专利名称：采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带遥控功能的电动玩具。
背景技术：
电动玩具包括电动机器人类玩具、电动汽车类玩具、电动飞行类玩具等，大多采用遥控技术来完成各种动作。由于考虑电路成本和使用方便，很多电动玩具采用碱性5号或7号电池等一次性电池来作为电源，由于玩具工作功耗较大，这些电池往往使用不长的时间便耗尽电能而报废，这些报废电池容易被随意抛弃，造成严重的环境污染。玩具报废电池的环境污染的问题已经被社会高度重视，但往往只关注对报废电池的分类回收工作，而对其根源，即对电动玩具的节电技术，却由于思维惯性而被忽视。遥控电动玩具的耗电，主要包括电动机械执行部分和遥控电路部分。其中的遥控电路部分包括遥控器和玩具的控制电路，遥控器包括操作按键、编码电路和发射电路，玩具的控制电路包括接收电路、解码电路和执行电路。目前遥控方式一般采用无线电遥控或红外线遥控，其优点是没有明显的方向性，方便使用，其缺点是电路复杂，材料成本较高，而且 工作功耗大。在遥控器的发射电路，无线电发射电路一般需要较高的电压和十几毫安以上的工作电流，而红外发射管一般得几十毫安以上工作电流，两者都需要五十至一百毫瓦的功耗。而玩具的无线接收电路或三端红外接收头的功耗也较大，一般至少十多几十毫瓦。对于一些只需要短距离遥控特别是只在室内近距离遥控的玩具，采用无线电遥控或红外遥控方式，其优点无法体现，其缺点却依然存在。而较大的工作功耗显然使电池更容易耗尽电量而报废，加重了报废电池的环境污染问题。发明内容本发明目的是公开一种采用高效低功耗遥控的电动玩具。本发明包括电动玩具和遥控器，其特征在于在遥控器设置有发光管，能够发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束，即遥控光束；在电动玩具上设置有光敏元件，能够接收可见光束，再由电动玩具的控制电路取得其中的遥控信息，对玩具进行控制。所述设置在遥控器的发光管，带有使光束聚光形成柱形或锥形光束的聚光结构。聚光结构可以是凸透镜或凹反射镜，或者是与发光管一体化的凸透镜。所述遥控器还带有用于对发光管进行调光的调光电路，使可见光束的亮度可由操作者进行随时调节。所述的发光管，采用发红光或发绿光或发蓝光的发光二极管；在电动玩具的光敏元件前面，加装有相应的滤光装置。本发明的玩具违背常理地采用可见光束来发送遥控信息，虽然失去传统遥控方法无方向性、方便使用的优点，但由于在室内遥控光束是操作者可见的，操作者很容易在需要发指令时将遥控光束对准玩具照射，所以，遥控光束可以做成聚光的横截面较小的柱形或锥形光束，具有高度方向性，使传递遥控信息所需的光能量集中在很小的面积上，而无需发射散布到所有的空间中而造成浪费。所以，该方法能够提高电能的利用效率，以更小的功耗来完成遥控，达到节电的目的，延长电池的使用寿命，减少报废电池对环境的污染。适合在室内或室外近距离使用的玩具。且其遥控电路更为简单，大大降低材料成本。而采用红色或绿色发光管配合滤光装置的方法，能够避免环境光线对遥控的影响。
图I是本发明工作原理示意图。图2是遥控电路的工作原理方框图。图3是本发明的发射电路的电路图。图4是本发明的接收电路的电路图。
具体实施方式
下面根据附图，对本发明的实施例进行说明。图I中，本发明包括电动玩具2和遥控器I。在遥控器I设置有发光管，使用时能够发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束，即遥控光束；在电动玩具2上设置有光敏元件，能够接收可见光束，再由电动玩具的控制电路取得其中的遥控信息，并对玩具进行控制。光敏元件安装在玩具2上，其安装位置使工作时光敏元件能够被遥控光束所照射到。设置在遥控器的发光管，带有使可见光束聚光形成柱形或锥形光束的聚光结构。聚光结构可以采用凸透镜或凹反射镜来实现，(有些发光管自身带有一体化的凸透镜)，形成以小角度扩散照射面积的光束，即图I中的锥形光束。(常见的手电筒发出的也是这种锥 形光束)。也可配合双透镜来形成平行的柱形光束，但结构较复杂。这些属于光学领域的常用技术。聚光后光束的大小(即光束的横截面大小)，刚好在遥控距离下能够有效地照射到被遥控的电动玩具，所谓有效也即在肉眼观察下刚好能看到电动玩具被光束所照射，这既保证遥控功能又最大程度降低功耗。图2是现有玩具遥控电路的原理图。图2上部分是遥控器组成，包括操作按键、编码电路和发射电路，操作按键用于进行各种操作动作，如前进、后退、上升、下降、左转、右转等，由编码电路进行编码，形成包含操作动作的遥控信息的信号，再通过发射电路发射出去。遥控图2下部分是玩具的控制电路的组成，包括接收电路、解码电路和执行电路，接收电路用于接收遥控器的发射信号，经过解码电路解码后得出遥控信息，再由执行电路执行控制，使玩具完成各种操作动作。本发明采用同样的原理和组成，其特点在于本发明的发射电路和接收电路。图3中，本发明采用一只三极管Q配合一只发光管LED来构成发射电路，编码电路的输出通过可调电阻W连接三极管Q基极，进行放大后驱动发光管发光，发出带遥控信息的可见光遥控光束。遥控器还带有由可调电阻W与三极管Q配合构成的最简单的调光电路，用于调节发光管的工作电流，从而调节发光管的发光亮度。其作用是使操作者能够根据环境光线和遥控距离，灵活调节发射电路发出的可见光束的亮度，当遥控距离较大时可调高可见光束的亮度，当遥控距离较小时便可调低可见光束的亮度，使得可见光束刚好能够有效照射到被遥控的电动玩具上，所谓有效也即肉眼观察下能看到电动玩具刚好被可见光束所照射。调光功能使得发射电路能够以最小的工作电流来保证遥控功能，避免浪费电量，最大限度的降低发射电路的功耗。这对于肉眼不可见的无线电遥控或红外遥控方式来说，是难以想象和无法实现的。调光功能也可采用PWM脉宽调制的方式来实现，其实质也是调节发光管的等效工作电流。本发明的接收电路采用一只光敏电阻G串联电阻R来构成，如图4。当光敏电阻G没光照射时，暗电阻高达I兆欧姆至10兆欧姆，输出端Vin为低电平，当光敏电阻被光照射时，光电阻降为几千欧姆至十几千欧姆，输出端为高电平。当遥控光束照射到光敏电阻时，输出端便输出带有遥控信息的脉冲信号，并送到后面的解码电路和控制电路进行解码和执行控制。对于玩具机器人或玩具汽车，光敏电阻的安装位置相对固定，采用单只光敏电阻便可以，而对于玩具直升飞机和玩具飞碟等，飞行时机身常常转动，为了保证遥控光束总能有效照射到光敏电阻，可在机身各侧都各安装有光敏电阻，再将几只光敏电阻直接并联作为一只光敏电阻接入电路。由于光敏电阻的暗电阻和光电阻相差几百倍甚至上千倍，几只光敏电阻的并联接入也能够正常工作，必要时可调整R阻值。图3和图4中，发射电路发光管LED的工作，一般只需3V电压和几毫安的工作电流，只有10毫瓦左右的功耗，即使为了扩大遥控距离，采用更大工作电流或多管工作，功耗也就10至30毫瓦。而接收电路在没光照射时电流为几微安，光照射时也只有几十微安，其功耗极低可视为零功耗，所以本发明能够大大降低了发射电路和接收电路的功耗，显著延长电池的工作寿命。从图3和图4也可看出，本发明的发射电路和接收电路也极其简单，大大降低材料成本。虽然可见光束是带编码的，自身具有抗干扰作用，但有时过强的环境光线也能造 成干扰。由于环境光线一般是白光，为了抗环境光线的干扰，遥控光束最好不采用白光，所以遥控端的发光管可采用发红光或发绿光或发蓝光的发光管；在玩具端的光敏元件前面，加装有相应的滤光装置，如红色或绿色或蓝色的滤光镜片，大幅衰减白光的强度，起到抗干扰的作用。其中红色和绿色发光管成本低，发光效率更高，工作电流更小，是首选的方案。
权利要求
1.一种采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，包括电动玩具和遥控器，其特征在于通过遥控器发出的可见光束来对电动玩具进行遥控。
2.根据权利要求I所述的采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，其特征在于在遥控器设置有发光管，能够发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束；在电动玩具设置有光敏元件，能够接收遥控器发出的可见光束，再由电路取得其中的遥控信息，对玩具进行控制。
3.根据权利要求2所述的采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，其特征在于所述的遥控器，带有用于对可见光束进行编码的编码电路。
4.根据权利要求2所述的采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，其特征在于所述设置在遥控器上的发光管，带有使光束聚光形成柱形或锥形光束的聚光结构。
5.根据权利要求2至权利要求4、权利要求6所述的采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，其特征在于所述遥控器还带有用于对发光管进行调光的调光电路，使可见光束的亮度可由操作者进行调节。
6.根据权利要求2至权利要求5所述的采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，其特征在于所述遥控器的发光管，采用发红光或发绿光或发蓝光的发光管；在电动玩具的光敏元件前面，加装有滤光装置。
全文摘要
一种采用高效省电遥控方式的遥控电动玩具，包括电动玩具和遥控器，其特征在于遥控器设置有发光管，能够发射一束带有遥控信息的、能够照射到电动玩具的、柱形或锥形的可见光束；在电动玩具上设置有光敏元件，能够接收遥控器的可见光束，由电路取得其中的遥控信息，并对玩具进行控制。本发明的玩具能够提高电能的利用效率，以更小的功耗来完成遥控操作，达到节电的目的，延长电池的使用寿命，减少报废电池对环境的污染。
文档编号G08C23/04GK102847323SQ201210346499
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月15日 优先权日2012年9月15日
发明者徐志强 申请人:徐志强