CN104102221A - 智能轨道竞速车玩具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用结合智能终端的轨道竞速玩具，包含轨道竞速玩具车、控制板、变轨板、计时板、服务站板、外置显示屏、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、轨道、智能终端设备、联网设备、网络服务器，以及运行在各玩具组件、智能终端和网络服务器上的软件系统。多个用户可以通过有线、无线遥控器或智能终端控制其竞速玩具车进行比赛；不同场地的玩家可以通过互联网实现异地联网竞速比赛；轨道车中具有加速度和陀螺仪传感器，运行在服务器或智能终端终端中的应用软件可以对小车发出控制指令，实现用户与网络用户或虚拟用户之间的竞速比赛，进一步增强了玩具的可玩性。

Description

智能轨道竞速车玩具及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能玩具及其控制方法，特别是一种采用轨道供电的智能轨道竞速玩具及其控制方法。 

背景技术

现有的轨道竞速车在控制信号传输时多以模拟信号为主，一方面主控板和轨道车之间的控制信号通过轨道传输，传输速率低、易受干扰，另一方面，玩具采用单向控制模式，即用户通过遥控器输出控制指令到轨道车，轨道车执行相关指令而运行，用户只能通过视觉判断其运行状态，增加了用户控制难度，降低了对新用户的吸引力。 

进入21世纪以来，移动互联网为代表的互联网技术迅猛发展，网络用户覆盖率迅速提高，面对网络游戏和手机游戏的多感官刺激和社交诱惑，传统玩具对用户的吸引力日渐降低，网络游戏手机游戏对青少年的成长既有积极的影响，但其不良后果也日益受到广大父母和教育人士的诟病。开发一些趣味、益智、联网、互动，适合伙伴、亲子协作的玩具将有助于丰富青少年儿童的生活。 

发明内容

本发明公开了一种采用结合智能终端的轨道竞速玩具，包含轨道竞速玩具车、控制板、变轨板、计时板、服务站板、外置显示屏、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、轨道、智能终端设备、联网设备、网络服务器，以及运行在各玩具组件、智能终端和网络服务器上的软件系统。轨道系统由适量的轨道板、控制板、变轨板、计时板、服务站拼接组成，为轨道竞速车提供物理支撑和电源；一辆或多辆竞速玩具车运行在闭合的轨道之上，并从轨道上获取能量驱动自身运转；有线遥控器通过线缆、无线遥控器通过射频或红外线信号、智能终端通过线缆或无线信号分别与主控板建立通讯链接并传送控制信号，主控板将处理后的控制指令发送到与遥控器配对的竞速车；通过主控板可实现竞速车与遥控器或智能终端的配对；轨道板上有一条或多条导电轨道，当存在多条轨道时，配合换轨板与遥控器，用户可以控制轨道竞速车从一个轨道变换到其他轨道；计时板能够识别运行在轨道上的竞速车并实现用时与速度测量，测量结果通过主控板上的显示屏或外置显示器或智能终端显示，更进一步的可以通过运行在智能终端上的软件传输到网络服务器，实现异地联网竞速比赛；轨道车中具有加速度和陀螺仪传感器，轨道车的运行状态信息可以直接或通过主控板传输到智能终端中，智能终端中运行的控制软件可以接收、处理和通过网络共享相关数据，运行在服务器或智能终端终端中的应用软件可以对小车发出控制指令，实现用户与网络用户或虚拟用户之间的竞速比赛。 

本发明所提供的智能轨道竞速玩具包括轨道竞速车、主控板、换轨板、计时板、服务站板、外置显示器、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、轨道板，智能终端、联网设备、网络服务器，以及运行在轨道竞速车、主控板、换轨板、计时板、服务站板、外置显示器、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、智能终端、联网设备、网络服务器中的控制软件系统。 

本发明带来的有益效果是，支持用户量大，支持智能终端，支持异地用户和虚拟用户，可玩性强。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 

图1为本智能轨道竞速车玩具的组成结构图。 

图2为本智能轨道竞速车玩具中轨道车的内部控制电路原理图。 

图3为本智能轨道竞速车玩具中控制板的内部控制电路原理图。 

图4为本智能轨道竞速车玩具中换轨板的内部控制电路原理图。 

图5为本智能轨道竞速车玩具中测速板的内部控制电路原理图。 

图6为本智能轨道竞速车玩具中维修站板的内部控制电路原理图。 

图7为本智能轨道竞速车玩具中外置显示器的内部控制电路原理图。 

图8为本智能轨道竞速车玩具中有线遥控器实现方式一的内部控制电路原理图。 

图9为本智能轨道竞速车玩具中有线遥控器实现方式二的内部控制电路原理图。 

图10为本智能轨道竞速车玩具中无线遥控器的内部控制电路原理图。 

图11为本智能轨道竞速车玩具中功能扩展配件的内部控制电路原理图。 

具体实施方式

本发明所提供的智能轨道竞速玩具包括轨道竞速车、主控板、换轨板、计时板、服务站板、外置显示器、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、轨道板，智能终端、联网设备、网络服务器，以及运行在轨道竞速车、主控板、换轨板、计时板、服务站板、外置显示器、有线遥控器、无线遥控器、功能扩展配件、智能终端、联网设备、网络服务器中的控制软件系统。 

所述的轨道竞速车内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、加速度传感器、陀螺仪传感器、按键输入电路、马达驱动电路、光电驱动电路、声音驱动电路、轨道取电接口，处理器与电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、加速度传感器、陀螺仪传感器、按键输入电路、马达驱动电路、光电驱动电路、声音驱动电路直接相连，轨道取电接口与电源管理电路相连。 

所述的主控板内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、按键输入电路、有线遥控器接口电路、扩展模块接口电路、红外计时模块、显示模块、语音模块，其中处理器与电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、按键输入电路、有线遥控器接口电路、扩展模块接口电路、红外计时模块、显示模块、语音模块直接相连，有线遥控器接口电路与一个或多个有线遥控器连接，处理器通过无线射频通讯模块、红外通讯模块与轨道竞速车、外置显示器、无线遥控器、智能终端连接， 扩展模块接口电路与功能扩展配件连接。 

所述的换轨板内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、马达驱动电路，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、马达驱动电路直接相连。 

所述的计时板内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、显示模块、外置显示器接口电路，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、显示模块、外置显示器接口电路直接相连，处理器通过外置显示器接口电路与外置显示器连接。 

所述的服务站板内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、马达驱动电路，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块、红外通讯模块、马达驱动电路直接相连。 

所述的外置显示器内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、按键输入电路、接口电路、显示屏驱动电路、显示屏，处理器与电源管理电路、按键输入电路、接口电路、显示屏驱动电路直接相连，处理器通过显示屏驱动电路与显示屏相连，接口电路与主控板或计时板相连。 

所述的有线遥控器内部控制电路包含：接口电路、按键输入电路、电位器，接口电路与按键输入电路、电位器直接相连，接口电路与主控板相连。 

所述的有线遥控器另一种内部控制电路包含：处理器、接口电路、按键输入电路、电位器，处理器与接口电路、按键输入电路、电位器直接相连，处理器（704）通过接口电路与主控板相连。 

所述的无线遥控器内部控制电路包含：处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、按键输入电路、电位器、马达驱动电路、光电驱动电路、声音驱动电路，处理器与电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块、红外通讯模块、按键输入电路、电位器、马达驱动电路、光电驱动电路、声音驱动电路直接相连。 

所述的功能扩展配件内部控制电路包含：处理器、外部接口电路，电源管理电路、功能扩展模块，处理器与外部接口电路，电源管理电路、功能扩展模块直接相连，外部接口电路通过电源管理电路与处理器相连，外部接口电路与主控板相连。 

所述的智能控制方法由运行在轨道车、主控板、遥控器、智能终端、网络服务器中的应用程序共同实现，包括以下步骤： 

1）用户通过控制器发出控制指令；

2）主控板接收、处理控制指令，并将处理后的控制指令发送至对应的轨道车；

3）轨道车接收主控板发送的控制指令，操纵自身的机械和声光电设备；

4）变轨板采集轨道车发出的控制信号，并根据指令操纵变轨机构；

5）轨道车采集自身运行参数并上传至主控板；

6）计时板采集轨道车运行信息上传至主控板；

7）主控板将轨道车、计时板上传的信息处理后上传至控制器或网络服务器；

8）智能终端或网络服务器存储并分发相关数据；

所述步骤1）中，包括本地控制、远程控制和虚拟用户三种方式，

1-1）本地控制方式：用户通过有线遥控器、无线遥控器或智能终端将控制指令传输到主控板；

1-2）远程控制：用户通过联网的智能终端将控制指令通过网络设备传输到主控制板；

1-3）虚拟用户：运行在智能终端或网络服务器上的应用以本身控制的轨道车传输的运行参数和其他用户（若有）控制的轨道车的运行参数为输入，根据一定的算法，计算出合适的控制指令传输到主控板。

Claims (12)

1.一种智能轨道竞速玩具，包括轨道竞速车（1），参与拼接成轨道系统的主控板（2）、换轨板（3）、计时板（4）、服务站板（5），与主控板（2）或计时板（4）连接的外置显示器（6），与主控板（2）通过线缆连接的有线遥控器（7），与主控板（2）通过无线射频或红外信号连接的无线遥控器（8），与主控板（2）通过接口连接的功能扩展配件（9），轨道板（10），与主控板（2）通过无线射频信号或线缆连接的智能终端（11），联网设备（12），网络服务器（13），以及运行在轨道竞速车（1）、主控板（2）、换轨板（3）、计时板（4）、服务站板（5）、外置显示器（6）、有线遥控器（7）、无线遥控器（8）、功能扩展配件（9）、智能终端（11）、联网设备（12）、网络服务器（13）中的控制软件系统。

2.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的轨道竞速车（1）内部控制电路包含：处理器（101）、电源管理电路（102）、非易失性存储模块（103）、无线射频通讯模块（104）、红外通讯模块（105）、加速度传感器（106）、陀螺仪传感器（107）、按键输入电路（108）、马达驱动电路（109）、光电驱动电路（110）、声音驱动电路（111）、轨道取电接口（112），处理器（101）与电源管理电路（102）、非易失性存储模块（103）、无线射频通讯模块（104）、红外通讯模块（105）、加速度传感器（106）、陀螺仪传感器（107）、按键输入电路（108）、马达驱动电路（109）、光电驱动电路（110）、声音驱动电路（111）直接相连，轨道取电接口（112）与电源管理电路（102）相连。

3.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的主控板（2）内部控制电路包含：处理器（201）、电源管理电路（202）、非易失性存储模块（203）、无线射频通讯模块（204）、红外通讯模块（205）、按键输入电路（206）、有线遥控器接口电路（207）、扩展模块接口电路（208）、红外计时模块（209）、显示模块（210）、语音模块（211），其中处理器（201）与电源管理电路（202）、非易失性存储模块（203）、无线射频通讯模块（204）、红外通讯模块（205）、按键输入电路（206）、有线遥控器接口电路（207）、扩展模块接口电路（208）、红外计时模块（209）、显示模块（210）、语音模块（211）直接相连，有线遥控器接口电路（207）与一个或多个有线遥控器（7）连接，处理器（201）通过无线射频通讯模块（204）、红外通讯模块（205）与轨道竞速车（1）、外置显示器（6）、无线遥控器（8）、智能终端（11）连接， 扩展模块接口电路（208）与功能扩展配件（9）连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的换轨板（3）内部控制电路包含：处理器（301）、电源管理电路（302）、无线射频通讯模块（303）、红外通讯模块（304）、马达驱动电路（305），处理器（301）与电源管理电路（302）、无线射频通讯模块（303）、红外通讯模块（304）、马达驱动电路（305）直接相连。

5.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的计时板（4）内部控制电路包含：处理器（401）、电源管理电路（402）、无线射频通讯模块（403）、红外通讯模块（404）、显示模块（405）、外置显示器接口电路（406），处理器（401）与电源管理电路（402）、无线射频通讯模块（403）、红外通讯模块（404）、显示模块（405）、外置显示器接口电路（406）直接相连，处理器（401）通过外置显示器接口电路（406）与外置显示器（6）连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的服务站板（5）内部控制电路包含：处理器（501）、电源管理电路（502）、无线射频通讯模块（503）、红外通讯模块（504）、马达驱动电路（505），处理器（501）与电源管理电路（502）、无线射频通讯模块（503）、红外通讯模块（504）、马达驱动电路（505）直接相连。

7.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的外置显示器（6）内部控制电路包含：处理器（601）、电源管理电路（602）、按键输入电路（603）、接口电路（604）、显示屏驱动电路（605）、显示屏（606），处理器（601）与电源管理电路（602）、按键输入电路（603）、接口电路（604）、显示屏驱动电路（605）直接相连，处理器（601）通过显示屏驱动电路（605）与显示屏（606）相连，接口电路（604）与主控板（2）或计时板（4）相连。

8.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的有线遥控器（7）内部控制电路包含：接口电路（701）、按键输入电路（702）、电位器（703），接口电路（701）与按键输入电路（702）、电位器（703）直接相连，接口电路（701）与主控板（2）相连。

9.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的有线遥控器（7）另一种内部控制电路包含：处理器（704）、接口电路（705）、按键输入电路（706）、电位器（707），处理器（704）与接口电路（705）、按键输入电路（706）、电位器（707）直接相连，处理器（704）通过接口电路（705）与主控板（2）相连。

10.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的无线遥控器（8）内部控制电路包含：处理器（801）、电源管理电路（802）、非易失性存储模块（803）、无线射频通讯模块（804）、红外通讯模块（805）、按键输入电路（806）、电位器（807）、马达驱动电路（808）、光电驱动电路（809）、声音驱动电路（810），处理器（801）与电源管理电路（802）、非易失性存储模块（803）、无线射频通讯模块（804）、红外通讯模块（805）、按键输入电路（806）、电位器（807）、马达驱动电路（808）、光电驱动电路（809）、声音驱动电路（810）直接相连。

11.根据权利要求1所述的一种智能轨道竞速玩具，其特征在于所述的功能扩展配件（9）内部控制电路包含：处理器（901）、外部接口电路（902），电源管理电路（903）、功能扩展模块（904），处理器（901）与外部接口电路（902），电源管理电路（903）、功能扩展模块（904）直接相连，外部接口电路（902）通过电源管理电路（903）与处理器（901）相连，外部接口电路（902）与主控板（2）相连。

12.所述的智能控制方法由运行在轨道车、主控板、遥控器、智能终端、网络服务器中的应用程序共同实现，包括以下步骤：

    1）用户通过控制器发出控制指令；

    2）主控板接收、处理控制指令，并将处理后的控制指令发送至对应的轨道车；

    3）轨道车接收主控板发送的控制指令，操纵自身的机械和声光电设备；

    4）变轨板采集轨道车发出的控制信号，并根据指令操纵变轨机构；

    5）轨道车采集自身运行参数并上传至主控板；

    6）计时板采集轨道车运行信息上传至主控板；

    7）主控板将轨道车、计时板上传的信息处理后上传至控制器或网络服务器；

    8）智能终端或网络服务器存储并分发相关数据；

    所述步骤1）中，包括本地控制、远程控制和虚拟用户三种方式，

    1-1）本地控制方式：用户通过有线遥控器、无线遥控器或智能终端将控制指令传输到主控板；

    1-2）远程控制：用户通过联网的智能终端将控制指令通过网络设备传输到主控制板；

    1-3）虚拟用户：运行在智能终端或网络服务器上的应用以本身控制的轨道车传输的运行参数和其他用户控制的轨道车的运行参数为输入，根据预测算法，计算出控制指令传输到主控板。