一种图形化儿童编程玩具及其方法技术

本发明专利技术公开了一种图形化儿童编程玩具及其方法，玩具包括图形化编程系统和受控机器人；所述的图形化编程系统包括图形化编程模块、数据处理模块和数据发送模块；所述的图形化编程模块包括图形化编程块选择单元、图形化编程块组合单元、编程块编辑单元、编程执行单元；所述的数据处理模块用于将编程块组合结果进行数据处理，方便于后期的发送；所述的数据发送模块用于将数据处理完成的数据发送至受控机器人；所述的受控机器人包括数据接收模块、处理器、驱动装置和执行装置。本发明专利技术将图形化编程与实物机器人控制进行结合，通过图形化编程界面使得儿童更易理解编程语言，同时通过实物机器人给儿童以真实化的编程感受。

Graphical children programming toy and method thereof

The invention discloses a graphical programming method and children's toys, toys including graphic programming system and controlled robot; graphical programming system includes graphical programming module, data processing module and data transmission module; wherein the graphical programming module includes graphical programming, graphical programming block selection unit block combination unit, programming block edit unit, the program execution unit; data processing module for the programming block combination results through data processing, convenient to send later; the data transmission module used for sending data to the controlled robot to complete data processing; controlled robot comprises a data receiving module, a processor driving device and actuating device. The invention combines the graphical programming and the physical robot control, and makes the children understand the programming language more easily through the graphical programming interface.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图形化儿童编程玩具及其方法。
技术介绍
随着软件行业的飞速发展，计算机编程已经不再是IT 专业人员的工作，而是各行各业的终端用户用来实现各自领域目标的工具。针对儿童这一特殊群体，科学技术的发展使得他们有更多机会接触和使用电脑，而随着儿童使用计算设备的深入，现有软件已不能满足需求，他们希望自己也能创作作品。学习编程不仅对儿童的数学和科学知识方面有帮助，而且对于语言、创造力和社会交流等方面都能有积极和重要的作用。此外，从培养儿童计算思维的角度来讲，学习编程也具有其重要价值。申请号为CN201310097617.5的专利技术专利公开了一种面向儿童的图形化编程系统和方法，系统包括一操作和显示环境，用于布置场景及其角色，对每个场景的背景和角色进行编程，以及显示编程序列和编程效果；一系统资源库；一作品库用于存储创作当中的作品或创作完成的作品；一图形化编程块存储区，包括用于编程的各种图形化编程块；一映射模块，用于建立图形化编程块与其逻辑功能之间的映射关系；一图形化编程的语法规则库，设定图形化编程块之间的拼接或内嵌规则；一图形化代码解析模块，用于根据映射模块将当前作品中的图形化编程块队列对应的图形化程序转化成计算机可执行的代码，以及编程时根据语法规则库对图形化程序进行检查。该专利技术专利的缺点在于：（1）该专利技术专利的编程结果为在操作和显示环境下（即电脑屏幕）的结果，儿童无法真实地体验到自己编程带来的效果，比如对于距离移动或者头部旋转的角度等，并且长时间对着电脑/手机对儿童的视力影响较大；（2）该专利技术在进入编程之前，需要对舞台区以及角色进行选择或者删除，即对场景进行布置，非常麻烦，间接降低儿童对编程的兴趣；（3）该专利技术的场景不提供额外属性，仅提供一个外形效果的显示，编程控制的人物与背景之间除了显示的关系以外，没有互相交互或者互相影响的关系，使得达到的效果不真实，并且该专利技术也不具备与现实交互的能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种图形化儿童编程玩具及其方法，将图形化编程与实物机器人控制进行结合，给儿童以真实化的编程感受。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种图形化儿童编程玩具，包括图形化编程系统和受控机器人；所述的图形化编程系统包括图形化编程模块、数据处理模块和数据发送模块；所述的图形化编程模块包括：图形化编程块选择单元：用于选择各种类型的编程块，其中，所述的编程块为通过图形化的方式表现编程内容的模块；图形化编程块组合单元：用于对选择的编程块进行前后顺序关系的排列组合，编程块与编程块之间通过吸附/拼接的方式进行连接；编程块编辑单元：用于对编程块的内容进行编辑；编程执行单元：用于在完成选择、组合和编辑之后的确认；所述的数据处理模块用于将编程块组合结果进行数据处理，方便于后期的发送；所述的数据发送模块用于将数据处理完成的数据发送至受控机器人；所述的受控机器人包括数据接收模块、处理器、驱动装置和执行装置；所述的数据接收模块用于接收图形化编程系统发送的数据，并将数据发送至处理器，所述的处理器对接收到的控制数据进行处理后发送至驱动装置，所述的驱动装置对执行装置进行驱动。所述的类型包括开始、移动、头部、声音、光带、动作、表情、逻辑和变量；不同类型的编程块采用主色调进行区分。所述的编程块包括固有属性和可编辑属性，所述的编程块编辑单元对编程块的可编辑属性进行编辑。所述的编程块分为两类，其中一类用于控制受控机器人本身动作，另外一类用于受控机器人与真实场景的交互控制。所述的图形化编程块组合单元对编程块的排列组合通过拖拽的方式实现。所述的编程块包括用于接收其他编程块数据的拼接端和用于发送本编程块数据的连接端。所述的受控机器人还包括多个传感器，所述的传感器用于检测包含距离/角度/声音在内的数据，并将数据发送至处理器。所述的受控机器人还设置有拓展接口，用于拓展功能模块。所述的一种图形化儿童编程玩具的方法包括以下步骤：S1：用户通过图形化编程系统的图形化界面的编程块菜单部分选择编程块，在编程块组合部分对编程块进行排列组合，并对编程块内的属性进行编辑；其中，在排列组合的过程中，编程块与编程块之间采用吸附/拼接的方式进行连接；S2：用户通过图形化编程系统的图形化界面的确定按键选择编程完毕，图形化编程系统将编程数据发送至受控机器人；S3：受控机器人接收数据，将数据转换成驱动信号，驱动各执行装置进行执行。步骤S1中所述的选择编程块为通过拖拽的方式将编程块从编程块菜单部分拖拽至编程块组合部分；所述的编程块包括用于接收其他编程块数据的拼接端和用于发送本编程块数据的连接端；步骤S1中的排列组合包括确定连接子步骤和取消连接子步骤，所述的确定连接子步骤为：在编程块组合部分，通过拖拽第一编程块将第一编程块的拼接端吸附/拼接至第二编程块的连接端，或者通过拖拽第一编程块将第一编程块的连接端吸附/拼接至第二编程块的拼接端；所述的取消连接子步骤为：在编程块组合部分，第一编程块的拼接端与第二编程块的连接端连接，通过拖拽第一编程块将第一编程块的拼接端与第二编程块的连接端进行分离。在第一编程块的拼接端与第二编程块的连接端连接的情况下，拖拽第二编程块的操作为移动第一编程块和第二编程块组合而成的组合编程块。步骤S1中所述的对编程块内的属性进行编辑的过程中，通过点击编程块进入二级菜单进行内容的编辑。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术将图形化编程与实物机器人控制进行结合，通过图形化编程界面使得儿童更易理解编程语言，同时通过实物机器人给儿童以真实化的编程感受；（2）本专利技术将只包括一个儿童编程步骤和一个机器人受控步骤，步骤清楚简单，操作方便；（3）本专利技术的受控机器人还与真实环境的真实情况进行交互，包括受控机器人身体某一部件被触碰（头部、身体）、检测到前方障碍、听见声音、距离测量、亮度检测，使得达到的效果更加真实，提高儿童兴趣。附图说明图1为本专利技术结构方框图；图2为本专利技术方法流程图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案：如图1所示，一种图形化儿童编程玩具，包括图形化编程系统和受控机器人；所述的图形化编程系统包括图形化编程模块、数据处理模块和数据发送模块；所述的图形化编程模块包括：图形化编程块选择单元：用于选择各种类型的编程块，其中，所述的编程块为通过图形化的方式表现编程内容的模块；图形化编程块组合单元：用于对选择的编程块进行前后顺序关系的排列组合，编程块与编程块之间通过吸附/拼接的方式进行连接；编程块编辑单元：用于对编程块的内容进行编辑；编程执行单元：用于在完成选择、组合和编辑之后的确认；所述的数据处理模块用于将编程块组合结果进行数据处理，方便于后期的发送；所述的数据发送模块用于将数据处理完成的数据发送至受控机器人；所述的受控机器人包括数据接收模块、处理器、驱动装置和执行装置；所述的数据接收模块用于接收图形化编程系统发送的数据，并将数据发送至处理器，所述的处理器对接收到的控制数据进行处理后发送至驱动装置，所述的驱动装置对执行装置进行驱动。所述的类型包括开始、移动、头部、声音、光带、动作、表情、逻辑和变量；不同类型的编程块采用主色调进行区分。对应的，执行装置包括灯光、头部、身体和移动装置。各个编程块的内容均包括二级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：包括图形化编程系统和受控机器人；所述的图形化编程系统包括图形化编程模块、数据处理模块和数据发送模块；所述的图形化编程模块包括：图形化编程块选择单元：用于选择各种类型的编程块，其中，所述的编程块为通过图形化的方式表现编程内容的模块；图形化编程块组合单元：用于对选择的编程块进行前后顺序关系的排列组合，编程块与编程块之间通过吸附/拼接的方式进行连接；编程块编辑单元：用于对编程块的内容进行编辑；编程执行单元：用于在完成选择、组合和编辑之后的确认；所述的数据处理模块用于将编程块组合结果进行数据处理，方便于后期的发送；所述的数据发送模块用于将数据处理完成的数据发送至受控机器人；所述的受控机器人包括数据接收模块、处理器、驱动装置和执行装置；所述的数据接收模块用于接收图形化编程系统发送的数据，并将数据发送至处理器，所述的处理器对接收到的控制数据进行处理后发送至驱动装置，所述的驱动装置对执行装置进行驱动。

【技术特征摘要】
1.一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：包括图形化编程系统和受控机器人；所述的图形化编程系统包括图形化编程模块、数据处理模块和数据发送模块；所述的图形化编程模块包括：图形化编程块选择单元：用于选择各种类型的编程块，其中，所述的编程块为通过图形化的方式表现编程内容的模块；图形化编程块组合单元：用于对选择的编程块进行前后顺序关系的排列组合，编程块与编程块之间通过吸附/拼接的方式进行连接；编程块编辑单元：用于对编程块的内容进行编辑；编程执行单元：用于在完成选择、组合和编辑之后的确认；所述的数据处理模块用于将编程块组合结果进行数据处理，方便于后期的发送；所述的数据发送模块用于将数据处理完成的数据发送至受控机器人；所述的受控机器人包括数据接收模块、处理器、驱动装置和执行装置；所述的数据接收模块用于接收图形化编程系统发送的数据，并将数据发送至处理器，所述的处理器对接收到的控制数据进行处理后发送至驱动装置，所述的驱动装置对执行装置进行驱动。2.根据权利要求1所述的一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：所述的类型包括开始、移动、头部、声音、光带、动作、表情、逻辑和变量。3.根据权利要求1所述的一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：所述的编程块包括固有属性和可编辑属性，所述的编程块编辑单元对编程块的可编辑属性进行编辑。4.根据权利要求1所述的一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：所述的编程块分为两类，其中一类用于控制受控机器人本身动作，另外一类用于受控机器人与真实场景的交互控制。5.根据权利要求1所述的一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：所述的编程块包括用于接收其他编程块数据的拼接端和用于发送本编程块数据的连接端。6.根据权利要求1所述的一种图形化儿童编程玩具，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：管志伟，
申请(专利权)人：成都伟嘉斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51