带有无线遥控装置的玩具的制作方法

专利名称:带有无线遥控装置的玩具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及玩具制造领域，公开了一种带有无线遥控装置的玩具，包括无线遥控装置和与无线遥控装置无线连接的接收设备，无线遥控装置包括外壳、主控芯片、均与主控芯片电联接的电源模块、特征采集模块、辅助传感器、无线通讯模块，接收设备包括接收设备主控芯片和均与接收设备主控芯片电联接的电源模块、无线通讯模块、驱动模块。本实用新型的无线遥控装置可以戴在头上，不用手长期拿着，不会觉得手酸，且方便随时做其他事情；使用的过程是通过采集使用者在不同状态下的注意力值或头部或手部辅助信号来对玩具进行控制，为了控制玩具，使用者会集中注意力来控制玩具，达到在玩耍的同时能对低龄使用者的身心各项能力进行锻炼。
【专利说明】带有无线遥控装置的玩具

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及玩具制造领域，尤其涉及了一种带有无线遥控装置的玩具。

【背景技术】
[0002]无线控制遥控小车、遥控飞机等已经在市面普及，现有的遥控玩具一般采用的是手柄控制或手机控制。虽然手柄操作有着精度高、成本低、操作简单方便等特点，但使用者长期使用手柄时会感觉到手部酸痛，而且要单手或双手拿着手柄，在暂时不使用玩具时，还得找个地方放置手柄，使用者会觉得较为的不方便，趣味性也会随之降低。且不能让低龄使用者在玩耍的同时能对其身心各项能力进行锻炼，其功能较少，只能单纯的用于打发时间的玩具。


【发明内容】

[0003]本实用新型针对现有技术中使用者长期使用手柄时会感觉到手部酸痛，降低趣味性，且不能在玩耍的同时能对其身心各项能力进行锻炼的缺点，提供了一种带有无线遥控装置的玩具。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决:
[0005]带有无线遥控装置的玩具，包括无线遥控装置，无线遥控装置包括用于戴在头部的外壳和均设置在外壳上的主控芯片、电源模块、用于采集脑部注意力集中情况或头部晃动幅度信息的特征采集模块、用于检测玩具运动信息的辅助传感器、用于信号传递的无线通讯模块，电源模块、特征采集模块、辅助传感器和无线通讯模块均与主控芯片电联接。
[0006]作为优选，还包括设置在玩具上的接收设备，接收设备包括电源模块、用于信号传递的无线通讯模块、接收设备主控芯片和驱动模块，电源模块、无线通讯模块和驱动模块均与接收设备主控芯片电联接，接收设备主控芯片通过无线通讯模块与主控芯片连接。
[0007]作为优选，外壳为一个具有弹性的环形头带。
[0008]作为优选，主控芯片包括标号为1-32的引脚，其中标号为3和标号为5的引脚均接地，标号为4和标号为6的引脚均接电压为3.3V的电源，标号为7的引脚串联一电容量为22pF的电容Cl后接地，标号为8的引脚串联一电容量为22pF的电容C2后接地，同时标号为7和标号为8的引脚间加装一晶振Y1，标号为18的引脚串联一电感量为1uH的电感LI后接电压为3.3V的电源，同时标号为18的引脚串联一电容量为0.1uF的电容C3后接地，标号为20的引脚串联一电容量为0.1uF的电容C4后接地，标号为21的引脚串联一电阻Rl后接地。
[0009]作为优选，主控芯片上设有ISP接口模块，ISP接口模块包括标号为1-10的引脚，其中标号为2的引脚接电压为5V的电源，标号为4、标号为6、标号为8、标号为10的引脚均接地，标号为I的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R2后接MOSI信号，标号为5的引脚串联一阻值为470Ω的电阻R3后接反RST信号，标号为7的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R4后接SCK信号，标号为9的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R5后接MISO信号。
[0010]作为优选，特征采集模块为振动传感器或脑电波检测芯片，辅助传感器为红外距离传感器或电容触控传感器或六轴加速传感器。
[0011]作为优选，特征采集模块为振动传感器，振动传感器包括标号为I和2的引脚，其中标号为I的引脚串联一阻值为1K的电阻RlO接电压为3.3V的电源，标号为2的引脚接地，同时电压为3.3V的电源与地间加一电容量为0.1uF的滤波电容C7。
[0012]作为优选，特征采集模块还包括运算放大器，运算放大器包括标号为1、标号为2、标号为3、标号为4、标号为8的引脚，其中标号为2的引脚串联一电容量0.1uF的电容C8后接地，同时标号为2的引脚接振动传感器上的标号为I的引脚，标号为3的引脚连接一阻值为10ΚΩ的滑动变阻器RPl的触点，同时滑动变阻器RPl两端分别接电压为3.3V的电源和地，标号为4的引脚接地，标号为8的引脚接电压为3.3V的电源，标号为I的引脚接SHOCK信号输出，同时标号为I和标号为8的引脚间加装一阻值为4.7ΚΩ的电阻R11。
[0013]作为优选，辅助传感器为红外距离传感器，红外距离传感器上设有红外接近开关，红外接近开关包括Pl接口和P2接口，其中Pl接口包括标号为1-8的引脚，P2接口包括标号为1-6的引脚。
[0014]作为优选，Pl接口的标号为I的引脚接电源，标号为3的引脚串联一阻值为360Ω的电阻Rl2后接电压为3.3V的电源，标号为4的引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻Rl3后接电压为3.3V的电源，标号为6的引脚串联一阻值为360 Ω的电阻R14后接电压为3.3V的电源，标号为7的引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R15后接电压为3.3V的电源，标号为2、标号为5、标号为8的引脚均接地。
[0015]作为优选，P2接口的标号为I的引脚串联一阻值为360Ω的电阻R16后接电压为3.3V的电源，标号为2引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R17后接电压为3.3V的电源，同时从标号为2的引脚输入DIRL左侧红外开关信号，标号为4的引脚串联一阻值为360Ω的电阻R18后接电压为3.3V的电源，标号为5的引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R19后接电压为3.3V的电源，标号为3、标号为6的引脚均接地。
[0016]作为优选，辅助传感器采用红外距离传感器，红外距离传感器包括设置在环形头带左部外侧的第一红外距离传感器、设置在环形头带右部外侧的第二红外距离传感器和设置在环形头带中部内侧的第三红外距离传感器；每一个红外距离传感器上均配备一个指示灯，指示灯均与红外距离传感器电联接。
[0017]本实用新型的无线遥控装置可以戴在头上，不用手长期拿着，不会觉得手酸，且方便随时做其他事情；使用的过程是通过采集使用者在不同状态下的脑部注意力集中情况或头部晃动幅度信息来对玩具进行控制；使用者为了控制玩具，会集中注意力或保持头部不晃动或小幅度晃动来控制玩具，达到在玩耍的同时能对低龄使用者的身心各项能力(例如注意力)进行锻炼。当无线遥控装置处于佩戴状态并且使用者的头部晃动幅度较为弱时，视为使用者的注意力较为集中，通过无线通讯模块向接受设备发送关于头部晃动幅度情况的信号，当使用者对辅助传感器进行操作(例如辅助传感器采用红外距离传感器时，用手或其他物体触碰红外接近开关；或当辅助传感器采用六轴加速传感器时，通过偏转辅助传感器即偏转头部运动，)时，无线遥控装置向接收设备发送相应的左转/右转(或左切换/右切换)信号。
[0018]振动传感器、脑电波检测芯片、红外距离传感器、电容触控传感器、六轴加速传感器等都是市场上可以买到的现有产品。

【附图说明】

[0019]图1是无线遥控装置的电路框图。
[0020]图2是接收设备的电路框图。
[0021]图3是实施例1的无线遥控装置的结构图。
[0022]图4是主控芯片的电路图。
[0023]图5是ISP接口模块的电路图。
[0024]图6是稳压芯片的电路图。
[0025]图7是Pl接口和P2接口的电路图。
[0026]图8是蓝牙模块的电路图。
[0027]图9是用振动传感器实现的特征检测模块和运算放大器的电路图。
[0028]图10是六轴加速传感器的电路图。
[0029]图11是P1’接口和P2’接口的电路图。
[0030]附图中各数字标号所指代的部位名称如下:其中I一环形头带、2—第一红外距离传感器、3—第二红外距尚传感器、4 一第二红外距尚传感器、5—指不灯、6—主控芯片、7—电源模块。

【具体实施方式】
[0031]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0032]实施例1
[0033]带有无线遥控装置的玩具，如图1至图3所示，包括无线遥控装置，无线遥控装置包括用于戴在头部的外壳和均设置在外壳上的主控芯片6、电源模块7、特征采集模块、辅助传感器、无线通讯模块，电源模块7、特征采集模块、辅助传感器和无线通讯模块均与主控芯片6电联接。
[0034]还包括设置在玩具上的接收设备，接收设备包括电源模块、用于信号传递的无线通讯模块、接收设备主控芯片和驱动模块，电源模块、无线通讯模块和驱动模块均与接收设备主控芯片电联接，接收设备主控芯片通过无线通讯模块与主控芯片6连接。在本实施例中，采用AT单片机作为接收设备主控芯片，采用干电池和DC-DC稳压模块作为接收设备的电源模块，采用通用功放模块作为驱动模块，采用蓝牙模块作为无线通讯模块。接收设备通过无线通讯模块与带有无线遥控装置的玩具进行信号连接。
[0035]使用之前将受设备设置在玩具上，玩具可为玩具车或玩具风扇或玩具灯具等，调节驱动参数使得接收设备可以驱动相应的玩具。
[0036]主控芯片6采用AT单片机；电源模块7采用4.2V锂电池或干电池进行供电；特征采集模块采用脑电波检测芯片或振动传感器，脑电波检测芯片采用neurosky的TGAM模块，在本实施例中，特征采集模块采用振动传感器模块。辅助传感器采用红外距离传感器或电容触控传感器或六轴加速传感器或陀螺仪，采用红外传感器或电容触控传感器或六轴加速传感器或陀螺仪作为检测是否佩戴及控制接收设备左右移动信号的传感器。采用蓝牙模块或2.4G通讯模块作为无线通讯模块，采用三色LED作为蓝牙模块配对及充电指示灯。
[0037]外壳为一个具有弹性的可伸缩的环形头带1，主动芯片、电源模块7、无线通讯模块均设置在环形头带I内部，在本实施例中，辅助传感器采用红外距离传感器，红外距离传感器包括设置在环形头带I左部外侧的第一红外距离传感器2、设置在环形头带I右部外侧的第二红外距离传感器3和设置在环形头带I中部内侧的第三红外距离传感器4。每一个红外距离传感器上均配备一个指示灯5，指示灯5均与对应的红外距离传感器电联接。
[0038]主控芯片6为ATmega8L控制芯片。如图4所示，主控芯片6包括标号为1_32的引脚，其中标号为3和标号为5的引脚均接地，标号为4和标号为6的引脚均接电压为3.3V的电源，标号为7的引脚串联一电容量为22pF的电容Cl后接地，标号为8的引脚串联一电容量为22pF的电容C2后接地，同时标号为7和标号为8的引脚间加装一 XTAL晶振Y1，标号为12的引脚接振动开关(SHOCK)信号，标号为13的引脚接ADD_SELECT信号，标号为15的引脚接主输出从输入(MOSI)信号，标号为16的引脚接主输入从输出(MISO)信号，标号为17的引脚接同步时钟(SCK)信号，标号为18的引脚串联一电感量为1uH的电感LI后接电压为3.3V的电源，同时标号为18的引脚串联一电容量为0.1uF的电容C3后接地，标号为20的引脚串联一电容量为0.1uF的电容C4后接地，标号为21的引脚串联一电阻Rl后接地，标号为23的引脚接红外感应信号SIG_1，标号为24的引脚接红外感应信号SIG_2，标号为29的引脚接反RST信号，标号为30的引脚接出蓝牙UART-RX信号，标号为31的引脚接出蓝牙UART-TX信号。其他标号的引脚均置空。
[0039]主控芯片6上设有ISP接口模块，ISP接口模块用于与外界通讯用，如图5所示，ISP接口模块包括标号为1-10的引脚，其中标号为2的引脚接电压为5V的电源，标号为4、标号为6、标号为8、标号为10的引脚均接地，标号为I的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R2后接MOSI信号，标号为3的引脚置空，标号为5的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R3后接反RST信号，标号为7的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R4后接SCK信号，标号为9的引脚串联一阻值为470 Ω的电阻R5后接MISO信号。
[0040]电源模块7包括TPS76333低压差线性稳压芯片，如图6所示，稳压芯片包括标号为1-5的5个引脚，标号为I的引脚接电源正极，标号为2的引脚接地，标号为I和标号为2的引脚间加装一个电容量为IuF的滤波电容C5，标号为3的引脚置高电平连接电源正极，标号为4的引脚置空，标号为5的引脚接出电压为3.3V的电源，同时标号为5的引脚与地之间串联一个电容量为4.7uF的电容C6以及一个阻值为I Ω的电阻R6。
[0041]如图8所示，蓝牙模块包括标号为1-34的引脚，其中标号为I的引脚接UART-RX信号，标号为2的引脚接UART-TX信号，标号为12的引脚接电压为3.3V的电源，标号为13、标号为21、标号为22的引脚接地，标号为24的引脚先后串联一阻值为470 Ω电阻R7和一发光二极管D后接地，标号为26的引脚串联一阻值为1K Ω的电阻R8后接地，同时标号为26的引脚串联一阻止为470 Ω的电阻R9后接ADD_SELECT。其他标号的引脚置空。
[0042]运动特征采集模块包括振动传感器和运算放大器，如图9所示，其中振动传感器采用801S，运算放大器采用LM393运放。
[0043]振动传感器包括标号为I和2的引脚，其中标号为I的引脚串联一阻值为1K的电阻RlO接电压为3.3V的电源，标号为2的引脚接地，同时电压为3.3V的电源与地间加一电容量为0.1uF的滤波电容C7。
[0044]运算放大器包括标号为1、标号为2、标号为3、标号为4、标号为8的引脚，其中标号为2的引脚串联一电容量0.1uF的电容CS后接地，同时标号为2的引脚接振动传感器上的标号为I的引脚，标号为3的引脚连接一阻值为10ΚΩ的滑动变阻器RPl的触点，同时滑动变阻器RPl两端分别接电压为3.3V的电源和地，标号为4的引脚接地，标号为8的引脚接电压为3.3V的电源，标号为I的引脚接SHOCK信号输出，同时标号为I和标号为8的引脚间加装一阻值为4.7K Ω的电阻Rl I。
[0045]红外距离传感器上设有红外接近开关，红外接近开关包括Pl接口和P2接口，如图7所示，其中Pl接口包括标号为1-8的引脚，P2接口包括标号为1-6的引脚。Pl接口中标号为2、标号为5、标号为8的引脚以及P2接口中标号为3、标号为6的引脚均接地。
[0046]Pl接口的标号为I的引脚接电源，标号为3的引脚串联一阻值为360Ω的电阻R12后接电压为3.3V的电源，标号为4的引脚串联一阻值为20K Ω的电阻R13后接电压为3.3V的电源，同时从标号为4的引脚引出信号SIG_1，标号为6的引脚串联一阻值为360 Ω的电阻R14后接电压为3.3V的电源，标号为7的引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R15后接电压为3.3V的电源，同时从标号为7的引脚引出信号SIG_2。
[0047]P2接口的标号为I的引脚串联一阻值为360Ω的电阻R16后接电压为3.3V的电源，标号为2引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R17后接电压为3.3V的电源，同时从标号为2的引脚输入DIRL左侧红外开关信号，标号为4的引脚串联一阻值为360 Ω的电阻R18后接电压为3.3V的电源，标号为5的引脚串联一阻值为20ΚΩ的电阻R19后接电压为3.3V的电源，同时从标号为5的引脚接出DIRR右侧红外开关信号。
[0048]无线遥控装置的主控芯片6可以根据第三红外距离传感器4测得的信号判断外壳是否被佩戴，根据第一红外距离传感器2和第二红外距离传感器3测得的信号判断佩戴者是否触碰了第一红外距离传感器2或第二红外距离传感器3。
[0049]使用时应先安装好电源模块7确保无线遥控装置和其配套的接收设备的电源供应，依次打开无线遥控装置和接收设备的电源开关，外壳上的指示灯5闪烁蓝色的灯光代表无线遥控装置已经开启，当蓝色灯光持续稳定时，代表无线遥控装置和接收设备已经配对完成。将配对好的外壳佩戴好。第三红外距离传感器4会感应到使用者已经将外壳佩戴好，无线遥控装置准备发送指令。当使用者盯着被控玩具(以玩具车为例)集中注意力或保持头部不晃动或轻微晃动时，振动传感器采集使用者头部晃动幅度情况，这样无线遥控装置会向玩具车发出前进指令，前进的速度和头部的稳定程度成正比。
[0050]如果特征采集模块使用脑电波检测芯片时，当使用者盯着被控玩具(以玩具车为例)集中注意力时，脑电波检测芯片会检测到使用者的注意力集中情况，这样无线遥控装置会向玩具车发出前进指令，前进的速度和注意力集中程度成正比。
[0051]当使用者用手指触碰头带第一红外距离传感器2或第二红外距离传感器3时，可控制玩具车的左右转向，如触碰设置在外壳左侧的第一红外距离传感器2，则无线遥控装置向玩具车发出左转指令，如触碰设置在外壳右侧的第二红外距离传感器3则发出右转指令。当使用者希望结束操作时，只需摘下外壳，此时第三红外距离传感器4会感应到外壳已经被摘下，无线遥控装置不再发出指令。摘下外壳后关闭无线遥控装置和接收设备的电源，以保持电量供下次使用。
[0052]实施例2
[0053]如图10所示，其基本结构与实施例1相同，不同之处在于辅助传感器采用六轴加速传感器，六轴加速传感器包括标号为1-16的引脚，其中标号为1、标号为7和标号为10的引脚均接地，标号为4的引脚串联一电容量为0.0luF的电容C8后接地，同时标号为4的引脚接电压为3.3V的电源，标号为5的引脚串联一阻值为4.7ΚΩ的电阻R20后接地，标号为6的引脚串联一电容量为0.1uF的电容C9后接地，标号为9的引脚串联一电容量为0.1uF的电容ClO后接地，同时标号为9的引脚接电压为3.3V的电源，标号为12的引脚串联一电容为220pF的电容Cll后接地，标号为15的引脚串联一阻值为4.7ΚΩ的电阻R21后接电压为3.3V的电源，标号为16的引脚串联一阻值为4.7ΚΩ的电阻R22后接电压为3.3V的电源，其他标号的引脚均置空。
[0054]实施例3
[0055]如图11所示，其基本结构与实施例1相同，不同之处在于辅助传感器采用电容触控传感器，电容触控传感器上设有触控开关，触控开关包括P1’接口和P2’接口，其中P1’接口包括标号为1-8的引脚，P2’接口包括标号为1-6的引脚。P1’接口中标号为2、标号为4、标号为8的引脚以及P2’接口中标号为2、标号为5的引脚均接地。
[0056]P1’接口的标号为I的引脚接电源，P1’接口的标号为3和标号为6的引脚均接电压为3.3V的电源，从标号为5的引脚引出信号SIG_1，从标号为8的引脚引出信号SIG_2。
[0057]P2’接口的标号为I和标号为4的引脚均接电压为3.3V的电源，从标号为3的引脚输入DIRL左侧红外开关信号，从标号为6的引脚接出DIRR右侧红外开关信号。
[0058]总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
【权利要求】
1.带有无线遥控装置的玩具，包括无线遥控装置，其特征在于:无线遥控装置包括用于戴在头部的外壳和均设置在外壳上的主控芯片(6)、电源模块(7)、用于采集脑部注意力集中情况或头部晃动幅度信息的特征采集模块、用于检测玩具运动信息的辅助传感器、用于信号传递的无线通讯模块，电源模块(7)、特征采集模块、辅助传感器和无线通讯模块均与主控芯片(6)电联接。2.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:还包括接收设备，接收设备包括电源模块、用于信号传递的无线通讯模块、接收设备主控芯片和驱动模块，电源模块、无线通讯模块和驱动模块均与接收设备主控芯片电联接，接收设备主控芯片通过无线通讯模块与主控芯片(6)连接。3.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:外壳为一个具有弹性的环形头带(I)。4.根据权利要求3所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:辅助传感器采用红外距离传感器，红外距离传感器包括设置在环形头带(I)左部外侧的第一红外距离传感器(2)、设置在环形头带(I)右部外侧的第二红外距离传感器(3)和设置在环形头带(I)中部内侧的第三红外距离传感器(4)。5.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:主控芯片(6)包括标号为1-32的引脚，其中标号为3和标号为5的引脚均接地，标号为4和标号为6的引脚均接电源，标号为7的引脚串联电容Cl后接地，标号为8的引脚串联电容C2后接地，同时标号为7和标号为8的引脚间加装一晶振Y1，标号为18的引脚串联电感LI后接电源，同时标号为18的引脚串联电容C3后接地，标号为20的引脚串联电容C4后接地，标号为21的引脚串联电阻Rl后接地。6.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:特征采集模块为振动传感器或脑电波检测芯片，辅助传感器为红外距离传感器或电容触控传感器或六轴加速传感器。7.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:特征采集模块为振动传感器，振动传感器包括标号为I和2的引脚，其中标号为I的引脚串联电阻RlO接电源，标号为2的引脚接地，同时电源与地间加一滤波电容C7。8.根据权利要求1所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:辅助传感器为红外距离传感器，红外距离传感器上设有红外接近开关，红外接近开关包括Pl接口和P2接口，其中Pl接口包括标号为1-8的引脚，P2接口包括标号为1-6的引脚。9.根据权利要求8所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:P1接口的标号为I的引脚接电源，标号为3的引脚串联电阻R12后接电源，标号为4的引脚串联电阻R13后接电源，标号为6的引脚串联电阻R14后接电源，标号为7的引脚串联电阻R15后接电源，标号为2、标号为5、标号为8的引脚均接地。10.根据权利要求8所述的带有无线遥控装置的玩具，其特征在于:P2接口的标号为I的引脚串联电阻R16后接电源，标号为2引脚串联电阻R17后接电源，标号为4的引脚串联电阻R18后接电源，标号为5的引脚串联电阻R19后接电源，标号为3、标号为6的引脚均接地。
【文档编号】A63H30-04GK204275505SQ201420710831
【发明者】汪嘉恒, 胡宸瀚, 蒋明达, 童上, 潘戈, 张鹏飞, 徐磊, 张灵, 王舒 [申请人]杭州皮秒科技有限公司