可雙人對抗遙控的電動玩具的制作方法
【專利摘要】一種可雙人對抗遙控的電動玩具，包括包括電動玩具和兩只相同的遙控器，兩只遙控器均包括有發(fā)光管，發(fā)光管用于發(fā)射能夠照射到電動玩具的、能夠在電動玩具上進(jìn)行移動的遙控光束；電動玩具包括有用于接收遙控光束的光敏元件；和用于識別遙控光束移動方向并根據(jù)遙控光束移動方向來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制電路。本發(fā)明能夠由兩個遙控者采用兩只遙控器同時對同一玩具進(jìn)行對抗性遙控操作，大大增加了遙控玩具的遙控趣味性；而且遙控操作極其直觀和簡單容易。
【專利說明】可雙人對抗遙控的電動玩具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玩具，具體為一種帶遙控的電動玩具。
【背景技術(shù)】
[0002]遙控電動玩具包括有各種形式的車輛造型和機(jī)器人等，其組成是基本一樣的，包括遙控器和電動玩具，采用無線電或紅外遙控。其中遙控器包括操作按鍵或操作桿、編碼電路和發(fā)射電路，操作者雙手在遙控器進(jìn)行操作，由編碼電路形成編碼信息再通過發(fā)射電路發(fā)射出去。電動玩具包括有電池、控制電路和用于驅(qū)動玩具完成各種動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制電路包括接收電路、解碼電路和驅(qū)動電路。接收電路接收遙控器發(fā)射信號，經(jīng)過解碼電路解碼得出遙控信息，通過驅(qū)動電路驅(qū)動執(zhí)行部件是電動玩具完成遙控動作，如前進(jìn)、后退、加速、停止、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等。[0003]現(xiàn)有的遙控電動玩具，采用紅外線遙控或射頻遙控，由于工作原理的原因，兩個遙控信號無法同時疊加，也即無法采用兩個相同的遙控器同時對同一玩具進(jìn)行遙控，所以無法實(shí)現(xiàn)兩個遙控者對同一玩具進(jìn)行對抗性的遙控操作。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)還有一類通過將光束照射在玩具上不同的特定光敏元件來控制不同的動作，如中國專利96249104.7和2010101096431，但這需要一定準(zhǔn)確性，對于運(yùn)動狀態(tài)不斷變化的電動玩具來說，稍微有點(diǎn)距離便很難做到，操作使用起來同樣的不夠直觀和方便靈活，而且這種遙控也是不可同時疊加的，所以仍然無法實(shí)現(xiàn)對抗性遙控。
[0005]而且上述遙控技術(shù)，一般只能發(fā)送幾個通道的開關(guān)量的遙控信息(即只有I或O的狀態(tài)，只能是狀態(tài)控制，如前進(jìn)或后退)，如果要發(fā)送帶模擬量的遙控信息(即具有不同控制量的信息，比如以不同速度前進(jìn)或后退)，則需采用比例遙控技術(shù)，遙控器也需要使用帶電位器的操作桿，電路和結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，操作難度也更高，所以在普通遙控玩具上一般都沒有采用帶模擬量的遙控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是公開一種能夠由兩個遙控者采用兩只相同的遙控器對同一玩具進(jìn)行對抗性遙控操作的電動玩具。
[0007]本發(fā)明包括包括電動玩具和遙控器，電動玩具包括有用于驅(qū)動電動玩具執(zhí)行遙控動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述遙控器包括有兩只相同的遙控器，兩只遙控器均包括有發(fā)光管，發(fā)光管用于發(fā)射一束能夠照射到電動玩具的、能夠在電動玩具上進(jìn)行移動的遙控光束；電動玩具包括有用于接收遙控光束的光敏元件；和用于識別遙控光束移動方向并根據(jù)遙控光束移動方向來控制執(zhí)彳丁機(jī)構(gòu)的控制電路；光敏兀!件連接到控制電路輸入端；控制電路的輸出連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(在本申請文件中遙控光束有時也簡稱為光束)。
[0008]所述遙控器發(fā)射的遙控光束，為柱形光束，或錐形光束。這些光束采用發(fā)光管通電發(fā)光再經(jīng)過聚光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生聚光來形成，這屬于電光學(xué)方面常用技術(shù)。
[0009]所述遙控光束的移動，或稱掃動、揮動，是遙控光束在電動玩具同一受光面上向著空間不同方向的移動。包括往下移動、往上移動、往左移動、往右移動、光源(即遙控器發(fā)光管)逼近電動玩具的移動、和光源離開電動玩具的移動。遙控光束向每一個方向的移動對應(yīng)著特定的遙控信息。
[0010]對于電動玩具前進(jìn)和后退(或停止)的遙控，首先電動玩具執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有用于驅(qū)動電動玩具前進(jìn)和后退的行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本發(fā)明在電動玩具機(jī)身同一受光面上的上下方向(即垂直方向，相當(dāng)于坐標(biāo)系的Y軸)的不同位置至少設(shè)置有兩只用于接收遙控光束的光敏元件；控制電路根據(jù)不同位置上光敏元件的信號變化的先后次序，來識別遙控光束在上下方向上的移動方向，即光束往下移動或往上移動，以此識別遙控意圖，控制電路的輸出連接到行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動玩具做相應(yīng)的動作。設(shè)置光敏元件的受光面可選擇電動玩具的后側(cè)面；也可選擇電動玩具的頂面，這時的上下方向也即是電動玩具頂面的前后方向。
[0011]對于實(shí)現(xiàn)電動玩具左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的遙控，首先電動玩具執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有用于驅(qū)動電動玩具左右轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本發(fā)明在電動玩具機(jī)身同一受光面上的左右方向(也即水平方向，即X軸)的不同位置至少設(shè)置有兩只用于接收遙控光束的光敏元件；控制電路根據(jù)不同位置上光敏元件的信號變化的先后次序，來識別遙控光束在左右方向上的移動方向，包括往左移動或往右移動，控制電路的輸出連接到轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動玩具做相應(yīng)的動作。
[0012]對于實(shí)現(xiàn)電動玩具前進(jìn)和后退(或停止前進(jìn))的遙控，也可采用另一種方案:控制電路根據(jù)電動玩具機(jī)身上設(shè)置的光敏元件的信號強(qiáng)度的變化，來識別遙控光束在遙控器與電動玩具的直線方向(相當(dāng)于Z軸)上的移動方向，包括光源逼近電動玩具的移動，或光源離開電動玩具的移動；控制電路的輸出連接到行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動玩具做相應(yīng)的動作。
[0013]本發(fā)明適合于電動玩具在室內(nèi)或夜晚室外較近距離的遙控。使用時兩個操作者各自手持一只遙控器發(fā)出遙控光束，彼此根據(jù)遙控意圖揮動遙控器使遙控光束照射到電動玩具機(jī)身上并產(chǎn)生移動，電動玩具的控制電路通過光敏元件接收遙控光束，識別出其遙控光束的移動方向和變化情況，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動電動玩具做出相應(yīng)動作。
[0014]電動玩具對于其中的某一束遙控光束的某些遙控操作的反應(yīng)和工作過程是:比如遙控者將遙控光束覆蓋照射到電動玩具的受光面(使得光敏元件同時都接收到光束)而沒有進(jìn)行移動時，電動玩具停止運(yùn)動保持待命狀態(tài)；將遙控光束自下向上掃過電動玩具機(jī)身時(指受光面設(shè)置在機(jī)身后側(cè)的情況，如果受光面設(shè)置在機(jī)身頂面，則相當(dāng)于光束自后向前掃過電動玩具頂面)，行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動使電動玩具前進(jìn)；將遙控光束自上向下掃過電動玩具機(jī)身時(如果受光面設(shè)置在機(jī)身頂面，則相當(dāng)于光束自前往后掃過機(jī)身頂面)，行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使電動玩具后退(對于沒有后退狀態(tài)的電動玩具，則是停止前進(jìn))；當(dāng)遙控光束左右掃過電動玩具時，電動玩具的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作使電動玩具左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)；當(dāng)沒有光束照射時則電動玩具保持原有的運(yùn)動狀態(tài)。
[0015]但由于本發(fā)明是帶有兩個相同的遙控器，使用時兩個操作者各自手持一只遙控器發(fā)出遙控光束，彼此根據(jù)遙控意圖揮動遙控器使遙控光束照射到電動玩具機(jī)身上并產(chǎn)生移動，由于兩束遙控光束相同，既可以先后作用在光敏元件上，也可以同時疊加作用在光敏元件上，所以這時兩束遙控光束在電動玩具機(jī)身上的移動和變化便體現(xiàn)了兩個操作者的遙控意圖，當(dāng)兩者的遙控意圖不一樣時，便體現(xiàn)了兩者的對抗性，而電動玩具的控制電路通過光敏元件接收這些遙控光束的遙控意圖，并控制電動玩具做相應(yīng)的動作，實(shí)現(xiàn)對這種對抗性遙控的反應(yīng)和執(zhí)行。
[0016]本發(fā)明跟傳統(tǒng)遙控電動玩具比較，具有的優(yōu)點(diǎn)是:1、能夠由兩個遙控者采用兩只相同的遙控器同時對同一玩具進(jìn)行對抗性遙控操作，大大增加了遙控玩具的遙控趣味性；
2、操作者無需雙手操作遙控器的按鈕或操作桿，也無需準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)電動玩具機(jī)身上不同的光敏元件，而是根據(jù)遙控意圖單手揮動遙控器使遙控光束在電動玩具機(jī)身上向不同方向產(chǎn)生移動，以直觀的動作來實(shí)現(xiàn)對電動玩具的遙控，所以遙控操作極其直觀和簡單容易，尤其適合歲數(shù)小的兒童使用；2、遙控器只是發(fā)射遙控光束，遙控信息不是包含在光束里面，而是由光束的移動方向來傳遞，所以電路極其簡單，就是電源驅(qū)動發(fā)光管發(fā)光，不需要按鍵和操作桿，工作更可靠，而且遙控器外形可做得很小很靈活，比如做成細(xì)長的遙控棒、指揮棒、魔法棒，使得玩具遙控更富有趣味性。
[0017]遙控器發(fā)射的遙控光束，可以是可見光束或者紅外光束，或者同時包含兩者的組合光束。其工作原理一樣，不同的只是發(fā)光管，和玩具車上配套的光敏元件。實(shí)際上很多光敏元件能同時適用可見光和紅外線，只是光敏元件前面的濾光材料不同。采用可見光束能看見遙控光束，操作控制更直觀和更容易，適合各種人群包括小歲數(shù)的兒童使用；使用紅外光束抗干擾性能更好，但看不見遙控光束，具有一點(diǎn)難度，但如果操作者明白紅外線也是直線傳播的，便能憑感覺來把握控制光束的移動，而且使用時看不見光束，只看到手臂或遙控棒在揮動便能遙控玩具，更有詭異感覺和趣味性。當(dāng)遙控光束采用可見光束時，為了避免環(huán)境光線的干擾，光束不宜采用白光，首選地采用紅光、或綠光、或藍(lán)光、或紫光的光束。相應(yīng)地在電動玩具的光敏元件前面加有紅色、或綠色、或藍(lán)色、或紫色的濾光片。采用有色光束能夠提高遙控的抗干擾性。也可發(fā)射紅外光束來傳遞遙控意圖，同時發(fā)射可見光束來供操作者參考定位，并使兩者聚光在一起成為同一組合光束，達(dá)到既有抗干擾性又直觀易操作的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]作為進(jìn)一步改進(jìn)，電動玩具的控制電路通過光敏元件接收遙控光束，識別出遙控光束移動的方向和速度；并根據(jù)遙控光束移動的方向和速度，來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以不同速度執(zhí)行遙控動作。對光束移動速度的識別，可以是通過不同位置的光敏元件的信號變化的時間差來識別遙控光束的移動速度，適用于在左右方向(即X軸)和上下方向(即Y軸)的光束移動；或者是通過同一光敏元件上信號強(qiáng)度變化的變化速率，來識別遙控光束的移動速度，適用于電動玩具與遙控器在直線方向(即Z軸)的光束移動。該改進(jìn)使電動玩具能夠根據(jù)操作者揮動遙控器光束的速度快慢，來控制執(zhí)行動作的速度，比如向上快速揮動遙控器使光束快速向上掃過電動玩具，則電動玩具快速前進(jìn)，向上慢慢揮動遙控器使光束慢慢向上掃過電動玩具，則電動玩具慢慢前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)帶模擬量的遙控。根據(jù)對不同玩具控制的要求，可對這種模擬量的量化設(shè)置不同的級數(shù)，如I一 10級，但一般來說，對大多玩具的動作速度，設(shè)置2級(即快和慢)或3級(即快、中和慢)，已經(jīng)能夠滿足要求了。該改進(jìn)以簡單的方法，實(shí)現(xiàn)對電動玩具帶模擬量的遙控，使遙控功能和對抗性操作更強(qiáng)大更豐富，而且遙控器無需采用復(fù)雜的帶電位器操作桿，也無需增加電路，遙控操作更是簡單直觀，更加好玩。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】 圖1是本發(fā)明工作原理示意圖。圖2是光敏元件設(shè)置在電動玩具上的示意圖。圖3是本發(fā)明的電動玩具的一種控制電路的電路圖。圖4是本發(fā)明的電動玩具的另一種控制電路的電路圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】 下面根據(jù)附圖，對如何實(shí)施本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0021]需要說明的是，本發(fā)明目的在于公開一種能夠?qū)剐赃b控的遙控電動玩具，而對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)，比如電動玩具的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過電機(jī)配合機(jī)械機(jī)構(gòu)來驅(qū)動電動玩具執(zhí)行前進(jìn)、后退、停止、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)動作，屬于現(xiàn)有玩具技術(shù)。本發(fā)明所述電動玩具的控制電路，除了包括有用于識別光束移動方向或速度的識別電路，一般還包括有對識別電路輸出的控制信號進(jìn)行功率放大以便用于驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的驅(qū)動電路。而本發(fā)明所涉及電路的一些基本功能，包括對光線的接收和強(qiáng)度的檢測，對電壓信號的模數(shù)(A / D)轉(zhuǎn)換和運(yùn)算比較，通過調(diào)整工作電壓或P WM脈寬調(diào)制對電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速的控制、從而控制電動玩具的運(yùn)動速度，也包括如何采用單片機(jī)MCU或D S P或其他電路根據(jù)本發(fā)明的工作原理和邏輯而設(shè)計(jì)出各種具體電路和程序進(jìn)行工作，都屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】和玩具遙控的常用技術(shù)，本發(fā)明不做詳細(xì)敘述。而且，為了簡潔，本發(fā)明附圖的電路圖只畫出跟工作原理相關(guān)的元件，其他電路部分如電源、濾波、時鐘、復(fù)位、輸入的抗干擾，輸出的功率放大與驅(qū)動等相關(guān)電路，屬于常識，也沒畫出。
[0022]圖1是本發(fā)明工作原理示意圖。為了便于敘述工作原理，本申請的實(shí)施例采用電動玩具車來說明其工作原理，而實(shí)際對于其他電動玩具，其工作原理顯然是一樣的。
[0023]圖1中，本發(fā)明包括兩只相同的遙控器I和電動玩具也即玩具車2，使用時兩個操作者各自單手持一只遙控器I發(fā)射一束能夠照射到玩具車2的遙控光束3，并根據(jù)遙控意圖揮動遙控器，使彼此的遙控光束3在玩具車車身上產(chǎn)生移動，或稱掃動、揮動；玩具車2通過車身上的光敏元件接收光束3，玩具車的電子電路識別出遙控光束的移動方向，以此來控制玩具車的動作。遙控器發(fā)射的光束，可以是光線接近平行的柱形光束，或光線呈小角度擴(kuò)散的錐形光束。遙控器采用電源驅(qū)動發(fā)光管如L E D發(fā)光再經(jīng)過聚光形成光束，屬于常用電光技術(shù)。采用柱形光束時光束照射面積較小，光線集中，能進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的遙控，典型的可采用或參照多媒體教學(xué)常用的帶小功率激光管的激光教鞭；圖1采用的是錐形光束，錐形光束的照射面積較大，能更容易地照射到玩具車車身上，方便操作，可采用或參照各種帶聚光的小型L ED手電筒。
[0024]玩具車包括有光敏元件、控制電路、和用于驅(qū)動玩具車執(zhí)行遙控動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。光敏元件安裝在玩具車車身上，可以是車身的后側(cè)面，或者車身的頂面，使得工作時更容易被遙控光束所照射到。光敏元件前面一般還加有跟遙控光束相對應(yīng)的濾色片，比如紅色光束便配合紅色濾光片，有些光敏元件自身帶有濾光片。光敏元件根據(jù)光照的不同狀態(tài)輸出不同電信號并送到控制電路，控制電路根據(jù)光敏元件的信號變化，識別出光束的移動方向，以此識別出遙控意圖，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)動作。對于控制電路如何識別遙控光束的移動方向，并以此識別出遙控意圖和對玩具車進(jìn)行控制，下面對此進(jìn)行詳細(xì)敘述。
[0025]對于實(shí)現(xiàn)玩具車前進(jìn)和后退的遙控，首先玩具車執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即通過電機(jī)帶動車輪來驅(qū)動玩具車做前進(jìn)和后退的動作；本發(fā)明采用的方案是:在玩具車車身的同一受光面上的上下方向(即垂直方向，也即Y軸)的不同位置至少設(shè)置有兩只用于接收遙控光束的光敏元件；控制電路根據(jù)不同位置上光敏元件的信號變化的先后次序，來識別遙控光束在上下方向上的移動方向，以此識別遙控意圖，并控制行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)做相應(yīng)的動作。一個實(shí)施例如圖2，在玩具車4車身的頂面上，在上下方向(當(dāng)玩具車平放時，圖2的上下方向也即前后方向)兩個位置分別設(shè)置有光敏元件G 2和G 3，來接收遙控光束在上下方向上的移動變化。玩具車的電路如圖3。光敏元件G 2、G 3分別串聯(lián)電阻R 2、R3構(gòu)成2路光束接收電路，其輸出連接到控制電路的單片機(jī)M CU 2的輸入端I O 2和I
03。MCU2根據(jù)102和103的電壓變化來識別遙控光束的移動方向，輸出相應(yīng)的控制信號?？刂齐娐芬话氵€包括有對MCU 2控制信號進(jìn)行功率放大的驅(qū)動電路，驅(qū)動電路的輸出作為控制電路的輸出端，連接到行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動玩具車執(zhí)行前進(jìn)或后退動作。對遙控光束移動方向的識別，本發(fā)明公開下述兩種識別技術(shù):
第一種識別技術(shù)是在玩具車同一受光面不同位置的光敏元件都沒有被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據(jù)不同位置的光敏元件接收到遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。也即開始時G 2和G 3都沒有受光束照射，這時M C U 2的I O 2和I O 3輸入都是低電壓信號，作為初始狀態(tài)。然后當(dāng)光束從外圍掃過玩具，根據(jù)G 2和G3受到光束照射的先后次序來識別光束的移動方向。比如當(dāng)光束是自下向上的掃過G 3和G 2時，則G 3和G 2先后接收到短暫的光束照射，I O 3和I O 2先后輸入高電壓脈沖信號，于是MC U 2以此識別光束是自下向上移動，控制電路的輸出驅(qū)動行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動玩具車向前前進(jìn)。根據(jù)I O 3和I O 2輸入電壓信號的時間差(也即時間間隔)的長短，還可得出光束移動速度的快慢(速度等于兩光敏元件之間的距離除以時間差，所以反比于時間差，即時間差的倒數(shù))，并以此作為調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的參數(shù)，使前進(jìn)速度受光束移動速度的控制，實(shí)現(xiàn)帶模擬量的遙控。當(dāng)光束是自上向下掃過G 2、G 3時，則工作狀態(tài)相反，結(jié)果是使行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動玩具車后退，并同樣可實(shí)現(xiàn)帶模擬量的控制。為了避免誤動作，最好設(shè)定一個檢測周期，當(dāng)光敏元件G 2和G 3任一只先接收到光束照射時，檢測周期即為開始，只有在檢測周期內(nèi)檢測到另一只光敏元件也接收到光束照射，才做出有效識別。一個檢測周期過后，電路重新進(jìn)入初始狀態(tài)。檢測周期可設(shè)為O。I到I秒。該識別技術(shù)隨著遙控光束的掃動直接反應(yīng)，反應(yīng)速度快。
[0026]第二種識別技術(shù)比較違背常規(guī)思維，在玩具車同一受光面不同位置的光敏元件同時被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據(jù)不同位置的光敏元件脫離遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。具體是，操作者首先將遙控光束覆蓋照射到玩具車車身上，使G 2和G 3同時被光束所全照射，這時單片機(jī)M C U 2的輸入端I O 2和I O3同時輸入高電壓信號。然后將遙控光束從玩具車車身向上下移動，根據(jù)G 2、G 3脫離光束照射的先后次序來識別出光束的移動方向。比如先將光束覆蓋照射在G 2和G 3上，然后向上揮動光束，則G 3比G 2先脫離光束的照射，I O 3比I O 2先失去高電壓信號，于是MC U 2以此識別光束是自下向上移動，控制電路的輸出控制行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動玩具車前進(jìn)。同樣，根據(jù)I O 3和I O 2先后失去高電壓信號的時間差的長短，可以得出光束移動速度的快慢，并以此作為調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的參數(shù)，使前進(jìn)速度受光束移動速度的控制，實(shí)現(xiàn)帶模擬量的遙控。當(dāng)光束是向下?lián)]動離開玩具車時，G 2比G 3先脫離光束照射，則工作狀態(tài)相反，結(jié)果是使玩具車后退，并同樣可實(shí)現(xiàn)帶模擬量的控制。
[0027]該識別技術(shù)適合具有較大照射面積的錐形光束，操作時需要先將光束覆蓋全照射在玩具車身上，優(yōu)點(diǎn)是光束在一個方向的移動便具有無光照、向上移動、向下移動、全照射共四種狀態(tài)，控制更靈活多變。特別是G 2和G 3同時被光束照射且光束沒有移動的全照射狀態(tài)，可使玩具車保持在停止不動的停車狀態(tài)，當(dāng)光束向上移動，則玩具車前進(jìn)；當(dāng)光束向下移動，則玩具車后退；沒有光束照射則識別為沒有新的遙控意圖，繼續(xù)保持原有的前進(jìn)、后退或停車狀態(tài)；而在前進(jìn)或后退過程中如果再被光束全照射，則又進(jìn)入停車狀態(tài)。更巧妙的是:在被光束全照射的停車狀態(tài)中，如果由于其他因素玩具車脫離光束照射范圍，比如由于慣性向前沖出光束照射范圍，在上面的G 2脫離光束照射的時候，控制電路會誤識別為光束向下移動，于是驅(qū)動行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使玩具車后退，直到G 2重新回到光束照射范圍，反而也一樣，使得玩具車就像被捕捉在錐形光束里面一樣，稱為捕捉狀態(tài)，非常巧妙，是本發(fā)明優(yōu)選的一種識別技術(shù)。
[0028] 上述遙控光束在上下方向即垂直方向Y軸上下移動的識別控制技術(shù)，可滿足只具有前進(jìn)和后退動作的玩具車的遙控操作。而對于還帶有左右轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、即通過轉(zhuǎn)向電機(jī)或電磁機(jī)構(gòu)(電磁舵機(jī))來驅(qū)動玩具車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的動作控制，則本發(fā)明可通過遙控光束在左右方向(即水平方向，即X軸)的左右移動來實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向的遙控。如圖2，在玩具車4的機(jī)身上，在同一受光面的左右兩個位置還設(shè)置有兩只光敏元件G 4和G 5，分別與電阻R 4、R 5構(gòu)成光束接收電路，其輸出連接到M CU 2的輸入端104和105?MCU2根據(jù)I O 4和I O 5的電壓變化來識別遙控光束在左右方向上的移動方向，控制電路的另一路輸出通過轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動玩具車進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，如圖3，其工作原理，包括兩種識別技術(shù)，跟上下方向的識別是一樣的。
[0029]圖2和圖3的實(shí)施例的識別技術(shù)都是以兩只光敏元件來進(jìn)行工作，這是識別光束移動方向的最少數(shù)量，如果增加光敏元件的數(shù)量，顯然也能夠根據(jù)同樣原理實(shí)現(xiàn)對光束移動方向的識別，只是增加了材料。
[0030]對于玩具車前進(jìn)和后退的遙控，本發(fā)明還可通過對“光源逼近玩具車的移動”和“光源離開玩具車的移動”的識別來實(shí)現(xiàn)遙控，即通過遙控光束在遙控器與玩具車的直線方向上(相當(dāng)于坐標(biāo)軸Z軸)的向前和向后這兩種移動變化來傳遞遙控指令。具體方案是:在玩具車車身設(shè)置有光敏元件來接收遙控光束，控制電路通過光敏元件的信號強(qiáng)度的變化來識別光束強(qiáng)度的變化，進(jìn)而識別出光束的移動方向。當(dāng)光束強(qiáng)度變大時識別為光束光源在逼近玩具車，當(dāng)光束強(qiáng)度變小時識別為光束光源在離開玩具車，以此實(shí)現(xiàn)兩種指令的遙控。該方式比較適合于錐形光束。
[0031]實(shí)現(xiàn)上述方案的一種電路如圖4。設(shè)置在玩具車車身上的光敏元件G I，和電阻R I構(gòu)成光束接收電路，其輸出連接到控制電路的單片機(jī)M C U I的一個具有模數(shù)(A /D)轉(zhuǎn)換功能的輸入端口 I O I，當(dāng)沒有光束照射到G I時，G I的暗電阻很大，輸出為很低的電壓，當(dāng)光束照射到G I時，G I電阻變小，輸出電壓變大，光強(qiáng)度越大，則輸出電壓越高。MC U I不斷檢測讀取I O I電壓數(shù)值，并對前后的數(shù)值進(jìn)行比較，判斷光束的移動方向的情況，控制電路的輸出通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來驅(qū)動玩具車的前進(jìn)或后退。
[0032]具體的操作和識別過程為:1、當(dāng)操作者將遙控光束照射到玩具車上，但保持遙控器靜止即光束不移動，這時光敏元件G I接收到強(qiáng)度不變的遙控光束，I O I的電壓較高(高于設(shè)定閥值，該閥值略大于環(huán)境光線下光束接收電路的輸出值)，但電壓數(shù)值保持不變(變化值很小)，則識別遙控意圖為靜止，于是控制電路的輸出控制行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使玩具車保持停車狀態(tài)。2、當(dāng)操作者將遙控光束照射到玩具車上，并使遙控器逼近玩具車即是使光束光源向著玩具車方向向前移動，這時光敏元件G I接收到強(qiáng)度不斷變大的遙控光束，IO I的電壓較高且在變大，則識別遙控意圖為向前前進(jìn)，于是控制電路的輸出通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動玩具車向前前進(jìn)。而且根據(jù)電壓信號變大的變化速率，取得光束移動速度的信號，來控制電機(jī)的工作功率從而控制玩具車前進(jìn)的速度，當(dāng)光束強(qiáng)度變大變得越快，則前進(jìn)速度越快，反之則越慢，實(shí)現(xiàn)帶模擬量的控制。3、當(dāng)操作者將遙控光束照射到玩具車上，并使遙控器遠(yuǎn)離玩具車即是使光束光源沿著玩具車方向向后移動，這時光敏元件G I接收到強(qiáng)度不斷變小的遙控光束，I O I的電壓較高但在不斷變小，則識別遙控意圖為后退，于是控制電路的輸出通過行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使玩具車向后退。同樣可根據(jù)電壓信號變小的變化速率，取得光束移動速度的信號，來控制電機(jī)的工作功率從而控制玩具車后退的速度，當(dāng)光束強(qiáng)度變小得越快，則后退速度越快，反之則越慢。4、當(dāng)操作者沒有將遙控光束照射到玩具車上，這時光敏元件沒有接收到光束，I O I的電壓較小(小于設(shè)定閥值)，則識別為無新的遙控意圖，于是控制電路的輸出使玩具車保持原來的運(yùn)動狀態(tài)。(原來的運(yùn)動狀態(tài)包括前進(jìn)、后退或停車)。就是說如果移動光束使玩具車前進(jìn)，之后即使關(guān)閉光束，玩具車仍保持原來的前進(jìn)狀態(tài)，直至將光束重新照射到玩具車并保持不動，才使玩具車停下來。有些玩具車沒有后退的動作，只有前進(jìn)或停止，則后退的動作只能執(zhí)行為停車狀態(tài)。
[0033]本發(fā)明為了敘述工作原理的方便，將圖4的實(shí)施例獨(dú)立分開敘述。實(shí)際使用中，圖4的實(shí)施例也可以跟圖2和圖3結(jié)合在一起。光敏元件G I可跟G 4和G 5設(shè)置在同一受光面，采用同一單片機(jī)，G I用于識別實(shí)現(xiàn)玩具車前進(jìn)和后退的遙控，G 4和G 5用于識別實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向的遙控。甚至也可利用G 4和G 5的其中一只光敏元件來兼容作為G I，因?yàn)閮烧叩淖R別技術(shù)是不一樣的，在識別和控制上能夠做到按照不同識別技術(shù)進(jìn)行工作。
[0034]而由于本發(fā)明帶有兩個相同的遙控器，使用時兩個操作者各自手持一只遙控器發(fā)出遙控光束，彼此根據(jù)遙控意圖揮動遙控器使遙控光束照射到電動玩具機(jī)身上并產(chǎn)生移動，由于兩束遙控光束相同，既可以先后作用在光敏元件上，也可以同時疊加作用在光敏元件上，所以這時兩束遙控光束在電動玩具機(jī)身上的移動和變化便體現(xiàn)了兩個操作者的遙控意圖，當(dāng)兩者的遙控意圖不一樣時，便體現(xiàn)了兩者的對抗性，而電動玩具的控制電路通過光敏元件接收這些遙控光束的遙控意圖，并控制電動玩具做相應(yīng)的動作，實(shí)現(xiàn)對這種對抗性遙控的反應(yīng)和執(zhí)行。必要時，還可以帶有三只或以上的遙控器，由多人對電動玩具進(jìn)行對抗性遙控，使其趣味性更大。
[0035]遙控器還可包括有調(diào)制電路，使其發(fā)射的遙控光束帶有用于抗干擾的調(diào)制信息。比如采用振蕩電路產(chǎn)生高頻波來調(diào)制光束，或者采用編碼電路產(chǎn)生編碼信息來調(diào)制光束。相應(yīng)地在玩具車上帶有對調(diào)制信息進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路。這屬于遙控的常用手段。但本發(fā)明的遙控光束帶有調(diào)制信息的目的并非攜帶遙控信息，而是:1、更好提高抗干擾性，避免環(huán)境光線的干擾；2、使不同的遙控光束彼此不會互相干擾。
[0036]本發(fā)明的遙控器還可設(shè)置有能夠發(fā)射不同遙控光束的兩只發(fā)光管。在平時由一只發(fā)光管工作發(fā)射一種遙控光束，在需要時通過開關(guān)切換另一只發(fā)光管工作來發(fā)射另一種光束。(市場上便有能夠變換光束顏色的LED手電)。這些光束是紅外光束、紅色可見光束、綠色可見光束、紫色可見光束、帶有調(diào)制信息的紅外光束、帶有調(diào)制信息的可見光束的其中不同的兩種。在玩具車上采用相應(yīng)的光敏元件和濾光片來配合工作。該技術(shù)可用于針對不同方向的遙控，比如前進(jìn)后退方向采用紅色光束來遙控，左右轉(zhuǎn)向采用綠色光束來遙控，避免不同方向的遙控偶爾可能出現(xiàn)的互相干擾，提高工作的可靠性能。
【權(quán)利要求】
1.一種可雙人對抗遙控的電動玩具，包括包括電動玩具和遙控器，電動玩具包括有用于驅(qū)動電動玩具執(zhí)行遙控動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述遙控器包括有兩只相同的遙控器，兩只遙控器均包括有發(fā)光管，發(fā)光管用于發(fā)射一束能夠照射到電動玩具的、能夠在電動玩具上進(jìn)行移動的遙控光束；電動玩具包括有用于接收遙控光束的光敏元件；和用于識別遙控光束移動方向并根據(jù)遙控光束移動方向來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制電路；光敏元件連接到控制電路輸入端；控制電路的輸出連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述遙控光束的移動，是遙控光束在電動玩具同一受光面上向著不同方向的移動，每一個移動方向?qū)?yīng)著特定的遙控信息；包括往下移動、往上移動、往左移動、往右移動、光源逼近電動玩具的移動、和光源離開電動玩具的移動中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有用于驅(qū)動電動玩具前進(jìn)和后退的行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:在電動玩具機(jī)身同一受光面的上下方向的不同位置至少設(shè)置有兩只用于接收遙控光束的光敏元件；控制電路根據(jù)不同位置上光敏元件的信號變化的先后次序，來識別遙控光束在上下方向上的移動方向；控制電路的輸出連接到行進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括有用于驅(qū)動電動玩具進(jìn)行左右轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:在電動玩具機(jī)身的同一受光面上的左右方向的不同位置至少設(shè)置有兩只用于接 收遙控光束的光敏元件；控制電路根據(jù)不同位置上光敏元件的信號變化的先后次序，來識別遙控光束在左右方向上的移動方向；控制電路的輸出連接到轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述識別過程如下:首先將遙控光束照射到電動玩具機(jī)身上，使同一受光面不同位置的光敏元件同時被遙控光束所照射到，然后使遙控光束從玩具機(jī)身向周圍移動，根據(jù)不同位置的光敏元件脫離遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3或權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述的控制電路通過光敏元件接收遙控器發(fā)射的遙控光束，識別出遙控光束移動的方向和速度；并根據(jù)遙控光束移動的方向和速度，來控制電動玩具以不同速度執(zhí)行動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述的控制電路，通過兩個不同位置的光敏元件的信號變化的時間差，來識別遙控光束的移動速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述的遙控器，還包括有調(diào)制電路，使遙控器發(fā)射的遙控光束包含有用于抗干擾的調(diào)制信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述遙控器發(fā)射的遙控光束，是柱形光束，或者是錐形光束；所述遙控器發(fā)射的遙控光束，采用可見光束，或者紅外光束；當(dāng)遙控光束采用可見光束時，采用紅光、或綠光、或藍(lán)光、或紫光的光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的所述的可雙人對抗遙控的電動玩具，其特征在于:所述的遙控器，各自設(shè)置有兩只不同的發(fā)光管，能夠發(fā)射不同的遙控光束，這些遙控光束是紅外光束、紅色可見光束、綠色可見光束、紫色可見光束、帶有調(diào)制信息的紅外光束、帶有調(diào)制信息的可見光束其中的`不同的兩種。
【文檔編號】A63H30/04GK103520935SQ201310427799
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】徐志強(qiáng) 申請人:徐志強(qiáng)