采用移動光束對電動玩具進行控制的方法
【專利摘要】一種采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，以遙控器發射的一束光束在電動玩具上的移動變化來控制電動玩具的動作。適合于室內或室外較近距離的玩具遙控。操作者無需雙手操作遙控器的操作按鈕或操作桿，而是根據遙控意圖揮動遙控器使光束照射到玩具機身并產生移動，以光束的移動變化來控制玩具的動作。具有操作極其簡單容易和直觀的特點，使得玩具遙控更富有趣味性和游戲性，尤其適合歲數小的兒童使用。
【專利說明】采用移動光束對電動玩具進行控制的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動玩具的遙控技術。
【背景技術】
[0002]遙控電動玩具主要有車輛類和飛行類(直升飛機、飛碟等)玩具，包括遙控器和電動玩具，采用無線電或紅外線遙控。其中遙控器包括操作按鍵或操作桿、編碼電路和發射電路，操作者雙手在遙控器進行操作，由編碼電路形成編碼信息再通過發射電路發射出去。電動玩具的控制電路包括接收電路、解碼電路、驅動電路和執行部件。接收電路接收遙控器發射信號，經過解碼電路解碼得出遙控信息，通過驅動電路控制執行部件，使玩具完成各種動作，如汽車的前進、后退、左轉、右轉，飛行器的上升、下降、前進、懸空等。
[0003]現有的這些玩具遙控技術，其優點是遙控距離長，沒有明顯方向性，即操作時遙控器無需對準玩具，其缺點是以遙控器的若干按鍵或操作桿來代表著玩具的運動狀態，操作者需要一邊注意著玩具的運動狀態，一邊用雙手操作著遙控器的按鍵或操作桿，非常的不直觀，也增加操作難度，特別是對于歲數較小的兒童，常常難以很好的進行遙控操作。由于遙控器的按鍵或操作桿具有機械結構部件，造成體積和重量都較大，也容易損壞。
[0004]現有技術還有一類通過將光束照射在玩具機身上不同的特定光敏元件來控制不同的動作，如中國專利96249104.7和2010101096431，但這需要一定準確性，對于運動狀態不斷變化的電動玩具來說，稍微有點距離便很難做到，而且操作使用起來同樣的不夠直觀和方便靈活，能夠實現的遙控動作也不夠豐富。
[0005]而且上述遙控技術，一般只能發送幾個通道的開關量的遙控信息(即只有I或0的狀態，只能狀態控制，如進或退、升或降)，如果要發送帶模擬量的遙控信息(即具有不同控制量的信息，比如以不同速度前進或后退)，則需采用比例遙控技術，遙控器也需要使用帶電位器的操作桿，電路和結構更加復雜，操作難度也更高，所以在普通遙控玩具上一般都沒有采用帶模擬量的遙控。

【發明內容】

[0006]本發明目的是公開一種操作更直觀和更容易的對電動玩具進行遙控的方法，進一步，該方法還能以同樣直觀容易的操作來實現帶模擬量的遙控。
[0007]本發明使用于遙控器和電動玩具，其方法為:以遙控器發出的光束的移動方向來控制電動玩具的動作。
[0008]一種更具體方法是:遙控器發射一束能夠照射到電動玩具機身上的光束，操作者根據遙控意圖使光束在電動玩具機身上向空間不同方向產生移動；電動玩具接收光束，識別出光束的移動方向，并根據光束的移動方向，來控制電動玩具的動作。
[0009]所述遙控器發射的光束，為柱形光束，或錐形光束。這些光束采用發光管通電發光再經過聚光結構產生聚光來形成。這屬于光學方面的常用技術。
[0010]所述遙控器發射的光束產生的移動，或稱掃動、揮動，是光束在電動玩具同一受光面上向著空間不同方向的移動，包括往下移動、往上移動、往左移動、往右移動、光源逼近玩具的移動、和光源離開玩具的移動。光束向每一個方向的移動對應著遙控者特定的遙控意圖，也即遙控信息。同一受光面即是玩具機身上能夠同時受到光束照射的一面。
[0011]電動玩具對光束的接收，采用光敏元件來完成。電動玩具對光束移動方向的識別，可以是在玩具機身(表面)上某個位置采用光敏元件接收光束，通過光束的強度變化來進行識別光束的移動方向。當本發明只用于對一些玩具的簡單遙控，比如只需遙控玩具車或飛行器的前進和后退(停止)，相當于現有遙控技術的兩通道遙控，則可通過對“光源逼近玩具的移動”和“光源離開玩具的移動”的接收來實現，即通過光束在遙控器與玩具的直線方向上(相當于坐標系的Z軸)的向前和向后這兩種移動方向來傳遞兩種遙控指令，這時可以在玩具機身某個位置采用一只光敏元件接收光束，通過光束的強度變化來識別判斷光束的移動方向。即當光束強度變大時識別為光束光源在逼近玩具，當光束強度變小時識別為光束光源在離開玩具，以此實現兩種指令的遙控。
[0012]電動玩具對光束移動方向的識別，也可以是在電動玩具機身同一受光面上設置有至少兩個位置通過光敏元件來接收光束，根據不同的位置上光束的變化的次序，來識別光束的移動方向。對于電動玩具需要更多通道的遙控指令，則通過對光束往下移動、往上移動、往左移動、往右移動的接收來實現，這可以通過光的干涉來進行測量，但實現的結構和技術很復雜。本發明采用更簡單巧妙方法:在電動玩具的機身同一受光面上至少設置有兩個位置通過光敏元件來接收光束，根據不同位置上光束變化的先后次序，來識別光束的移動方向，并控制玩具的動作。在每一維方向上可設置兩個位置，比如在電動飛行器機身的左和右(相當于水平方向的X軸)，或者上和下(相當于垂直方向的Y軸，對于玩具汽車也可以是前和后)，通過光束接收的不同狀態來識別判斷光束在該方向上的移動方向，以此識別遙控意圖。每個方向能夠得到兩種遙控指令。如果在兩維方向(X軸和Y軸)上都各自設置兩個位置來接收光束，則可直接得到四種遙控指令。如果再結合光束強度的變化(Z軸)，則可得到六種遙控指令，即實現六通道遙控。如果在X軸加Y軸的基礎上，通過對四種移動方向的結合，則還可產生“往左上角移動”，“往左下角移動”，“往右上角移動”，“往右下角移動”的四種移動方向，實現更多通道的遙控。
[0013]本發明適合于室內或室外較近距離的玩具遙控。使用時操作者手持遙控器發出光束，可稱為遙控光束，根據遙控意圖揮動遙控器使光束照射到玩具機身上并產生移動，或稱為掃動、揮動，玩具控制電路通過光敏元件接收到光束及其移動變化，識別出操作者的遙控意圖，并控制玩具做出相應動作。比如用于對玩具直升飛機的遙控，將光束覆蓋照射到飛機機身(使得光敏元件同時都接收到光束)而沒有移動變化時，飛機保持穩定的懸空狀態；將光束自下向上掃過飛機機身時，飛機主螺旋槳加速使飛機上升；將光束自上向下掃過飛機機身時，飛機主螺旋槳減速使飛機下降；將光束光源(即遙控器)從飛機后面向逼近飛機的方向移動時，飛機向前運動；將光束的光源向離開飛機的方向移動時，動時，飛機停止前進(飛機沒有后退狀態)；當光束左右掃動時，飛機向左右偏轉(適合帶尾槳具有左右方向控制的直升飛機，沒帶方向控制的則無此操作)；當沒有光束照射時飛機則保持原有狀態。這樣實現了對飛機多動作的遙控。對于車輛類玩具的遙控也類似，并可根據不同的需要來定義各種光束移動方向所代表的遙控意圖，控制玩具根據意圖做相應動作。
[0014]本發明跟傳統遙控技術比較，具有的優點是:1、操作者無需雙手操作遙控器的按鈕或操作桿，也無需準確瞄準玩具上不同的光敏元件，而是根據遙控意圖單手揮動遙控器使光束在玩具機身上向不同方向產生移動，以直觀的動作來實現對玩具的遙控，所以遙控操作極其簡單容易和直觀，尤其適合歲數小的兒童使用；2、遙控器只是發射光束，遙控信息不是包含在光束里面，而是由光束的移動方向來傳遞，所以電路極其簡單，就是電源驅動發光管發光，不需要按鍵和操作桿，工作更可靠，而且遙控器外形可做得很小很靈活，比如做成細長的遙控棒、指揮棒、魔法棒，使得玩具遙控更富有趣味性和游戲性。
[0015]遙控器發射的光束，可以是可見光束或者紅外光束，或者同時包含兩者的組合光束。其工作原理一樣，只是采用不同的發光管來發出不同的光束，而且根據不同光束在電動玩具上使用相應的光敏元件來配套使用，這是常規的常識。實際上很多光敏元件能同時適用可見光和紅外線，只是前面的濾光材料不同。采用可見光束能看見遙控光束，操作控制更直觀和更容易，適合各種人群包括小歲數的兒童使用；使用紅外光束抗干擾性能更好，但看不見遙控光束，具有一點難度，但如果操作者明白紅外線也是直線傳播的，便能憑感覺來把握控制光束的移動，而且使用時看不見光束，只看到手臂或遙控棒在揮動便能遙控玩具，更有詭異感覺和趣味性。當遙控光束采用可見光束時，為了避免環境光線的干擾，光束不宜采用白光，首選地采用紅光、或綠光、或藍光、或紫光的光束。相應地在電動玩具的光敏元件前面加有紅色、或綠色、或藍色、或紫色的濾光片。采用有色光束能夠提供遙控的抗干擾性。也可發射紅外光束來傳遞遙控意圖，同時發射可見光束來供操作者參考定位，并使兩者聚光在一起成為同一組合光束，達到既有抗干擾性又直觀易操作的優點。
[0016]作為進一步改進，電動玩具接收遙控器的光束，識別出光束移動的方向和速度，并轉換為控制信號，來控制玩具以不同速度執行動作。該改進使電動玩具能夠根據操作者揮動遙控器光束的速度的快慢，來控制玩具執行動作的速度，比如快速向上揮動遙控器使光束快速向上掃過飛行器，則飛行器快速上升，慢慢向上揮動遙控器使光束慢慢向上掃過飛行器，則飛行器慢慢上升，實現帶模擬量的遙控。具體實現該改進，可以是通過電動玩具上光敏元件所接收的光束強度變化的變化速率，來識別光束的移動速度，并對玩具進行控制，適用于玩具與遙控器在直線方向(即Z軸)的光束移動變化；或者通過光束在電動玩具兩個不同位置移動的次序和時間差，來取得光束移動的方向和速度，對玩具進行控制，適用于在左右方向(即X軸)和上下方向(即Y軸)的移動變化。根據對不同玩具控制的要求，可對這種模擬量的量化設置不同的級數，如I一 10級，但一般來說，對大多電動玩具的動作速度，設置2級(即快和慢)或3級(即快、中和慢)，已經能夠滿足要求了。該改進以簡單的方法，實現對玩具帶模擬量的遙控，使遙控功能更強大更豐富，而且遙控器無需采用復雜的帶電位器操作桿，也無需增加電路，遙控操作更是簡單直觀，使玩具極其好玩。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】 圖1是本發明工作原理示意圖。圖2是實現本發明的一種玩具電路的電路圖。圖3是光敏元件設置在飛行器上的示意圖。圖4是實現本發明的另一種玩具電路的電路圖。
[0018]【具體實施方式】 下面根據附圖，對如何實施本發明進行說明。
[0019]需要說明的是，本發明目的在于公開一種操作更直觀容易的玩具遙控技術，而對于實現本發明的相關技術，比如電動玩具的驅動電路和執行部件，用于對車輛的前進、后退、停止、左轉、右轉，飛行器的上升、下降、懸空、前進、左右偏轉的驅動和執行，屬于現有玩具技術。而本發明所涉及電路的一些功能，包括對光線的接收和強度的檢測、對電壓信號的模數(A / D )轉換和運算比較、通過工作電壓或P WM脈寬調制對玩具電機工作功率和轉速的控制，包括如何采用單片機MCU或D S P或其他電路根據本發明的工作原理和邏輯而做出具體的電路和程序進行工作，都屬于電子【技術領域】的一般技術，本發明不做敘述。為了簡潔，本發明附圖的電路圖只畫出跟工作原理相關的元件，其他電路部分如電源、濾波、時鐘、復位、驅動等外圍電路，屬于常識，都沒畫出。
[0020]圖1是本發明工作原理示意圖。本發明包括遙控器I和電動玩具2，使用時操作者單手持遙控器I發射一束能夠照射到電動玩具2的光束3，并根據遙控意圖揮動遙控器，使光束3在電動玩具2機身上產生移動，或稱掃動；電動玩具2接收光束3，識別出光束的移動方向，以此來控制電動玩具動作。遙控器發射的光束，可以是光線接近平行的柱形光束，或光線呈小角度擴散的錐形光束。遙控器采用電源驅動發光管如L E D發光再經過聚光形成光束，屬于常見技術。采用柱形光束時光束照射面積較小，光線集中，能進行較遠距離的遙控，典型的可采用或參照多媒體教學常用的帶小功率激光管的激光教鞭；圖1采用的是錐形光束，錐形光束的照射面積較大，能更容易地照射到玩具機身上，方便控制，可直接采用或參照各種帶聚光的小型L ED手電筒。
[0021]電動玩具包括有光敏元件、控制電路、驅動電路和執行部件。光敏元件安裝在玩具機身上，使得工作時能夠被遙控光束所照射到，根據光照的不同狀態輸出不同的電信號并送到控制電路。控制電路根據光敏元件的信號變化，識別出光束移動的方向，以此識別出遙控意圖，驅動執行部件執行相應動作。
[0022]對于控制電路如何根據光敏元件的信號變化，來識別判斷出光束移動的方向，也即識別出遙控意圖并進行相關控制，下面對此進行詳細敘述。
[0023]當本發明只用于對一些玩具的簡單遙控，比如只需遙控玩具車或飛行器的前進和后退(或停止)，相當于現有遙控技術的兩通道遙控，可通過對“光源逼近玩具的移動”和“光源離開玩具的移動”的接收來實現，即通過光束在遙控器與玩具的直線方向上(相當于坐標系的Z軸)的向前和向后這兩種移動方向來傳遞兩種遙控指令，這時可以在玩具機身某一位置采用光敏元件接收光束，通過光束的強度變化來識別光束的移動方向。當光束強度變大時識別光束光源在逼近玩具，當光束強度變小時識別光束光源在離開玩具，以此判斷兩種不同光束移動方向，實現兩種指令的遙控。該方式比較適合于錐形光束。
[0024]實現上述遙控的一種玩具電路如圖2。設置在電動玩具機身上的光敏元件G I，和電阻R I串聯構成光束接收電路，其輸出連接到控制電路也即單片機M C U I的一個具有模數(A / D )轉換功能的輸入端口 I O I，當沒有光束照射到光敏元件G I時，G I的暗電阻很大，I O I輸入為很低的電壓，當光束照射到G I時，G I電阻變小，輸入電壓變大，光強度越大，則輸入電壓越高。MCU I不斷檢測讀取I O I電壓數值，并對前后的數值進行比較，判斷光束的移動方向的情況，控制電路M C U I的輸出通過驅動電路控制執行部件，控制電動玩具的運動。驅動電路和執行部件為現有玩具技術。單片機MCU I可采用具有模數轉換功能的各種單片機，比如P I C I 6 F X X系列。
[0025]以遙控玩具汽車為例，一種遙控操作和識別過程為:1、當操作者將遙控光束照射到汽車上，但保持遙控器靜止即光束不移動，這時光敏元件G I接收到強度不變的遙控光束，I O I的電壓較高(高于設定閥值，該閥值略大于環境光線下光束接收電路的輸出值)，但前后電壓數值基本不變(變化值很小)，則識別遙控意圖為靜止，于是MCU I的輸出通過驅動電路控制執行部件使汽車停止動作保持靜止狀態。2、當操作者將遙控光束照射到汽車上，并使遙控器逼近汽車即是使光束光源向著汽車方向向前移動，這時光敏元件G I接收到強度不斷變大的遙控光束，I O I的電壓較高且在變大，則識別遙控意圖為向前前進，于是MCU I的輸出通過驅動電路控制執行部件使汽車向前前進。而且可以根據電壓變大的變化速率，取得光束移動速度的信號，來控制汽車電機的工作功率從而控制汽車前進的速度，當光束強度變大越快，則前進速度越快，反之則越慢，實現帶模擬量的控制。3、當操作者將遙控光束照射到汽車上，并使遙控器遠離汽車即是使光束光源沿著汽車方向向后移動，這時光敏元件G I接收到強度不斷變小的遙控光束，I O I的電壓較高但在不斷變小，則識別遙控意圖為向后后退，于是MCU I的輸出通過驅動電路控制執行部件使汽車向后后退。同樣可根據電壓變小的變化速率，取得光束移動速度的信號，來控制汽車電機的工作功率從而控制汽車后退的速度，當光束強度變小越快，則后退速度越快，反之則越慢。4、當操作者沒有將遙控光束照射到汽車，這時光敏元件沒有接收到光束，I O I的電壓較小(小于設定閥值)，則識別為無新的遙控意圖，于是M C U I輸出使汽車保持原來的運動狀態。(原來的運動狀態包括前進、后退或停止)。就是說如果揮動光束使汽車前進，之后即使光束已經離開汽車，汽車仍保持原來的前進狀態，直至將光束重新照射到汽車并保持不動，才使汽車停下來。對具有前進功能的飛行器類玩具的遙控也跟這類似，只是飛行器一般沒有后退的動作，只需前進或停止。
[0026]對于電動玩具需要更多通道的遙控指令，則通過對光束“往下移動”、“往上移動”、“往左移動”、“往右移動”的接收和識別來實現，本發明采用簡單巧妙的方法:在電動玩具機身的同一受光面上設置有至少兩個位置通過光敏元件來接收光束，根據不同位置上光束的變化的先后次序，來識別判斷出光束的移動方向，以此識別遙控意圖，并控制玩具的動作。如果在X軸和Y軸每一方向上都各自設置有兩個位置來接收光束，則可得到四種不同的光束移動方向。
[0027]圖3中，以玩具飛行器4如飛行球的上升和下降為例，在飛行器4機身一側面上，在垂直方向(即Y軸)上下兩個位置分別設置有兩只光敏元件G 2和G 3，來接收遙控光束在上下方向上的移動變化。玩具電路如圖4。光敏元件G 2、G 3和電阻R 2、R 3串聯構成2路光束接收電路，其輸出連接到控制電路即單片機M CU 2的輸入端口 I O 2和I O
3。單片機M C U 2根據I O 2和I O 3的電壓變化來識別光束的移動方向，再通過驅動電路控制執行部件使玩具執行動作。
[0028]對于具體的識別方法，本發明公開下述兩種具體的識別技術。
[0029]第一種識別技術是在電動玩具同一受光面不同位置的光敏元件都沒有被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據不同位置的光敏元件接收到遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。也即開始時G 2和G 3都沒有受光束照射，G 2和G 3暗電阻很大，跟電阻分壓后輸出電壓很低，這時MC U 2的I O 2和I O 3輸入都是低電壓信號，作為初始狀態。然后當光束從外圍掃過玩具，根據G 2和G 3受到光束照射的先后次序來識別光束的移動方向。比如當光束是自下向上的掃過G 3和G 2時，則G 3和G 2先后接收到短暫的光束照射，G 3和G 2受到光束照射時光電阻變得很小，于是I O 3和IO 2先后輸入高電壓脈沖信號，于是M C U 2以此識別光束是自下向上移動，其輸出通過驅動電路控制執行部件，調高飛行器的主螺旋槳電機的轉速，從而使飛行器上升。根據IO3和I O 2輸入電壓信號的時間差(也即時間間隔)的長短，還可得到光束移動速度的快慢(速度等于兩光敏元件之間的距離除以時間差，所以反比于時間差，即時間差的倒數)，并以此作為調整電機轉速的參數，使上升速度受光束移動速度的控制，實現帶模擬量的遙控。當光束是自上向下掃過G 2、G 3時，則工作狀態相反，結果是使飛行器主螺旋槳電機減速從而使飛行器下降，并同樣可實現帶模擬量的控制。為了避免誤動作，最好設定一個檢測周期，當光敏元件G 2和G 3任一只先接收到光束照射時，檢測周期即為開始，只有在檢測周期內檢測到另一只光敏元件也接收到光束照射，才做出有效識別。一個檢測周期過后，電路重新進入初始狀態。檢測周期可設為Q。I到I秒。該識別技術隨著光束的掃動直接反應，反應速度快。該識別技術更適合于柱形光束。
[0030]第二種識別技術比較違背常規思維，在電動玩具同一受光面不同位置的光敏元件同時被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據不同位置的光敏元件脫離遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。具體是:操作者首先將光束覆蓋照射到玩具機身上，使G 2和G 3同時被光束所全照射，這時單片機M C U 2的輸入端I O 2和I O 3同時輸入高電壓信號。然后使光束從玩具機身向周圍移開，根據G 2、G 3脫離光束照射的先后次序來識別出光束的移動方向。比如先將光束覆蓋照射在G 2和G 3上，然后向上揮動光束，則G 3比G 2先脫離光束的照射，I O 3 I O 2先失去高電壓信號，于是M C U 2以此識別光束是自下向上移動，其輸出通過驅動電路控制執行部件，調高飛行器的主螺旋槳電機的轉速，從而使飛行器上升。根據I O 3和I O 2先后失去高電壓信號的時間差的長短，可以得到光束移動速度的快慢，并以此作為調整電機轉速的參數，使上升速度受光束移動速度的控制，實現帶模擬量的遙控。當光束是向下揮動離開玩具時，G 2比G 3先脫離光束照射，則工作狀態相反，結果是使飛行器主螺旋槳電機減速從而使飛行器下降，并同樣可實現帶模擬量的控制。
[0031]該識別技術適合具有較大照射面積的錐形光束，操作時首先需要將光束覆蓋照射在玩具機身上，比較麻煩，優點是光束在一個方向的移動便具有無光照、向上移動、向下移動、全照射共四種狀態，控制更靈活多變。特別是G 2和G 3同時被光束照射且光束沒有移動的全照射狀態，可使玩具保持一種中間狀態，比如使飛行器保持懸空停留，(即螺旋槳產生的升力剛好等于重力，在空中保持靜止懸空)，當光束向下移動，則飛行器下降；當光束向上移動，則飛行器上升；沒有光束照射則識別為沒有新的遙控意圖，保持原有的上升、下降或懸空狀態；而在上升或下降過程中如果再被光束全照射，則又進入懸空狀態。更巧妙的是:在被光束全照射的懸空狀態中，如果由于其他因素飛行器脫離光束照射范圍，比如被氣流干擾向下掉，在下面的G 3脫離光束的時候，控制電路會誤識別為光束向上移動，于是驅動執行部件使飛行器上升，直到重新回到光束照射范圍；反而，當飛行器向上脫離光束照射范圍，比如慣性向上沖，在上面的G 2脫離光束的時候，控制電路會誤識別為光束向下移動，于是驅動執行部件使飛行器下降，直到重新回到光束照射范圍，使得飛行器就像是被捕捉在錐形光束里面一樣，稱為捕捉狀態，非常巧妙，玩起來也更有趣。
[0032]圖3在飛行器4機身上，在同一側面的水平方向(即X軸)左右兩個位置還設置有兩只光敏元件G 4和G 5，來接收和識別遙控光束在左右方向上的移動方向，并控制玩具做左右的方向偏轉。其工作原理跟垂直方向是一樣的，也可采用類似圖4的電路和上述各種光束移動識別技術來實現。高檔玩具直升飛機的左右偏轉常通過設置尾槳電機來控制，而普通飛行器玩具一般沒有左右偏轉功能，車輛類玩具的左右偏轉則常通過電磁舵機來控制。為了避免執行轉向動作的時間過長沒有及時關閉而導致轉向過大，控制電路可設置有延時自動關閉功能，每次啟動轉向動作時，只執行一小段時間，(根據不同轉向機構該時間一般在零點幾秒至幾秒)，然后自動關閉，直至下一次接收到轉向的遙控信息。
[0033]某些低端的飛行器玩具在工作時機身會不穩定而打轉，這時可在飛行器機身的多個側面(比如四面)的上下方向都設置有兩只光敏元件，如圖3的G 2、G 3—樣，再將上面的各個光敏元件并聯作為一只光敏元件(即圖3的G 2 )接入電路，將下面的各個光敏元件并聯作為一只光敏元件(即圖3的G 3 )接入電路，用于在各側面接收Y軸上下方向移動的光束，使得在各個側面都能有效接收遙控光束并識別控制飛行器的上升和下降。(光敏元件的光電阻和暗電阻相差很大，一般直接并聯可正常工作，必要時可調整串聯的電阻)。而對用于控制飛行器前進和左右偏轉的光束的識別，則只設置于飛行器的向后的一側，即只在飛行器的后面遙控飛行器前進、停止和左右偏轉。
[0034]圖3和圖4是以飛行器來說明其工作原理，對于車輛類玩具，其工作原理是一樣的。由于車輛沒有上升和下降的狀態，所以既可以采用圖2所述的光束在Z軸的移動方向來識別遙控車輛的前進和后退；也可以采用圖4所述的光束在Y軸的移動方向來識別遙控車輛的前進和后退，這時兩光敏元件設置在車頂面的前后位置，并可把前述的捕捉狀態定義為車輛停止不動或勻速前進。
[0035]遙控器還可包括有調制電路，使其發射的光束帶有調制信息。比如采用振蕩電路產生高頻波來調制光束，或者采用編碼電路產生編碼信息來調制光束。相應地在電動玩具上帶有對調制信息進行解調的解調電路。這屬于遙控的常用手段。但本發明的光束帶有調制信息的目的并非攜帶遙控信息，而是:1、更好提高抗干擾性，避免環境光線的干擾；2、使不同的遙控光束彼此不會互相干擾。
[0036]針對本發明目的，本發明公開了多種具體的技術方案，特別是公開了多種不同的遙控光束，和多種在電動玩具上對光束移動的識別技術，在實際應用中，這些不同技術方案可以靈活使用，互相搭配使得遙控更靈活多變。比如圖3中的G 2或G 3也可同時兼做圖2中的G I，用于Z軸的識別控制。
[0037]作為一種特例，本發明也可以在同一遙控器設置有兩只不同的發光管，使得遙控器能夠發射兩種不同的遙控光束，在平時由一只發光管工作發射一種光束，在需要時通過開關切換另一只發光管來發射另一種光束。(這屬于電子技術的簡單技術，市場上便有能夠變換光束顏色的LED手電)。相應地在電動玩具上采用不同的光敏元件或濾光片來配合工作。該技術可用于對不同電動玩具進行遙控，具有一帶二功能；也可用于在同一電動玩具，針對不同方向的遙控，比如上下方向采用紅色光束來遙控，左右方向采用綠色光束來遙控，避免不同方向的遙控有時的互相干擾，提高工作的可靠性能。
【權利要求】
1.一種采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述方法是以遙控器發射的光束的移動方向來控制電動玩具的動作。
2.根據權利要求1所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:遙控器發射能夠照射到電動玩具機身上的光束，并使光束在電動玩具機身上產生移動；電動玩具接收光束，識別出光束的移動方向，并根據光束的移動方向來控制電動玩具的動作。
3.根據權利要求2所述采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述光束的移動，是光束在電動玩具同一受光面上向不同方向的移動，每一個移動方向對應著特定的遙控信息.所述移動包括往下移動、往上移動、往左移動、往右移動、光源逼近玩具的移動、和光源離開玩具的移動中的一種或多種。
4.根據權利要求1或權利要求2或權利要求3所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述遙控器發射的光束，是柱形光束，或者是錐形光束.所述遙控器發射的光束，采用可見光束，或者紅外光束；當光束采用可見光束時，采用紅光、或綠光、或藍光、或紫光的光束。
5.根據權利要求2所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述電動玩具對光束的移動方向的識別，是根據同一光敏元件上所接收的光束的強度變化來識別光束的移動方向。
6.根據權利要求2所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述電動玩具對光束的移動方向的識別，是在電動玩具機身的同一受光面上設置有至少兩個位置通過光敏元件來接收光束，根據不同位置上的光束變化的先后次序，來識別光束的移動方向。
7.根據權利要求6所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述電動玩具對光束移動方向的識別的方法是:在電動玩具同一受光面不同位置的光敏元件都沒有被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據不同位置的光敏元件接收到遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向；或者是:在電動玩具同一受光面不同位置的光敏元件同時被遙控光束所照射到的前提下，控制電路根據不同位置的光敏元件脫離遙控光束照射的先后次序來識別遙控光束的移動方向。
8.根據權利要求2或權利要求5或權利要求6或權利要求7所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:電動玩具接收遙控器發射的光束，識別出光束移動的方向和速度；并根據光束移動的方向和速度，來控制玩具以不同速度執行動作。
9.根據權利要求8所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述電動玩具對光束移動的速度的識別，是通過電動玩具上光敏元件所接收的光束強度變化的變化速率，來識別光束的移動速度；或者是通過光束在電動玩具兩個不同位置上移動的時間差，來識別光束的移動速度。
10.根據權利要求1至權利要求4之一所述的采用移動光束對電動玩具進行控制的方法，其特征在于:所述遙控器發射的光束，包含有用于抗干擾的調制信息.所述的遙控器，能夠通過開關切換發射兩種不同的遙控光束。
【文檔編號】A63H30/02GK103657113SQ201210390693
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年10月16日 優先權日:2012年9月21日
【發明者】徐志強, 徐懷 申請人:徐志強