[发明专利]一种实物化编程式积木系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其是一种实物化编程式积木系统。

背景技术

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。中国发明专利CN 102136208A 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。另一类是中国发明专利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。

发明内容

本发明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，本发明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。