專利名稱：采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶遙控功能的電動(dòng)玩具。
背景技術(shù)：
電動(dòng)玩具包括電動(dòng)機(jī)器人類玩具、電動(dòng)汽車類玩具、電動(dòng)飛行類玩具等，大多采用遙控技術(shù)來(lái)完成各種動(dòng)作。由于考慮電路成本和使用方便，很多電動(dòng)玩具采用堿性5號(hào)或7號(hào)電池等一次性電池來(lái)作為電源，由于玩具工作功耗較大，這些電池往往使用不長(zhǎng)的時(shí)間便耗盡電能而報(bào)廢，這些報(bào)廢電池容易被隨意拋棄，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。玩具報(bào)廢電池的環(huán)境污染的問(wèn)題已經(jīng)被社會(huì)高度重視，但往往只關(guān)注對(duì)報(bào)廢電池的分類回收工作，而對(duì)其根源，即對(duì)電動(dòng)玩具的節(jié)電技術(shù)，卻由于思維慣性而被忽視。遙控電動(dòng)玩具的耗電，主要包括電動(dòng)機(jī)械執(zhí)行部分和遙控電路部分。其中的遙控電路部分包括遙控器和玩具的控制電路，遙控器包括操作按鍵、編碼電路和發(fā)射電路，玩具的控制電路包括接收電路、解碼電路和執(zhí)行電路。目前遙控方式一般采用無(wú)線電遙控或紅外線遙控，其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有明顯的方向性，方便使用，其缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，材料成本較高，而且 工作功耗大。在遙控器的發(fā)射電路，無(wú)線電發(fā)射電路一般需要較高的電壓和十幾毫安以上的工作電流，而紅外發(fā)射管一般得幾十毫安以上工作電流，兩者都需要五十至一百毫瓦的功耗。而玩具的無(wú)線接收電路或三端紅外接收頭的功耗也較大，一般至少十多幾十毫瓦。對(duì)于一些只需要短距離遙控特別是只在室內(nèi)近距離遙控的玩具，采用無(wú)線電遙控或紅外遙控方式，其優(yōu)點(diǎn)無(wú)法體現(xiàn)，其缺點(diǎn)卻依然存在。而較大的工作功耗顯然使電池更容易耗盡電量而報(bào)廢，加重了報(bào)廢電池的環(huán)境污染問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是公開(kāi)一種采用高效低功耗遙控的電動(dòng)玩具。本發(fā)明包括電動(dòng)玩具和遙控器，其特征在于在遙控器設(shè)置有發(fā)光管，能夠發(fā)射一束帶有遙控信息的、能夠照射到電動(dòng)玩具的、柱形或錐形的可見(jiàn)光束，即遙控光束；在電動(dòng)玩具上設(shè)置有光敏元件，能夠接收可見(jiàn)光束，再由電動(dòng)玩具的控制電路取得其中的遙控信息，對(duì)玩具進(jìn)行控制。所述設(shè)置在遙控器的發(fā)光管，帶有使光束聚光形成柱形或錐形光束的聚光結(jié)構(gòu)。聚光結(jié)構(gòu)可以是凸透鏡或凹反射鏡，或者是與發(fā)光管一體化的凸透鏡。所述遙控器還帶有用于對(duì)發(fā)光管進(jìn)行調(diào)光的調(diào)光電路，使可見(jiàn)光束的亮度可由操作者進(jìn)行隨時(shí)調(diào)節(jié)。所述的發(fā)光管，采用發(fā)紅光或發(fā)綠光或發(fā)藍(lán)光的發(fā)光二極管；在電動(dòng)玩具的光敏元件前面，加裝有相應(yīng)的濾光裝置。本發(fā)明的玩具違背常理地采用可見(jiàn)光束來(lái)發(fā)送遙控信息，雖然失去傳統(tǒng)遙控方法無(wú)方向性、方便使用的優(yōu)點(diǎn)，但由于在室內(nèi)遙控光束是操作者可見(jiàn)的，操作者很容易在需要發(fā)指令時(shí)將遙控光束對(duì)準(zhǔn)玩具照射，所以，遙控光束可以做成聚光的橫截面較小的柱形或錐形光束，具有高度方向性，使傳遞遙控信息所需的光能量集中在很小的面積上，而無(wú)需發(fā)射散布到所有的空間中而造成浪費(fèi)。所以，該方法能夠提高電能的利用效率，以更小的功耗來(lái)完成遙控，達(dá)到節(jié)電的目的，延長(zhǎng)電池的使用壽命，減少報(bào)廢電池對(duì)環(huán)境的污染。適合在室內(nèi)或室外近距離使用的玩具。且其遙控電路更為簡(jiǎn)單，大大降低材料成本。而采用紅色或綠色發(fā)光管配合濾光裝置的方法，能夠避免環(huán)境光線對(duì)遙控的影響。


圖I是本發(fā)明工作原理示意圖。圖2是遙控電路的工作原理方框圖。圖3是本發(fā)明的發(fā)射電路的電路圖。圖4是本發(fā)明的接收電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖I中，本發(fā)明包括電動(dòng)玩具2和遙控器I。在遙控器I設(shè)置有發(fā)光管，使用時(shí)能夠發(fā)射一束帶有遙控信息的、能夠照射到電動(dòng)玩具的、柱形或錐形的可見(jiàn)光束，即遙控光束；在電動(dòng)玩具2上設(shè)置有光敏元件，能夠接收可見(jiàn)光束，再由電動(dòng)玩具的控制電路取得其中的遙控信息，并對(duì)玩具進(jìn)行控制。光敏元件安裝在玩具2上，其安裝位置使工作時(shí)光敏元件能夠被遙控光束所照射到。設(shè)置在遙控器的發(fā)光管，帶有使可見(jiàn)光束聚光形成柱形或錐形光束的聚光結(jié)構(gòu)。聚光結(jié)構(gòu)可以采用凸透鏡或凹反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，(有些發(fā)光管自身帶有一體化的凸透鏡)，形成以小角度擴(kuò)散照射面積的光束，即圖I中的錐形光束。(常見(jiàn)的手電筒發(fā)出的也是這種錐 形光束)。也可配合雙透鏡來(lái)形成平行的柱形光束，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。這些屬于光學(xué)領(lǐng)域的常用技術(shù)。聚光后光束的大小(即光束的橫截面大小)，剛好在遙控距離下能夠有效地照射到被遙控的電動(dòng)玩具，所謂有效也即在肉眼觀察下剛好能看到電動(dòng)玩具被光束所照射，這既保證遙控功能又最大程度降低功耗。圖2是現(xiàn)有玩具遙控電路的原理圖。圖2上部分是遙控器組成，包括操作按鍵、編碼電路和發(fā)射電路，操作按鍵用于進(jìn)行各種操作動(dòng)作，如前進(jìn)、后退、上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，由編碼電路進(jìn)行編碼，形成包含操作動(dòng)作的遙控信息的信號(hào)，再通過(guò)發(fā)射電路發(fā)射出去。遙控圖2下部分是玩具的控制電路的組成，包括接收電路、解碼電路和執(zhí)行電路，接收電路用于接收遙控器的發(fā)射信號(hào)，經(jīng)過(guò)解碼電路解碼后得出遙控信息，再由執(zhí)行電路執(zhí)行控制，使玩具完成各種操作動(dòng)作。本發(fā)明采用同樣的原理和組成，其特點(diǎn)在于本發(fā)明的發(fā)射電路和接收電路。圖3中，本發(fā)明采用一只三極管Q配合一只發(fā)光管LED來(lái)構(gòu)成發(fā)射電路，編碼電路的輸出通過(guò)可調(diào)電阻W連接三極管Q基極，進(jìn)行放大后驅(qū)動(dòng)發(fā)光管發(fā)光，發(fā)出帶遙控信息的可見(jiàn)光遙控光束。遙控器還帶有由可調(diào)電阻W與三極管Q配合構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的調(diào)光電路，用于調(diào)節(jié)發(fā)光管的工作電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)光管的發(fā)光亮度。其作用是使操作者能夠根據(jù)環(huán)境光線和遙控距離，靈活調(diào)節(jié)發(fā)射電路發(fā)出的可見(jiàn)光束的亮度，當(dāng)遙控距離較大時(shí)可調(diào)高可見(jiàn)光束的亮度，當(dāng)遙控距離較小時(shí)便可調(diào)低可見(jiàn)光束的亮度，使得可見(jiàn)光束剛好能夠有效照射到被遙控的電動(dòng)玩具上，所謂有效也即肉眼觀察下能看到電動(dòng)玩具剛好被可見(jiàn)光束所照射。調(diào)光功能使得發(fā)射電路能夠以最小的工作電流來(lái)保證遙控功能，避免浪費(fèi)電量，最大限度的降低發(fā)射電路的功耗。這對(duì)于肉眼不可見(jiàn)的無(wú)線電遙控或紅外遙控方式來(lái)說(shuō)，是難以想象和無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。調(diào)光功能也可采用PWM脈寬調(diào)制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)也是調(diào)節(jié)發(fā)光管的等效工作電流。本發(fā)明的接收電路采用一只光敏電阻G串聯(lián)電阻R來(lái)構(gòu)成，如圖4。當(dāng)光敏電阻G沒(méi)光照射時(shí)，暗電阻高達(dá)I兆歐姆至10兆歐姆，輸出端Vin為低電平，當(dāng)光敏電阻被光照射時(shí)，光電阻降為幾千歐姆至十幾千歐姆，輸出端為高電平。當(dāng)遙控光束照射到光敏電阻時(shí)，輸出端便輸出帶有遙控信息的脈沖信號(hào)，并送到后面的解碼電路和控制電路進(jìn)行解碼和執(zhí)行控制。對(duì)于玩具機(jī)器人或玩具汽車，光敏電阻的安裝位置相對(duì)固定，采用單只光敏電阻便可以，而對(duì)于玩具直升飛機(jī)和玩具飛碟等，飛行時(shí)機(jī)身常常轉(zhuǎn)動(dòng)，為了保證遙控光束總能有效照射到光敏電阻，可在機(jī)身各側(cè)都各安裝有光敏電阻，再將幾只光敏電阻直接并聯(lián)作為一只光敏電阻接入電路。由于光敏電阻的暗電阻和光電阻相差幾百倍甚至上千倍，幾只光敏電阻的并聯(lián)接入也能夠正常工作，必要時(shí)可調(diào)整R阻值。圖3和圖4中，發(fā)射電路發(fā)光管LED的工作，一般只需3V電壓和幾毫安的工作電流，只有10毫瓦左右的功耗，即使為了擴(kuò)大遙控距離，采用更大工作電流或多管工作，功耗也就10至30毫瓦。而接收電路在沒(méi)光照射時(shí)電流為幾微安，光照射時(shí)也只有幾十微安，其功耗極低可視為零功耗，所以本發(fā)明能夠大大降低了發(fā)射電路和接收電路的功耗，顯著延長(zhǎng)電池的工作壽命。從圖3和圖4也可看出，本發(fā)明的發(fā)射電路和接收電路也極其簡(jiǎn)單，大大降低材料成本。雖然可見(jiàn)光束是帶編碼的，自身具有抗干擾作用，但有時(shí)過(guò)強(qiáng)的環(huán)境光線也能造 成干擾。由于環(huán)境光線一般是白光，為了抗環(huán)境光線的干擾，遙控光束最好不采用白光，所以遙控端的發(fā)光管可采用發(fā)紅光或發(fā)綠光或發(fā)藍(lán)光的發(fā)光管；在玩具端的光敏元件前面，加裝有相應(yīng)的濾光裝置，如紅色或綠色或藍(lán)色的濾光鏡片，大幅衰減白光的強(qiáng)度，起到抗干擾的作用。其中紅色和綠色發(fā)光管成本低，發(fā)光效率更高，工作電流更小，是首選的方案。
權(quán)利要求
1.一種采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，包括電動(dòng)玩具和遙控器，其特征在于通過(guò)遙控器發(fā)出的可見(jiàn)光束來(lái)對(duì)電動(dòng)玩具進(jìn)行遙控。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，其特征在于在遙控器設(shè)置有發(fā)光管，能夠發(fā)射一束帶有遙控信息的、能夠照射到電動(dòng)玩具的、柱形或錐形的可見(jiàn)光束；在電動(dòng)玩具設(shè)置有光敏元件，能夠接收遙控器發(fā)出的可見(jiàn)光束，再由電路取得其中的遙控信息，對(duì)玩具進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，其特征在于所述的遙控器，帶有用于對(duì)可見(jiàn)光束進(jìn)行編碼的編碼電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，其特征在于所述設(shè)置在遙控器上的發(fā)光管，帶有使光束聚光形成柱形或錐形光束的聚光結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求4、權(quán)利要求6所述的采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，其特征在于所述遙控器還帶有用于對(duì)發(fā)光管進(jìn)行調(diào)光的調(diào)光電路，使可見(jiàn)光束的亮度可由操作者進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求5所述的采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，其特征在于所述遙控器的發(fā)光管，采用發(fā)紅光或發(fā)綠光或發(fā)藍(lán)光的發(fā)光管；在電動(dòng)玩具的光敏元件前面，加裝有濾光裝置。
全文摘要
一種采用高效省電遙控方式的遙控電動(dòng)玩具，包括電動(dòng)玩具和遙控器，其特征在于遙控器設(shè)置有發(fā)光管，能夠發(fā)射一束帶有遙控信息的、能夠照射到電動(dòng)玩具的、柱形或錐形的可見(jiàn)光束；在電動(dòng)玩具上設(shè)置有光敏元件，能夠接收遙控器的可見(jiàn)光束，由電路取得其中的遙控信息，并對(duì)玩具進(jìn)行控制。本發(fā)明的玩具能夠提高電能的利用效率，以更小的功耗來(lái)完成遙控操作，達(dá)到節(jié)電的目的，延長(zhǎng)電池的使用壽命，減少報(bào)廢電池對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)G08C23/04GK102847323SQ201210346499
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月15日
發(fā)明者徐志強(qiáng) 申請(qǐng)人:徐志強(qiáng)