本實用新型涉及智能玩具，特別涉及智能陀螺測量控制器、智能陀螺及其競賽平臺系統。

背景技術：

陀螺是非常受歡迎的一種玩具或運動器材。為提高游戲過程中的趣味性，人們通過改變陀螺的大小、材質、形狀，或者是加之以發聲、發光、變色等措施進行改進。但即便是改進之后的陀螺，仍僅是獨立的個體，導致其能夠實現的玩法比較單一。

目前，關于陀螺的運行參數實時測量，以及利用這些測量數據擴展陀螺玩法，并無任何公開技術或資料予以揭示。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是，提供一種智能陀螺測量控制器、智能陀螺及其競賽平臺系統。

為解決技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

提供一種智能陀螺測量控制器，包括處理器模塊，還包括：角速度傳感器、角加速度傳感器、陀螺儀、加速度比較器、A/D轉換電路、計時器、無線通訊模塊和電池；其中，角速度傳感器、角加速度傳感器和陀螺儀分別與A/D轉換電路相連，角加速度傳感器與加速度比較器相連，A/D轉換電路、加速度比較器、計時器和無線通訊模塊分別與處理器模塊相連；電池在處理器模塊控制下為各部件供電。

本實用新型所述智能陀螺測量控制器還具有下述特征中的任意一種或幾種：所述處理器模塊與計時器相連；或所述處理器模塊與存儲芯片相連；或所述無線通訊模塊是藍牙模塊或wif模塊；或所述電池是可充電電池、干電池或紐扣電池。

本實用新型所述智能陀螺測量控制器，還包括用于將所有部件安設于其中的外殼；外殼具有下述任意一種或幾種結構特征：外殼是全封閉或半封閉的；或外殼上設有充電插口；或外殼上設有供電插口；或外殼呈圓柱狀，其外側環設螺紋，頂部設一字槽或十字槽；或外殼呈扁圓柱體，其底部或外側環設螺紋；或外殼的外側或底部設卡口部件。

進一步地，本實用新型提供了基于前述智能陀螺測量控制器的智能陀螺，包括陀螺本體，在陀螺本體的內部或外部裝設有所述的用于智能陀螺的智能陀螺測量控制器。

本實用新型中，在智能陀螺內部或表面裝設了發光部件和/或發聲部件，發光部件和發聲部件分別通過各自的控制電路與處理器模塊和電池相連。

本實用新型中，所述智能陀螺測量控制器安設于外殼之中，外殼通過設于其表面的螺紋或卡口部件安裝在陀螺本體的內部或上部表面。

進一步地，本實用新型提供了一種基于前述智能陀螺測量控制器的智能陀螺競賽平臺系統，該系統包括智能陀螺測量控制器、陀螺本體和控制器設備；智能陀螺測量控制器安裝在陀螺本體的內部或上部表面組成智能陀螺；控制器設備通過無線通訊模塊與一個或多個智能陀螺實現連接。

本實用新型所述的智能陀螺競賽平臺系統，還包括基于云端的服務器，服務器通過互聯網與控制器設備實現數據交換。

本實用新型中，所述控制器設備能夠通過wifi或移動數據通信方式連接互聯網，是智能手機、平板電腦、個人PC或游戲手柄中的任意一種。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

1、本實用新型的智能陀螺測量控制器能夠測量、記錄、上傳陀螺運動過程中的各項數據，使陀螺運動成為一項在不同使用者之間可互動的競賽性質運動。配合手機APP等智能控制器設備，使用者可命名自己的陀螺，將收集到的運動數據與當時的現場玩友進行比賽，甚至還可以上傳至服務器，通過互聯網與全球玩家進行比賽或打榜。這無疑給傳統的陀螺玩具賦予了一種全新的生命模式。

2、智能陀螺測量控制器可以獨立封裝，由使用者自行安裝在不同的陀螺本體上，使之成為個性化十足的玩具，可把玩程度遠遠大于傳統陀螺。

附圖說明

圖1為智能陀螺的結構示意圖；(檢測平面總數為4)；

圖2為智能陀螺競賽平臺系統的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過具體實施例對本實用新型的實現方式加以說明。

如圖1所示，本實用新型所述智能陀螺測量控制器，包括處理器模塊、角速度傳感器、角加速度傳感器、陀螺儀、加速度比較器、A/D轉換電路、計時器、無線通訊模塊和電池；其中，角速度傳感器、角加速度傳感器和陀螺儀分別與A/D轉換電路相連，角加速度傳感器與加速度比較器相連，A/D轉換電路、加速度比較器、計時器和無線通訊模塊分別與處理器模塊相連；電池在處理器模塊控制下為各部件供電。

其中，處理器模塊用于實現計算和控制功能，可以通過單片機(例如八位處理器EM78)加載其內置的程序來實現，也可以是通過主控芯片(例如EPROM和ROM構成的控制芯片)調用存儲芯片中的內置程序來實現。處理器模塊可以通過軟件實現計時功能，也可以設置為與計時器相連。處理器模塊還可以設置為連接存儲芯片，后者用于存儲程序或數據。無線通訊模塊可以是藍牙模塊或wifi模塊；電池可以選用可充電電池、干電池或紐扣電池。

本實用新型中，智能陀螺測量控制器可以作為一款獨立產品，利用一個外殼將所有部件安設于陀螺本體的內部或外部(如頂部)。這樣，生產商或使用者可以通過采購獨立的智能陀螺測量控制器與陀螺本體，自行組裝成需要的最終的智能陀螺，極大地拓展了產品的可組配性，以及可玩性。

外殼可以是全封閉或半封閉形式的；可以在外殼上設有充電插口或供電插口。為了將智能陀螺測量控制器裝配于陀螺上，外殼的外形可以是呈圓柱狀，其外側環設螺紋，頂部設一字槽或十字槽；或者可以在外殼的外側設卡口部件。或者，也可以將外殼設計為扁的圓柱體，其底部或外側環設螺紋，以螺旋或卡裝方式將智能陀螺測量控制器固定在陀螺的頂端。在陀螺本體上，設置與外殼相適應的螺紋或卡口部件。

為使陀螺具備聲光效果，可以在智能陀螺內部或表面裝設發光部件和/或發聲部件，發光部件和發聲部件分別通過各自的控制電路與處理器模塊和電池相連。

本實用新型最主要的創新之處是，將傳統的單人玩具賦予互聯網產品的性質。本實用新型基于智能陀螺測量控制器和控制器設備提供了一種智能陀螺競賽平臺系統。其中，該系統包括智能陀螺測量控制器、陀螺本體和控制器設備；智能陀螺測量控制器安裝在陀螺本體的內部或上部表面組成智能陀螺；控制器設備通過無線通訊模塊與一個或多個智能陀螺實現連接。該系統還可以包括基于云端的服務器，服務器通過互聯網與控制器設備實現數據交換。控制器設備能夠通過wifi或移動數據通信方式連接互聯網，可以是智能手機、平板電腦、個人PC或游戲手柄中的任意一種。

該智能陀螺競賽平臺系統可以是本地模式的，即多個現場的玩家可以通過控制器設備使其智能陀螺實現本地多人對戰或組隊競賽游戲模式。該智能陀螺競賽平臺系統還可以是聯網模式的，即多個現場的玩家可以通過控制器設備使其智能陀螺實現基于互聯網的多人對戰或組隊競賽游戲模式，還可上傳個人成績至服務器，這大大拓展了陀螺玩法的想象空間。

例如，通過在智能手機運行游戲專用的APP，搜集并顯示智能陀螺測量控制器傳送的陀螺運行數據，通過連接互聯網，將數據上傳至服務器。服務器將組隊競賽結果或各類排行榜數據回傳給智能手機的APP，使用者就可以實現聯網游戲了。

本實用新型中，陀螺運行技術參數的有關測量屬成熟技術，在智能穿戴設備中已有多種應用。通過在陀螺內部安裝角速度傳感器、角加速度傳感器、陀螺儀、計時器、存儲芯片、電池及相應的電路，構成智能陀螺測量控制器的主體部分，能夠完成陀螺運行參數的檢測、計量、運算、判斷、存儲等功能。基于現代電子技術的發展，這些傳感器和電子電路，都是能夠實現的，而且也都能夠實現小型化、微功耗，能夠滿足本實用新型的要求。具體地說，本專利利用角速度傳感器、角加速度傳感器、陀螺儀等三種傳感器和計時器，能夠解決陀螺轉速、角加速度、傾斜度、連續旋轉的時間、旋轉圈數累計、平均每鞭的旋轉圈數、總鞭打次數、角動量等運行參數的原始數據的測量。然后通過程序的控制、運算、判斷、存儲等，到達運行參數的測量和傳輸的目的。

各參數的取得及基本的計算原理如下：

角速度，由角速度傳感器直接測量得到：轉速＝角速度/360；角加速度，由角加速度傳感器直接測量得到；傾斜度，由陀螺儀直接測量得到；旋轉時間及累計，由計時器得到；旋轉圈數累計，由轉速與持續時間的積分得到；平均每鞭的旋轉圈數＝總旋轉圈數/總鞭打次數；鞭打檢測及總鞭打次數，由角速度檢測得到(每一次有效鞭打，必然產生一次角加速度的正向變化)；角動量＝轉動慣量×角速度；轉動慣量由陀螺的形狀、質量等，可以事先按照物理公式計算得到，然后輸入存儲芯片。

產品組裝的示例：

把角速度傳感器、角加速度傳感器、陀螺儀、計時器、存儲芯片、無線通訊模塊(如藍牙)、可充電電池及相應的電路，分別通過信號線接至處理電路。按照前述的測量方法和計算方法編制運算控制軟件，并寫入處理器模塊或存儲芯片。把所有的零件安裝在陀螺里，就構成了一個智能控制陀螺。接通電源開關，電路就開始工作了。啟動智能手機的APP，建立連接，智能陀螺的運行參數就可以源源不斷地記錄和顯示在手機上了。陀螺的存儲芯片可以存儲陀螺名稱(昵稱)，重量，直徑，高度，材質，轉動慣量，各項運行測量參數等數據。還可以在移動設備里面，同樣存儲這些參數。

當智能陀螺在使用者的抽打下旋轉時，就能夠實時測量陀螺轉速、角加速度、傾斜度、連續旋轉的時間、旋轉圈數累計、平均每鞭的旋轉圈數、總鞭打次數、角動量等參數。同時，還可以把這些參數，上傳至與它無線連接的控制器設備甚至服務器上。當然，也可以把這些運行參數，存儲在控制器設備上。

產品實施例：

制作一個圓柱狀的杯型塑料容器2，高25mm。外壁加工成M20×1.5的螺紋，其底部加工有十字槽和一個充電插口1。內孔尺寸是Φ16×20，所有的傳感器及電路零件，都裝入這個容器2的空腔3內。這樣，就形成了一個智能陀螺專用的智能陀螺測量控制器。在陀螺本體4的圓柱形的端面中心，加工一個M20×1.5的螺紋深孔，孔深25mm。然后把智能陀螺測量控制器頂部朝螺紋深孔里面擰進去，并固定住。這樣在陀螺的端面能夠看到容器2的十字槽和充電口1。智能陀螺測量控制器本身的體積和質量都很小，可以安裝在陀螺本體4的旋轉軸上。這樣，陀螺的旋轉和使用不受影響。在制作智能陀螺測量控制器時，可以盡可能設計好元器件的位置，讓整個產品的重量分布能夠呈沿軸對稱。