一種電腦遊戲的無線動作感應玩具的製作方法

2023-10-11 12:41:04 1

專利名稱：一種電腦遊戲的無線動作感應玩具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種遊戲設備，尤其是指一種可感應使用者操作動作，通過無線 方式操控電腦遊戲的動作感應玩具。
背景技術：
在電腦系統上玩電腦遊戲一直是佔有舉足輕重的位置，而電腦系統輸入基本依靠 滑鼠和鍵盤，故電子遊戲最開始的輸入方式主要是計算機鍵盤和滑鼠，後來衍生出的專業 電子遊戲機以手柄或操作臺的形式來進行電子遊戲內容。任天堂的遊戲主機WII上市之後便在全球掀起了一陣浪潮，WII採用獨特的體感 玩法，使玩家宛如親身經歷真實的遊戲內容。突破以往單純以手柄按鍵輸入的操作方式，體 感遊戲是一種通過肢體動作變化來進行操作的新型電子遊戲。因為體感的玩法，不僅破除 一般人對於電玩遊戲不健康的觀念，同時也提供現代人兼具娛樂以及運動休閒。但是購買 WII的主機以及軟體，應用成本較高，嚴重束縛了產品的廣泛應用。公告日為2009年12月30日、公告號為CN201370960Y的專利公開了一種遊戲機， 包括存儲遊戲程序的主機以及遊戲手柄，其特徵在於，所述遊戲手柄包括兩個加速度感應 晶片，所述兩個加速度感應晶片分別設置於所述遊戲手柄的頭端和末端。相應地，該實用 新型還公開了一種遊戲機的遊戲手柄。該實用新型使遊戲機能夠準確識別玩家轉動或平動 遊戲手柄的動作，提高玩家遊戲時的可玩性和逼真性。但是，該實用新型包含主機和軟體 等，應用成本較高。而傳統的公仔玩具可玩性低，互動性少，嚴重限制了此類玩具的增值。公告日為 2006年8月30日、公告號為CN2810702Y的專利公開了一種玩具，它包括玩具人，在玩具人 一隻腳的腳底上裝有滑板，滑板上裝有四個滑輪。該實用新型可以滑動，給人以一種動感的 美，但可玩性較低，缺少互動性。
發明內容為了解決普通體感遊戲的應用成本較高以及傳統玩具缺少可玩性和互動性的問 題，本實用新型提供了 一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，對傳統玩具加以改進，添加無線 傳輸功能，不需要另外購置遊戲機等設備，便可輕鬆體驗簡單的電腦體感遊戲，大大降低了 成本。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是一種電腦遊戲的無線動作感 應玩具，包括玩具本體和接收模塊，所述玩具本體內部設有動作發射模塊和電源，所述的動 作發射模塊由動作感應單元、無線發射單元以及與動作感應單元和無線發射單元電氣連接 的微控制單元組成，動作感應單元、無線發射單元以及微控制單元分別連接電源，所述的接 收模塊由依次連接的無線接收單元、微處理器以及傳輸單元組成。動作感應單元裝於玩具 的內部，用於感應使用者的動作，並向微控制單元發出感應信號，通過無線發射單元將感測 到的數據進行無線傳輸；通過無線接收單元接收上述感測數據，通過微處理單元將感測數據轉換為對應的鍵盤按鍵輸入信號，再由傳輸單元將鍵盤按鍵信號傳送至所連接的電腦系 統，從而在電腦遊戲中實現相應的目的。結合配套簡單的電腦遊戲，使用者即可享受到體感 遊戲的樂趣。作為優選，玩具本體的形狀為人形或具有四肢的動物，這樣使用者可以通過操控 玩具本體的頭部或手腳完成一些簡單的動作。而在平時，玩具也能作為普通的公仔玩具。作為優選，動作感應單元為5個三軸加速度傳感器，分別設在玩具本體的頭部和 四肢內部。三軸加速度傳感器是一種可以對物體運動過程中的加速度進行測量的電子設 備，能判別χ、γ、ζ三軸的速度、頻率、幅度。典型互動應用中的加速度傳感器可以用來對物 體的姿態或者運動方向進行檢測，比如WII遊戲機和iPhone手機中的經典應用。使用者操 控玩具本體的頭部或四肢進行一些簡單動作後，動作感應單元立刻做出感應，將感測到的 數據送到無線發射單元，並通過無線傳輸及微處理單元等傳送入電腦系統。作為優選，無線發射單元包括藍牙通信模塊和2. 4GHz的天線，藍牙通信模塊的射 頻接口通過射頻線與天線相連，無線接收單元為藍牙接收器。藍牙，是一種支持設備短距離 通信(一般10米內)的無線電通信技術，能在包括行動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相 關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術，可以使數據傳輸更加迅速高效， 也省去了手柄等工具。無線發射單元和無線接收單元也可選用紅外感應等無線傳輸設備來實現無線通 信。通過無線通信，將玩具本體的動作感應數據傳送到接收模塊。作為優選，微處理單元為單片機或DSP控制電路。單片機價格低廉，而DSP性能更 佳，根據需要可以選擇單片機或DSP來作為微處理單元的CPU來處理運算控制。微處理單 元將感測數據轉換為對應的鍵盤按鍵輸入信號，再由傳輸界面將上述鍵盤按鍵信號傳送至 電腦系統。例如，操控玩具本體前進、後退、向左、向右這些簡單動作，經過處理可以分別對 應鍵盤上的「 」、「 I 」、「一」、「一」。作為優選，傳輸單元採用USB接口或RS232串口和外部的電腦系統連接。USB接口 或RS232串口都是電腦常用埠，接收模塊通過此傳輸單元和外部的電腦系統實現連接。玩具外表設有開關。外部開關可以控制電源通斷，不用時可以節省電池。本實用新型的有益效果是對傳統玩具加以改進，添加無線傳輸功能，不需要另外 購置遊戲機等設備，便可輕鬆體驗體感遊戲，可玩性和互動性強，且大大降低了成本。

圖1是本實用新型的一種結構框圖。圖中，10-動作發射模塊，11-動作感應單元，12-發射微控制單元，13-無線發射單 元，20-接收模塊，21-傳輸界面，22-接收微控制單元，23-無線接收單元，30-電腦系統。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。實施例1在圖1所示的實施例1中，一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，包括玩具本體和接 收模塊20，玩具本體為小孩狀，玩具本體內部設有動作發射模塊10和電源，動作發射模塊包括動作感應單元11、無線發射單元13以及與動作感應單元和無線發射單元電氣連接的 微控制單元12，動作感應單元、無線發射單元以及微控制單元分別連接電源，接收模塊包括 依次連接的無線接收單元23、微處理器22以及傳輸單元21組成。動作感應單元為5個三 軸加速度傳感器，分別設在玩具本體的頭部和四肢內部，無線發射單元包括藍牙通信模塊 和2. 4GHz的天線，藍牙通信模塊的射頻接口通過射頻線與天線相連，無線接收單元為藍牙 接收器，微處理單元為單片機控制電路，傳輸單元通過USB接口連接外部的電腦系統30。無 線發射單元與無線接收單元之間可實現藍牙無線傳輸，從而使玩具本體的動作發射模塊利 用藍牙無線傳輸方式連通接收模塊構成通訊連接，而接收模塊通過傳輸單元和外部的電腦 系統實現連接。實施例2實施例2中的玩具本體為猴形，無線發射單元和無線接收單元採用紅外感應傳輸 設備，微處理單元採用DSP控制電路，傳輸單元通過RS232串口連接外部的電腦系統，其他 和實施例1相同。本實用新型的使用方法是接通電源後，使用者在玩配套的體感電腦遊戲時，通過 操控玩具本體的頭部或四肢完成前進、後退等簡單的動作，動作感應單元通過判別XYZ三 軸的速度、頻率、幅度，從而感應使用者的動作，並向微控制單元發出感應信號，通過無線發 射單元將感測到的數據進行無線傳輸；通過無線接收單元接收上述感測數據，通過微處理 單元對感測數據直接進行解碼，並將解碼的動作通過預先設定的方式，轉換為動作所對應 的鍵盤按鍵輸入信號，再由傳輸單元將鍵盤按鍵信號傳送至所連接的電腦系統。例如，操 控玩具本體向前、向後、向左、向右這些簡單動作，經過處理可以分別對應鍵盤上的「丨」、 「 ^ 」、「一」、「一」，從而在相應的電腦遊戲中完成向前、向後、向左、向右的目的。而在平時， 玩具也能作為普通的公仔玩具。
權利要求1.一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的玩具包括玩具本體和接收 模塊(20)，所述玩具本體內部設有動作發射模塊(10)和電源，所述的動作發射模塊包括動 作感應單元(11)、無線發射單元(13)以及與動作感應單元和無線發射單元電氣連接的微 控制單元(12)，動作感應單元、無線發射單元以及微控制單元分別連接電源，所述的接收模 塊包括依次連接的無線接收單元(23 )、微處理器(22 )以及傳輸單元(21)。
2.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的玩 具本體為人形。
3.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的玩 具本體為具有四肢的動物形態。
4.根據權利要求2或3所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述 的動作感應單元為5個三軸加速度傳感器，分別設在玩具本體的頭部和四肢內部。
5.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的無 線發射單元包括藍牙通信模塊和2. 4GHz的天線，所述的藍牙通信模塊的射頻接口通過射 頻線與天線相連，無線接收單元為藍牙接收器。
6.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的無 線發射單元和無線接收單元採用紅外感應無線傳輸模塊。
7.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的微 處理單元為單片機控制電路。
8.根據權利要求1所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，其特徵在於所述的微 處理單元為DSP控制電路。
9.根據權利要求1至8任意一項權利要求所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩具， 其特徵在於傳輸單元通過USB接口和外部的電腦系統連接。
10.根據權利要求1至8任意一項權利要求所述的一種電腦遊戲的無線動作感應玩 具，其特徵在於傳輸單元通過RS232串口和外部的電腦系統連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電腦遊戲的無線動作感應玩具，包括玩具本體和接收模塊，所述玩具本體內部設有動作發射模塊和電源，所述動作發射模塊由動作感應單元、無線發射單元以及與動作感應單元和無線發射單元電氣連接的微控制單元組成，動作感應單元、無線發射單元以及微控制單元分別連接電源，所述接收模塊由依次連接的無線接收單元、微處理器以及傳輸單元組成。本實用新型對傳統玩具加以改進，添加無線傳輸功能，不需要另外購置遊戲機等設備，便可輕鬆體驗體感遊戲，可玩性和互動性強，且大大降低了成本。
文檔編號A63F13/12GK201912775SQ201020641959
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年12月6日
發明者王冠雲, 袁思思, 邱懿武, 錢曼倩 申請人:浙江大學