一种实物化编程式积木系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实物化编程式积木系统，包括传感器模块，包括红外传感器积木、摄像头积木、无线传输功能积木，用于采集外部信号；程序控制模块，包括延时积木、循环运行积木、布尔判断积木、如果判断积木、等待信号积木、或积木、与积木、子程序积木、运动控制积木、程序验证积木，用于对输入信号进行逻辑运算；执行模块，包括底部运动积木、音乐播放积木、LCD显示积木、机械手积木、二极管阵列积木、风扇积木、头部摇摆积木，用于执行程序控制模块的输出指令信号。本发明专利技术能够改进现有技术的不足，搭配灵活、使用方便，适合儿童使用。

A kind of physical programming building block system

【技术实现步骤摘要】
一种实物化编程式积木系统
本专利技术涉及人机交互
，尤其是一种实物化编程式积木系统。
技术介绍
随着信息技术和互联网的发展，智能设备已成为生活中必不可少的一部分。大到计算机、服务器，小到手持设备、家用电器，不管是老人还是小孩，生活中无时无刻需要使用这些设备。而程序是智能设备功能的实现方式，是计算机的大脑，信息产业的发展离不开程序的设计。只有在程序上创新，才能让设备实现更加智能的功能。传统的编程是通过键盘输入文本语言来实现。一种功能强大的编程语言往往有很多复杂的语法和指令，初学者难以理解和使用。程序员往往需要有一定的知识基础和经过长期的专业训练。这对于儿童来说是非常困难的，儿童无法采用传统的编程方式来创作自己的程序。而随着教育水平的不断提高，父母更希望玩具在给儿童带来快乐的同时，能够开发儿童的智力和创造力，通过实物化的玩具让儿童对程序的逻辑有更加直观的了解，通过玩具的拼接设计自己的程序，而不是在电脑屏幕上编写一行行枯燥的代码。实物编程的特点更加适合儿童对编程的操作。目前的实物化编程系统主要有两类。中国专利技术专利CN102136208A公开了一种实物编程的方法。该方法通过摄像头采集实物块上的表面识别码，识别实物块的语义功能。用户通过在摄像头区域摆放有表面识别码的实物块来实现编程。这种实物编程方式只能实现计算机中已经设定好的程序，无法充分激发儿童的创造性思维。另一类是中国专利技术专利CN104898456A公开的实物化编程方法。该方法摆脱了摄像头和计算机内预先设定好的程序的限制，可以让儿童用积木搭建符合程序语法逻辑的程序，并将搭建好的程序输出到小车上实现功能。这种实物编程方法的积木仅用于程序搭建，程序执行在小车上完成。这种积木的功能有局限性，仅仅用于搭建程序，程序的功能不能直观的在积木上体现出来。同时，将小车作为执行器限制了程序功能的多样性，无法充分发挥儿童的想象力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种实物化编程式积木系统，能够解决现有技术的不足，搭配灵活、使用方便，适合儿童使用。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种实物化编程式积木系统，包括，传感器模块，包括红外传感器积木、摄像头积木、无线传输功能积木，用于采集外部信号；程序控制模块，包括延时积木、循环运行积木、布尔判断积木、如果判断积木、等待信号积木、或积木、与积木、子程序积木、运动控制积木、程序验证积木，用于对输入信号进行逻辑运算；执行模块，包括底部运动积木、音乐播放积木、LCD显示积木、机械手积木、二极管阵列积木、风扇积木、头部摇摆积木，用于执行程序控制模块的输出指令信号。作为优选，所述传感器模块、程序控制模块和执行模块的外部至少设置有一个插接公头和一个插接母头；插接公头包括圆台形插头，圆台形插头的表面设置有若干个第一环形金属片，圆台形插头的外侧设置有橡胶密封圈；插接母头包括圆台形插孔，圆台形插孔的内壁设置有与第一环形金属片一一对应的第二环形金属片，圆台形插孔的外侧设置有与橡胶密封圈过盈配合的插槽。作为优选，所述第一环形金属片的表面设置有第一凸缘，第二环形金属片的顶面设置有与第一凸缘相配合的凹槽，第二环形金属片的底面通过若干个第一弹簧与圆台形插孔的内壁连接。作为优选，每两个第一弹簧分为一组，同组内的两个第一弹簧共面设置，同组第一弹簧组成的平面与第二环形金属片的表面相垂直，同组内的两个第一弹簧与第二环形金属片底面的连接点的距离小于同组内的两个第一弹簧与圆台形插孔内壁连接点的距离。作为优选，所述插槽的顶部边缘设置有弧形面。作为优选，插槽底部设置有第二凸缘。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本专利技术提供的积木模块功能多样，搭建灵活，运行方式多样化，能够让儿童轻松了解编程逻辑和过程。各模块之间通过简单的插头进行插接连接，不需要固定的插接方向，便于儿童自己动手进行不同积木模块的插接组合。第一环形金属片和第二环形金属片的结构可以提高插头之间插接配合的牢固度，在儿童玩耍时可以保证良好接触。第一弹簧通过两个方向的安装，可以对插接公头插入方向和拔出方向进行双向的挤压定位，从而进一步提高插接稳定性。弧形面用来保护橡胶密封圈，减少橡胶密封圈的磨损，第二凸缘可以对橡胶密封圈进行挤压，使得其两侧向外形变，从而提高插槽和橡胶密封圈的卡接牢固度。附图说明图1是本专利技术一个具体实施方式中插接公头的结构图。图2是本专利技术一个具体实施方式中插接母头的结构图。图3是本专利技术一个具体实施方式中第一环形金属片和第二环形金属片接触配合部位的结构图。图4是本专利技术一个具体实施方式的使用流程图。图中：1、圆台形插头；2、第一环形金属片；3、橡胶密封圈；4、圆台形插孔；5、第二环形金属片；6、插槽；7、第一凸缘；8、凹槽；9、第一弹簧；10、弧形面；11、第二凸缘；12、空腔；13、弯折连杆；14、压杆；15、销柱。具体实施方式参照图1-4，本专利技术一个具体实施方式包括，传感器模块，包括红外传感器积木、摄像头积木、无线传输功能积木，用于采集外部信号；程序控制模块，包括延时积木、循环运行积木、布尔判断积木、如果判断积木、等待信号积木、或积木、与积木、子程序积木、运动控制积木、程序验证积木，用于对输入信号进行逻辑运算；执行模块，包括底部运动积木、音乐播放积木、LCD显示积木、机械手积木、二极管阵列积木、风扇积木、头部摇摆积木，用于执行程序控制模块的输出指令信号。传感器模块、程序控制模块和执行模块的外部至少设置有一个插接公头和一个插接母头；插接公头包括圆台形插头1，圆台形插头1的表面设置有若干个第一环形金属片2，圆台形插头1的外侧设置有橡胶密封圈3；插接母头包括圆台形插孔4，圆台形插孔4的内壁设置有与第一环形金属片2一一对应的第二环形金属片5，圆台形插孔4的外侧设置有与橡胶密封圈3过盈配合的插槽6。所述第一环形金属片2的表面设置有第一凸缘7，第二环形金属片5的顶面设置有与第一凸缘7相配合的凹槽8，第二环形金属片5的底面通过若干个第一弹簧9与圆台形插孔4的内壁连接。每两个第一弹簧9分为一组，同组内的两个第一弹簧9共面设置，同组第一弹簧9组成的平面与第二环形金属片5的表面相垂直，同组内的两个第一弹簧9与第二环形金属片5底面的连接点的距离小于同组内的两个第一弹簧9与圆台形插孔4内壁连接点的距离。所述插槽6的顶部边缘设置有弧形面10。所述插槽6底部设置有第二凸缘11。另外，圆台形插孔4内部设置有空腔12，圆台形插孔4底部活动插接有销柱15，空腔12内安装有与每组第一弹簧9一一对应的弯折连杆13，销柱15的底端与弯折连杆13的一端轴接，弯折连杆13的中部铰接在空腔12内，弯折连杆13的另一端轴接有压杆14，第一弹簧9与压杆14连接。当圆台形插头1插入圆台形插孔4内时，圆台形插头1向下挤压销柱15，通过弯折连杆13带动压杆14，使压杆14向内侧挤压第一弹簧9，从而进一步提高第一环形金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实物化编程式积木系统，其特征在于：包括，/n传感器模块，包括红外传感器积木、摄像头积木、无线传输功能积木，用于采集外部信号；/n程序控制模块，包括延时积木、循环运行积木、布尔判断积木、如果判断积木、等待信号积木、或积木、与积木、子程序积木、运动控制积木、程序验证积木，用于对输入信号进行逻辑运算；/n执行模块，包括底部运动积木、音乐播放积木、LCD 显示积木、机械手积木、二极管阵列积木、风扇积木、头部摇摆积木，用于执行程序控制模块的输出指令信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种实物化编程式积木系统，其特征在于：包括，
传感器模块，包括红外传感器积木、摄像头积木、无线传输功能积木，用于采集外部信号；
程序控制模块，包括延时积木、循环运行积木、布尔判断积木、如果判断积木、等待信号积木、或积木、与积木、子程序积木、运动控制积木、程序验证积木，用于对输入信号进行逻辑运算；
执行模块，包括底部运动积木、音乐播放积木、LCD显示积木、机械手积木、二极管阵列积木、风扇积木、头部摇摆积木，用于执行程序控制模块的输出指令信号。


2.根据权利要求1所述的实物化编程式积木系统，其特征在于：所述传感器模块、程序控制模块和执行模块的外部至少设置有一个插接公头和一个插接母头；插接公头包括圆台形插头（1），圆台形插头（1）的表面设置有若干个第一环形金属片（2），圆台形插头（1）的外侧设置有橡胶密封圈（3）；插接母头包括圆台形插孔（4），圆台形插孔（4）的内壁设置有与第一环形金属片（2）一一对应的第二环形金属片（5），圆台形插孔（4）的外侧设置有与橡胶密...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华志，李烜，王建全，吴昊聪，郜鹏宇，
申请(专利权)人：南京酷优美电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32