易于编程教育的编程教育控制对象装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了易于编程教育的编程教育控制对象装置，属于编程教育技术领域，本专利让孩子在学习编程时无需使用屏幕，实现无需屏幕就能让孩子学习编程。包括闯关板、闯关图、可移动软磁片、可移动磁性障碍、机器人和可编程的积木，在机器人上设有扩展模块、机端控制模块、以及分别与机端控制模块相连接的机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块；机端控制模块、机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块都封装在机器人内；扩展模块通过设置在机器人上的标准接口与机端控制模块连接；在积木上设有主控模块和与主控模块相连接的木端通信模块，木端通信模块与机端通信模块无线连接。

【技术实现步骤摘要】
易于编程教育的编程教育控制对象装置
本专利技术涉及编程教育
，具体涉及易于编程教育的编程教育控制对象装置。
技术介绍
目前的编程机器人，有两种模式，一种是类似于达奇的编程机器人，达奇的编程机器人是将各种传感器基本封装在机器人体内，只有少部分机械部件在外部扩展。另一种类似于乐高的WeDo编程机器人，乐高的WeDo编程机器人主要就是靠积木拼接来制作机器人，各种传感器则封装为积木块，以标准的接口与其他积木拼接。达奇的编程机器人的传感器因为都封装在机器人内部，孩子没有感性上的认识，也不能无限扩展各种传感器，发挥创造性。乐高的WeDo编程机器人的主要目的还在于积木的搭建，孩子大量的时间还在于机械结构的设计和搭建，而编程只是其中的一个步骤，不是主要的目的。现在主流的编程教育一般都是采用简易编程工具scratch+课程的方式，即采用线上课程和线下课程两种方式。为了学习编程，现在孩子就必须要依赖一个iPad或者一台电脑运行简易编程工具scratch，由于现在孩子使用屏幕的时间已经越来越不可控制，让孩子学习编程而使用屏幕的时间与控制孩子使用屏幕的时间之间形成了冲突，这让家长较为纠结。因此设计一种可以不看屏幕就能学习编程的编程教育系统就显得非常必要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决孩子在学习编程时必须使用屏幕，而使用屏幕的时间和要控制孩子使用屏幕的时间之间存在冲突的不足，提供一种通过机器人闯关方式学习编程，让孩子在学习编程时无需使用屏幕，采用积木连接方式将要执行的程序写入主控模块中，由主控模块根据写入的程序去控制被控制对象完成相应的指令动作，从而实现无需屏幕就能让孩子学习编程，可靠性高，趣味性好的易于编程教育的编程教育控制对象装置。以上技术问题是通过下列技术方案解决的：易于编程教育的编程教育控制对象装置，包括闯关板、闯关图、可移动软磁片、可移动磁性障碍、机器人和可编程的积木，在机器人上设有扩展模块、机端控制模块、以及分别与机端控制模块相连接的机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块；机端控制模块、机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块都封装在机器人内；扩展模块通过设置在机器人上的标准接口与机端控制模块连接；在积木上设有主控模块和与主控模块相连接的木端通信模块，木端通信模块与机端通信模块无线连接。本专利技术将基本的机器人结构封装起来，即将机端控制模块、机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块封装在机器人内部。但会开放若干个标准接口，用于对传感器模块和语音识别模块的连接。另外，本专利技术将屏幕上的闯关场景拉到现实中，利用闯关板让孩子完成闯关。还可以通过黑色磁片和巡线模块，自己设计闯关。通过机器人闯关方式学习编程，让孩子在学习编程时无需使用屏幕，采用积木连接方式将要执行的程序写入主控模块中，由主控模块根据写入的程序去控制被控制对象完成相应的指令动作，从而实现无需屏幕就能让孩子学习编程，可靠性高，趣味性好。作为优选，积木有若干个，并在每个积木上都分别设有能将任意两个积木进行两两相互可分开式固定对接连接在一起的固定连接机构和能将任意两个积木进行两两相互可分开式数据线对接连接在一起的数据传输接口；在若干个积木中包括一个主控积木、若干个指令积木和若干个参数积木；主控模块和木端通信模块都设置在主控积木上，木端通信模块和设置在主控积木上的数据传输接口分别与主控模块连接；在每个指令积木上分别设有指令模块，设置在同一个指令积木上的数据传输接口和指令模块连接；在每个参数积木上分别设有参数模块，设置在同一个参数积木上的数据传输接口和参数模块连接。通过积木这种有形模块让孩子边玩边学习编程。制作一个个有形的积木模块代替复杂的计算机代码，有了它就能让小孩都可以学习编程了。通过积木进行有形编程，正是利用孩子们在玩乐当中学习的天性与计算机思维结合在一起，从而让编程变得简单容易。本专利技术将scratch里的部分指令搬到了现实中，成为现实中可搭接的积木，孩子能完全脱离屏幕，直接通过指令积木，完成编程，控制被控制对象机器人等。同时，本专利技术相比于Google的ProjectBloks这样的有形编程，本专利技术解决了能在同一个产品里，将有形编程直接过渡到软件编程，实现编程教育的目的，让孩子最终能够学会通过编程语言进行编程。本专利技术可实时将积木搭建出的指令同步到iPad或电脑中，实时查看转化成的高级编程语言，如JavaScript或Python，并可执行或单步执行程序，进行debug编程工具。作为优选，若干个指令积木则有若干个指令模块，并且这若干个指令模块为基础指令集；基础指令集包括执行函数指令、循环控制指令、逻辑判断指令和基本动作指令；若干个参数积木则有若干个参数模块，并且这若干个参数模块是为基础指令集提供指令参数的辅助指令集；所述辅助指令集包括用于执行函数指令的函数名、可调节数字模块、可调节角度模块和可调节是否模块。基础指令集和辅助指令集的配合能让机器人运行孩子需要的各种动作，大大提高了机器人运行动作的使用范围，便于孩子探索机器人的各种运行动作，增加编程兴趣和玩积木的乐趣。作为优选，所述基本动作指令包括能让机器人执行基本动作的机器人基本动作指令，所述机器人基本动作指令包括前进指令、后退指令、左转指令、右转指令、转圈指令、发声指令、闪光指令、前倾斜指令、后倾斜指令、左倾斜指令、右倾斜指令、抬起指令和放下指令。针对机器人的机器人基本动作指令大大提高了积木编程的娱乐性和趣味性。作为优选，固定连接机构包括能相互磁性吸住的若干个磁铁；在积木的每个壁面内都分别嵌入有至少一个磁铁；两个积木之间通过设置在这两个积木对应壁面内的磁铁磁性吸住后固定对接连接在一起；数据传输接口包括若干个插座和与插座匹配的插头，在每个积木的至少一个壁面上设置有插座，在每个积木的至少一个壁面上设置有插头，并且在同一个积木上的插头和插座不在该积木的同一个壁面上；设置在主控积木上的插头和插座分别与设置在该主控积木上的主控模块连接；设置在同一个指令积木上的插头和插座分别与设置在该个指令积木上的指令模块连接；设置在同一个参数积木上的插头和插座分别与设置在该个参数积木上的参数模块连接。这种结构易于将两个积木对接连接在一起，并且两个积木对接连接后，这两个积木之间的数据信号传输稳定性好，信号不易中断。作为优选，在积木内设有木腔，在木腔内设有与该积木上的插头个数相等的支点和与支点个数相等的拉绳，在每个支点上分别设有杠杆；在支点左方的木腔内设有一号定滑轮，在支点右方的木腔内设有二号定滑轮；在插头处的积木内设有与木腔相连通的头滑孔，插头滑动连接在头滑孔内，并在头滑孔内设有能将插头往头滑孔的木腔端挤压的头挤压弹簧；在磁铁处的积木内设有与木腔相连通的磁滑孔，磁铁滑动设置在磁滑孔内，并在磁滑孔内设有能将磁铁往磁滑孔的木腔端挤压的磁挤压弹簧；杠杆的阻力臂端部滑动连接在插头的里端面上；拉绳的一端固定连接在杠杆的动力臂端部，拉绳的另一端依次经过二号定滑轮和一号定滑轮后固定连接在磁铁的里端面上；杠杆的动力臂长度大于杠杆的阻力臂长度。这种结构可靠性高，在两个积木通过磁铁固定连接在一起后，磁铁的力还能同时让其中一个积木的插头上的金属插条插入连接在另一个积木的插座的插孔内。并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.易于编程教育的编程教育控制对象装置，包括闯关板、闯关图、可移动软磁片、可移动磁性障碍、机器人和可编程的积木，其特征在于，在机器人上设有扩展模块、机端控制模块、以及分别与机端控制模块相连接的机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块；机端控制模块、机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块都封装在机器人内；扩展模块通过设置在机器人上的标准接口与机端控制模块连接；在积木上设有主控模块和与主控模块相连接的木端通信模块，木端通信模块与机端通信模块无线连接。

【技术特征摘要】
1.易于编程教育的编程教育控制对象装置，包括闯关板、闯关图、可移动软磁片、可移动磁性障碍、机器人和可编程的积木，其特征在于，在机器人上设有扩展模块、机端控制模块、以及分别与机端控制模块相连接的机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块；机端控制模块、机端通信模块、运动模块、声音模块、发光模块、摄像头模块和巡线模块都封装在机器人内；扩展模块通过设置在机器人上的标准接口与机端控制模块连接；在积木上设有主控模块和与主控模块相连接的木端通信模块，木端通信模块与机端通信模块无线连接。2.根据权利要求1所述的易于编程教育的编程教育控制对象装置，特征在于，积木有若干个，并在每个积木上都分别设有能将任意两个积木进行两两相互可分开式固定对接连接在一起的固定连接机构和能将任意两个积木进行两两相互可分开式数据线对接连接在一起的数据传输接口；在若干个积木中包括一个主控积木、若干个指令积木和若干个参数积木；主控模块和木端通信模块都设置在主控积木上，木端通信模块和设置在主控积木上的数据传输接口分别与主控模块连接；在每个指令积木上分别设有指令模块，设置在同一个指令积木上的数据传输接口和指令模块连接；在每个参数积木上分别设有参数模块，设置在同一个参数积木上的数据传输接口和参数模块连接。3.根据权利要求2所述的易于编程教育的编程教育控制对象装置，特征在于，若干个指令积木则有若干个指令模块，并且这若干个指令模块为基础指令集；基础指令集包括执行函数指令、循环控制指令、逻辑判断指令和基本动作指令；若干个参数积木则有若干个参数模块，并且这若干个参数模块是为基础指令集提供指令参数的辅助指令集；所述辅助指令集包括用于执行函数指令的函数名、可调节数字模块、可调节角度模块和可调节是否模块。4.根据权利要求3所述的易于编程教育的编程教育控制对象装置，特征在于，所述基本动作指令包括能让机器人执行基本动作的机器人基本动作指令，所述机器人基本动作指令包括前进指令、后退指令、左转指令、右转指令、转圈指令、发声指令、闪光指令、前倾斜指令、后倾斜指令、左倾斜指令、右倾斜指令、抬起指令和放下指令。5.根据权利要求2所述的易于编程教育的编程教育控制对象装置，特征在于，固定连接机构包括能相互磁性吸住的若干个磁铁；在积木的每个壁面内都分别嵌入有至少一个磁铁；两个积木之间通过设置在这两个积木对应壁面内的磁铁磁性吸住后固定对接连接在一起；数据传输接口包括若干个插座和与插座匹配的插头，在每个积木的至少一个壁面上设置有插座，在每个积木的至少一个壁面上设置有插头，并且在同一个积木上的插头和插座不在该积木的同一个壁面上；设置在主控积木上的插头和插座分别与设置在该主控积木上的主控模块连接；设置在同一个指令积木上的插头和插座分别与设置在该个指令积木上的指令模块连接；设置在同一个参数积木上的插头和插座分别与设置在该个参数积木上的参数模块连接。6.根据权利要求5所述的易于编程教育的编程教育控制对象装置，特征在于，在积木内设有木腔，在木腔内设有与该积木上的插头个数相等的支点和与支点个数相等的拉绳，在每个支点上分别设有杠杆；在支点左方的木腔内设有一号定滑轮，在支点右方的木腔内设有二号定滑轮；在插头处的积木内设有与木腔相连通的头滑孔，插头滑动连接在头滑孔内，并在头滑孔内设有能将插头往头滑孔的木腔端挤压的头...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛昕，
申请(专利权)人：杭州高低科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33