指尖陀螺及其控制系统的制作方法

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种机器人交互方法和设备。

背景技术：

指尖陀螺是一种一个轴承对称结构、可以在手指上空转的小玩具，它是由一个双向或多向的对称体作为主体，在主体中间嵌入一个轴承的设计组合，整体构成一个可平面转动的新型物品，使用时，需要利用几个手指进行把握和拨动才能让其旋转。

目前，指尖陀螺仅是作为单纯的机械部件由用户控制以进行旋转，娱乐使用模式单一，智能化程度较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种指尖陀螺及其控制系统，用以提高指尖陀螺的智能化程度、丰富指尖陀螺的使用模式。

第一方面，本发明实施例提供一种指尖陀螺，包括：

包含轴承和陀叶的机械组件，以及设置在所述机械组件上的电子组件；

所述电子组件中包括控制器、供电电源和led光板；

所述led光板设置在所述陀叶上；

所述控制器，用于在所述陀叶转动过程，控制所述led光板显示待显示内容。

可选地，该指尖陀螺还包括：

与所述控制器电连接的通信接口，用于与用户终端设备建立通信连接；

所述控制器，还用于通过所述通信连接接收所述用户终端设备发送的所述待显示内容。

可选地，该指尖陀螺还包括：

与所述控制器电连接的转速检测器，用于检测所述陀叶的转动速度；

所述控制器，还用于控制所述led光板显示与所述转速检测器检测到的转动速度对应的所述待显示内容。

可选地，该指尖陀螺还包括：

与所述控制器电连接的音频播放器；

所述控制器，还用于在所述陀叶转动过程，控制所述音频播放器播放预先接收自所述用户终端设备的待播放音频。

可选地，该指尖陀螺还包括：

与所述控制器电连接的存储器，用于存储所述待显示内容和所述待播放音频。

可选地，该指尖陀螺还包括：

与所述供电电源连接的电量检测器，用于检测所述供电电源的剩余电量，并在所述剩余电量低于预设阈值时进行告警。

可选地，该指尖陀螺还包括：

配重，所述配重和所述电子组件中包含的组成部件的设置位置使得所述机械组件的重心在所述轴承的轴线上。

第二方面，本发明实施例提供一种指尖陀螺控制系统，包括：

如上所述的指尖陀螺以及用户终端设备，所述用户终端设备中提供有待显示内容和待播放音频的设置界面。

本发明实施例提供的指尖陀螺及其控制系统，在传统的指尖陀螺的机械结构基础上，还设置包含多个组成部件的电子组件，其中，通过在该电子组件中设置安装在指尖陀螺的陀叶上的led光板，可以使得在述陀叶转动过程，通过控制器来控制led光板显示文字、图像等待显示内容，提高指尖陀螺的娱乐智能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的指尖陀螺的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的指尖陀螺的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的指尖陀螺控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述xxx，但这些xxx不应限于这些术语。这些术语仅用来将xxx区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一xxx也可以被称为第二xxx，类似地，第二xxx也可以被称为第一xxx。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明一实施例提供的指尖陀螺的结构示意图，如图1所示，该指尖陀螺包括：

包含轴承和陀叶的机械组件1，以及设置在机械组件1上的电子组件2。其中，电子组件2中包括供电电源21、控制器22和led光板23。

具体地，led光板23设置在陀叶上。控制器22，用于在陀叶转动过程，控制led光板23显示待显示内容。

本实施例中，可选地，考虑到增加的电子组件对指尖陀螺的重心的影响，为避免造成指尖陀螺在旋转过程中的不平衡，电子组件的设置位置需要保证一定的原则：电子组件的设置位置使得机械组件的重心在轴承的轴线上，也就是说，重心应该位于中间位置，且越低越好。因此，在实际应用中，可以将电子组件中重量相对较重的部件，比如供电电源21、控制器22设置在轴承处，其他部件，比如led光板23等，可以分布设置在其他合适的位置。

值得说明的是，可能会存在电子组件中的组成部件即使通过合理的位置选择也无法很好地保证上述原则的问题，此时，可以通过加配重的方式来保证上述原则的实现，比如在适当的位置涂胶。也就是说，该指尖陀螺中还包括配重，使得配重和电子组件中包含的组成部件的设置位置使得机械组件的重心在轴承的轴线上。

可选地，上述控制器22可以实现为：应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、微控制器(mcu)或其他电子元件。

供电电源21可以直接采用合适的纽扣电池即可。

led光板，也可以称为led光条、led阵列，是由多颗led灯组成的。

上述待显示内容可以是文字、图像等数据内容，可以是预先置入的。

通过led光板23显示待显示内容的原理，简单来说是：利用指尖陀螺快速转动闪光时，视觉暂留的效果，形成一段段有弧度的光层，控制led灯亮灭的顺序和时间，形成图案或文字。

从而，通过在指尖陀螺上设置包含有安装在陀叶上的led光板等部件的电子组件，可以使得在述陀叶转动过程，通过控制器来控制led光板显示文字、图像等待显示内容，提高指尖陀螺的娱乐智能性。

在一可选实施例中，如图2所示，该指尖陀螺中还可以包括：与控制器22电连接的通信接口24，用于与用户终端设备建立通信连接。从而，控制器22还用于通过该通信连接接收用户终端设备发送的待显示内容。

可选地，上述通信接口24可以是无线通信接口，也可以是有线通信接口，比如usb接口。当实现为无线通信接口时，可以使得指尖陀螺能够接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g、3g或4g，或它们的组合。当然，该无线通信接口还可以实现为近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现支持进场通信的通信接口。

用户终端设备，可以是智能手机、平板电脑等。该用户终端设备中提供有一设置界面，用户可以在该设置界面中输入需要指尖陀螺显示的待显示内容。另外，为了丰富指尖陀螺的显示效果，除了文字、图像外，用户还可以在该设置界面中设置需要指尖陀螺播放的音频。当用户设置完成后，用户终端设备会将包含用户设置的待显示内容/待播放音频的消息发送至指尖陀螺。指尖陀螺通过上述通信接口24接收到该消息，传递至控制器22，控制器22从中解析获得待显示内容和/或待播放音频。

值得说明的是，由于指尖陀螺中待显示内容/待播放音频是通过用户通过用户终端设备配置给指尖陀螺的，因此，用户可以根据自身需求，动态改变指尖陀螺中的待显示内容/待播放音频，也就是说，用户可以先将某待显示内容/某待播放音频配置给指尖陀螺，之后，如果想要更改，则可以再次将另一种待显示内容/另一种待播放音频发送至指尖陀螺，使得指尖陀螺替换原来存储的待显示内容/待播放音频。

因此，可选地，如图2所示，该指尖陀螺中还可以包括：与控制器22电连接的音频播放器25，比如扬声器。从而，控制器22，还用于在陀叶转动过程，控制音频播放器25播放预先接收自用户终端设备的上述待播放音频。

另外，如图2所示，该指尖陀螺中还可以包括：与控制器22电连接的存储器26，用于存储所述待显示内容和所述待播放音频。

在一可选实施例中，如图2所示，该指尖陀螺中还可以包括：与控制器22电连接的转速检测器27，用于检测陀叶的转动速度。从而，控制器22，还用于控制led光板显示与转速检测器27检测到的转动速度对应的待显示内容。

通过检测指尖陀螺的转动速度，不但可以实现在不同转动速度时显示不同的内容，还可以结合转动速度对led光板中led灯进行适应的亮灭控制。

具体来说，用户可以预先在用户终端设备的设置界面中设置转动速度区间与待显示内容/待播放音频间的对应关系，并将该对应关系发送至指尖陀螺中存储。从而，控制器22可以根据转速检测器27检测到的转动速度查询该对应关系，以获得对应的显示内容/待播放音频，进而控制led光板23/音频播放器25进行展示。

下面以一个简单的举例来如何结合转动速度对led光板进行亮灭控制。

可以根据转动速度计算出led灯变化的频率。比如，指尖陀螺的转动速度为60rpm就是每分钟60圈，每秒1圈。可以在某片陀叶上沿半径布置的一串或几串led灯，以形成led光板。假定由10个led灯组成，从靠近轴承到远离轴承的方向依次编号为1-10。假定0秒的时候led灯位于某初始位置，比如是垂直于水平地面且在轴承正上方的位置，那么如果想要显示出时间6:00整这个效果，就需要在0秒的时候把1-10号点亮显示分针，0.5秒的时候把1-5号点亮显示时针，然后在1秒的时候把1-10号点亮显示分针，1.5秒的时候把1-5号点亮显示时针，以此类推，这样人眼就会看出一个完整的6:00整钟表的图像了。

因此，只要知道led光板的初始位置，指尖陀螺的转动速度以及当前时刻，就能够知道led光板在某一时刻的位置，只要在不同的位置点亮不同的led灯，就能最终组成一个完整的图案。

本实施例中，为了实现对陀叶转动时的转动速度的检测，可选地，可以采用专用的转动传感器来检测转动速度。但是，可选地，也可以采用如下转速检测器27实现：

设置在轴承上的检测信号发射器以及在陀叶边沿上间隔设置的第一检测信号接收器和第二检测信号接收器。其中，检测信号发射器，用于不断发射检测信号，根据第一检测信号接收器和第二检测信号接收器反馈的接收信息确定转动方向，并根据在该转动方向上每次接收到第一检测信号接收器或第二检测信号接收器反馈的接收信息的时间确定转动速度和转动时间。

可选地，上述检测信号可以是红外信号、激光信号、电磁信号等。

上述检测信号发射器可以设置在轴承的一侧边缘位置，可以仅在一片陀叶上设置第一检测信号接收器和第二检测信号接收器，也可以在两片陀叶上分别设置一组第一检测信号接收器和第二检测信号接收器。

之所以在一片陀叶上设置两个检测信号接收器，是为了能够识别出当前的转动方向是正转还是反转，避免在转动过程中用户施加不同转动方向的力对检测结果的影响。

在实际检测过程中，检测信号发射器不断发射检测信号，则第一检测信号接收器和第二检测信号接收器会先后收到检测信号，并在收到检测信号时，向检测信号发射器反馈接收信息，比如反馈某个特定的电平信号，假设正转的方向为顺时针方向，如果用户施加了正转方向的力使得指尖陀螺正转，则检测信号发射器会先接收到第一检测信号接收器反馈的接收信息，之后接收到第二检测信号接收器反馈的接收信息；相反地，如果此时指尖陀螺反转，则检测信号发射器会先接收到第二检测信号接收器反馈的接收信息，之后接收到第一检测信号接收器反馈的接收信息。可以理解的是，上述接收信息中还可以携带接收器各自对应的身份标识，用于区分接收信息来自谁。

从而，检测信号发射器可以记录下先接收到接收信息的接收时间t1，之后，如果发现第一检测信号接收器和第二检测信号接收器反馈的接收信息的顺序没有发生改变，说明未发生正反转的转换，则依次记录下先接收到接收信息的接收时间t2、t3……tn，每记录一次说明转动一圈。最终，可以得到转动时间tn-t1，并通过统计该转动时间内一共转了多少圈得到转动速度。

进一步地，如图2所示，该指尖陀螺中还可以包括：

与所述供电电源21连接的电量检测器28，用于检测供电电源21的剩余电量，并在剩余电量低于预设阈值时进行告警。

图3为本发明一实施例提供的指尖陀螺控制系统的结构示意图，如图3所示，该系统包括：

如前述实施例提供的指尖陀螺以及用户终端设备，所述用户终端设备中提供有待显示内容和待播放音频的设置界面，以便在用户设置好需要指尖陀螺展示的待显示内容和待播放音频后，发送至指尖陀螺，以在指尖陀螺转动过程中进行展示。

综上，通过在指尖陀螺上设置包含上述各电子部件的电子组件，可以使得用户在转动指尖陀螺的过程中，视觉、听觉上体验丰富，提高了指尖陀螺的智能化程度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。