считывающим элементом для электрической игрушки, отличающаяся тем, что содержит:

модуль определения сигналов для приема внешнего считывания и последующего генерирования сигнала считывания;

модуль вычисления и управления для приема сигнала считывания и вычисления количества сигналов считывания и последующего отправления различных сигналов управления, соответствующих различным количествам сигналов считывания; и

электрический приводной модуль для приема сигнала управления и последующего отправления приводного сигнала к электрической игрушке так, чтобы управлять работой электрической игрушки.

При этом модуль определения сигналов содержит схему бесконтактного считывания, содержащую считывающее приемное устройство, которое выполнено с возможностью определения и считывания действий пользователя в режиме реального времени в отношении каждого действия, осуществленного пользователем, причем считывающее приемное устройство выполнено с возможностью вывода одного сигнала считывания и отправки этого сигнала считывания к модулю вычисления и управления.

В настоящем изобретении схема бесконтактного считывания выбрана из группы, включающей фоточувствительную схему считывания, магниточувствительную схему считывания, термочувствительную схему считывания и звукочувствительную схему считывания.

Дополнительно, для вычисления количества или частоты события считывания, модуль вычисления и управления содержит управляющую интегральную схему (ИС), выполненную с возможностью регистрации количества сигналов считывания, отправленных модулем определения сигналов на протяжении непрерывного периода времени, и отправления сигнала управления далее к электрическому приводному модулю в соответствии с зарегистрированным количеством сигналов считывания, при этом сигнал управления соответствует зарегистрированному количеству сигналов считывания.

Кроме того, для идентификации количества считываний и соответствующего отправления соответствующего сигнала управления, управляющая ИС выполнена с возможностью хранения множества наборов сигналов управления, при этом каждый набор сигналов управления соответствует количественному диапазону, причем при нахождении зарегистрированного количества за пределами любого из количественных диапазонов, отправление сигнала не выполняется; а при нахождении зарегистрированного количества в пределах одного из количественных диапазонов, обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего количественному диапазону, в пределах которого находится зарегистрированное количество.

Управляющая система считывания согласно настоящему изобретению может быть применена во множестве различных электрических игрушек. Соответственно, раскрытый электрический приводной модуль может быть выбран из группы, включающей модуль привода двигателя, световой приводной модуль, звуковой приводной модуль, электромагнитный приводной модуль и сочетание двух или более из ранее перечисленных.

Более конкретно, если электрический приводной модуль является модулем привода двигателя, содержащим двигатель, а модуль вычисления и управления содержит однокристальный микрокомпьютер (ОМК), однокристальный микрокомпьютер (ОМК) выполнен с возможностью хранения сигналов управления следующим образом: если количественный диапазон равняется N₁, скорость двигателя равняется S₁ за T₁ секунд; если количественный диапазон равняется N₂, скорость двигателя равняется S₂ за Т₂ секунд; и если количественный диапазон равняется N₃, скорость двигателя равняется S₃ за Т₃ секунд; и т.д.; если количественный диапазон равняется N_m, скорость двигателя равняется S_m за T_m секунд; если количественный диапазон равняется N₂, причем N₁23m, S₁23m и T₁23m. С другой стороны, модуль определения сигналов является фоточувствительным модулем считывания, содержащим фототранзистор, фототранзистор расположен на верхней поверхности электрической игрушки, причем при осуществлении пользователем махания рукой над электрической игрушкой, фототранзистор принимает считывание и, соответственно, отправляет сигнал считывания к модулю вычисления и управления, при осуществлении пользователем взмахов рукой в количестве X раз на протяжении непрерывного периода времени и с временным интервалом между двумя последующими взмахами, составляющим не более 1 секунды, через 1 секунду после завершения пользователем действия махания однокристальный микрокомпьютер (ОМК) регистрирует количество принятых сигналов считывания и достигает натурального числа X, и затем, соответственно, сравнивает это число X с N₁, N₂, N₃…N_m, при этом, если X меньше N₁, отправление сигнала не осуществляется, если X находится в пределах одного из N₂, N₃…N_m, обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего количественному диапазону, в пределах которого находится X, к электрическому приводному модулю, который далее обеспечивает работу двигателя в соответствии с указанной рабочей скоростью и указанной длительностью работы, которые соответствуют сигналу управления.

Кроме того, модуль определения сигналов настоящего изобретения может содержать по меньшей мере две схемы бесконтактного считывания, причем каждая из схем бесконтактного считывания содержит считывающее приемное устройство, которое обеспечивает определение и считывание действия пользователя в режиме реального времени в отношении каждого действия, осуществляемого пользователем, причем считывающее приемное устройство выполнено с возможностью формирования одного сигнал считывания и отправки этого сигнал считывания к модулю вычисления и управления, а модуль вычисления и управления выполнен с возможностью последующей отправки соответствующего сигнала управления на основании определения полученного сочетания множества сигналов считывания. С другой стороны, схема бесконтактного считывания выбрана из группы, включающей фоточувствительную схему считывания, магниточувствительную схему считывания, термочувствительную схему считывания, звукочувствительную схему считывания и сочетание двух или более из перечисленных.

В настоящем изобретении управляющая система со считывающим элементом содержит модуль вычисления и управления. Модуль вычисления и управления обеспечивает возможность вычисления количества событий считывания, принятых модулем определения сигналов. Затем, на основании результата сравнения количества событий считывания, полученных в результате ранее описанного вычисления, и данных, предварительно хранящихся в модуле вычисления и управления, обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего полученному количеству событий считывания, далее к электрическому приводному модулю, и, затем, отправление электрическим приводным модулем приводного сигнала для управления действием электрической игрушки. В результате, электрическая игрушка выполнена с возможностью осуществления различных действий или изменения скорости одного действия на основании различного количества событий считывания. Таким образом, настоящим изобретением создана электрическая игрушка, оснащенная управляющей системой со считывающим элементом, раскрытой в настоящем изобретении, преодолевающая ограничения пульта дистанционного управления и, таким образом, подходящая в качестве игрушки для детей различных возрастов. Дополнительно, игрушка имеет преимущества, заключающиеся в большем удобстве пользования, большей интерактивности, большей занятности и, следовательно, может стать любимой игрушкой для многих детей. С другой стороны, управляющая система со считывающим элементом может содержать по меньшей мере две схемы бесконтактного считывания, причем каждая из схем бесконтактного считывания содержит считывающее приемное устройство. В результате, для каждого действия или движения, осуществленного пользователем, соответствующее считывающее приемное устройство образует соответствующий сигнал считывания и отправляет указанный сигнал считывания к модулю вычисления и управления; модуль вычисления и управления соответственно отправляет соответствующий сигнал управления на основании определения принятого сочетания множества сигналов считывания. Таким образом, пользователь имеет большее количество способов игры с электрической игрушкой. Например, пользователь может управлять электрической игрушкой для перемещения вперед и назад, для поворота налево или направо. Дополнительно, при помощи сочетаний различных сигналов электрическая игрушка может быть выполнена с возможностью осуществления большего количества функций, таких как предотвращение наступания и многих других новых функций, и обеспечивать более универсальное и простое управление. Дополнительно, как было раскрыто ранее, схемы бесконтактного считывания игрушки могут быть выбраны из группы, включающей фоточувствительную схему считывания, магниточувствительную схему считывания, термочувствительную схему считывания, звукочувствительную схему считывания и сочетание двух или более из перечисленных схем. Таким образом, различные схемы считывания могут быть использованы вместе для управления различными функциями одной электрической игрушки. Таким образом, была эффективно улучшена функциональность и занятность электрической игрушки.

Далее настоящее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на сопроводительные чертежи и вариантами реализации.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан схематический вид схемы варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показан схематический вид еще одного варианта реализации настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, настоящее изобретение является управляющей системой с чувствительным элементом для электрической игрушки, содержащей: модуль определения сигналов для приема внешнего считывания и затем образования сигнала считывания; модуль вычисления и управления для приема сигнала считывания и вычисления количества сигналов считывания и последующего отправления различных сигналов управления, соответствующих различным количествам сигналов считывания; а также электрический приводной модуль для приема сигнала управления и последующего отправления приводного сигнала к электрической игрушке так, чтобы управлять работой электрической игрушки. Дополнительно, посредством модуля вычисления и управления обеспечивается возможность вычисления количества сигналов считывания, принятых модулем определения сигналов. Затем, на основании результата сравнения количества событий считывания, полученных в результате ранее описанного вычисления, и данных, предварительно хранящихся в модуле вычисления и управления, обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего полученным количествам событий считывания, далее к электрическому приводному модулю, и, затем, отправление электрическим приводным модулем приводного сигнала для управления действием электрической игрушки. В результате, электрическая игрушка выполнена с возможностью осуществления различных действий или изменения скорости одного действия на основании различного количества событий считывания. Таким образом, настоящим изобретением создана электрическая игрушка, оснащенная управляющей системой со считывающим элементом, раскрытой в настоящем изобретении, преодолевающая ограничения пульта дистанционного управления и, таким образом, подходящая в качестве игрушки для детей различных возрастов. Дополнительно, игрушка имеет преимущества, заключающиеся в большем удобстве пользования, большей интерактивности, большей занятности и, следовательно, может стать любимой игрушкой для многих детей.

Вариант реализации 1

Как показано на фиг. 1, в этом варианте реализации модуль определения сигналов содержит схему бесконтактного считывания, причем схема бесконтактного считывания является фоточувствительной схемой считывания, которая соответствует считывающему приемному устройству, которое является фототранзистором. Дополнительно, в этом варианте реализации также содержится источник излучения. Фототранзистор и источник излучения расположены сверху на электрической игрушечной машинке так, чтобы обеспечивать возможность определения и считывания действия махания рукой пользователем в режиме реального времени. Соответственно, при одноразовом взмахе руки пользователя над электрической игрушечной машинкой считывающее приемное устройство соответствующим образом образует сигнал считывания и затем отправляет сигнал считывания к модулю вычисления и управления. Дополнительно, модуль вычисления и управления содержит однокристальный микрокомпьютер (ОМК). В настоящем изобретении использован однокристальный микрокомпьютер (ОМК) SN8P2511-SOP8. Этот ОМК выполнен с возможностью регистрации количества сигналов считывания, отправленных от ранее указанного фоточувствительного считывающего приемного устройства на протяжении непрерывного периода времени, а также отправления сигнала управления, который соответствует зарегистрированному количеству сигналов считывания, к электрическому приводному модулю в соответствии с зарегистрированным количеством сигналов считывания. Кроме того, ОМК обеспечивает хранение пяти наборов сигналов управления, при этом каждый набор сигналов управления соответствует соответствующему количественному диапазону. При нахождении зарегистрированного количества за пределами любого из количественных диапазонов отправление сигнала не производится; а при нахождении зарегистрированного количества в пределах одного из количественных диапазонов обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего количественному диапазону, в пределах которого находится зарегистрированное количество сигналов считывания. Кроме того, модуль вычисления и управления также содержит светодиодный индикатор. Светодиодный индикатор выполнен с возможностью свечения в соответствии со скоростью действия махания рукой пользователем. В этом варианте реализации электрический приводной модуль является электрическим приводным модулем, содержащим двигатель, расположенный в электрической игрушечной машинке. Сигнал управления, отправленный от ОМК, обеспечивает управление работой двигателя.

Далее описаны конкретные сигналы управления, хранимые на однокристальном микрокомпьютере (ОМК), в этом варианте реализации:

4-6 взмахов рукой, через 1 секунду после завершения ранее указанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 1 секунды, при этом скорость перемещения составляет 30% полной рабочей скорости двигателя; 7-9 взмахов рукой, через 1 секунду после завершения ранее указанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 2 секунд, при этом скорость перемещения составляет 45% полной рабочей скорости двигателя; 10-14 взмахов рукой, через 1 секунду после завершения ранее указанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 4 секунд, при этом скорость перемещения составляет 60% полной рабочей скорости двигателя; 15-20 взмахов рукой, через 1 секунду после завершения ранее указанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 8 секунд, при этом скорость перемещения составляет 80% от полной рабочей скорости двигателя; и более чем 21 взмах рукой, через 1 секунду после завершения ранее указанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 12 секунд, при этом скорость перемещения составляет 100% полной рабочей скорости двигателя.

Далее следует описание соответствующей процедуры эксплуатации при использовании управляющей системы с чувствительным элементом, описанной в этом варианте реализации, в электрической игрушечной машинке: нажатие кнопки питания, начало работы системы и нахождение в этот момент электрической игрушечной машинки в состоянии эксплуатационной готовности, при взмахе рукой пользователем над электрической игрушечной машинкой и при соответствии действия махания требованиям, а именно: временной интервал между двумя последующими действиями махания рукой составляет не более 1 секунды, если количество действий махания рукой не превышает 3 раз на протяжении временного периода, составляющего 4 секунды, электрическая игрушечная машинка не реагирует и, следовательно, продолжает находиться в состоянии эксплуатационной готовности в ожидании следующего считывания; если количество действий махания рукой превышает 4 раза на протяжении непрерывного периода времени, в соответствии с соответствующим сигналом управления от ОМК, пользователь может управлять перемещением электрической игрушки. Например, при 5 взмахах рукой пользователем, через 1 секунду после завершения ранее описанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 1 секунды, при этом скорость перемещения составляет 30% полной рабочей скорости двигателя; при 10 взмахах рукой пользователем, через 1 секунду после завершения ранее описанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 4 секунд, при этом скорость перемещения составляет 60% полной рабочей скорости двигателя; а при 25 взмахах рукой пользователем, через 1 секунду после завершения ранее описанного действия махания обеспечивается перемещение электрической машинки вперед на протяжении 12 секунд, при этом скорость перемещения составляет 100% полной рабочей скорости двигателя. Кроме того, после завершения одного действия перемещения вперед обеспечивается возвращение электрической игрушечной машинки в состояние эксплуатационной готовности, а при считывании действия махания рукой в пределах следующих 5 минут электрическая игрушка выполнена с возможностью повторного перемещения в соответствии с соответствующим количеством действий махания рукой. С другой стороны, при отсутствии считывания действия махания рукой на протяжении следующих 5 минут электрическая игрушка выполнена с возможностью перехода в выключенное состояние. В этом случае пользователю необходимо снова нажать кнопку питания для включения электрической машинки в рабочее состояние. Кроме того, если пользователю необходимо выключить игрушечную машинку вручную, пользователь может осуществить это посредством нажатия кнопки питания и ее удержания на протяжении 2-3 секунд.

Вариант реализации 2

Как показано на фиг. 2, в этом варианте реализации модуль определения сигналов содержит три схемы бесконтактного считывания, и каждая из трех схем бесконтактного считывания содержит считывающее приемное устройство, при этом две из трех схем бесконтактного считывания являются фоточувствительными схемами считывания, а соответствующие им считывающие приемные устройства являются фототранзисторами; а третья схема бесконтактного считывания является магниточувствительной схемой считывания, а соответствующее ей считывающее приемное устройство является магниточувствительной схемой считывания. В этом варианте реализации два фототранзистора выполнены с возможностью определения и считывания действия махания рукой пользователем в режиме реального времени. С другой стороны, магниточувствительный считывающий элемент выполнен с возможностью считывания действия махания рукой только при наличии магнитного предмета в руке пользователя. При одном взмахе рукой пользователем считывающее приемное устройство, выполненное с возможностью считывания, обеспечит образование соответствующим образом сигнала считывания, а затем отправление сигнала считывания к модулю вычисления и управления. Модуль вычисления и управления управляет направлением перемещения электрической игрушки посредством определения конкретной последовательности образованных сигналов считывания. Модуль вычисления и управления содержит однокристальный микрокомпьютер (ОМК) SN8P2511-SOP14. Однокристальный микрокомпьютер (ОМК) выполнен с возможностью регистрации соответствующего количества сигналов считывания, отправленных от ранее описанных трех считывающих приемных устройств на протяжении непрерывного периода времени, а также отправления сигнала управления, который соответствует зарегистрированному количеству, к электрическому приводному модулю в соответствии с зарегистрированным количеством. Аналогично, ОМК обеспечивает хранение множества наборов сигналов управления, при этом каждый набор сигналов управления соответствует соответствующему количественному диапазону. При нахождении зарегистрированного количества за пределами любого из количественных диапазонов, отправление сигнала не выполняется; а при нахождении зарегистрированного количества в пределах одного из количественных диапазонов, обеспечивается отправление сигнала управления, соответствующего количественному диапазону, в пределах которого находится зарегистрированное количество. Также, аналогично, модуль вычисления и управления также содержит светодиодный индикатор. Светодиодный индикатор выполнен с возможностью свечения в соответствии со скоростью действия махания рукой пользователем. В этом варианте реализации электрический приводной модуль является электрическим приводным модулем, содержащим двигатель, расположенный в электрической игрушечной машинке. Сигнал управления, отправленный от ОМК, обеспечивает управление работой двигателя.

В этом варианте реализации ранее описанных два фототранзистора распложены сверху на электрической игрушечной машинке и в конфигурации спереди назад. Магниточувствительный элемент расположен на одной стороне двух фототранзисторов. При осуществлении пользователем действия махания пустой рукой с задней стороны по направлению к передней стороне электрической игрушечной машинки фототранзистор, расположенный на задней стороне игрушечной машинки, сначала считывает действие махания и соответственно отправляет сигнал считывания, а затем фототранзистор, расположенный на передней стороне игрушечной машинки, считывает действие махания и также, соответственно, отправляет сигнал считывания. Магниточувствительный элемент выполнен без возможности считывания действия махания пустой рукой и, соответственно, не отправляет магнитный сигнал считывания в этой ситуации. ОМК сначала определяет последовательность, в которой были образованы два сигнала считывания, а также количество действий махания, осуществленных пользователем на протяжении непрерывного периода времени, и, соответственно, управляет электрической игрушечной машинкой для перемещения вперед на скорости, соответствующей количеству считанных действий махания. При осуществлении пользователем действия махания пустой рукой от передней стороны по направлению к задней стороне электрической игрушечной машинки фототранзистор, расположенный на передней стороне игрушечной машинки, сперва считывает действие махания и, соответственно, отправляет сигнал считывания, а затем фототранзистор, расположенный на задней стороне игрушечной машинки, считывает действие махания и также, соответственно, отправляет сигнал считывания. Магниточувствительный элемент выполнен без возможности считывания действия махания пустой рукой и, соответственно, не отправляет магнитный сигнал считывания. ОМК сначала определяет последовательность, в которой были образованы два сигнала считывания, а также количество действий махания, осуществленных пользователем на протяжении непрерывного периода времени, и, соответственно, управляет электрической игрушечной машинкой для перемещения назад на скорости, соответствующей количеству считанных действий махания. В другом случае при осуществлении пользователем действия махания рукой с магнитным предметом над электрической игрушечной машинкой два фототранзистора считывают действие махания рукой последовательно и, соответственно, отправляют соответствующие сигналы считывания. Дополнительно, в результате наличия магнитного предмета, в этом случае магниточувствительный считывающий элемент отправляет магнитный сигнал. ОМК сначала определяет последовательность, в которой были образованы два сигнала считывания, а также количество действий махания, осуществленных пользователем на протяжении непрерывного периода времени, и, соответственно, управляет электрической игрушечной машинкой для перемещения вперед или назад на скорости, соответствующей количеству считанных действий махания. В это же время ОМК принимает магнитный сигнал считывания, отправленный от магниточувствительной схемы считывания, и, соответственно, отправляет соответствующие инструкции для управления определенными другими функциями электрической игрушечной машинки. Более конкретно, в этом варианте реализации при приеме ОМК магнитного сигнала считывания, им обеспечивается дальнейшее управление для увеличения рабочей скорости двигателя в электрической игрушечной машинке. То есть при одинаковом количестве действий махания рукой, при осуществлении пользователем действий махания рукой с магнитным предметом в руке обеспечивается большая скорость перемещения электрической игрушечной машинки по сравнению с осуществлением пользователем действий махания пустой рукой.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на конкретные варианты реализации, описанные ранее, описание вариантов реализации не ограничивает настоящее изобретение. На основании описания настоящего изобретения специалисту в данной области техники будут понятны другие изменения в раскрытых вариантах реализации. Следовательно, эти изменения находятся в пределах объема, определенного формулой настоящего изобретения.

Реферат

Настоящим изобретением предложена управляющая система считывания для электрической игрушки, которая согласно изобретению содержит модуль определения сигналов для приема внешнего считывания и затем образования сигнала считывания; модуль вычисления и управления для приема сигнала считывания и вычисления количества сигналов считывания, и затем отправления различных сигналов управления, соответствующих различным количествам сигналов считывания; а также электрический приводной модуль для приема сигнала управления и последующего отправления приводного сигнала к электрической игрушке так, чтобы управлять работой этой электрической игрушки. Следовательно, электрическая игрушка выполнена с возможностью осуществления различных действий или изменения скорости одного действия в соответствии с различным количеством сигналов считывания. Таким образом, игрушка, оснащенная управляющей системой со считывающим элементом, согласно настоящему изобретению может преодолевать ограничения пульта дистанционного управления и, таким образом, подходить в качестве игрушки для детей различных возрастов. Дополнительно, игрушка имеет преимущества, заключающиеся в большем удобстве использования, большей интерактивности, большей занятности и, следовательно, может стать любимой игрушкой для многих детей. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула