一种可遥控的组装积木构件及组装积木系统的制作方法

本发明涉及积木玩具，尤其涉及一种可遥控的组装积木构件及组装积木系统。

背景技术

积木玩具对于孩子的智力开发有着很大的辅助作用，同时能够提高孩子的手眼协调能力，因此深受广大孩童父母的喜爱。现今，市面上存在各式各样的积木玩具，大体分为回力底盘式、遥控式、结构搭建式三种。

其中有一种遥控式和搭建式结合的玩具，一般包含控制器、电机、电源、红外接收装置等部件的主控模块作为基础，在底盘上使用机械结构积木零件进行搭建，搭建成功后，可使用红外遥控器进行短距离控制车的前进、后退等操作。一旦搭建完成便无法对其运动方向进行设置，一旦儿童组装错误导致方向无法正确遥控，再重新组装很麻烦，儿童很容易产生厌倦的情绪，由此对积木玩具产生厌烦心理，积木玩具也就无法很好的起到智力开发的作用。

技术实现要素：

本发明技术方案所要解决的技术问题是提供一种可遥控的组装积木构件及组装积木系统，不限制积木的搭建反向，提供灵活的积木搭建方式，在积木搭建完成后根据搭建形成的玩具形态的方向调整遥控方向的设置。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种可遥控的组装积木构件，其包括积木主体、控制模块、信号接收模块、马达和转轴，所述转轴暴露于所述积木主体表面，可在所述马达的驱动下旋转，所述控制模块根据所述信号接收模块接收的指令，向所述马达发送控制信号，控制所述马达驱动所述转轴旋转，所述组装积木构件还包括反转单元，当所述信号接收模块接收到反转指令后，所述反转单元改变所述控制模块向所述马达发送的控制信号设置，启动反转模式，在所述反转模式下所述控制模块控制所述马达驱动所述转轴向相反的方向旋转。

可选的，所述控制模块向所述马达发送第一控制信号和第二控制信号，所述马达根据所述第一控制信号和所述第二控制信号的组合决定所述马达驱动所述转轴的旋转方向，其中正向旋转的控制信号组合与反向旋转的控制信号组合的第一控制信号和第二控制信号的设置相反；当信号接收模块接收到反转指令后，所述反转单元将所述控制模块向所述马达发送的所述第一控制信号和所述第二控制信号设置互换，启动所述反转模式。

可选的，所述信号接收模块还接收转轴控制指令，所述控制模块根据所述转轴控制指令控制所述马达驱动所述转轴旋转。

可选的，在所述反转模式下，当所述信号接收模块再次接收到反转指令后，所述反转单元再次改变所述控制模块向所述马达发送的控制信号设置，回到正常模式。

可选的，所述的可遥控的组装积木构件包括两个可遥控的马达和两根转轴，每个马达驱动一根转轴旋转，两个所述马达形成差动马达。

可选的，每个所述马达分别由一组所述第一控制信号和所述第二控制信号驱动，当所述信号接收模块接收到反转指令后，所述反转单元分别将所述控制模块向每个所述马达发送的所述第一控制信号和所述第二控制信号的互换。

可选的，当所述马达接收到的第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时驱动转轴旋转的方向，与马达接收到的第一控制信号为低电平、第二控制信号为高电平时驱动转轴旋转的方向相反。

可选的，当所述马达接收到的第一控制信号和第二控制信号均为高电平时，所述马达驱动转轴停止旋转。

可选的，所述第一控制信号和所述第二控制信号为pwm信号，所述马达的转速受其接收的pwm信号的占空比控制。

可选的，所述积木主体包括积木连接结构，所述组装积木构件通过积木连接结构与其它积木构件搭建，形成玩具形态，所述玩具形态的前后方向根据组装积木构件与其他积木构件的搭建形态决定。

可选的，所述组装积木构件通过所述转轴与其它积木构件连接。

本发明的另一方面还提供了一种可遥控的组装积木系统，包括上述的可遥控的组装积木构件和控制器，所述组装积木构件中的信号接收模块接收所述控制器发送的指令。

可选的，所述控制器包括反转键，当所述反转键被触发时，所述控制器发送所述反转指令给所述信号接收模块。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明的可遥控的组装积木构件的信号接收模块接收到反转指令后，反转单元改变控制模块向驱动模块发送的控制信号设置，启动反转模式，反转模式下控制模块控制马达驱动转轴向相反的方向旋转，整体方案不限制积木搭建的方向，在积木搭建完成后根据搭建形成的玩具形态的方向调整遥控方向的设置，且该组装积木构件结构简单，搭建方式灵活多变更多样化，操作难度适中，非常适合儿童进行组装。

附图说明

图1为本发明实施例的可遥控的组装积木构件的结构示意图；

图2为本发明实施例的可遥控的组装积木构件的结构示意图；

图3为本发明实施例的正常情况下的马达的控制电路图；

图4为本发明实施例的信号反转后的马达的控制电路图；

图5为本发明实施例的马达的控制信号示意图；

图6为本发明实施例的pwm模式下信号的波形示意图；

图7为本发明实施例的控制器的结构示意图；

图8为本发明实施例的控制器的电路图。

具体实施方式

下面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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

请参照图1所示，本发明实施例的可遥控的组装积木构件包括积木主体、控制模块、信号接收模块、马达、转轴，控制模块还包括反转单元，在本实施例中，信号接收模块、控制模块、反转单元、马达、转轴均设于积木主体上，在正常情况下，控制模块可根据信号接收模块接收的指令，向马达发送控制信号，控制马达驱动转轴旋转。若积木搭建方向与初始设置方向不一致，按如下过程进行：信号接收模块接收到反转指令后，反转单元改变控制模块向驱动模块发送的控制信号设置，启动反转模式，反转模式下控制模块控制马达驱动转轴向相反的方向旋转。具体的，在正常模式下，信号接受模块接收来自例如遥控器的转轴控制指令，控制模块根据转轴控制指令控制马达驱动转轴旋转；当信号接收模块接收到反转指令，启动反转模式，在反转模式下信号接收模块接收到转轴控制指令，控制模块根据转轴控制指令控制马达驱动转轴向与正常模式下相反的方向旋转。当在反转模式下，信号接收模块再次接收到反转指令时，反转单元再次改变控制模块向驱动模块发送的控制信号设置，又回到正常。

请参照图2，本实施例的可遥控的组装积木构件的积木主体1内设有马达，积木主体1的表面暴露有转轴2，马达驱动转轴2进行旋转。应当理解，除了马达驱动，在其他实施例中，也可采用其他驱动方式，以起到驱动转轴旋转的目的。转轴2可伸出主体1外，也可不用伸出主体1，若转轴2不伸出主体1时，在主体1的表面设置开孔，开孔形状与旋转部件(如车轮)的形状匹配，旋转部件插入开孔中与转轴2相连即可，如现有技术中汽车轮胎的安装方式类似。

在本实施例中，可遥控的组装积木构件包括两个可遥控的马达和两根转轴，每个马达驱动一根转轴旋转，两个马达分别独立控制，形成差动马达，通过对两个马达不同的控制形成不同的动作，比如一个转速快一个转速慢形成转弯，一个正转一个反转形成原地旋转等。

控制模块向马达发送第一控制信号和第二控制信号，马达根据第一控制信号和第二控制信号的组合决定马达驱动所述转轴的旋转方向，其中正向旋转的控制信号组合与反向旋转的控制信号组合的第一控制信号和第二控制信号的设置相反。

进一步的，当信号接收模块接收到反转指令后，反转单元将控制模块向马达发送的第一控制信号和第二控制信号的设置互换，启动反转模式。

每个马达分别由一组第一控制信号和第二控制信号驱动，其当信号接收模块接收到反转指令后，反转单元分别将控制模块向每个马达发送的第一控制信号和第二控制信号的设置互换。

在本实施例中，第一控制信号和第二控制信号为pwm信号。具体来讲，假设第一控制信号包括pwm0和pwm1，控制其中一个马达，以下称第一马达，第二控制信号包括pwm2和pwm3，控制另一个马达，以下称第二马达，当信号接收模块接收到反转指令后，反转单元将控制信号的设置进行互换，即pwm0和pwm1的信号设置互换，pwm2和pwm3的信号设置互换。便于理解起见，请参照图3，图中示出了可遥控的组装积木构件的控制电路图，控制模块为芯片，下方为信号接收模块，左侧为控制模块输出的控制信号，其中pwm0和pwm1分别问第一马达的第一控制信号和第二控制信号，pwm2和pwm3分别问第二马达的第一控制信号和第二控制信号，右侧为开关单元，上侧为i/o模块，在本实施例中，反转单元为通过芯片的固件实现，当然在其他实施例中也可以通过逻辑电路等方式实现。

在本实施例中，还包括马达驱动模块，请参照图4，示例性地示出了马达驱动模块的电路图。控制模块输出的pwm0和pwm1、pwm2和pwm3输入到马达驱动模块，经过转换后输出信号outa1和outb1、outa2和outb2，最终分别输出到第一马达和第二马达。

请参照图5，每个马达的控制信号为两路，当马达接收到的第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时驱动转轴旋转的方向与马达接收到的第一控制信号为低电平、第二控制信号为高电平时驱动转轴旋转的方向相反，具体的，若马达接收的第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时，驱动转轴向正方向旋转，若马达接收的第一控制信号为低电平、第二控制信号为高电平时，驱动转轴向反方向旋转。需要注意的是，当马达接收到的第一控制信号和第二控制信号均为高电平时，马达驱动转轴停止旋转。

如图6所示，马达的转速受其接收的pwm信号的占空比控制，占空比越大，其转速越大，图中的ina、inb相当于图4中的pwm0、pwm1，或者pwm2、pwm3，outa、outb相当于图4中的outa1、outb1，或者outa2、outb2。图6的左侧信号为未接收到反转信号时控制模块输出的第一控制信号、第二控制信号，以及经过马达驱动模块转换后输出给马达的信号；图6的右侧信号为发转模式下控制模块输出的第一控制信号、第二控制信号，以及经过马达驱动模块转换后输出给马达的信号，可以看到互换了第一控制信号和第二控制信号的设置。

在本实施例中，积木主体包括积木连接结构，通过积木连接结构将组装积木构件与其它积木构件搭建，形成玩具形态，玩具形态的前后方向根据组装积木构件与其他积木构件的搭建形态决定。而在本发明的另一实施例中，未设置积木连接结构，而是通过转轴将组装积木构件与其它积木构件连接。

本发明实施例的可遥控的组装积木系统，包括上述的可遥控的组装积木构件和控制器，组装积木构件中的信号接收模块接收控制器发送的指令。

请参照图7，本实施例的控制器设计为遥控器，其上设有前、后、左、右键及反转键3，本发明对每个按键的位置不作要求，据实际情况进行设计。在本实施例中，前、后、左、右键用于控制可遥控的组装积木的运动方向，反转键3为中间的按键，当反转键3被触发时，控制器发送反转指令给信号接收模块，进行后续的反转操作，进入反转模式，在反转模式下，操作前、后、左、右键可遥控的组装积木的的运动方向与未进入反转模式时相反。当反转键3再次被触发时，控制器再次发送发转指令给信号接受模块，可遥控的组装积木构件在当前模式下再次反转，即可回到初始方向设置。在其他实施例中，反转键3可不用设计成按键形式，如可设计为各种现有的开关样式。

图8为遥控器的电路图，其左上角为无线传输电路，用于向可遥控的组装积木构件传送指令图中pa0～pa7每一个信号对应遥控器上一个按键，例如pa0～pa3可以分别对应前、后、左、右键，用于触发前、后、左、右控制指令，即转轴控制指令；pa4可以对应反转键，用于触发反转指令；pa5～pa7可以对应其他按键，例如加速、音效、特效等。当反转键被按下时，遥控器通过无线传输电路向可遥控的组装积木构件传送反转指令。

在另外的实施例中，遥控器可以是手机、平板电脑等形式，可以通过安装在手机、平板电脑中的程序或app发送反转信号，此时反转键可以软件或app中的操作界面中，而非实体按键或开关。

以上详细描述了本发明的具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。