电磁耦合的构件块制造技术

描述了一种具有多个面的构件块，每个面具有相关联的耦合元件，使得第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，等等。该块中的RF开关被布置为在处理器的控制下选择性地将耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起。处理器响应于从收发器模块接收的信号来控制RF开关。在该构件块内的感测和开关布置基于检测到的块的取向而选择性地将处理器连接到耦合元件其中之一(例如，使得从收发器模块获取的功率可以用于为处理器供电)。耦合元件全部是天线或全部是电极。

Electromagnetic coupling block

A component block with multiple facets is described, each of which has associated coupling elements so that the first coupling element is adjacent to the first side and the second coupling element is adjacent to the second side, and so on. The RF switch in the block is arranged to selectively couple two coupling elements in the coupling element under the control of the processor. The processor controls the RF switch in response to the signal received from the transceiver module. The sensing and switching arrangement within the component block selectively connects the processor to one of the coupling elements based on the detected block orientation (e.g., enabling power obtained from the transceiver module to be used to power the processor). The coupling elements are all antennas or all electrodes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁耦合的构件块
技术介绍
一些现有的模块化交互式玩具(诸如构造套组或模块化人偶)使用相机来扫描块的组件，确定用户已经组装的配置，并且然后在数字软件应用中数字化该构造。然而，这受到遮挡，因为只有那些可见的块才能被感知并且因此在构造的虚拟版本中表示。
技术实现思路
下面给出本公开的简化概述以便向读者提供基本理解。本
技术实现思路
并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本文中公开的一些概念，以作为稍后呈现的更详细描述的序言。描述了一种具有多个面的构件块(buildingblock)，每个面具有相关联的耦合元件，使得第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，等等。块中的RF开关被布置为在处理器的控制下选择性地将耦合元件其中两个耦合元件耦合在一起。处理器响应于从收发器模块接收的信号来控制RF开关。构件块内的感测和开关布置基于检测到的块的取向而选择性地将处理器连接到耦合元件其中之一(例如，使得从收发器模块获取的功率可以用于为处理器供电)。耦合元件全部是天线或全部是电极。很多附带特征将更容易被理解，因为这些特征通过参考结合附图考虑的以下详细描述而将变得更好被理解。附图说明根据参考附图而阅读的详细描述，将更好地理解本说明书，在附图中：图1是包括收发器模块和多个块的示例模块化构造系统的示意图；图2是图1的系统的示例操作方法的流程图；图3是包括四个天线/电极的示例块的示意图；图4示出了包括重力激活开关的示例块的示意图；图5示出了包括加速度计的示例块的示意图；图6示出了两个示例块的示意图，一个示例块使用磁场来检测取向并且另一示例块使用RF场来检测取向；图7示出了块的各种示例布置的示意图；图8示出了包括机械开关的示例块的示意图；图9示出了包括重力激活开关的另一示例块的示意图；图10示出了包括两个多路开关的示例块的示意图；以及图11示出了包括连接到多个天线/电极中的每个的单独处理器的示例块的示意图。在附图中，相同的附图标记用于指示相同的部件。具体实施方式在下文中结合附图提供的详细描述旨在作为本示例的描述，而并非旨在表示本示例被构造或利用的唯一形式。该描述阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的操作序列。然而，相同或等同的功能和序列可以通过不同的示例来实现。如上所述，在使用相机系统来检测由用户所创建的块或模块的组件的配置的情况下，仅能够感测到那些可见的块。在替代系统中，每个块可以包括处理器并且经由在邻近块之间传输电力和数据的机电连接器与邻近块通信。以这种方式，每个块可以标识其邻居，并且然后软件应用可以使用它来创建用户的构造的虚拟版本。然而，机电连接器可能是常见的故障点(特别是因为这些块可能被儿童粗暴地对待)。下面描述的实施例不限于解决已知模块化交互式玩具的任何或所有缺点的实现。本文中描述的是一种模块化构造系统，其包括多个块和收发器模块，收发器模块可以是例如专用硬件模块或智能电话或平板电脑。在本文中描述的系统中，块不依赖于它们之间的直接电连接来传递数据和电力(例如，在一个块的面上并没有与另一块上的相应暴露电触点进行接触的暴露电触点)，而是使用电磁感应耦合(例如，电感或电容耦合)或电磁辐射耦合(例如，短程无线技术)来传输数据和电力。如本文所述，非接触式耦合的使用提高了块和整个系统的可靠性(例如，因为没有易受污垢、腐蚀或损坏的影响的暴露电连接)，特别是在块可能受到粗暴对待的情况下(例如，来自儿童)。此外，可以检测块组件中的所有块(即，不存在基于相机的系统中出现的遮挡问题)。为了实现这种非接触(或非电)耦合，每个块包括两个或更多耦合元件(即，天线或电极)，其中不同的耦合元件(即，不同的天线/电极)被定位为邻近块的不同面(例如，第一天线/电极可以邻近第一面，第二天线/电极可以邻近第二面，第三天线/电极可以邻近第三面，等等)。当一个块邻近另一块并且经由耦合元件(即，经由两个或更多耦合元件其中一个耦合元件)而从该块接收电力时，该耦合元件可以被称为“输入耦合元件”。类似地，当一个块也邻近又一块并且经由不同的耦合元件(即，经由两个或更多耦合元件中不同的耦合元件)而向该又一块传输电力(经由输入耦合元件接收)时，该不同的耦合元件可以称为“输出耦合元件”。每个块包括具有标识符的处理器，标识符可以由收发器模块读取，以便确定用户已经构造的块组件的拓扑(或配置)。每个块还包括RF开关，RF开关可以由收发器模块远程控制(经由块中的处理器)以选择性地将输入天线/电极耦合到输出天线/电极，以便通过模块链传输电力，并且允许对每个块的标识符的读取。在本文中描述的很多示例中，各个块不包括单独的电源，并且因此块中的处理器仅通过经由天线/电极从邻近块获取电力来供电。块使用RF耦合的去除(并且因此电力丢失)来检测断开事件，并且重置它们的状态。在包括自供电(例如，通过从诸如太阳光等源来获取能量或具有内部电池)的块的示例中，这样的块包括单独的复位机制，这种复位机制在其配置改变时重置块的状态(例如，检测器或微控制器可以用于检测邻近RF信号的丢失并且重置块的状态)。沿着块链传输的电力要么由收发器模块提供，要么在各种示例中由一个或多个专用“电源块”提供。通过远程控制块中的RF开关(经由每个块中的处理器)，收发器可以以集中方式执行拓扑检测，而不管用户是将块一个接一个地放置到收发器模块上还是将已经构造的块布置放置到收发器模块上。每个块还包括被布置为基于检测到的块的取向来选择性地将块中的处理器连接到输入天线/电极的感测和开关布置(尽管块中的所有天线/电极都潜在地都是输入天线/电极，但是任何时候最多有一个天线/电极作为输入天线/电极而被激活)。块的取向可以相对于重力和/或相对于邻近块和/或相对于电源来定义，如下面所描述的各种示例中所示。这种感测和开关布置表示这些块不需要具有预定义的“顶”面和“底”面，并且因此这增加了可以组装块的不同方式的数目。感测和开关布置还增加了系统(并且尤其是拓扑检测)的可靠性，因为如果块被成形为使得它们可以在多于一个取向上堆叠并且感测和开关布置被省略，则用户可能以使得永远不能检测到拓扑的方式来组装块(例如，会发生错误)，因为块中的处理器不会被供电。术语“块”在本文中用于指代模块化构造系统中的对象，并且并非旨在暗示该块具有任何特定形状。虽然很多块在附图中示出为立方体/长方体(如二维中由正方形/矩形所示)，但这仅是示例性的，并且块可以具有包括至少两个配合特征(例如，如示例中所示的扁平面，或者插头和插座布置)的任何3D形状，并且在模块化构造系统内，多个块可以包括尺寸和形状全部相同的块，或者尺寸和/或形状不同的各种块。在各种示例中，块可以包括使得邻近块能够物理地连接在一起(例如，使得除了抵抗重力而提升块所需要的力之外，需要其他力来分离它们)的表面特征或其他机构(例如，磁体)，并且在其他示例中，块可以不包括用于将块连接在一起的任何表面特征或其他机构(例如使得块可以简单地彼此上下叠置)。在块包括用于将块物理地连接在一起的表面特征或另一机构的示例中，块可以能够在各种取向上连接(例如，使得没有预定义的“顶”面并且没有预定义的“底”面，这与现有的模块化构造系统(诸如LegoTM)不同)。图1是包括收发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括多个构件块的系统，每个构件块包括：多个面；多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中所述多个耦合元件包括多个天线或多个电极；RF开关，所述RF开关被配置为选择性地将所述多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起；处理器，所述处理器具有标识符并且被布置为响应从收发器模块接收的信号来控制所述RF开关；以及感测和开关布置，所述感测和开关布置被配置为基于检测到的所述块的取向而选择性地将所述处理器连接到所述第一耦合元件或所述第二耦合元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.07 US 15/063,2581.一种包括多个构件块的系统，每个构件块包括：多个面；多个耦合元件，其中第一耦合元件邻近第一面并且第二耦合元件邻近第二面，并且其中所述多个耦合元件包括多个天线或多个电极；RF开关，所述RF开关被配置为选择性地将所述多个耦合元件中的两个耦合元件耦合在一起；处理器，所述处理器具有标识符并且被布置为响应从收发器模块接收的信号来控制所述RF开关；以及感测和开关布置，所述感测和开关布置被配置为基于检测到的所述块的取向而选择性地将所述处理器连接到所述第一耦合元件或所述第二耦合元件。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述取向相对于重力、所述收发器模块或邻近构件块来检测。3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中每个构件块不包括内部电源，并且其中所述处理器被配置为经由耦合元件从所述收发器模块接收电力。4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述信号由所述处理器经由所述多个耦合元件其中一个耦合元件从所述收发器模块接收。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述处理器还被布置为在控制所述RF开关以致使两个耦合元件选择性地耦合在一起之后进入低功率模式。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述第一面和所述第二面是所述块的顶面和底面，并且所述感测和开关布置包括被布置为将所述处理器连接到邻近所述块的底面的耦合元件的多个重力激活开关。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述感测和开关布置还包括不同电阻的多个电阻元件，其中电阻元件与每个重力激活开关串联连接，并且其中所述处理器被布置为响应于从收发器模块接收的信号并且基于所述处理器与邻近所述块的所述底面的所述耦合元件之间的测量电阻来控制所述RF开关。8.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述感测和开关布置包括加速度计和开关，所述开关被布置为基于所述加速度计的输出将所述处理器连接到邻近所述块的底面的所述耦合元件。9.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中所述感测和开关布置包括连接到所述RF开关的多个电磁体和多个磁开关，其中第一电磁体和第一磁开关邻近所述第一面并且第二电磁体和第二磁开关邻近所述第二面，其中所述第一磁开关被布置为响应于磁场而将所述处理器连接到所述第一耦合元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·克莱西罗伊，G·绍尔，N·维拉，O·萨兰丁，张海燕，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US