专利名称：一种智能指南装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能玩具领域，具体涉及一种带有恒定指向标志的智能指南装置。
背景技术：
指南车是我国古代的文化瑰宝之一，是中国古代科技成果的杰出代表。指南车是我国很早就拥有了的技术，“车虽回转而人常指南”，不管小车如何运动，车上的人偶一直面朝固定方向方。但是，从宋代以后，指南车就失传了。古籍上关于指南车的记载相当多，但分歧较大，直到现在，许多学者对它的看法也不一致。《西京杂记》一书中说“司南车，驾四，中道”。以后，东汉张衡、三国马钧都曾造过指南车。据说，马钧的指南车，是上装一木人，下连磁石，不管车子向什么方向行驶，木人的手始终向南指着。然而，这种说法是不大可靠的。指南车到底是什么样子？《晋书 舆服志》上才较为明确“司南车，一名指南车，驾四马，其下制如楼，三级；四角金龙衔羽葆；刻木为仙人，衣羽衣，立车上，车虽回运而手常指南”。稍后的南朝时期的宋、齐也有指南车。《宋书 礼志》说“其制如鼓车，设木人于车上，举手指 南。车虽回转，所指不移”。《南齐书 祖冲之传》也说“冲之改造(指南车之)铜机，圆转不穷而司方如一”。公开号为CN101059342的中国发明专利记载了一种仿古指南车，提供了一种结构简单、合理的仿古指南车，该指南车是在车体底部设有上、下两层底板，并上、下两层底板间设有相互啮合的前、后水平齿轮，其中前水平齿轮的齿轮轴设置在下层底板的中心线上；在下层底板上设置有以前齿轮轴的轴心为圆心、以前、后水平齿轮的啮合轴趾为半径的中心对称弧形轨道，后水平齿轮的齿轮轴在弧形轨道内摆动；前水平齿轮轴穿过上层底板伸出车体外，并在齿轮轴的顶端设有指南针；后水平齿轮轴穿过下层底板与车辕连接；在车体内车轴的两侧对称设置有与后水平齿轮啮合的左、右垂直齿轮。本发明的指南车采用差动齿轮的构造原理制成，其结构简单，可以做成模型展览，也可以作成教学用具、儿童益智玩具、工艺品及旅游纪念品。公开号为CN1010537295的中国专利申请也记载了一种指南车，它克服了传统车子、玩具车没有带指示方向模块功能的缺点。其主要特征是天板和指南标相对推把的水平转动，转角相同、转向相反地水平转动，可用于带指示方向模块、教具、玩具等面。上述对于指南车的研究偏重于从传统机械角度解决问题，做出来的成品复杂笨重，不能很好地应用在如儿童益智玩具等领域上，附加功能少，趣味性不强，适用性不广。而公开号为CN2433131的中国专利申请记载的电子指南车是一种能会自控寻向行驶的电子电动车模玩具，其以控制模块做核心控制器，把传感器及其信号放大整形电路、比较电压门值设置电路、声光提示电路、光电隔离电路、电动动作执行电路相电连接，在控制模块程序控制下，通过方向鉴别和动作驱动，使车模在开动后能会自动调整车行方向寻找南方，并于找到后照直定向行驶，行驶中不断确认和修正，确保不出现偏离。但其功能特点是让小车一直朝固定方向行驶，而非传统文献记载的“车虽回转而人常指南”，即小车运动方向可以随意，而车上的人偶一直保持朝固定方向，指南的应该是车上一个模块，而不是让整个车体朝固定方向运动，此专利相比传统意义上的指南车功能含义存在偏移。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的问题，提供一种基于电子信息技术，加入智能元素、更加小巧的带恒定指向标志的智能指南装置。一种智能指南装置，包括装置本体，安装在所述装置本体上的电源模块和开关，以及设置于所述装置本体下的至少一个运动模块，所述智能指南装置还包括控制模块，以及与所述控制模块相连的转盘模块和指向模块，以及设置于所述转盘模块上的指向标志。所述控制模块是单片机，用于控制所述运动模块带动所述智能指南装置做任意方向自主运动，并根据所述指向模块检测的方向数据控制所述转盘模块转动，使得本发明的智能指南装置上的指向标志指向固定方向，实现“车虽回转而人常指南”。进一步地，所述智能指南装置还设置有方向调整模块，用于调整所述智能指南装置的运动方向。可以使得本发明的智能指南装置如同普通的遥控车玩具，能随意调整方向运动，增加趣味性。 本发明的一种方式，所述指向模块与所述指向标志固定在一起，用于检测所述指向标志的方向数据，并将方向数据输送给所述控制模块。所述指向模块为电子罗盘，所述方向数据为所述指向标志偏离固定方向的角度，所述固定方向为南方。本发明的另一种方式，所述指向模块与所述装置本体固定在一起，用于检测所述智能指南装置运动方向，并将检测的方向数据输送给所述控制模块。所述指向模块为电子罗盘，所述方向数据为所述智能指南装置运动方向偏离固定方向的角度，所述固定方向为南方。本发明智能指南装置具有下述优点I、本发明基于电子信息技术实现，对比纯机械结构指南车在技术上进行了较大突破，降低了生产组装的难度，在整体功能表现上接近传统意义的指南车。2、本发明装置的形态可以做得比较小巧，因此可以广泛用于智能玩具领域，此外还可以用于盲人导航、教学等，具有原理新颖、趣味性强、应用范围广泛的优点。
图I为本发明实施例I的框架结构示意图；图2为本发明实施例2的框架结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。本发明智能指南装置，包括装置本体1，设置于装置本体I下方的至少一个运动模块2，设置于装置本体I上的控制模块3和转盘模块5，以及指向模块4 ;控制模块3分别与运动模块2、转盘模块5和指向模块4相连。其中，运动模块2，位于装置本体I下部，采用轮子、履带等通用运动方式，可以仅采用一个运动模块2，构成独轮车；通常采用两个或四个运动模块2，对称的分布在装置本体I的两侧，构成两轮车或四轮车。转盘模块5，使用舵机或其他转盘技术，上面固定有指向标志6。本发明的智能指南装置还包括电源模块7和开关8。本发明的实施例I，如图I所示指向模块4，使用电子罗盘或其他测向技术测定方向，和指向标志6固定在一起，能随时检测到指向标志6偏离南方的角度。控制模块3，为一单片机，依据指向模块4提供的方向数据，控制转盘模块5的角度使其朝向南方。当用户准备使用本实施例的智能指南装置，打开开关8，电源模块I为各模块供电，控制模块3控制本发明智能指南装置通过运动模块2做任意方向运动。在某一时钟周期里，指向模块4中电子罗盘检测到当前指向标志6指向的方向偏离南方的角度，并将检测 到的角度数据输入到控制模块3，控制模块3根据角度数据调用相应的驱动程序，控制转盘模块5转动。在下一时钟周期里重复上述流程，从而实现无论本发明智能指南装置向哪个方向运动，指向标志6稳定后始终指向南方。具体地，指向模块4中电子罗盘检测到当前指向标志6指向的方向偏离南方的角度，按照下述原则控制转盘模块5转动偏离南方的角度按照顺时针计算，数值介于0-360度之间。如角度介于0-180度，则控制转盘模块5逆时针转动，如角度介于180-360度，则控制转盘模块5顺时针转动；如角度为0度，则控制转盘模块不动。本发明的实施例2，如图2所示指向模块4，使用电子罗盘或其他测向技术测定方向，和装置本体I固定在一起，能随时检测到装置本体I行驶方向偏离南方的角度。这种实施方式下，当用户准备使用本实施例的智能指南装置，预先调整指向标志6与装置本体I的车轴方向一致(即装置本体I行驶的方向一致)，打开开关8，电源模块7为各模块供电，控制模块3控制本发明智能指南装置通过运动模块2做任意方向运动。在某一时钟周期里，指向模块4中电子罗盘检测到当前指向标志6指向的方向偏离南方的角度，并将检测到的角度数据输入到控制模块3，控制模块3根据角度数据调用相应的驱动程序，控制转盘模块5转动。在下一时钟周期里重复上述流程，从而实现无论本发明智能指南装置向哪个方向运动，指向标志6稳定后始终指向南方。指向模块4中电子罗盘检测到当前装置本体I运动方向偏离南方的角度，按照下述原则控制转盘模块5转动偏离南方的角度按照顺时针计算，数值介于0-360度之间。如角度介于0-180度，则控制转盘模块5逆时针转动相应度数；如角度介于180-360度，则控制转盘模块5顺时针转动角度为“360度-相应度数”；如角度为0度，则控制转盘模块不动。需要说明的是，本发明智能指南装置还可以设置北方、东方、西方或其他任意方向为固定方向，只需计算指向模块4中电子罗盘检测到的当前指向标志6指向的方向偏离该方向的角度即可。需要说明的是，本发明智能指南装置还可以设置方向调整模块，通过方向调整模块调整本发明的智能指南装置运动模块2的运动，控制本发明智能指南装置的运动方向，从而可以随意改变本发明智能指南装置的运动方向，增加本发明智能指南装置的趣味性。在现有遥控玩具车上，通过遥控，随时改变玩具车的运行方向已经是很成熟的技术，这里不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精
神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种智能指南装置，包括装置本体(I)，安装在所述装置本体(I)上的电源模块(7)和开关(8)，以及设置于所述装置本体(I)下的至少一个运动模块(2)，其特征在于，所述智能指南装置还包括控制模块(3)，与所述控制模块(3)相连的转盘模块(5)和指向模块(4)，以及设置于所述转盘模块(5)上的指向标志(6)。
2.根据权利要求I所述的智能指南装置，其特征在于，所述控制模块(3)是单片机，用于控制所述运动模块(2)带动所述智能指南装置做任意方向自主运动，并根据所述指向模块⑷检测的方向数据控制所述转盘模块(5)转动，带动所述指向标志(6)指向固定方向。
3.根据权利要求2所述的智能指南装置，其特征在于，所述智能指南装置还设置有方向调整模块，用于调整所述智能指南装置的运动方向。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的智能指南装置，其特征在于，所述指向模块(4)与所述指向标志(6)固定在一起，用于检测所述指向标志(6)的方向数据，并将方向数据输送给所述控制模块(3)。
5.根据权利要求4所述的智能指南装置，其特征在于，所述指向模块(4)为电子罗盘，所述方向数据为所述指向标志(6)偏离固定方向的角度，所述固定方向为南方。
6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的智能指南装置，其特征在于，所述指向模块(4)与所述装置本体(I)固定在一起，用于检测所述智能指南装置运动方向，并将检测的方向数据输送给所述控制模块(3)。
7.根据权利要求6所述的智能指南装置，其特征在于，所述指向模块(4)为电子罗盘，所述方向数据为所述智能指南装置运动方向偏离固定方向的角度，所述固定方向为南方。
全文摘要
本发明公开了一种智能指南装置，包括装置本体，安装在装置本体上的电源模块和开关，以及设置于装置本体下的至少一个运动模块，还包括控制模块，以及与控制模块相连的转盘模块和指向模块，以及设置于转盘模块上的指向标志。当打开开关后，指向模块检测方向数据发送给控制模块，控制模块控制转盘模块转动，带动指向标志指向固定方向。本发明采用非机械的方法实现了无论装置本体如何运动，而指向标志恒定指向南方。
文档编号G01C17/32GK102778227SQ20121028939
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者孙凌云, 张秋子, 曹应骁, 李颜琳, 柴春雷 申请人:浙江大学