使用者手势可控制的移动装置的制造方法
【专利摘要】一种移动装置包括：主体、与主体耦接的至少一个驱动轮、配置成自动控制至少一个驱动轮的旋转移动从而选择性地控制主体的移动的控制结构；和与控制结构耦接并且配置成检测使用者的多种不同的移动的运动检测系统。控制结构基于使用者的不同的被检测到的移动，控制至少一个驱动轮的旋转移动以引起主体的不同移动。
【专利说明】使用者手势可控制的移动装置
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2014年9月29日提交的题为“Mobile Device Controllable WithUser Hand Gestures”的第14/499，526号美国专利申请的优先权，该申请要求于2013年10月 I 日提交的题为 “Mobile Device Controllable With User Hand Gestures” 的第61/885，248号美国临时申请的优先权，这两个申请的内容均并入本文中作为参考。
技术领域
[0003]本实用新型涉及包括传感器的移动装置，该传感器检测使用者的手势并且利用检测到的手势来控制移动装置的操作。
【背景技术】
[0004]诸如玩具车或其他交通工具的各种玩具装置可以由使用者通过使用例如遥控装置来控制，该遥控装置可以通过硬连线或无线的方式与玩具装置关联起来。这样的装置，尤其是无线遥控装置，经常需要有电源(例如，电池或其它电力源)用于玩具装置和遥控装置。此外，对这样的装置的控制对于诸如幼童的使用者来说可能是很复杂的。
[0005]期望提供一种尤其对于幼童来说易于控制的玩具装置。
【实用新型内容】
[0006]在一个实施例中，一种移动装置包括:主体、与主体耦接的至少一个驱动轮、配置成自动控制至少一个驱动轮的旋转移动从而选择性地控制主体的移动的控制结构;和与控制结构耦接并且配置成检测使用者的多个不同的移动的运动检测系统。该控制结构基于使用者的不同的被检测到的移动，控制至少一个驱动轮的旋转移动以引起主体的不同移动。
[0007]在另一个示例性实施例中，提供了一种控制移动装置的移动的方法，其中该移动装置包括主体、与主体耦接的至少一个驱动轮、配置成自动控制至少一个驱动轮的旋转移动的控制结构，和与控制结构耦接的运动检测系统。该方法包括:经由运动检测系统检测使用者的移动，和，基于不同的检测到的使用者的移动，经由控制结构，控制至少一个驱动轮的旋转移动以引起主体的不同移动。
【附图说明】
[0008]当参考附图阅读以下详细描述时，本实用新型的这些和/或其它特征、方面和优点将变得更好理解，在各个附图中，相似的符号代表相似的部分，其中:
[0009]图1示出了根据本实用新型的可通过使用者手势或使用者其它运动来控制的移动装置的示例性实施例的示意性框图。
[0010]图2是图1中的移动装置的示例性实施例的立体前视图，该移动装置被实施为玩具火车装置。
[0011]图3是图2中的玩具火车装置的平面仰视图。
[0012]图4是图2中的玩具火车装置的平面俯视图。
[0013]图5是图2中的玩具火车装置的前视图。
[0014]图6是图2中的玩具火车装置的立体后视图。
[0015]图7是图2中的玩具火车装置的立体图，其示出了玩具火车装置基于使用者手势进行的移动。
[0016]图8是与图2中的玩具火车装置相比备选玩具火车装置示例性实施例的平面俯视图。
[0017]尽管附图代表本实用新型的各种实施例和特征，但是附图并不必要按比例绘制，并且为了说明和解释本实用新型的示例性实施例可以夸大某些特征。本文中提出的范例以一种方式说明了本实用新型的若干方面，这样的范例不应被解释为以任何方式限制了本实用新型的范围。
【具体实施方式】
[0018]移动装置配置成可基于使用者做出的手势或其它检测到的运动来移动，无需使用者接触与移动装置相关联的任何控制按钮或装置。例如，使用者通过相对于移动装置做出简单的手势，可导致移动装置沿一个或多个方向移动，以及启动与移动装置相关联的其它操作。
[0019]参考图1，示出了移动装置2的示意图的示例性实施例，其包括控制器或处理器4、存储器6、用于实现如本文描述的某些使用者控制特征的一个或多个输入装置8、提供某种形式的输出(例如，音频、视频、灯光信号等等)的一个或多个输出装置10、实现对使用者做出的运动(例如，形式为手势)进行检测以实现基于检测到的运动对移动装置进行运动控制的运动检测器12，和用于在移动装置的运动期间检测迎面而来的物体或障碍物的接近度的接近传感器16。
[0020]移动装置2进一步包括一个或多个运动控制装置18，其控制移动装置2的移动性。例如，运动控制装置18可以包括与齿轮箱耦接的马达，其控制用于移动装置2的任意一个或多个驱动轮的操作，其中处理器4基于运动检测器12检测到的输入控制信号控制马达的操作(其中输入控制信号包括如本文描述的由使用者做出的手势和/或其它类型的运动)。
[0021]处理器4可以是任何适宜的微处理器，其可用于通过执行控制处理逻辑指令来实施装置2的电子操作，该控制处理逻辑指令或者集成为处理器4的一部分，或者(例如，作为软件)存储在装置2的存储器6内，并且能够由处理器4访问。存储器6可以由任何常规的或其它适宜的存储器存储装置来实现，并且可以包括任何适宜的存储容量。例如，存储器6可以包括形式为只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)的计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质进一步实现为物理/有形存储器存储装置的形式。处理器4和存储器6，以及与输入和输出装置8、10相关联的电子电路，以及运动检测器12，可以实施在同一个或不同的电路板上，该电路板设置在移动装置2内的某个适宜位置(例如，在装置的底盘或壳内)。在一些实施例中，处理器4和存储器6以及其它电路实施在同一个集成电路封装内。存储器6还存储运动检测控制信息14，本文中将对此做进一步的描述。
[0022]用于移动装置2的一个或多个输入装置8可以是，例如，配置为电源控制(例如，开/关)装置以及模式控制装置的按钮或开关，其控制电源以及装置的不同操作模式。实现使用者对移动装置的控制的其他类型的输入装置还可能包括，但不限于，小键盘、触控板或触摸屏(例如，包括图标的触摸屏，其中用户可选择该图标来控制移动装置的可操作性)、实现使用者的音频输入的麦克风、记录使用者的静态图像和/或视频图像的摄像头，等等。
[0023]—个或多个输出装置10可以是任何适宜类型的，包括用于输出不同声音的一个或多个扬声器、用于提供可视指示器的一个或多个LED或其他灯、在移动装置2的操作期间提供输出静态和/或视频图像的显示器(例如，LCD面板)，等等。
[0024]处理器4配置成对基于一个或多个输入装置8的使用者控制/操纵生成的输入信号进行处理，还在移动装置2的操作期间控制一个或多个输出装置10。处理器4进一步接收由运动检测器12检测到的运动检测控制信号，并基于存储器6存储的运动检测控制信息14限定的逻辑来对运动控制装置18的操作进行控制。例如，任意数目的不同运动检测控制信号可以基于由运动检测器12检测到的不同运动(例如，使用者做出的手势或其他身体部分移动)生成，且这些运动检测控制信号可以被处理器4解释以对运动控制装置18进行控制，从而导致移动装置的移动。可以被控制的不同类型的移动包括，但不限于，向前移动、反向移动、向左右转移动、初始移动、终止移动和控制移动装置2移动的速度。此外，运动检测控制信号可以基于由运动检测器12检测到的不同运动和/或不同使用者选定的操作模式生成，从而经由处理器4实现对移动装置2的一系列预先编程的移动、声音和/或其他类型输出的控制。
[0025]运动检测器12和接近传感器16可以是设置在与移动装置2相关的任何适宜的一个或多个位置处的任何适宜类型的检测机构或传感器，其实现对接近于传感器的移动或静态物体的检测。在示例性实施例中，运动检测和/或接近传感器可以配置为红外(IR)光发射器(本文中也称为IR发射器)和一个或多个IR光检测传感器(本文中也称为IR检测传感器)，其中IR发射器发出的光的反射光被一个或多个IR检测传感器检测到，以检测接近于IR发射器和IR检测传感器的物体以及物体的移动类型。
[0026]现在，将包括图1中示意性示出的特征的移动装置2的示例性实施例描述为图2至图7中示出的玩具火车102。应注意，玩具火车仅仅是为了举例的目的而示出的，而且本实用新型的特征可以在具有任何适宜设计的移动玩具装置中实现，该移动玩具装置包括，但不限于，玩具汽车、玩具卡车、玩具飞机、移动玩具动作人偶，等等。参考图2，玩具火车102包括中央主体部分104、连接在主体部分顶端处的大体上矩形的顶盖部分106，和连接在主体部分104底端处的车架部分105，该车架部分105包括车轮118、120，该车轮将玩具火车102支撑在火车在操作期间经过的表面上。尽管主体部分、顶盖部分和车架部分被示出为分离的部件，但应注意玩具火车可以配置成使得这些部分集成为单个部件(例如，模制成单个部件)。这些部分(以及与这些部分相关联的部件)可以由任何适宜的刚性材料构造成，该材料包括，但不限于，硬塑料材料、金属材料，等等。玩具火车102的主体部分104和/或其他部分可以包括提高玩具火车的美观外观和美感以便于年幼的使用者操作的任何适宜的标记(例如，提供:在玩具火车前表面部分上的面部的设计、在主体部分和/或其他部分的侧表面部分和/或任意其他表面部分上的数字、字母或任意其他适宜标记，从而为使用者提供火车的外观和美感)。
[0027]玩具火车102包括从主体部分104的顶部部分伸出的烟囱109和控制按钮108。如本文描述的，控制按钮108可以以朝向主体部分104的方向按下，以允许使用者改变玩具火车装置102的操作模式。具体而言，控制按钮108可以适当地被远离主体部分104向外偏置，这种情况下使用者能够逆着对按钮108的偏置朝向主体部分104按压控制按钮108，以启用适宜的控制电路，这种控制电路将玩具火车装置102的操作模式从当前模式改变为另一种模式。当使用者解除被施加到控制按钮108上的按压力时，控制按钮108被偏置回到其原始位置。
[0028]如图3中不出，在车架部分105的底部表面107上设置有开/关控制(例如，拨动)开关130，开关130可由使用者控制来将玩具火车102打开和关闭。控制开关130选择性地为控制玩具火车102的操作的电路提供电能。玩具火车102可以由任何适宜的一种或多种类型的电池供电，在这种情况下电池存放位置可以设置在主体部分104内(例如，在此可经由设置在主体部分104后端处的盒门(compartment door) 111到达电池存放位置，如图6中所示)。可替换地，玩具火车102可以由任何其他适宜的电力源供电(例如，太阳能供电，通过与电力供应源等相连的电源线，等等)。
[0029]在车架部分105的底部表面107上还设置有一对驱动轮118，该对驱动轮118由设置在主体部分104和/或车架部分105 (例如，如图1的示意性框图中示出的运动控制装置18的部分)内的马达驱动。驱动轮118可以置于车架部分105的后端处或附近(S卩，车架部分的后端对应于玩具火车的后端)。可选地，额外的轮120(例如，如图3中所示的两对轮120)还可以设置在沿车架底部表面107的一个或多个适宜位置处。额外的轮120尽管没有与马达相连，但是在驱动轮118被马达驱动时可以帮助玩具火车102移动。此外，根据玩具火车需要的特定设计，驱动轮可以设置在与车架部分105的底部表面107有关的其他适宜位置处(例如，以提供前轮驱动、后轮驱动、四轮或全轮驱动，等等)。驱动轮和额外的轮置于车架部分105的纵向或纵长的侧面附近，因此在玩具火车102放在支撑表面上时这些轮是可见的(例如如图2中所表示的)。脚轮122也设置在车架部分105的底部表面107。脚轮122置于车架部分105前端(其与玩具火车102前端相对应)附近，并且设置在弧形槽内，该弧形槽沿底部表面107设置在车架部分105的两个纵长侧面之间的大致中央位置。脚轮配置成辅助在火车操作期间玩具火车102的转向移动，如本文描述的。
[0030]电动马达是经由处理器4启动和操作的，这种情况下处理器4、存储器6和相关电气布线/电路设置在主体部分104和车架部分105中的一者或两者内。此外，齿轮箱(也设置在主体部分和/或车架部分内)可以与马达和驱动轮118相耦接，这种情况下可以经由处理器4来控制马达操作，从而沿第一(例如，顺时针)方向和第二 (例如，逆时针)方向旋转输出轴。齿轮箱包括适宜的齿轮传动结构，其也可以由处理器2控制，以便基于给定操作模式选择性地将马达输出轴的旋转力耦合到与驱动轮118中的一者或两者相关联的驱动轴(因此实现了沿顺时针或逆时针移动的方式和以选定旋转速度选择性地旋转一个或两个驱动轮118)。
[0031]参考图4，以以下方式针对玩具火车102实施运动检测器12。两个IR(红外)发射器114置于顶盖部分106的上表面上，彼此相距分离距离。第一发射器114-1设置在顶盖部分106的朝向玩具火车102前端延伸的一个纵长端附近，而第二发射器114-2设置在顶盖部分106的朝向火车102后部或后端延伸的相反纵长端附近。IR传感器112设置在两个IR发射器114之间。在图4的示例性实施例中，IR传感器112和IR发射器114定位在大致在顶盖部分106中心位置处沿纵长方向延伸的虚构线上。然而，应注意的是，IR发射器和IR传感器可以设置在实现如本文描述的玩具火车102的操作的任意其他适宜位置处。此外，尽管图2至图7示出了两个IR发射器和单个IR传感器的实施例，应注意的是，任意其他数目和配置的IR发射器和IR传感器也可以设置在沿着玩具火车的顶盖部分和/或任意其他适宜部分的不同位置处(例如，图8中所示的另一种配置的IR发射器和IR传感器)，前提是至少两个IR发射器设置成与彼此相距适宜的距离，并且足够接近于IR传感器，该IR传感器能够检测到由每个IR发射器发出的IR光的被反射后的IR光。
[0032]此外，如图4中所示，IR传感器112和IR发射器114设置成使得IR传感器的检测表面或区域以及每个IR发射器的发射表面或区域在同一个平面内或者处于任意其他适宜配置，使得在从任意IR发射器114发射IR信号期间，IR传感器112不能检测到来自这样的IR发射器114的IR光，除非IR光已经向IR传感器112反射。使用者的手或其它身体部分例如穿过由IR发射器114产生的IR光射束的运动，会导致来自IR发射器114的IR光信号向IR传感器112的方向反射，并且能被IR传感器112检测到。如果来自IR发射器114的IR光没有以任何方式被反射在IR传感器112和/或IR发射器114的一定距离范围内(例如，与IR传感器和/或IR发射器相距的距离在0.5米以内或更近，优选地为0.25米至0.30米)，则IR传感器112不能检测到来自IR发射器114的IR信号。因此，使用者必须将来自IR发射器114的IR信号反射到(例如，通过在IR发射器114上方挥舞使用者的手或其它身体部分)IR传感器112的预定检测范围内的距离处(例如，在距IR发射器0.5米或更近的距离内，优选地在距IR发射器0.25米至0.30米的距离内)。
[0033]在操作期间，每个IR发射器114-1、114_2发射与其它IR发射器发射的光的调制IR信号不同的光的调制IR信号。因此，被反射的来自IR发射器114-1或IR发射器114-2且被IR传感器112检测到的IR光能够被识别出与特定IR发射器相对应。IR传感器112耦合与处理器4和存储器6相关的电气线路，并且在检测到被反射的来自任何IR发射器114的IR信号时，提供由处理器4使用的与特定IR发射器114-1或114-2相关联的特定调制IR信号对应的特定电信号。因此，当使用者将IR发射器114-1发射的IR信号朝向IR传感器112反射回去(例如，通过横跨IR发射器114-1挥舞使用者的手或其它身体部分)时，IR传感器112检测到反射的IR信号并且提供用于由处理器2处理的电信号，该电信号与特定IR传感器114-1相对应。当IR传感器112检测到被反射的来自IR传感器114-2的IR信号时会发生类似的结果，这种情况下由IR传感器112提供的电信号与特定IR传感器114-2相对应。
[0034]通过将IR发射器114-1和114-2放置在彼此分离开的位置，结合发射不同的经调制的IR信号的每个IR发射器(这种情况下IR传感器112检测IR发射器114的不同IR信号，并且通过提供与不同检测IR信号相关联的不同电信号来辨别IR发射器)，使用者相对于IR发射器114做出的姿势或其它运动可被用于控制玩具火车102的移动和其它操作。具体而言，响应于使用者的手在顶盖部分106上方沿特定方向做出的运动，该运动使得两个IR发射器114-1、114-2反射作为它们相应的调制信号的IR光，IR传感器112能够基于对反射的由IR发射器发出的IR信号的检测顺序检测在特定方向上的这种手势或运动。
[0035]例如，使用者的手或其它身体部分在非常靠近顶盖部分106上方处做出的从玩具火车102的后部朝向前部的运动，使得在一定时间间隔内，使用者的手或其它身体部分首先经过IR发射器114-2并随后或者其次经过IR发射器114-1，导致IR传感器112首先检测到与IR发射器114-2相关联的反射IR光，然后IR传感器112其次检测到与IR发射器114-1相关联的反射IR光(例如，在对来自两个IR发射器的经反射的IR信号的检测之间的间隔时间不超过I至2秒)。响应于IR传感器112对反射IR信号的检测的这种顺序(S卩，首先检测到IR发射器114-2的反射IR信号，而其次检测到IR发射器114-1的反射IR信号)，导致IR传感器112提供一个或多个电信号，该电信号可以由处理器4用来控制马达的操作，以及一个或两个驱动轮118的相应旋转运动，以实现玩具火车102的向前运动。
[0036]在顶盖部分106上方使用者的手或其它身体部分做出的类似类型但是沿相反方向(例如，从玩具火车102的前部到后部)进行的运动，使得在一定时间间隔内IR传感器112首先检测到来自IR发射器114-1的反射IR信号随后或其次检测到来自IR发射器114-2的反射IR信号(例如，在检测到两个IR发射器的反射IR信号之间的时间间隔不超过I至2秒)，导致IR传感器提供一个或多个电信号，该电信号可以被处理器用来控制马达的操作，以及一个或两个驱动轮118的相应运动，以实现玩具火车102的反向运动。
[0037]使用者的手/其他身体部分相对于IR发射器114的其他协调运动能够导致IR传感器112检测到不同的反射IR信号和不同顺序，从而导致供处理器4使用的一个或多个相应电信号，用于控制玩具火车102的预编程的或其他的操作，诸如本文描述的示例类型的操作。
[0038]处理器4利用IR传感器112提供的电信号，基于作为运动检测控制信息14存储在存储器6中的控制逻辑来控制马达和/或齿轮箱的操作，该操作导致控制驱动轮118中一个或两个的旋转运动。例如，运动检测控制信息14可以包括查找表或其他适宜的数据配置，其中由IR传感器112提供的(并且是基于使用者相对于玩具火车102顶盖部分106的特定手/身体部分的姿势生成的)特定电信号(或电信号的顺序)与在被处理器4控制时将被执行的特定运动控制和/或其他操作相对应。
[0039]不同控制操作的示例包括:玩具火车102的向前运动(基于在特定顺序间隔内使用者首先使手/身体部分挥舞经过IR发射器114-2上方随后使手/身体部分挥舞经过IR发射器114-1上方)和玩具火车102的后向或向后运动(基于在特定顺序间隔内使用者首先使手/身体部分挥舞经过IR发射器114-1上方随后使手/身体部分挥舞经过IR发射器114-2上方)。处理器4还可以控制输出装置10输出与这种控制操作相对应的音频、视频、灯光信号等等。例如，玩具火车102的输出装置10可以包括一个或多个扬声器，诸如设置在玩具烟囱109内的扬声器110，其中对应于不同控制操作而输出(由存储器6存储的)预先录制的音频声音(例如，在用驱动轮118使玩具火车102进行向前或反向运动期间音频扬声器输出运动中的火车的声音)。类似地，还可以提供任意数目的灯(例如，玩具火车102的前灯)、视频显示器(例如，在火车前端的视频屏幕显示器，其显示预编程的静态和/或移动图像)等等也可作为由处理器控制的输出装置10，以增强与玩具火车102的受控的运动和其他操作相关联的输出特征。
[0040]如之前提到的，尽管图2至图7中示出的实施例示出具有两个IR发射器114和一个IR传感器112的玩具火车，但是本实用新型并不限于此实施例。在可替换实施例中，可以提供任意适宜数目的IR发射器(例如，3个或更多个)和任意适宜数目的IR传感器(例如，2个或更多个)以控制多种不同类型的运动(例如，基于由IR传感器检测到的由IR发射器发出的不同反射IR信号的特定顺序)。
[0041 ]图8中示出玩具火车102A的另一个示例实施例，其中在玩具火车的顶盖部分106上设置了四个11?发射器114-^、114-18、114-24和114-28，这种情况下每个11?发射器114发射不同的经调制的IR信号，该经调制的IR信号能够被IR传感器112检测到并能够被识别为与特定IR发射器相对应。IR发射器定位成使得两个IR发射器114-1A、114-1B设置在顶盖部分106上靠近火车102A的前侧，同时另外两个IR发射器114-2A、114-2B设置在顶盖部分106上靠近火车102A的后部或后侧。发射器114中的每一个置于大体上为矩形的顶盖部分106的角上。这种布置允许使用者的手/身体部分以选定顺序经过两个或更多个IR发射器上方，以控制多个不同的运动，诸如:组合的向前和左转运动(例如，通过在选定的时间间隔内挥舞使用者的手经过IR发射器114-1B然后经过IR发射器114-1A)、组合的向前和右转运动(例如，通过在选定的时间间隔内挥舞使用者的手经过IR发射器114-1A然后经过IR发射器114-1B)、组合的向后和左转运动(例如，通过在选定的时间间隔内挥舞使用者的手经过IR发射器114-2B然后经过IR发射器114-2A)，以及组合的向后和右转运动(例如，通过在选定的时间间隔内挥舞使用者的手经过IR发射器114-2A然后经过IR发射器114-2B)，这种情况下所有运动都是以与图2至图7的实施例中描述的方式相类似的方式实现的(例如，在不同的操作模式期间和/或基于从IR传感器112接收的与来自IR发射器114的不同顺序的检测IR信号相对应的不同电信号，处理器4控制驱动轮118和/或其它输出装置10的操作)。
[0042]使用者可按下控制按钮108以控制玩具火车102的不同操作模式。例如，在第一种操作模式中，IR传感器112根据使用者的手/身体部分移动经过哪些IR发射器，对来自不同IR发射器114的反射IR信号的检测会导致向前和反向运动。在另一种操作模式中，基于处理器4根据对IR传感器112所提供的电信号的处理所进行的控制，对来自不同IR发射器114的反射IR信号的检测可能导致玩具火车102执行不同的预编程的操作，处理器4进行的控制与作为运动检测控制信息14的一部分被存储器6存储的预编程操作的指令相对应。
[0043]在一种示例性操作模式中，可以由处理器4基于使用者的手/身体部分横跨IR发射器114-1和114-2的来回移动而启动预编程的操作。例如，使用者可以在距顶盖部分106适宜距离(例如，在0.5米内，优选地在0.25米至0.30米内)处相对于玩具火车102以连续的方式以从前向后和从后向前的方向挥舞他或她的手，使得交替地经过IR发射器114-1和114-2，导致对这些IR发射器所产生的不同IR信号交替反射。由于这样的运动，IR传感器112感测到交替的反射IR信号，并向电路提供与这种反射IR信号相关联的一个或多个对应的电信号，以供处理器4处理。一个或多个电信号，在通过使用运动检测控制信息14识别时，导致处理器4控制一个或多个输出装置(诸如音频扬声器110)输出声音和/或其它信息给使用者，指示即将发生的玩具火车102的运动。
[0044]处理器4可监视所检测到的前后移动的数目，以便响应于检测到的来自IR发射器114的反射的IR信号的特定数目，对玩具火车102的操作进行控制。可替换地，或者与监视前后运动的数目(即，由IR传感器112监视交替的IR信号的数目)相结合，来自IR传感器112的电信号交替的时间(该时间指示了使用者使他或她的手/身体部分来回经过IR发射器114发射的IR信号的路径的移动有多快)也可以通过使用处理器4来监视，并且可以用于确定马达和驱动轮118被激活的时间和/或马达操作并且玩具火车102相应地进行移动的速度。
[0045]例如，在这种选定的操作模式中，马达和驱动轮118最初可以是非工作的，使得玩具火车102是停止的(不移动)，并且处理器4可以控制操作使得音频命令(作为预编程消息存储在存储器6内)由扬声器110输出(例如，“挥舞你的手使其快速经过我的顶部，我将迅速前进!”)。还可以输出其他声音(例如，火车引擎发出的轰隆隆的运行的声音，其随着使用者使手来回经过IR发射器114的速度加快而增大)。当检测到使用者的手/身体部分在玩具火车102顶盖部分106上方来回移动达到选定数目时(根据由IR传感器112检测到的对不同的反射IR信号的检测结果的变化)，马达被处理器4激活，致使一个或两个驱动轮118旋转，从而导致玩具火车102的移动(例如，向前移动)。在此实施例中，两个使用者可以玩一个游戏，以在比赛中与彼此进行竞争，其中每个使用者使他或她自己的玩具火车102处于相同的操作模式设置下，并且每个使用者进行比赛来看看谁可以使他的玩具火车102首先移动和/或移动最快(基于每个使用者使他或她的手移动经过他们的玩具火车顶部上方有多快从而使检测到的由IR发射器114-1和114-2以交替方式反射的IR信号达到选定数目或计数)。
[0046]应注意，可以将玩具火车102编程成任意适宜数目的和/或类型的操作模式。提供附加的IR发射器114和/或IR传感器112还可以实现更多增强的或受控类型的移动(例如，如之前提到的，在图8中所示的位置处提供4个IR发射器114实现了通过使用者手/身体部分的姿势更精确地控制的运动，诸如左如、右如、左后、右后，等等)。
[0047]当经由使用者手/身体部分的动作启动移动时，玩具火车102受控向前或反向运动(通过处理器4控制马达，该马达控制驱动轮118)可持续一段选定的时间段(例如，大约10秒或更短)。可替换地，或者除了受控运动执行的选定时间段以外，玩具火车102可以继续沿特定方向移动直至遇到障碍物。具体而言，玩具火车102可以配备接近传感器，该接近传感器配置成检测可能阻挡移动着的火车的行进路径的逼近物体(例如，墙、椅子或其它家具，等等)，并且采取闪避移动以使火车的移动转向，从而防止或最小化与这种物体的碰撞。
[0048]参考图2和图5，玩具火车102包括置于主体部分104前端处的接近传感器116。该示例性实施例示出了位于玩具火车102前端且邻近或接近玩具火车102每一侧的两个接近传感器116，这两个接近传感器116配置成在火车沿向前的方向移动时从火车前端的左侧或右侧检测逼近的障碍物。然而，应注意玩具火车102可以包括设置在任意其他适宜位置处(例如，在火车的后端以在火车反向移动时检测逼近的障碍物)的接近传感器116，以便实现增强的移动控制和启动闪避移动，从而避免或最小化与火车运动路径中的障碍物的碰撞。
[0049]每个接近传感器116包括发送IR信号的IR发射器和IR传感器，IR传感器配置成对从障碍物反射的IR光进行感测，该障碍物位于与接近传感器116的位置和玩具火车102的前端(右侧和/或左侧)相距选定距离(例如，在20cm内或更短的距离)处。接近传感器116经由适宜的电路与处理器相连，并且响应于检测到反射的IR光提供不同的电信号，使得在玩具火车102沿向前的方向移动的同时能够在火车左前侧和右前侧中的一侧或两侧检测障碍物。由存储器6存储的运动检测控制信息14包括控制算法，该控制算法被处理器4用来控制马达、齿轮箱和驱动轮118，以在玩具火车在沿向前的方向行进时基于接近传感器116检测到逼近的障碍物而导致玩具火车进行停止操作(导致火车停止移动)或者闪避运动。
[0050]例如，假设在一个场景中，玩具火车已经基于用户手势被启动，并且沿向前的方向移动。当检测到障碍物正逼近火车的左前侧(根据在主体部分104的左前侧处的接近传感器116的检测结果)时，处理器4通过利用存储在存储器6中的控制算法(例如，作为运动检测控制信息14的一部分)可以控制马达和/或齿轮箱以控制驱动轮118的旋转运动，从而停止火车的向前移动和/或使火车转向(例如，向右)和/或启动火车的反向移动，以试图避开障碍物。类似地，当检测到障碍物正逼近火车的右前侧(根据在主体部分104的右前侧处的接近传感器116的检测结果)时，处理器4可以类似方式控制马达和/或齿轮箱以控制驱动轮118的旋转运动，从而停止火车的向前移动和/或使火车转向(例如，向左)和/或启动火车的反向移动，以试图避开障碍物。当左侧和右侧的接近传感器116二者均检测到障碍物时，处理器6(通过使用存储在存储器6中的控制算法)可以控制马达和/或齿轮箱，以完全停止玩具火车的移动(或者，可替换地，导致火车以反向方向移动)。
[0051]可被处理器4用在这种场景中的一种控制算法是控制马达和齿轮箱，使得右侧驱动轮118以反向方向旋转，而左侧驱动轮118以与右侧驱动轮118的反向方向相反的向前方向旋转。驱动轮118的这种相反的旋转运动以及脚轮122的动作导致玩具火车102的前端的向右的转向运动，以试图避开障碍区。在以这种方式以相反的方向促动驱动轮118选定时间段之后，玩具火车将从其之前的向前位置转向选定角度，然后驱动轮118可以被控制来再次控制玩具火车102的向前移动。当在此遇到障碍物时，可采取类似的闪避动作，以控制向左或向右的转向移动和/或反向的移动，从而试图使玩具火车102摆脱在其继续向前移动时会遇到障碍物的结果。如之前提到的，类似类型的接近传感器还可以设置在玩具火车的后端，以检测和试图避开在玩具火车向后移动时的行进路径内逼近的障碍物。
[0052]现在将参考图1至图7描述玩具火车102的操作。首先，使用者(例如，幼儿或低龄儿童)通过将电源开关变成“打开”位置来启动火车，这将启动设置在主体部分104内的包括处理器4的控制电路。可选地，响应于初始的启动，处理器可以控制音频扬声器110 (和/或其它输出装置10)以提供玩具火车被加电的指示，和/或向使用者提供指令(例如，“你好(HELLO)”、“请选择游戏模式(PLEASE CHOOSE A PLAY MODE)”这样的音频输出，提供火车汽笛声或其他火车声音，等等)。控制特征可以设置成初始起动模式，在这种模式中使用者仅仅在顶盖部分106上方提供适宜的手/身体部分姿势以发起火车的移动。可替换地，使用者通过根据为玩具火车102编程的游戏模式的数目按下控制按钮108选定次数(例如，一次、两次等等)来选择游戏模式。在每次游戏模式选择时，处理器可以选择性地控制音频扬声器110(和/或其它输出装置10)以提供对所选定的特定游戏模式的指示。
[0053]在一种游戏模式中，使用者将他或她的手/身体部分在IR发射器114-1，114-2上方以选定姿势和相应的选定顺序移动，从而如本文中之前描述的那样基于使用者相对于IR发射器114的手势来选择性地控制玩具火车102的向前移动或反向移动(S卩，IR传感器112检测与特定IR发射器114-1、114-2相对应并且成特定顺序的反射IR信号，并且将特定的电信号提供给控制电路，该特定的电信号被处理器4用来控制马达、齿轮箱和驱动轮118的操作从而导致玩具火车102相应的向前或反向移动)。例如，参考图7，使用者的手150在顶盖部分106以及IR发射器114-2和IR发射器114-1上方(以那个特定顺序并且以选定时间间隔)沿向前方向移动(如箭头152指示的)会导致玩具火车102的向前移动(如箭头152指示的)。类似地，使用者的手150在顶盖部分106以及IR发射器114-2和IR发射器114-1上方(以那个特定顺序并且以选定时间间隔)沿反向方向移动(如箭头154指示的)会导致玩具火车102的反向移动(如箭头154指示的)。
[0054]在向前移动期间，响应于至少一个IR发射器/传感器116检测到逼近的障碍物，处理器4控制马达、齿轮箱和驱动轮118，以试图做出一个或多个闪避动作(例如，通过控制驱动轮118沿相反的旋转方向移动，以便在脚轮122的辅助下致使玩具火车102转弯，或完全致使玩具火车102停止运动)。基于使用者的手/身体部分姿势启动的玩具火车102的向前或反向移动会继续选定时间段(例如，10秒)，以及/或者直至使用者基于在玩具火车102顶盖部分106上方的进一步的手/身体部分姿势而启动不同的移动。
[0055]使用者可以通过按下控制按钮108选择另一种操作模式(这种情况下，作为响应，处理器4可以启动扬声器110的另一个音频输出，该音频输出识别由使用者选择的新模式和/或指示使用者做出某个动作)。例如，第二操作模式可以是如本文中之前描述的“比赛”特征，这种情况下使用者以快速的前后方式并且尽可能快地在IR发射器114-1和114-2之间挥舞他的或她的手/身体部分，确保横越每个IR发射器114的IR信号路径，这种情况下火车的移动和/或速度是基于使用者能够多快地以前后方式移动他们的手/身体部分被启动和控制的(例如，火车102的移动是响应于IR传感器112检测到交替的由IR发射器114-1、114-2反射的IR信号的特定次数而启动的)。
[0056]任何其他的操作模式可以编程和存储在存储器6内(例如，作为运动检测控制信息14的一部分)，以便被处理器4用来控制玩具火车102的移动和/或与火车相关联的输出特征(例如，音频输出、视频输出、灯信号输出等等)。
[0057]因此，移动装置(例如，实施为玩具火车或任何其他类型的移动车辆或玩具)可以通过使用者做出的手和/或身体部分姿势而被移动，这种情况下使用者不需要触摸移动装置的任何部分来控制其移动或其它操作特征。这使得移动装置非常易于被幼儿或幼童使用，并且可以进一步用于在通过在移动装置选定部分上方沿一个或多个选定方向挥舞手或身体部分来对移动进行控制的过程中对儿童的协调性带来帮助。
[0058]尽管已经描述了移动装置的示例性实施例(如图2至图8中示出)，应注意本实用新型并不限于此特定配置，而是可以通过具有如在图1的通用示意性框图实施例中描述的相应部件的任意适宜移动装置来实现。
[0059]应理解，诸如“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“侧面”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内部”、“外部”、“内”、“外”等类似词语的术语在本文中使用时，仅仅描述了参考的点或部分，而并不将本实用新型限制于任何特定的朝向或配置。进一步地，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅仅标识多个部分、部件和/或参考点中的一个，而并不将本实用新型限制于任何特定的配置或朝向。
[0060]因此，尽管在本文中将本公开的实用新型示出和描述为以一个或多个具体示例来实现，但并不打算将本公开的实用新型限制到所示的细节，因为在本文中可以做出各种修改和结构的改变而不脱离本实用新型的范围。进一步地，来自其中一个实施例的不同特征可以并入另一个实施例中。相应地，会体会到本实用新型应广义地并以与公开范围一致的方式进行解释。
【主权项】
1.一种移动装置，其特征在于，包括: 主体； 与所述主体耦接的至少一个驱动轮； 控制结构，配置成自动控制所述至少一个驱动轮的旋转移动，从而选择性地控制所述主体的移动;和 运动检测系统，与所述控制结构耦接，并且配置成检测使用者的多个不同的移动； 其中，所述控制结构基于所述使用者的不同的被检测到的移动，控制所述至少一个驱动轮的旋转移动以实现所述主体的不同移动。2.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述运动检测系统包括: 多个IR红外发射器，其中，每个IR发射器发射光的IR信号，该信号与所有其他IR发射器发射的光的IR信号不同；和 IR检测传感器，其相对于所述IR发射器放置在适宜位置，并且配置成检测由所述IR发射器发射的并且从所述IR发射器发射的IR信号的行进路径反射的不同IR信号。3.如权利要求2所述的移动装置，其特征在于，所述控制结构包括: 存储器，其包括控制指令;和 处理器，配置成利用存储在存储器内的控制指令和由所述IR检测传感器提供的电信号来控制所述至少一个驱动轮的旋转移动和所述主体的相应移动，其中，由所述IR检测传感器提供的电信号与不同的反射IR信号的检测结果相对应。4.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，进一步包括设置在所述主体的前端上和所述主体的后端上之中至少一个位置处的一个或多个接近传感器，其中，所述一个或多个接近传感器响应于检测到在与所述一个或多个接近传感器相距选定距离处的障碍物通过控制所述至少一个驱动轮引起所述主体的移动改变。5.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，进一步包括一个或多个输出装置，该输出装置包括音频输出装置、视频输出装置和光发射输出装置中的至少一种，其中，所述控制结构进一步配置成:基于施加到所述主体的不同受控移动控制所述一个或多个输出装置以提供不同输出。6.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，进一步包括至少一个输入装置，该输入装置可由使用者操作来改变所述移动装置的操作，经由通过所述控制结构对所述至少一个驱动轮的旋转移动的控制并基于检测到的所述使用者的移动，将所述移动装置从一种操作模式改变成另一种操作模式。7.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，进一步包括第一驱动轮和第二驱动轮，其中，所述控制结构配置成控制所述第一驱动轮和所述第二驱动轮的旋转移动，使得在第一操作模式下，所述第一和第二驱动轮沿相同的方向一起旋转，且在第二操作模式下，所述第一驱动轮和所述第二驱动轮沿不同的方向一起旋转。8.如权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述主体包括玩具车，该玩具车包括与其耦接的四个轮，并且所述四个轮中的至少一个配置为由所述控制结构自动控制的驱动轮。
【文档编号】G06F3/01GK205581778SQ201490000590
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年9月30日
【发明人】K.德格泰亚雷夫, C.L.朱利亚诺, M.伦蒂尼, K.沃里斯
【申请人】美泰有限公司