CN110536729B - 交互式模块化构造元件及具有交互式模块化构造元件的模块化构造*** - Google Patents
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Abstract
一种用于模块化构造***(200)的交互式模块化构造元件(100)，交互式模块化构造元件(100)包括：传感器(601)，其响应于预定传感器输入并适于输出对应于或表示预定传感器输入的传感器信号(610)；功能元件(602)，其适于响应于控制信号(611)执行至少一个可控功能；以及控制电路(603)，其连接到传感器(601)以接收传感器信号(610)并连接到功能元件(602)以提供控制信号(611)，其中控制电路(603)适于响应于传感器信号(610)提供控制信号(611)，从而响应于传感器信号(610)控制功能元件(602)，其中交互式模块化构造元件(100)包括输入部分(101)和输出部分(102)，其中输入部分(101)和输出部分(102)彼此不同。
Description
技术领域
本发明涉及一种或多种交互式模块化构造元件及包括一个或多个这种元件的模块化构造***，其中所述元件和***可以分别是玩具、教育等模块化构造元件和***。
背景技术
玩具构造***已经有几十年了。多年来，简单的盒形构造块已被补充有具有特定外观或者机械或电气功能以提高游戏价值的专用构造元件。这样的功能包括例如电机、开关和灯，而且还有可编程处理器，其接受来自传感器的输入并可以响应于接收到的传感器输入来激活功能元件。
存在自包含(self-contained)的功能构造元件，其具有适于执行预配置功能的功能装置、用于向功能装置提供能量以执行功能的能量源以及响应于外部触发事件以触发功能装置来执行功能的触发器。通常，这种已知的功能构造元件设计成用于手动激活机械触发器并且仅提供有限的游戏价值。
WO2007/137577公开了一种包括功能元件和控制元件的玩具构造***。功能和控制元件可通过电线和插头的***进行电气互连，从而使功能元件从控制元件接收电功率和控制信号。即使该***避免在功能元件中对电源的需求，它也需要一定水平的抽象思维和技术洞察力，以便正确地互连构造元件，从而由这种***构造功能性玩具模型。特别地，对由这种构造***构造的控制结构如何工作的理解需要有关电力和电信号可以用于控制功能的基本知识。此外，该现有技术***需要元件之间的电连接，例如以电线的形式，从而限制了自由构造玩具构造元件的自由。
US8354918公开了一种响应于单工通信信号而引起行为的方法。在该现有技术方法中，接收器装置从发送器装置接收包括标识符的编码的单工通信信号。该方法还包括将接收器装置中的存储程序参考对应于标识符的存储程序块。然后，接收器装置启动程序块的执行并根据与对应于单工通信信号的程序块进行动作或进行与之相对应的动作。接收器装置包括程序数据库，其中接收器被编程为参考与标识符相对应的程序数据库的存储程序块。接收器装置还包括使得根据程序块的行为能够在听觉和视觉上被感知的机构。
GB2342813公开了一种教育玩具***，其包括发送和接收玩具，其中发送玩具能够远程控制接收玩具。发送玩具包括监视装置，其监视状态变化，比如检测振动、定向、超声波或红外信号，并且作为响应，发送包含识别和与状态有关的动作数据的输出信号。识别数据识别受影响的接收玩具，而动作数据告诉玩具要执行什么动作(例如产生运动、声音或光)。接收玩具将识别数据与一个或多个存储的ID进行比较，如果其与ID之一具有预定关系，则执行与动作数据相对应的动作。由发送玩具发送的识别数据和接收玩具的存储ID中的至少一个可以由用户编程。可以将接收玩具置于编程模式，在该模式下，接收玩具侦听附近发送玩具的识别数据，并将该数据存储在其存储ID的列表中。
WO2010/23070公开了一种玩具构造***，其包括带有用于可释放地互连构造元件的联接构件的构造元件，该玩具构造***包括具有这种联接构件的功能构造元件，并且每个具有适于执行可控功能的功能装置和用于向功能装置提供能量以执行可控功能的能量源，每个功能构造元件包括光传感器，用于接收对控制信号进行编码的可见光；控制电路，其连接到光传感器和功能装置并且适于对接收到的控制信号进行解码和响应于解码的控制信号来控制可控功能。
通常期望提供一种或多种交互式模块化构造元件，比如交互式玩具和/或教育模块化构造元件，其适用于模块化构造***并且将增强构造元件和/或***的教育和游戏价值。即使以上现有技术***提供了功能的有线或无线控制，仍然期望提供一种或多种交互式模块化构造元件和/或***，其中一组交互式模块化构造元件可以容易地用于不同的构造模型并且可以与其他模块化构造元件互换使用。此外，期望提供一种交互式模块化构造***，其允许用户特别是儿童以用户友好、有效但灵活、可靠的方式构造多个交互式模块化构造元件模型，而无需对控制结构、数据通信以及如何正确连接电线、导体等详细了解。
发明内容
本文公开了用于模块化构造***的交互式模块化构造元件的各方面。根据第一方面，交互式模块化构造元件包括传感器，其响应于预定传感器输入并适于输出对应于或表示预定传感器输入的传感器信号。另外，交互式模块化构造元件包括功能元件，其适于响应于控制信号执行至少一个可控功能。此外，交互式模块化构造元件包括控制电路，其连接到传感器以接收传感器信号并连接到功能元件以提供控制信号。控制电路适于响应于传感器信号提供控制信号，从而响应于传感器信号控制功能元件。此外，交互式模块化构造元件包括输入部分和输出部分，其中输入部分和输出部分彼此不同。部分应当理解为交互式模块化构造元件的连贯部(或连贯部分)。输入部分和输出部分彼此不同意味着它们形成了交互式模块化构造元件的不同的区别的(对于用户而言)部分。
因此，提供了具有集成和连接的输入和输出的独立的交互式模块化构造元件。这使得能够基于来自一个或多个传感器的输入来执行一个或多个功能，这增加了游戏价值。此外，提供该交互式模块化构造元件，而不需要在用于将传感器连接到功能元件的各个构造元件上或之间连接和/或对准电导体、电线等，否则会限制自由构造模块化构造***模型的自由度。另外，不需要有关电力的技术见识或基本知识来正确地互连各个构造元件。因此，为几乎所有年龄和所有技能水平的用户提供了直观且易于访问的附加功能。
交互式模块化构造元件或者更确切地说是控制电路可以通过选择应响应于何种传感器输入来执行何种功能以及如何执行而被预编程为表现出各种行为。因此，可以控制功能元件以表现出相对复杂的行为，而无需用户具有先进的技术或编程技能。在一些实施例中，控制电路可以可替代地或另外是用户可编程的。
另外，传感器和功能元件可以在它们之间没有移动部分的情况下进行操作，并且不需要在它们之间建立电接触，从而进一步提供了同样适用于小孩的机械鲁棒***。
另外，提供了一种向模块化构造***或模型添加功能的简单方法。在***或模型中简单地添加或使用一个或多个交互式模块化构造元件。
传感器和功能元件位于独立的交互式模块化构造元件中还为小孩提供了直观的使用，因为在传感器与功能元件之间建立连接及其功能关系和理解它们是容易且直观的。
输入部分和输出部分是交互式模块化构造元件的不同的区别部分，这提供了方便且直观的方式来确定什么部分与交互式模块化构造元件的输入有关以及什么部分与交互式模块化构造元件的输出有关。这使得用户甚至是年轻用户比如小孩能够轻松地或几乎不用学习地使用交互式模块化构造元件。
传感器可以是任何合适的装置，其响应于预定传感器输入，原则上是任何物理参数或特性，并且产生对应、表示和/或反映预定传感器输入的传感器信号。传感器的一个示例是用于检测声音存在的声音配准传感器。传感器可以例如是简单的，例如简单地配准声音是否被配准为高于预定声音水平或阈值，或者更高级的，例如测量已配准声音的声音水平。
在一些实施例中，传感器是运动传感器，例如6轴运动传感器，比如加速度计和陀螺仪。可替代地，运动传感器是更简单的三轴运动传感器。
传感器的其他示例可能响应于其他输入，比如机械力、推动、拉动、旋转、倾斜、人为操作、触摸、电信号、射频信号、光学信号、可见光信号、红外信号、磁信号、温度、湿度、辐射等。传感器可以配置为提供二进制信号，例如指示输入的存在或不存在。可替代地或另外，传感器可以配置为生成指示多个不同输入和/或指示激活水平或大小的多水平或甚至连续信号。因此，所生成的传感器信号可以指示所接收的传感器输入的属性，例如旋转或倾斜的方向，或检测到的量的程度，例如旋转或运动的速度、力、温度、声压、光强度、倾斜角等。
功能元件可以是用于执行功能的任何合适的装置，比如提供用户可感知的效果，比如视觉和/或听觉效果。
功能元件的其他示例可以包括适于执行一个或多个机械和/或电气功能的任何合适的机械和/或电气装置、布置和/或电路。
本文所述的功能元件可以执行的机械功能的示例包括驱动旋转的输出轴，收紧能够将物体拉近构造元件的绳子或链条，使功能元件(其使得能够例如打开或关闭门)的铰接部分运动，弹出物体，旋转转盘，移动线性致动器等。这种机械运动可以由通过构造元件或其他合适电源的电池等供电的电动机驱动。
本文所述的功能元件可以执行的电气功能的示例包括通过可访问的端子操作开关，发出恒定或闪烁的光，按预定顺序激活多个指示灯，发出可听见的声音，比如哔哔声、警报声、警铃、警笛声、语音消息、音乐、合成声音、模拟和/或刺激游戏活动的自然或模仿声音，录制和/或播放声音，发出听不见的声音，比如超声波，发出要由另一部件接收的射频信号或红外信号，通过显示器等提供视觉输出。
因此，功能元件的示例包括诸如灯或LED的光源、声音发生器、电动机、铰链部分、可旋转轴、信号发生器、线性致动器、显示器等。
功能元件(或交互式模块化构造元件)也可以包括合适的储存器和/或存储器以存储相关信息和/或参数。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件沿预定第一方向被划分成输入部分和输出部分。这可以清楚地区分输入部分和输出部分。预定第一方向例如可以是基本上平行例如平行于交互式模块化构造元件的总长度(例如最长长度)的方向。可替代地，预定第一方向也可以是另一预定方向。交互式模块化构造元件的输入和输出部分的清楚区别划分进一步增强了确定什么部分是交互式模块化构造元件的输入部分以及什么部分是输出部分的方便且直观的方式。交互式模块化构造元件被划分并不一定意味着交互式模块化构造元件被分成输入部分和输出部分(尽管在某些实施例中可能是这种情况)，而是输入部分和输出部分形成交互式模块化构造元件的不同的区别部分。
在一些实施例中，传感器全部或至少部分地位于输入部分中和/或功能元件全部或至少部分地位于输出部分中。这样，即使是对于年轻用户比如儿童也可以提供直观的方式来将传感器连接到输入部分和/或功能元件连接到输出部分。
在一些实施例中，仅传感器和/或功能元件的至少相应的可见部分分别位于输入和/或输出部分中。传感器和/或功能元件的各个部分(用户看不见的部分)位于交互式模块化构造元件的内部是不重要的或至少不太重要的。
注意，至少在一些实施例中，位于输入和/或输出部分中包括相对于传感器和/或功能元件的位置分别位于输入和/或输出部分处或其上。
在一些实施例中，传感器位于或朝向构造元件的第一端且功能元件位于或朝向构造元件的第二端，第二端与第一端大致相对。或者换句话讲，输入部分位于或朝向第一端，和/或功能元件位于或朝向第二端。这强调了传感器和功能元件之间(以及输入和输出部分之间)的区别。
在一些实施例中，输入部分沿第一预定方向(例如沿着构造元件的总长度(例如最长长度)或可替代地，另一预定方向)占据、形成等交互式模块化构造元件的第一预定部分或范围，输出部分沿第一方向在交互式模块化构造元件的相对端占据、形成等第二预定部分或范围。在一些实施例中，第一和第二预定部分或范围两者每个沿第一预定方向交互式模块化构造元件的基本上50％，例如50％，即输入部分和输出部分每个分别构成交互式模块化构造元件的壳体、外部等的50％或约50％。
在一些实施例中，输入部分包括一个或多个用户输入和/或操作元件，例如位于输入部分的顶部。如果一个或多个用户输入和/或操作元件位于顶部，则即使在包括多个模块化构造元件的模型中使用交互式模块化构造元件时，也允许容易地访问它们。可替代地，一个或多个用户输入和/或操作元件或者它们中的至少一个或一些可被放置在交互式模块化构造元件上的其他地方。
在一些实施例中，输入部分具有第一颜色，输出部分具有第二颜色，其中第一颜色(对于用户而言)明显不同于第二颜色。通过使输入部分和输出部分在视觉上不同，这进一步将它们对于用户而言彼此区分开。在一些其他实施例中，第一颜色是白色或可替代地是浅色，而第二颜色相对较暗。
在一些实施例中，输入部分包括位于第一水平处的第一数量的联接构件和/或输出部分包括位于第二水平处的第二数量的联接构件，其中联接构件的第一数量和/或第二数量为至少五个或至少六个。在一些实施例中，第一水平和第二水平处于相同的水平。具有相同水平(对于至少相应的输入或输出部分为相同水平)处的这种最小数量的联接构件增加了使用交互式模块化构造元件作为模块化构造***的一部分来构造各种模型的可能性和多样性，并且增加了交互式模块化构造元件的可构造性用途。另外，它进一步增加了这种模型的结构稳定性和/或完整性。第一和第二数量可以相同或不同，和/或第一和第二水平可以相同或不同。联接构件可以例如是可以柱或其他类型的合适的联接构件。在一些实施例中，联接构件中的至少两个在相应部分(输入和/或输出)处位于相同水平。在一些实施例中，(交互式模块化构造元件的)输入部分和/或输出部分在相应其他水平处包括多个其他联接构件。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件还包括连接到控制电路的无线通***，例如无线通信收发器，其中控制电路还适于响应于通过无线通***(或收发器)接收的一个或多个外部控制信号来修改、改变和/或提供控制信号。这允许通过一个或多个外部装置(其可以是本文公开的一个或多个其他交互式模块构造元件和/或一个或多个电子装置)对交互式模块构造元件的功能元件进行远程控制(或至少远程地影响控制)。因此，交互式模块化构造元件的功能元件(输出部分)能够响应于一个或多个其他交互式模块化构造元件和/或一个或多个电子装置的传感器(输入部分)而被控制。这样的交互式模块化构造元件可被称为接收元件(当接收信号时)。
接收到的外部控制信号可以例如是从另一交互式模块化构造元件和/或从一个或多个外部装置接收的传感器信号和/或控制信号或其修改。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件还包括连接到控制电路的无线通信发送器，例如无线通信收发器，其中控制电路还适于将传感器信号和/或控制信号作为外部控制信号提供给如本文所公开的一个或多个交互式模块化构造元件和/或一个或多个电子装置。这种交互式模块化构造元件可被称为发送元件(在提供信号时)。这允许交互式模块化构造元件远程控制(或至少远程地影响控制)另一交互式模块化构造元件的功能元件和/或一个或多个电子装置。因此，交互式模块化构造元件的传感器(输入部分)可以分别控制一个或多个其他交互式模块化构造元件的功能元件(输出部分)和/或一个或多个电子装置。
例如，多个交互式模块化构造元件可以检测彼此的存在(例如通过诸如蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)等的短程通信协议的合适的发现程序)。发送元件然后可以将传感器或控制信号发送到检测到的其他交互式模块化构造元件中的选定的那些，或将信号广播到所有检测到的交互式模块化构造元件。在一些实施例中，可以在没有其他元件的事先检测的情况下执行发送。例如，发送元件可以广播其传感器/控制信号。广播消息可以包括发送元件的标识符和/或目标接收元件的一个或多个标识符和/或允许接收元件选择性地对消息做出反应的其他信息。因此，其他元件可以收听广播信号并对所有信号做出反应(即响应于所接收的信号来控制其功能元件)，或者它们可以选择性地仅对某些信号做出反应，例如仅来自某些元件的信号，或仅针对发送给它们的信号等。
每个交互式模块化构造元件可以相应地具有存储的控制代码/程序代码，其将各个输出行为与不同的控制信号相关联(其中可以从交互式模块化构造元件自身的输入部分和/或从另一交互式模块化构造元件接收不同的控制信号。
交互式模块化构造元件还可将相应的行为与控制信号的相应组合相关联，例如来自交互式模块化构造元件自身的输入部分和一个或多个其他交互式模块化构造元件的输入部分的控制信号的组合(例如当同时接收这些或者在时间窗口内或以其他方式及时关联时)。因此，可以控制功能元件以简单的方式展现相对复杂的行为(即基于其自身的输入部分/传感器和一个或多个远程交互式模块化构造元件的行为)，而无需用户具有高级技术或编程技能。
可以以默认行为(默认程序)制造交互式模块构造元件和/或可以修改行为(程序)(从计算机或其他外部装置接收修改后的程序)。
外部装置可以例如是台式计算机、平板电脑、智能手机、便携式计算机或其他可编程计算装置。
因此，交互式模块化构造元件的无线通***、无线通信发送器和/或无线通信收发器可以是用于与模块化构造***和/或一个或多个外部装置的一个或多个其他交互式模块化构造元件进行通信的无线通信接口的一部分。
通常，交互式模块化构造元件的无线通信接口(包括各个无线接收器、发送器和/或收发器)可以实施任何合适的无线通信技术，例如按照适当的通信协议使用射频通信。在一些实施例中，无线通信技术是短程技术。无线通信的通信范围可以是至少0.5m，例如至少1m。即使在某些实施例中更长的距离是可以接受的甚至是希望的，在大多数情况下，小于10m且在大多数情况下甚至小于5m的通信范围就足够了。可以以任何合适的方式将控制信号编码为无线信号，例如通过幅度调制、频率调制和/或更复杂的调制技术。
在某些实施例中，
-输入部分包括一个或多个(第一)视觉指示器和/或具有适于向用户视觉地传达交互式模块化构造元件包括何种类型的传感器的形状，和/或
-输出部分包括一个或多个(第二)视觉指示器和/或具有适于向用户视觉地传达交互式模块化构造元件的功能元件执行何种类型的功能的形状。
以这种方式，即使对于诸如儿童之类的年轻用户来说，也容易且直观地理解传感器和/或功能元件的各自目的和功能。
输入部分的视觉指示器可以例如是当传感器是声音配准传感器时的可见麦克风栅格；对于传感器是光配准传感器时的至少部分可见的二极管、光感测元件等。
输出部分的视觉指示器可以例如是当功能元件是声音发生器、扬声器等时的扬声器格栅。
在一些实施例中，传感器和功能元件选自包括以下的组：
-作为传感器的运动或移动传感器、倾斜传感器等以及作为功能元件的扬声器(扩音器)、蜂鸣器或声音发生器等，
-作为传感器的接近传感器等和作为功能元件的电动机等，
-作为传感器的测速传感器等和作为功能元件的电动机等，
-作为传感器的声音配准传感器、声音水平传感器等以及作为功能元件的显示元件等，以及
-作为传感器的声音配准传感器、声音水平传感器等和作为功能元件的电动机等。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件包括两个或更多个传感器和/或两个或更多个功能元件(传感器的数量不必等于功能元件的数量，而是可以)。至少在一些其他实施例中，所有传感器(或至少它们的视觉指示器，如果有的话)都位于输入部分中，而所有功能元件(或至少它们的可见功能部分，即在视觉上负责执行相应功能的部分)位于交互式模块化构造元件的输出部分。然后，控制电路可以适于接收多个传感器信号(例如从每个传感器接收一个信号)和/或提供多个控制信号(例如为每个功能元件提供一个信号)，从而响应于传感器信号来控制功能元件。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件形成为具有至少两个基本平面层(具有联接构件)。由于可以增加使用这种交互式模块化构造元件的模型的结构稳定性和/或完整性，这提供了具有增加的可建造性用途的交互式模块化构造元件。
在一些实施例中，功能元件或构造元件包括合适的储存器和/或存储器，以存储相关信息、数据(例如用户创建的内容)和/或参数。这样的储存器和/或存储器可以例如存储一个或多个声音文件(由用户选择或制作，然后下载到构造元件)，例如如果功能元件是声音发生器等则响应于一个或多个传感器信号而被播放。作为示例，可以在传感器激活时播放一个单个声音文件。作为另一示例，存储了多个不同声音文件，并且根据由传感器提供的何种特定传感器信号来播放其中的一个特定声音文件，例如如果感测到的倾斜运动是此信号则播放该声音，如果感测到的倾斜运动是另一信号则播放另一声音，如果感测到的声音高于该水平则播放该声音等。储存器和/或存储器可以例如还存储行为、规则、程序等(例如预设的和/或用户可修改的)，以控制应响应于何种传感器信号来执行何种功能以及如何执行；特别是在具有多个构造元件的***中。
根据第二方面，本文公开了包括多个模块化构造元件的模块化构造***的实施例，其中多个模块化构造元件中的至少一个是如本文关于第一方面所公开的交互式模块化构造元件。这使得在模块化构造***中，即使仅包括一个交互式模块化构造元件，也可以基于来自一个或多个传感器的输入来执行一个或多个功能，这增加了游戏价值。
在一些实施例中，多个模块化构造元件包括如本文关于第一方面公开的多个交互式模块化构造元件。在一些其他实施例中，多个交互式模块化构造元件中的两个或更多个的相应输入部分彼此具有不同的类型和/或多个交互式模块化构造元件中的两个或更多个的相应输出部分彼此具有不同的类型。在***的上下文中不同类型应理解为交互式模块化构造元件响应于不同的传感器信号(例如具有不同的传感器)，为相同的传感器信号提供不同的控制信号等，和/或执行不同的功能(例如具有不同的功能元件)等。具有多个交互式模块化构造元件提供了更多功能和输入选项，进一步增加了游戏价值，尤其是(但不仅仅)如果交互式模块化构造元件布置为在如本文所公开的交互式模块化构造元件上彼此通信并混合传感器输入和/或功能输出。
在一些实施例中，多个交互式模块化构造元件的输出部分具有明显不同的颜色和/或多个交互式模块化构造元件的输入部分具有相同的颜色。这样，对于诸如儿童的用户来说，输入部分是什么以及输出部分是什么是显而易见的。
在一些其他实施例中，多个交互式模块化构造元件的输出部分具有选自多种预定不同颜色的颜色，其中具有指定相似或相应功能的输出部分具有相同的颜色。
根据第三方面，本文公开了一种包括两个或更多个交互式模块化构造元件的模块化构造***的实施例，其中至少两个交互式构造元件各自包括响应于预定传感器输入的输入部分和适于执行至少一个可控功能的输出部分。至少两个交互式构造元件中的第一个的输出部分的输出配置为能够响应于由第一交互式构造元件的输入部分接收的输入而被控制，并且第一交互式构造元件的输出部分的输出能够响应于由两个或更多个交互式构造元件中的第二个的输入部分接收的输入而被控制。换句话说，特定交互式构造元件的输出部分的输出能够响应于其自身输入部分的输入以及另一交互式构造元件的输入部分的输入而被控制。至少两个交互式构造元件可各自例如包括无线通***和/或发送器，例如无线通信收发器(例如如本文所公开)以将相关信息从第二交互式构造元件传送到第一交互式构造元件。
一个或多个例如至少两个根据第三方面的交互式模块化构造元件可以是如结合第一方面所公开的元件或者是其他类型的交互式模块化构造元件，然后每个例如包括传感器，其响应于预定传感器输入并适于输出对应于或表示预定传感器输入(即表示输入部分的输入)的传感器信号；功能元件，其适于响应于控制信号执行至少一个可控功能(即执行输出部分的输出)；以及控制电路，其连接到传感器并连接到功能元件以提供控制信号，其中控制电路适于响应于来自传感器的传感器信号提供控制信号并且响应于来自另一个交互式构造元件的传感器的传感器信号提供控制信号，从而响应于来自其自身传感器和另一(第二)交互式构造元件的传感器的传感器信号来控制功能元件(即控制输出部分的输出)。即使输出响应于其自身传感器和外部传感器两者而是可控制的，它也可以在不同的时间实际上仅响应于其自身的传感器信号、响应于至少一个其他交互式构造元件的至少一个其他传感器或者其组合或混合而被控制。
因此，提供了一种模块化构造***，其包括两个或更多个交互式模块化构造元件，其能够无线通信并适于能够在交互式模块化构造元件上混合传感器输入和/或功能输出。
在一些实施例中，两个或更多个交互式模块化构造元件响应于不同的传感器信号(例如具有不同的传感器)，执行不同的功能(例如具有不同的功能元件)，为相同的传感器信号提供不同的控制信号等，例如具有一些重叠。
在适用的情况下，本文公开的第一和第二方面的实施例也是根据第三方面的模块化构造***的实施例。
术语“模块化构造元件”和“模块化构造***”(即包括模块化构造元件的***)应解释为包括用作玩具、用于教育目的等的模块化构造元件/***。
附图说明
图1-3各自示出了现有技术的模块化玩具构造元件；
图4示意性地示出了用于如本文公开的模块化构造***的交互式模块化构造元件的实施例的透视图；
图5示意性地示出了如本文公开的交互式模块化构造元件的替代实施例的透视图；
图6示出了如本文公开的交互式模块化构造元件的示意性框图；
图7-10示意性地示出了具有如本文公开的交互式模块化构造元件的不同输入和/或输出部分的各个替代实施例的透视图；
图11至14示意性地示出了如本文公开的作为模块化构造***的一部分而示出的交互式模块化构造元件以及形成相应模块化构造模型的其他示例性模块化构造元件的各个替代实施例的透视图；
图15示意性地示出了根据一些实施例的如本文公开的交互式模块化构造元件的最大尺寸的俯视图；
图16示意性地示出了包括如本文公开的多个交互式模块化构造元件的模块化构造***；以及
图17示意性地示出了数据处理***或装置、通信网络以及形成模块化构造***的多个交互式模块化构造元件。
具体实施方式
现在将参考砖体形式的模块化构造元件来描述交互式模块化构造元件及包括至少一个如本文公开的这种交互式模块化构造元件的模块化构造***的各个方面和实施例。然而，本发明可以应用于在例如玩具、教育和/或等构造套件中使用的其他形式的构造元件。
图1中示出了一种玩具构造元件，在其顶表面上具有联接柱，并且具有从底部延伸到砖体中的腔。腔具有中心管，并且如US3005282中公开，另一砖体上的联接柱可以摩擦接合的方式容纳在腔中。图2和3示出了其他这种现有技术的构造元件。其余附图所示的构造元件具有这种已知类型的联接构件，其形式为配合的柱和腔。然而，除了或代替柱和腔，还可以使用其他类型的联接构件。联接柱布置在方形平面网格中，即限定联接柱序列沿其布置的正交方向。相邻联接柱之间的距离在两个方向上均匀且相等。联接构件在限定规则平面网格的联接位置处的这种或类似布置允许玩具构造元件相对于彼此在多个离散位置和取向上互连，特别是相对于彼此成直角。
在下文中，将描述交互式模块化构造元件的示例以及它们的操作和彼此之间的潜在相互作用。
图4示意性地示出了用于如本文公开的模块化构造***的交互式模块化构造元件的实施例的透视图。
示出了交互式模块化构造元件100(以下同样也简称为构造元件)的示例。
在该特定和相应的实施例中，构造元件100通常成形为具有平坦侧面的正交多面体，并且具有从其上表面延伸的联接构件402和延伸到其底表面的腔(未明确示出；例如参见图1)。然而，可以使用其他形状和尺寸的构造元件。联接构件402布置在限定联接位置的平面规则平行网格中。联接构件402可以例如是柱等，也可以是另一类型的合适联接构件。
为了便于参考相关的图(不一定涉及构造元件100)，图4中标出了L(长度)、H(高度)和W(宽度)(宽度也可以称为深度)的方向。还可以替代地使用其他标签、定义、符号等。
根据本发明的一方面，构造元件100包括两个不同部分，即输入部分101和输出部分102，其中输入部分101和输出部分102彼此不同。在一些实施例中，构造元件100在预定的第一方向(例如平行于构造元件100的总体长度L的(如图所示)预定的第一方向)上划分成输入部分101和输出部分102。
在一些实施例中(并且如图所示)，输入和输出部分101、102沿着预定的第一方向具有相等的大小或范围，即它们各自沿着预定的第一方向形成构造元件100的50％或基本上50％。注意，对于这些实施例，输入和输出部分101、102沿着其他预定方向比如构造元件100的高度H和/或宽度W不需要具有相等的大小或范围；至少不是在每处。然而，在一些实施例中(如图4所示)，沿给定方向(高度和/或宽度)具有最大范围的输入部分101的一部分和输出部分102的一部分是相等的；或者换句话说，输入部分101的最高部分的高度等于输出部分102的最高部分的高度(例如不包括联接构件和/或其他元件)，并且输入部分101的最宽部分的宽度等于输出部分102的最宽部分的宽度。例如还参见图15及相关描述。这未必表示输入和/或输出部分101、102在其他部分处不能分别具有较小的高度和/或宽度，例如同样在图4中所示。
根据本发明的方面，构造元件100包括一个或多个传感器(未示出；例如参见图6中的601)和一个或多个功能元件(未示出；例如参见图5和6中的602)，即传感器和功能元件都是单个构造元件100的一部分。传感器和功能元件可以例如是(至少部分地是)单个构造元件100的组成部分。
在一些实施例中，一个或多个传感器位于输入部分101中。在一些其他实施例中，一个或多个传感器通常沿预定的第一方向(例如L)位于或朝向构造元件100的第一端110。在一些实施例(例如与前述实施例相同或不同的实施例)中，一个或多个功能元件位于输出部分102中。在一些其他实施例中，一个或多个功能元件位于或朝向构造元件100的第二端111，第二端111与第一端110大致相对。
输入部分101和输出部分102位于构造元件100的各自相对端处提供了方便直观的方法来确定构造元件100的输入部分101是什么部分、输出部分102是什么部分。适用于儿童等年轻用户。
在一些实施例中，构造元件100包括一个或多个用户输入和/或操作元件104，例如按钮(如图所示)、杆、滑块、用户触敏元件等。一个或多个用户输入和/或操作元件104可以位于输入部分101上或输入部分101处(因为它是输入元件)。在一些实施例中，一个或多个用户输入和/或操作元件104位于构造元件100的顶部上(优选在输入部分101上或输入部分101处)。
一个或多个用户输入和/或操作元件104可操作以提供用户界面(在一些实施例中是唯一的用户界面)，从而允许用户控制构造元件100的操作，特别是使构造元件100处于不同的操作模式。
在一些实施例中，用户输入和/或操作元件104中的至少一个是以在构造元件100的最上表面上的按钮的形式。在一些其他实施例中，按钮具有对按动敏感的激活表面，其沿每个(长度和宽度)方向在两个联接构件位置上延伸。
构造元件100还包括控制电路(例如参见图6中的603)，例如包括一个或多个微控制器、一个或多个微处理器和/或一个或多个其他合适的处理单元或者它们的组合，其可操作地连接到传感器(例如参见图6中的601)以及一个或多个功能元件(例如参见图6中的602)。
在一些实施例中，构造元件100还包括无线通***和/或无线通信发送器，例如以无线通信收发器的形式等(例如参见图6中的604)，其连接到控制电路并且可操作用于与其他交互式模块化构造元件100(例如结合图16进一步说明)和/或一个或多个其他电子器件(例如结合图17进一步说明)进行射频通信。
构造元件100还包括电池、可再充电的电容器或另一合适的电源(例如参见图6中的605)，以提供适用于控制电路、传感器、功能元件及通信收发器(如果有的话)的电力。
构造元件100的壁通常限定壳体，该壳体容纳控制电路、电源、通信收发器(如果存在的话)以及至少部分地容纳传感器和功能元件。
根据本发明的一方面，控制电路配置为响应于从(构造元件100的)一个或多个传感器接收的一个或多个信号来控制(构造元件100的)一个或多个功能元件。
一个或多个传感器分别或以某种组合响应于一个或多个预定传感器输入并且适于输出对应于或表示预定传感器输入的一个或多个传感器信号。
一个或多个功能元件分别或以某种组合适于响应于一个或多个控制信号来执行至少一个可控功能。
控制电路连接到传感器以接收传感器信号，并且连接到功能元件以提供控制信号。控制电路还适于响应于传感器信号来提供控制信号，从而响应于传感器信号来控制功能元件。
对于其中构造元件100包括无线通***或无线通信收发器的一些实施例，另外或可替代地，控制电路配置成响应于通过通***或通信收发器接收的(外部)信号来控制构造元件100的一个或多个功能元件。控制电路可以例如适于响应于通过无线通***或无线通信收发器接收的外部控制信号来修改(用于功能元件的)控制信号，和/或控制电路可以简单地提供外部控制信号作为对功能元件的控制信号。这样，功能元件可以由模块化构造***和/或其他装置(比如计算机、平板电脑和/或其他处理装置，例如分别参见图16和17)的其他构造元件(例如响应于其各自的传感器)来控制。
对于其中构造元件100包括无线通信发送器或无线通信收发器的一些实施例，另外或可替代地，控制电路配置为控制无线通信发送器或无线通信收发器，例如以控制模块化构造***和/或其他装置(比如计算机、平板电脑和/或其他处理装置)的其他构造元件100的一个或多个功能元件。这样，可以响应于构造元件100的传感器来控制模块化构造***和/或其他装置的其他构造元件的功能元件。
因此，信号可以在构造元件100所需的附近由另一交互式模块化构造元件提供或提供给另一交互式模块化构造元件。
结合图6进一步详细示出并解释了控制电路及其与传感器和功能元件、无线通***和/或通信发送器等的相互作用。
传感器可以是任何合适的装置或元件，其响应于预定传感器输入，原则上是任何物理参数或特性，并且生成对应于、表示和/或反映预定传感器输入的传感器信号。在图4的示例中，传感器是用于检测声音存在的声音配准传感器。传感器可以例如简单的，例如简单地配准声音是否被配准为高于预定声音水平，或者是更高级的，例如测量已配准声音的已配准声音水平。
功能元件可以是用于执行功能的任何合适的装置或元件，比如提供用户可感知的效果的功能，比如视觉和/或听觉效果等。在图4的示例中，功能元件执行如纵向双箭头所示的功能。
模块化构造***可包括多个这样的构造元件100(潜在地具有至少一些不同的相应传感器和/或功能元件)，其响应于传感器/控制信号(来自集成的传感器和/或其他构造元件)并提供不同的功能。
模块化构造***可以例如用作模块化玩具和/或教育建造或构造套件的一部分，其包括具有用于可释放地互连构造元件的联接构件的构造元件100，例如包括图1-3所示的已知砖体等。构造套件可以包括多个构造元件100或仅包括一个。
交互式模块化构造元件可以例如包括作为传感器的运动或移动传感器、倾斜传感器等以及作为功能元件的扬声器(例如扩音器)、蜂鸣器、声音发生器等；作为传感器的接近传感器等以及作为功能元件的电动机等；作为传感器的测速传感器等以及作为功能元件的电动机等；作为传感器的声音配准传感器、声音水平传感器等以及作为功能元件的显示元件等；作为传感器的声音配准传感器、声音水平传感器等以及作为功能元件的电动机等；等等。
在一些实施例中，至少输入部分101包括一个或多个视觉指示器103和/或成形为以便与用户视觉地传达在构造元件100中嵌入或包括何种类型的传感器且因此特定构造元件100基于何种类型的输入。一个示例(如图4所示)是适用于传感器是声音配准传感器时的例如多个麦克风网格103。另一示例是用于传感器是光配准传感器时的例如至少部分可见的二极管、光感测元件等(例如参见图8中的103)。
在一些实施例中，至少输出部分102包括一个或多个视觉指示器和/或成形为以便与用户视觉地传达构造元件100的功能元件执行何种类型的功能。
优选地，视觉指示器和/或形状非常直观，以至于即使是年轻用户比如小孩也能够快速了解其含义或意义。
如上所述，构造元件100包括多个联接构件402。具有足够数量的联接构件402，优选地在输入部分101和输出部分102两者上，便于在模块化构造***中使用构造元件100。在一些实施例中，输入部分101和/或输出部分102各自包括多个位于相同(高度)水平的联接构件402，例如柱或其他类型的联接构件，其中对于输入部分101和输出部分102，联接构件402的数量至少为五个或更优选地至少为六个。图4所示的实施例仅对于输入部分101具有此，而例如图5的实施例对两者都有其。
注意，对于输入部分101和输出部分102，在相应相同(高度)水平处包括该数量的联接构件402的(高度)水平不必相同，即水平可以相对于彼此移位。还应注意，在输入部分101和输出部分102的相同相应(高度)水平处的联接构件402的相应数量不必相同。
在一些实施例中，整个输入部分101或其至少大部分具有第一颜色，而整个输出部分102或其至少大部分具有第二颜色，其中第一颜色明显不同于第二颜色。这为用户提供了方便的方式来快速可靠地识别构造元件100的什么部分或端部是输入部分101且构造元件100的什么部分或端部是输出部分102。特别是对于包括多个交互式模块化构造元件100的模块化构造***。这对于年轻用户是有用的。
在一些实施例中，第一颜色是白色或至少是相对浅色，而在一些其他或另外实施例中，第二颜色比第一颜色相对更暗。
在一些实施例中，其中多个构造元件100将成为模块化构造***的一部分(例如参见图11-14、16和17)，多个构造元件100的各个输入部分101的颜色相同例如白色，而对于相似功能的组，各个输出部分102的颜色相同，但对于不同组是不同的。作为示例，全都包括运动功能(例如以不同形式)的一组不同构造元件100即“电动机”组可以例如全都具有相同的颜色，例如绿色，而全都包括声音发射功能(例如以不同形式)的另一组不同构造元件100即“声音发射器”组可以例如全都具有与另一组的颜色不同的相同颜色，例如蓝色等等。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件100形成为具有至少两个基本平面层(具有联接构件)。由于可以增加使用这种交互式模块化构造元件的模型的结构稳定性和/或完整性，这提供了具有增加的可建造性用途的交互式模块化构造元件。
图5示意性地示出了如本文所公开的交互式模块化构造元件的替代实施例的透视图。
示出了交互式模块化构造元件100，其对应于结合图4示出和解释的构造元件及其实施例，除了该替代实施例包括不同的功能元件。在图5中，功能元件是电动机，其可旋转地驱动包括多个联接构件402的圆形构造元件。圆形构造元件包括用于可释放地容纳轴的腔，然后该轴也可以由电动机可旋转地驱动。
图6示出了如本文所公开的交互式模块化构造元件的示意性框图。
示出了交互式模块化构造元件100，其对应于结合图4和别处所解释的模块化构造元件及其实施例，具有输入部分101和输出部分102，并且包括一个或多个传感器601、控制电路603、一个或多个功能元件602、电源605、可选地一个或多个用户输入和/或操作元件104以及如在别处所解释的可选地无线通***和/或无线通信收发器(以下也简称为收发器)604。
控制电路603可以例如是或包括微控制器、微处理器和/或其他合适的处理单元中的一个或多个，其可操作地连接到用户输入和/或操作元件104、一个或多个传感器601、一个或多个功能元件602和(如果有的话)收发器604。
收发器604可操作成在适当的频带中(例如在用于短距离通信技术的ISM带之一中)发送和接收射频信号。实际上，射频通信可以利用任何合适的通信技术来进行数据通信，比如蓝牙、BLE、IEEE 802.15.4、IEEE 802.11、ZigBee等。然而，应当理解，可以使用其他通信技术，包括基于光比如红外光的技术或其他无线技术。
收发器604可操作成与其他交互式模块化构造元件和/或其他装置进行射频通信。
注意，收发器604不必一定(如示意性所示)位于输出部分102中，也可以恰好位于输入部分102中。电源605和控制电路603也是如此。对于无线通***604而言，重要的是将其连接至控制电路603，并且将其定位成能够可靠地接收和/或发送无线信号。
如在别处所提到，控制电路603响应于从一个或多个传感器接收的传感器信号610(通过提供响应于传感器信号的控制信号611)来控制功能元件602和/或响应于由收发器604接收的传感器信号和/或控制信号来控制功能元件602。在一些实施例中，控制电路603适于经由收发器604将来自传感器601的传感器信号610或响应于来自传感器601的传感器信号610的一个或多个控制信号传送到至少一个其他交互式模块化构造元件和/或其他装置。
功能元件(或构造元件100)还可包括合适的储存器和/或存储器以存储相关的信息、数据和/或参数。这样的储存器和/或存储器可以例如存储一个或多个声音文件(由用户选择或制作，然后下载到构造元件100)，例如以如果一个功能元件602是声音发生器等则响应于传感器信号而被播放。作为示例，可以在传感器激活时播放一个单个声音文件。作为另一示例，存储了多个不同的声音文件，并且根据由传感器提供的特定传感器信号来播放其中的一个特定声音文件，例如如果感测到的倾斜运动是该信号则播放该声音，如果感测到的倾斜运动是另一信号则播放另一声音，如果感测到的声音高于该水平则播放该声音等等。储存器和/或存储器可以例如还存储行为、规则、程序等(例如预设的和/或用户可修改的)，以控制应响应何种传感器信号来执行何种功能以及如何执行；特别是在具有多个构造元件100的***中。
图7-10示意性地示出了具有如本文所公开的交互式模块化构造元件的不同输入和输出部分的各个替代实施例的透视图。
图7示意性地示出了交互式模块化构造元件100的透视图，其包括用户输入和/或操作元件(此如按钮(如图所示)、杆、滑块等)104、在其输入部分101处的运动或移动传感器、倾斜传感器等601以及在其输出部分102处作为功能元件602的扬声器(例如扩音器)、蜂鸣器、声音发生器等。该示例性实施例还包括一个或多个视觉指示器103'(此处以扬声器格栅的形式)，其适用于向用户视觉地传达交互式模块化构造元件100包括何种类型的功能602。
作为示例，这种交互式模块化构造元件100可以用于飞机等(例如如图12所示)的模型，并且响应模型的不同运动或当然在其他类型的模型中播放不同的飞机声音。
图8示意性地示出了交互式模块化构造元件100的透视图，包括在其输入部分101处的接近传感器等和在其输出部分102处作为功能元件的电动机等。构造元件100包括用于容纳可由电动机可旋转地驱动的轴等的联接元件或联接腔。
这种交互式模块化构造元件100可以例如用于汽车或其他车辆的模型，其中车轮由电动机可旋转地驱动，并且在障碍物或物体的一定距离内时反向旋转(因此向后退)，如果与物体的一定距离大于给定极限则向前行驶(从而跟随物体，例如手)，根据到物体的距离来控制电动机的速度等。当然，它也可以用于其他类型的模型。
图9示意性地示出了交互式模块化构造元件100的透视图，包括在其输入部分101处的用户输入和/或操作元件(比如按钮(如图所示)、杆、滑块等)、用户触敏元件等104、在其输出部分102处的电动机等作为功能元件。构造元件100包括可旋转元件，其包括多个联接构件402，其中可旋转元件绕预定的第二方向旋转，例如平行于构造元件100的高度方向或相应地。
这种交互式模块化构造元件100可以例如用于旋转木马(例如参见图11(按下按钮104使旋转木马的一部分旋转))、灯塔(按下按钮104使光构造元件旋转)、直升机等模型。当然它也可以用于其他模型。
图10示意性地示出了交互式模块化构造元件100的透视图，包括在其输入部分101处的声音配准传感器、声音水平传感器等和在其输出部分102处的显示元件等作为功能元件。
这种交互式模块化构造元件100可以例如用于火山((在传感器和/或用户激活时提供红光和黄光的转换)，例如参见图14)、灯塔(在传感器和/或用户激活时提供灯塔的照明)等模型。当然它也可以用于其他模型。
图11-14示意性地示出了如本文所公开的作为模块化构造***的一部分示出的交互式模块化构造元件以及形成相应模块化构造模型的附加示例性模块化构造元件的各个替代实施例的透视图。
图11示意性地示出了与图9的交互式模块化构造元件100相对应的交互式模块化构造元件100的透视图。交互式模块化构造元件100与附加示例性模块化构造元件一起示出为形成模块化构造模型(作为示例，此处以旋转木马的形式)的模块化构造***的一部分。
图12示意性地示出了与图7的交互式模块化构造元件100相对应的交互式模块化构造元件100的透视图。交互式模块化构造元件100与附加示例性模块化构造元件一起示出为形成模块化构造模型(作为示例，此处以飞机的形式)的模块化构造***的一部分。
图13示意性地示出了与图8的交互式模块化构造元件100相对应的交互式模块化构造元件100的透视图。交互式模块化构造元件100与附加示例性模块化构造元件一起示出为形成模块化构造模型(作为示例，此处以汽船的形式)的模块化构造***的一部分。
图14示意性地示出了与图10的交互式模块化构造元件100相对应的交互式模块化构造元件100的透视图。交互式模块化构造元件100与附加示例性模块化构造元件一起示出为形成模块化构造模型(作为示例，此处以火山的形式)的模块化构造***的一部分。
图15示意性地示出了根据一些实施例的如本文所公开的交互式模块化构造元件的最大尺寸的俯视图。
在一些实施例中，交互式模块化构造元件100的输入部分101和输出部分102在宽度和长度上具有基本相同的尺寸，但在高度上则不必。
示出了构造元件100，对于一些实施例，该构造元件示出了以联接构件402为单位测量的最大尺寸，相对于两个预定方向(例如宽度和长度)为4(宽度)×8(长度)联接构件402和例如输入部分101和输出部分102两者分别最大为4×4。应注意，给定的构造元件不必在所有地方都是最大范围，如在其他附图中容易示出。
具有这种最大尺寸的交互式模块化构造元件100用于包括(或多或少)标准化尺寸或最大尺寸的这种元件的模块化构造***促进了模块化。当然，应该理解，交互式模块化构造元件可以与各种形状和尺寸的其他兼容构造元件一起使用。
图16示意性地示出了模块化构造***，其包括如本文所公开的多个交互式模块化构造元件。
示出了模块化构造***200，其包括至少两个交互式模块化构造元件100(如本文所公开及其变型)以及各种形状和尺寸的潜在其他兼容的模块化构造元件。
如所提到的，在一些实施例中，构造元件100每个包括无线通***和/或无线通信发送器，例如以无线通信收发器的形式，并且它们能够在它们之间无线通信400，如在此已经公开的。这可以例如允许一个构造元件100的传感器触发增加游戏价值的另一构造元件100的功能。它还可以允许传感器信号和/或控制信号的组合，例如给定构造元件100的功能取决于位于两个(或更多个)不同构造元件100(例如包括其自身)中传感器的传感器信号。有效地，在交互式模块化构造元件上的传感器输入和/或功能输出被混合。
图17示意性地示出了数据处理***或装置、通信网络以及形成模块化构造***的多个交互式模块化构造元件。
示出了数据处理***或装置130，其具有无线通信接口和例如图形用户界面；如本文所公开的并且具有无线通信接口的多个交互式模块化构造元件100；以及通信网络131，其允许数据处理***或装置130与其他装置通信，例如用于访问一项或多项因特网服务。数据处理***或装置130和构造元件100适于直接通信，并且各个交互式模块化构造元件100可以在它们之间通信，例如如图16所示和本文所公开。
构造元件100可以例如形成同样如本文所公开的模块化构造***的一部分。
数据处理***或装置130可以是或包括适当编程的计算机或其他处理装置，例如台式计算机、平板电脑、智能手机、便携式计算机或其他可编程计算装置。
无线通信接口可以是集成通信接口，例如适当编程的常规计算机的Wifi或蓝牙接口。可替代地，无线通信接口可以是可连接到计算机的单独的通信接口，例如通过有线连接，例如通过USB端口或无线地。应当理解，多个交互式模块化构造元件可以同时通信连接到数据处理***。
在一些实施例中，数据处理***或装置130在其上存储了适用于与一个或多个交互式模块化构造元件100进行交互的程序，例如App。例如，数据处理***或装置130可以配置为提供编程环境，允许用户生成、编辑用于控制一个或多个交互式模块化构造元件的行为、规则等的程序。所生成的程序可被传送到并存储在交互式模块化构造元件100的储存器和/或存储器中。
在一些实施例中，数据处理***或装置130可以配置为发送数据和/或信息用于本地存储在一个或多个交互式模块化构造元件100中。这样的数据和/或信息可以例如包括用户创建的内容。如果例如交互式模块化构造元件100包括扬声器(例如扩音器)等作为功能元件，则用户可以记录声音并将其下载到交互式模块化构造元件100，然后可以响应于触发交互式模块化构造元件100的传感器来播放声音。
本文描述的交互式模块化构造元件的控制电路的实施例可以通过包括多个不同元件的硬件和/或至少部分地通过适当编程的微处理器来实现。
在列举多个装置的权利要求中，这些装置中的多个可以由同一个元件、部件或硬件来体现。在互不相同的从属权利要求中叙述或在不同实施例中描述某些措施的仅有事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
应当强调的是，术语“包括”在本说明书中使用时用来指定存在所述特征、元件、步骤或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件或它们的组。
Claims (32)
1.一种用于模块化构造***(200)的交互式模块化构造元件(100)，所述交互式模块化构造元件(100)包括：
-传感器(601)，其响应于预定传感器输入并适于输出对应于或表示所述预定传感器输入的传感器信号(610)，
-功能元件(602)，其适于响应于控制信号(611)执行至少一个可控功能，以及
-控制电路(603)，其连接到传感器(601)以接收传感器信号(610)并连接到功能元件(602)以提供控制信号(611)，其中，所述控制电路(603)适于响应于传感器信号(610)提供控制信号(611)，从而响应于传感器信号(610)控制功能元件(602)，
其中，所述交互式模块化构造元件(100)包括输入部分(101)和输出部分(102)，其中所述输入部分(101)和输出部分(102)彼此不同，
其特征在于，所述交互式模块化构造元件(100)还包括连接到控制电路(603)的无线通***，并且其中，所述控制电路(603)还适于响应于一个或多个外部控制信号(612)来修改控制信号(611)，通过无线通***从一个或多个交互式模块化构造元件(100)接收所述一个或多个外部控制信号(612)。
2.根据权利要求1所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述无线通***为无线通信收发器。
3.根据权利要求1所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述传感器(601)全部或至少部分地位于输入部分(101)中，和/或所述功能元件(602)全部或至少部分地位于输出部分(102)中。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述传感器(601)位于或朝向构造元件(100)的第一端(110)且所述功能元件(602)位于或朝向构造元件(100)的第二端(111)，所述第二端(111)与第一端(110)大致相对。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述输入部分(101)沿第一方向占据交互式模块化构造元件(100)的第一预定部分，并且所述输出部分(102)沿第一方向在交互式模块化构造元件(100)的相对端占据第二预定部分。
6.根据权利要求5所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述交互式模块化构造元件(100)的第一预定部分和第二预定部分两者每个沿第一方向是交互式模块化构造元件(100)的范围的基本上50％。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述输入部分(101)包括一个或多个用户输入和/或操作元件(104)。
8.根据权利要求7所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述一个或多个用户输入和/或操作元件(104)位于输入部分(101)的顶部上。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述输入部分(101)具有第一颜色，所述输出部分(102)具有第二颜色，其中所述第一颜色明显不同于所述第二颜色。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述输入部分(101)包括位于相同第一水平处的第一数量的联接构件(402)和/或所述输出部分(102)包括位于相同第二水平处的第二数量的联接构件(402)，其中，所述联接构件(402)的第一数量和/或第二数量为至少五个或至少六个。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述交互式模块化构造元件(100)还包括连接到控制电路(603)的无线通信发送器，并且其中，所述控制电路(603)还适于将传感器信号(610)和/或控制信号(611)作为外部控制信号(612)提供给一个或多个交互式模块化构造元件(100)。
12.根据权利要求11所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述无线通信发送器为无线通信收发器。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，
-所述输入部分(101)包括一个或多个视觉指示器(103)和/或具有适于向用户视觉地传达交互式模块化构造元件(100)包括何种类型的传感器(601)的形状，和/或
-所述输出部分(102)包括一个或多个视觉指示器(103')和/或具有适于向用户视觉地传达交互式模块化构造元件(100)的功能元件(602)执行何种类型的功能的形状。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述传感器(601)和功能元件(602)选自包括以下的组：
-运动、移动传感器或倾斜传感器以及作为功能元件(602)的扬声器、蜂鸣器或声音发生器，
-接近传感器和作为功能元件(602)的电动机，
-测速传感器和作为功能元件(602)的电动机，
-声音配准传感器或声音水平传感器以及作为功能元件(602)的显示元件，以及
-声音配准传感器或声音水平传感器和作为功能元件(602)的电动机。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述交互式模块化构造元件(100)沿第一方向被划分成所述输入部分(101)和输出部分(102)。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述交互式模块化构造元件(100)包括储存器，该储存器中存储有将相应的输出行为与不同的控制信号相关联的控制或程序代码。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)，其中，所述交互式模块化构造元件(100)是玩具和/或教育模块化构造元件。
18.一种模块化构造***(200)，包括多个模块化构造元件，其中，所述多个模块化构造元件中的至少一个是根据权利要求1-16中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)。
19.根据权利要求18所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个模块化构造元件包括多个根据权利要求1-16中任一项所述的交互式模块化构造元件(100)。
20.根据权利要求19所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的两个或更多个的相应输入部分(101)具有彼此不同的类型，和/或其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的两个或更多个的相应输出部分(102)具有彼此不同的类型。
21.根据权利要求19-20中任一项所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)的输出部分(102)具有明显不同的颜色，和/或其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)的输入部分(101)具有相同的颜色。
22.根据权利要求19-20中任一项所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)的输出部分(102)具有选自多种预定不同颜色的颜色，并且其中，被指定有相似或相应功能的输出部分(102)具有相同的颜色。
23.根据权利要求18所述的模块化构造***(200)，其中，所述模块化构造***(200)是玩具和/或教育模块化构造***。
24.根据权利要求19-20中任一项所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的至少一个配置成用于将其传感器信号(610)或其控制信号(611)发送到通信范围内的其他交互式模块化构造元件(100)。
25.一种模块化构造***(200)，包括两个或更多个交互式模块化构造元件(100)，其中，至少两个交互式构造元件(100)每个包括输入部分(101)、适于执行至少一个可控功能的输出部分(102)以及无线通信收发器，该输入部分(101)包括传感器(601)，该传感器(601)响应于预定传感器输入，并且其中，至少两个交互式构造元件(100)中的第一交互式构造元件的输出部分(102)的输出被配置为能够响应于由第一交互式构造元件(100)的输入部分(101)的传感器(601)接收的输入而被控制，并且第一交互式构造元件(100)的输出部分(102)的输出能够响应于由两个或更多个交互式构造元件(100)中的第二交互式构造元件的输入部分(101)的传感器(601)接收的输入而被控制，其中，所述无线通信收发器配置为将关于由第二交互式构造元件(100)的输入部分(101)的传感器(601)接收的输入的信息从第二交互式构造元件(100)传输到第一交互式构造元件(100)。
26.根据权利要求25所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的至少一个配置成用于将其传感器信号(610)或其控制信号(611)发送到通信范围内的其他交互式模块化构造元件(100)。
27.根据权利要求26所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的至少一些配置成用于检测在通信范围内彼此的存在，并且其中，进行发送的交互式模块化构造元件(100)配置成用于将其传感器信号(610)或其控制信号(611)发送到检测到的交互式模块化构造元件(100)中的选定的交互式模块化构造元件。
28.根据权利要求25所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)中的至少一个配置成用于发送广播消息和/或允许进行接收的交互式模块化构造元件(100)选择性地对广播消息作出反应的其他信息，所述广播消息包括进行发送的交互式模块化构造元件(100)的标识符和/或一个或多个进行目标接收的交互式模块化构造元件(100)的一个或多个标识符。
29.根据权利要求25所述的模块化构造***(200)，其中，所述多个交互式模块化构造元件(100)每个包括储存器，所述储存器中存储有将相应的输出行为与不同的控制信号(611)相关联的控制或程序代码，其中从交互式模块化构造元件(100)自身的输入部分(101)和/或从另一交互式模块化构造元件(100)接收控制信号(611)。
30.根据权利要求29所述的模块化构造***(200)，其中，所存储的控制或程序代码响应于控制信号(611)的组合对相应的输出行为进行关联。
31.根据权利要求30所述的模块化构造***(200)，其中，所述控制信号(611)的组合包括从交互式模块化构造元件(100)自身的输入部分(101)接收的控制信号(611)和从一个或多个其他交互式模块化构造元件(100)的相应一个或多个输入部分(101)接收的控制信号的组合。
32.根据权利要求25-31中任一项所述的模块化构造***(200)，其中，所述模块化构造***(200)是玩具和/或教育模块化构造***。
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|---|---|---|---|---|
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| CN113348025B (zh) * | 2019-01-31 | 2022-09-27 | 乐高公司 | 控制交互玩具构造模型的方法 |
| DK3917636T3 (da) * | 2019-01-31 | 2023-05-15 | Lego As | Legetøjskonstruktionssystem med interaktive funktionskonstruktions-elementer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102137699A (zh) * | 2008-08-29 | 2011-07-27 | 乐高公司 | 具有功能块的玩具搭建*** |
| US20140323013A1 (en) * | 2011-10-04 | 2014-10-30 | Children's Medical Center Corporation | Emotional control methods and apparatus |
| CN104941216A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-09-30 | 魏正鹏 | 一种拼接件 |
| CN205883294U (zh) * | 2016-06-16 | 2017-01-11 | 深圳市领芯者科技有限公司 | 与电视或移动终端交互的智能积木*** |
| CN106457055A (zh) * | 2014-05-15 | 2017-02-22 | 乐高公司 | 具有功能构建单元的玩具构建*** |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2342813A (en) | 1998-08-13 | 2000-04-19 | Nigel Shane Bray | Interactive educational toys with wireless communication devices |
| DK2032227T3 (en) | 2006-05-29 | 2015-05-04 | Lego As | A toy building system |
| TWM328894U (en) * | 2007-09-06 | 2008-03-21 | xin-huang Zheng | Color toy with distinct color borderline |
| EP2217341B1 (en) * | 2007-10-11 | 2015-01-28 | Lego A/S | A toy construction system |
| US9128661B2 (en) * | 2008-07-02 | 2015-09-08 | Med Et Al, Inc. | Communication blocks having multiple-planes of detection components and associated method of conveying information based on their arrangement |
| US8354918B2 (en) | 2008-08-29 | 2013-01-15 | Boyer Stephen W | Light, sound, and motion receiver devices |
| US8742814B2 (en) * | 2009-07-15 | 2014-06-03 | Yehuda Binder | Sequentially operated modules |
| US8873239B2 (en) * | 2011-02-28 | 2014-10-28 | Octo23 Technologies Llc | Electronic module, control module, and electronic module set |
| US20120258436A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | Case Western Reserve University | Automated assessment of cognitive, fine-motor, and memory skills |
| US8803810B2 (en) * | 2011-04-21 | 2014-08-12 | Rullingnet Corporation Limited | Multiple use education and entertainment device for young users |
| CN103596631B (zh) * | 2011-07-29 | 2016-10-19 | 德国电信股份公司 | 包含多个能够互连的搭建元件的结筑型玩具、成套的多个能够互连的搭建元件以及控制和/或监测结筑型玩具的方法 |
| US9019718B2 (en) * | 2011-08-26 | 2015-04-28 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
| US20130217294A1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | Arjuna Ragunath Karunaratne | Toy brick with sensing, actuation and control |
| US20160361662A1 (en) * | 2012-02-17 | 2016-12-15 | Technologyone, Inc. | Interactive lcd display back light and triangulating toy brick baseplate |
| CN203944133U (zh) * | 2014-06-27 | 2014-11-19 | 魏正鹏 | 一种改进的磁吸式电子积木*** |
| DK3191940T3 (da) | 2014-09-10 | 2020-02-03 | Lego As | Fremgangsmåde til etablering af et funktionelt forhold mellem input- og outputfunktioner |
| KR20160048329A (ko) | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 서동철 | 기어 모듈이 구비된 완구 |
| US9914066B2 (en) * | 2016-03-07 | 2018-03-13 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Electromagnetically coupled building blocks |
| KR101761596B1 (ko) * | 2016-03-07 | 2017-07-26 | 주식회사 럭스로보 | 모듈 어셈블리 |
-
2018
- 2018-03-01 CN CN201880026362.4A patent/CN110536729B/zh active Active
- 2018-03-01 WO PCT/EP2018/055023 patent/WO2018158357A2/en active Search and Examination
- 2018-03-01 EP EP18708657.4A patent/EP3589380B1/en active Active
- 2018-03-01 DK DK18708657.4T patent/DK3589380T3/da active
- 2018-03-01 US US16/486,775 patent/US11845014B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102137699A (zh) * | 2008-08-29 | 2011-07-27 | 乐高公司 | 具有功能块的玩具搭建*** |
| US20140323013A1 (en) * | 2011-10-04 | 2014-10-30 | Children's Medical Center Corporation | Emotional control methods and apparatus |
| CN104941216A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-09-30 | 魏正鹏 | 一种拼接件 |
| CN106457055A (zh) * | 2014-05-15 | 2017-02-22 | 乐高公司 | 具有功能构建单元的玩具构建*** |
| CN205883294U (zh) * | 2016-06-16 | 2017-01-11 | 深圳市领芯者科技有限公司 | 与电视或移动终端交互的智能积木*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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