智能轨道扫码竞速玩具车的制作方法

本实用新型涉及智能玩具车技术领域，特别是涉及一种智能轨道扫码竞速玩具车。

背景技术：

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，出现了越来越多的趣味、益智、联网、互动的玩具，目前针对一些智能轨道竞速玩具分析发现了一些问题。

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，系统无法获取竞速车的速度与位置，不能进行实时定位，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。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供智能轨道扫码竞速玩具车，具有构思巧妙、人性化设计且智能控制的特性，有效地解决了目前社会上轨道竞速玩具不能实时定位且系统无法实时获取竞速车的速度与位置的问题。

其解决的技术方案是，智能轨道扫码竞速玩具车，包括轨道竞速车，参与拼接成轨道系统的主控板、换轨板、计时板、服务站板，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，主控板通过无线射频或红外信号连接无线遥控器，主控板通过接口连接功能扩展配件，主控板通过无线射频信号连接智能终端，智能终端置于无线遥控器内，联网设备通过网络云端连接网络服务器；

所述轨道竞速车的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块或红外通讯模块、加速度传感器、陀螺仪传感器、按键输入电路、轨道编码扫描电路、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、轨道编码扫描电路、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；

所述轨道编码扫描电路包括红外发射驱动电路、红外发射二极管、整流放大电路、红外接收二极管，红外发射驱动电路与处理器直接相连，红外发射二极管与红外发射驱动电路直接相连，红外接收二极管通过整流放大电路（1093）与处理器直接相连。

优选的，所述主控板的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块或红外通讯模块、BLE通讯模块或WIFI通讯模块、按键输入电路、扩展模块接口电路、红外计时模块、显示模块、语音模块，处理器与电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块或BLE通讯模块或WIFI通讯模块或红外通讯模块、按键输入电路、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，处理器通过无线射频通讯模块或红外通讯模块、BLE通讯模块或WIFI通讯模块与轨道竞速车、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。

优选的，所述换轨板的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、马达驱动电路，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、马达驱动电路直接相连。

优选的，所述计时板的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、显示模块，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、显示模块直接相连。

优选的，所述服务站板的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、马达驱动电路，处理器与电源管理电路、无线射频通讯模块或红外通讯模块、马达驱动电路直接相连。

优选的，所述无线遥控器的内部控制电路包括处理器、电源管理电路、非易失性存储模块、无线射频通讯模块或红外通讯模块、按键输入电路、电位器或旋转编码器、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、无线射频通讯模块或红外通讯模块、按键输入电路、电位器或旋转编码器、马达驱动电路、光电驱动电路、声音驱动电路直接相连。

优选的，所述功能扩展配件的内部控制电路包括处理器、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。

优选的，所述主控板、换轨板、计时板、服务站板、轨道板的板面附属导轨两侧皆具条形轨道编码组合，同一类型和形状的板子拥有相同的轨道编码组合，不同类型或形状的板子拥有不同的轨道编码组合，每个轨道编码组合包含至少一个唯一轨道编码。

本实用新型构思巧妙、人性化设计且智能控制，运用网络技术、软硬件相结合，将现实与网络虚拟世界有效的融合在一起，能够实现异地联网竞速比赛，轨道车中具有加速度或陀螺仪传感器，能够有效的进行速度检测，为了实现实时定位的功能，特别设计了轨道编码扫描电路，用户不但能通过视觉判断其运行状态，并且网络也能显示各个玩家的运行状态，易于用户控制，大大提高了对新用户的吸引力，异地联网竞速比赛的效果也更加逼真、趣味、益智，具有很大的开发价值和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车的组成结构图。

图2为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中轨道竞速车的内部控制电路原理图。

图3为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中轨道编码扫描电路原理图。

图4为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中主控板的内部控制电路原理图。

图5为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中换轨板的内部控制电路原理图。

图6为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中计时板的内部控制电路原理图。

图7为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中服务站板的内部控制电路原理图。

图8为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中无线遥控器的内部控制电路原理图。

图9为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中功能扩展配件的内部控制电路原理图。

图10为本实用新型智能轨道扫码竞速玩具车中轨道编码部分示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图10对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，智能轨道扫码竞速玩具车，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，无线遥控器6，功能扩展配件7，轨道板8，智能终端9，联网设备10，网络服务器11，主控板2通过无线射频或红外信号连接无线遥控器6，主控板2通过接口连接功能扩展配件7，主控板2通过无线射频信号连接智能终端9，智能终端9置于无线遥控器6内，联网设备10通过网络云端连接网络服务器11；所述轨道竞速车1的内部控制电路包括处理器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或红外通讯模块105、加速度传感器106、陀螺仪传感器107、按键输入电路108、轨道编码扫描电路109、马达驱动电路110、光电驱动电路111、声音驱动电路112、轨道取电接口113，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、轨道编码扫描电路109、马达驱动电路110、光电驱动电路111、声音驱动电路112直接相连，轨道取电接口113与电源管理电路102相连；所述轨道编码扫描电路109包括红外发射驱动电路1091、红外发射二极管1092、整流放大电路1093、红外接收二极管1094，红外发射驱动电路1091与处理器101直接相连，红外发射二极管1092与红外发射驱动电路1091直接相连，红外接收二极管1094通过整流放大电路1093与处理器101直接相连；处理器101用来控制与协调各组件之间的运行逻辑，非易失性存储模块103存储了轨道竞速车101的相关参数，无线射频通讯模块104或红外通讯模块105用于接收主控板2发送来的遥控信号及相关指令，在对码模式下还可以完成与主控板2建立数据通讯连接，马达驱动电路110在接收指令后会根据自身状态驱动电机，光电驱动电路110和声音驱动电路112在接收指令后会驱动光电与声音设备，加速度传感器106可以获取轨道车的加速度，陀螺仪传感器107可以识别竞速车的转弯状况，轨道编码扫描模块109可以通过红外发射驱动电路1091发射不可见红外光照射轨道板8，在轨道编码反射后，通过红外接收电路接收反射的光信号，通过放大、滤波并解调出编码信号，最后传输给处理器101识别出轨道编码，同时计算出此编码在何位置、轨道码编号和竞速车的瞬时速度，随后通过无线射频通讯模块104或红外通讯模块105将这些数据发送给主控板2。

实施例二，在实施例一的基础上，所述主控板2的内部控制电路包括处理器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或红外通讯模块207、BLE通讯模块205或WIFI通讯模块206、按键输入电路208、扩展模块接口电路209、红外计时模块210、显示模块211、语音模块212，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或BLE通讯模块205或WIFI通讯模块206或红外通讯模块207、按键输入电路208、扩展模块接口电路209、红外计时模块210、显示模块211、语音模块212直接相连，处理器201通过无线射频通讯模块204或红外通讯模块207、BLE通讯模块205或WIFI通讯模块206与轨道竞速车1、无线遥控器6、智能终端9连接， 扩展模块接口电路209与功能扩展配件7连接；主控板2主要用于系统内各个组件模块之间的连接与通讯，负责和WIFI路由器或BLE适配器建立连接，将轨道系统连接至Internet，负责连接无线遥控器6与智能终端，使用户可以通过无线遥控器6输入用户指令，主控板2还会将用户通过无线遥控器6传输来的指令转换为对轨道竞速车101的控制信息，并接收轨道竞速车101发送来的运行状态、运行速度、轨道编码等信息，处理器101用来控制与协调各组件之间的运行，非易失性存储模块203存储了竞速系统的相关参数，这些参数会在系统上电后加载至内存。

实施例三，在实施例一的基础上，所述换轨板3的内部控制电路包括处理器301、电源管理电路302、无线射频通讯模块303或红外通讯模块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或红外通讯模块304、马达驱动电路305直接相连；换轨板3上电后，可以通过无线射频通讯模块303或红外通讯模块304接收来自轨道竞速车101车的换轨指令，在未收到换轨指令的情况下换轨板3将会保持换轨状态，一旦收到换轨名字，换轨板3将会操作马达驱动电路305，令驱动马达带动机械结构做出换轨动作，并在换轨后恢复原始位置。

实施例四，在实施例一的基础上，所述计时板4的内部控制电路包括处理器401、电源管理电路402、无线射频通讯模块403或红外通讯模块404、显示模块405，处理器401与电源管理电路402、无线射频通讯模块403或红外通讯模块404、显示模块405直接相连；计时板4通过无线射频通讯模块403或红外通讯模块404接收轨道竞速车101编码信息，通过计算轨道竞速车101的通过时间获得竞速车的瞬时速度，随后将相关数据通过无线射频通讯模块403或红外通讯模块404发送给主控板2。

实施例五，在实施例一的基础上，所述服务站板5的内部控制电路包括处理器501、电源管理电路502、无线射频通讯模块503或红外通讯模块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或红外通讯模块504、马达驱动电路505直接相连；服务站板5通过无线射频通讯模块503或红外通讯模块504接收轨道竞速车101发来的信息，同时服务站板5中记录轨道竞速车101的到达与离开信息，实时把信息发送给主控板2，主控板2判断轨道竞速车101的维修与加油状态，随后反馈给服务站板5。

实施例六，在实施例一的基础上，所述无线遥控器6的内部控制电路包括处理器601、电源管理电路602、非易失性存储模块603、无线射频通讯模块604或红外通讯模块605、按键输入电路606、电位器607或旋转编码器608、马达驱动电路609、光电驱动电路610、声音驱动电路611，处理器601与电源管理电路602、非易失性存储模块603、无线射频通讯模块604或红外通讯模块605、按键输入电路606、电位器607或旋转编码器608、马达驱动电路609、光电驱动电路610、声音驱动电路611直接相连；在配对模式下，用户可以通过无线遥控器6的按键来进行轨道竞速车101与无线遥控器6的配对操作，在通讯状态下，用户可以使用电位器607或旋转编码器608输入速度信息，电位器607是依据电位器位置来判断速度值，而旋转编码器608根据角度信息转换为速度值，随后速度参数通过主控板发送至轨道竞速车101，其中电位器607或旋转编码器608经过实验分析两者各有优缺点，具体使用哪一个，用户可根据实际情况而定。

实施例七，在实施例一的基础上，所述功能扩展配件7的内部控制电路包括处理器701、外部接口电路702，电源管理电路703、功能扩展模块704，处理器701与外部接口电路702，电源管理电路703、功能扩展模块704直接相连，外部接口电路702通过电源管理电路703与处理器701相连，外部接口电路702与主控板2相连，功能扩展配件7作为预留接口，可以依据配件功能，实现相应的功能扩展模块704。

实施例八，在实施例一的基础上，所述主控板2、换轨板3、计时板4、服务站板5、轨道板8的板面附属导轨两侧皆具条形轨道编码组合，同一类型和形状的板子拥有相同的轨道编码组合，不同类型或形状的板子拥有不同的轨道编码组合，每个轨道编码组合包含至少一个唯一轨道编码。

实施例九，在实施例八的基础上，所述轨道竞速车中的轨道编码的识别方法由如下步骤组成：

步骤1，处理器101控制红外发射驱动电路1091通过红外发射二极管1092持续发射调制后的周期性光脉冲；

步骤2，整流放大电路1095将红外接收二极管1094接收的反射光信号转化的电信号进行放大、滤波、整形，并将整形后的信号发送给处理器101；

步骤3，处理器101采集整形信号，识别出01编码位并缓存在存储器中；

步骤4，处理器101根据编码规则处理已缓存的编码位序列，将信号解析为轨道码编码数据。

本实用新型具体使用时，一辆或多辆竞速玩具车运行在闭合的轨道之上，通过无线遥控器通过射频或红外线信号、智能终端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轨道竞速车，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，主控板、换轨板、计时板、服务站板板面附属导轨两侧皆具条形轨道编码组合，同一类型和形状的板子拥有相同的轨道编码组合，不同类型或形状的板子拥有不同的轨道编码组合，每个轨道编码组合包含至少一个唯一轨道编码；轨道车中有扫码模块，通过实时扫描轨道板上的编码来确定竞速车在轨道中位置，轨道车中具有加速度或陀螺仪传感器，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。

本实用新型构思巧妙、人性化设计且智能控制，运用网络技术、软硬件相结合，将现实与网络虚拟世界有效的融合在一起，能够实现异地联网竞速比赛，轨道车中具有加速度或陀螺仪传感器，能够有效的进行速度检测，为了实现实时定位的功能，特别设计了轨道编码扫描电路，用户不但能通过视觉判断其运行状态，并且网络也能显示各个玩家的运行状态，易于用户控制，大大提高了对新用户的吸引力，异地联网竞速比赛的效果也更加逼真、趣味、益智，具有很大的开发价值和推广价值。