一種多用途靈活的實物化編程模塊及其實現方法
【專利摘要】本發明公開了一種多用途靈活的實物化編程模塊，為面向程控對象對接并程控兩種以上動作的實物化子程序編輯器，該程控對象搭建有對應動作的若干種響應部及主控板。特別地，該實物化編程模塊設有相關聯的動作編輯板、指令模塊、微控板及其交互數據接口，動作編輯板設有對應一種響應部且數量匹配的手動調控部以及定位寄存部、動作記錄部；通過手動調控部調制定位響應部，定位寄存器分別記錄程控對象各位置狀態下全部響應部的數據集合，動作記錄部擇取若干定位寄存器的數據集合并結合延時指令編排整合在存儲部內形成一個程控對象動作的子程序。本發明提高了對程控對象的操控效率和直觀性，能夠避免編程語言抽象化的缺陷。
【專利說明】
一種多用途靈活的實物化編程模塊及其實現方法
技術領域
[0001]本發明屬于人機交互領域，具體涉及到對教學、生活各類程控對象實施實物化編程的實現模塊及其實現方法。
【背景技術】
[0002]進入21世紀，信息技術推動下知識社會的形成及其對技術創新的影響進一步被認識，科學界進一步反思對創新的認識:技術創新是一個科技、經濟一體化過程，是技術進步與應用創新“雙螺旋結構”(創新雙螺旋)共同作用催生的產物，而且知識社會條件下以需求為導向、以人為本的創新2.0模式(創客)進一步得到關注。在這個世紀里，創客將成為世界的領導者，引領世界走向更加輝煌的一頁。
[0003]伴隨著當代中國乃至世界對創客的越來越關注，全民創客時代已經來臨。在互聯網時代的今天，計算機和網絡已經成為人們生活中必不可缺少的一部分。作為創客，也必須掌握一項基礎技能，就是“編程”。程序是計算機的大腦，也只有掌握“編程”的技能，然后才能夠參與到計算機創新制作過程中來。
[0004]傳統的編程通常是通過鍵盤輸入文本語言來完成。這種編程方式對于計算機初學者而言，理解和使用起來很不方便，主要原因是傳統編程語言中的語法和復雜指令，難以被理解和記憶，同時還需要進行大量輸入工作。而一般兒童和新手很難記住和理解程序語言的語法、邏輯關系和程序架構等非常專業的知識。現有技術公開了一些實物編程方法和系統，通過圖像采集實物編程塊的表面識別碼，再轉換為對應的功能語義序列，用戶通過在攝像區域擺放具有識別碼的實物模塊來進行簡單編程，這種實物化的編程方法雖然簡單，但其仍然是一種乏味的程序，對于激發兒童及新手學習的效果上并不十分突出和有效。
[0005]除開兒童的啟蒙和新手的教育外，人們生活中和工作中需要用到編程的情況依舊挺多的。特別是各種機器人表演、大型的離人型活動景觀、動畫視像等，都需要專業人員事先進行復雜的編程及輸入，甚至需要經歷較長過程的程序調制方可達到預期目標。然而這依然無法避免枯燥的編程作業，而且效率低下。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種多用途靈活的實物化編程模塊及其實現方法，使得各種編程對象能被實物化編程，靈活調試，更高效率地完成程序設計和接入執行。
[0007]本發明的上述第一個目的，其得以實現的技術解決方案為:一種多用途靈活的實物化編程模塊，為面向程控對象對接并程控兩種以上動作的子程序編輯器，所述程控對象搭建有對應動作的若干種響應部及主控板，且主控板一體集成設有CPU、主存器、動作編輯下載接口、實物編程積木下載接口和分別對應各個響應部的輸出端口，其特征在于:所述實物化編程模塊設有相關聯的動作編輯板、微控板及其面向主控板的交互數據接口，而所述動作編輯板設有對應一種響應部且數量匹配的手動調控部以及M個定位寄存部、N個動作記錄部;手動調控部調制響應部定位，M個定位寄存器分別記錄程控對象M個位置狀態下全部響應部的數據集合，且每個定位寄存器與下一個定位寄存器之間設有延時指令部，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的數據集合并結合延時指令編排整合存儲為一個程控對象動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中；其中M、N為大于2的整數。
[0008]進一步地，所述程控對象為機器人并設計有至少包括下蹲、半蹲、起立、彎腰、抬頭、低頭、扭頭的多種動作，所述響應部為機器人各個關節處所設的舵機、電機，所述手動調控部為一一對應調節舵機角度的旋鈕、驅動電機通斷的按鈕，M個定位寄存器分別記錄機器人M個位置狀態下全部舵機的角度集合及電機的通斷集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的角度集合和通斷集合并結合延時指令編排整合存儲為機器人的一種動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0009]進一步地，所述程控對象為家裝燈帶并設計有至少包括閃爍、換色、循環傳色的多種動作，所述響應部為家裝燈帶中符合RGB規則的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕，M個定位寄存器分別記錄家裝燈帶M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為家裝燈帶的一種動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0010]進一步地，所述程控對象為機器人頭部的表情板并設計有至少包括喜、怒、哀、樂、雨滴、光斑擴散、指向的多種表情動作，所述響應部為表情板中陣列排布而設的LED，所述手動調控部為一一對應切控LED亮滅的按鈕，M個定位寄存器分別記錄表情板M個位置狀態下全部LED的亮滅集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的亮滅集合并結合延時指令編排整合存儲為表情板的一種表情動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0011]進一步地，所述程控對象為音頻播放器并設計有至少包括樂曲、音效的多種發聲動作，所述響應部為音頻播放器的喇叭，所述手動調控部為一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕，M個定位寄存器分別記錄音頻播放器M個位置狀態下全部喇叭的音階和音調集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的音階和音調集合并結合延時指令編排整合存儲為音頻播放器的一種發聲動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0012]進一步地，所述程控對象為火焰板并設計有至少包括燃起、熄滅、熊熊燃燒、焰光變色的多種呈現動作，所述響應部為火焰板中符合RGB規則且陣列排布而設的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕，M個定位寄存器分別記錄火焰板M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為火焰板的一種呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0013]進一步地，所述程控對象為音樂噴泉并設計有至少包括無聲噴泉、音樂無噴泉、固定曲調噴泉、變化曲調隨變噴泉的多種呈現動作，所述響應部為音樂噴泉中噴嘴閥門和附設的喇叭，所述手動調控部為一一對應調節噴嘴閥門開閉的按鈕和一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕，M個定位寄存器分別記錄音樂噴泉M個位置狀態下全部噴嘴閥門的開閉集合及喇叭的音階和音調集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的兩個集合并結合延時指令編排整合存儲為音樂噴泉的一種聲水呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0014]進一步地，所述程控對象為光立方并設計有3D成像的圓球、多面體、實物光影模型的多種呈現動作，所述響應部為光立方中空間立體陣列排布而設的單色LED或符合RGB規則的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕，M個定位寄存器分別記錄光立方M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為光立方的一種呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中
[0015]進一步地，所述程控對象為手勢輸入板并設計有兩種以上輸入手勢，所述響應部為手勢輸入板中排布而設的光敏傳感器或壓力傳感器，所述手動調控部為一一對應調節兩種傳感器感知狀態變化的模擬板載觸點，M個定位寄存器分別記錄手勢輸入板M個位置狀態下全部傳感器的感知狀態集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的感知狀態集合并結合延時指令編排整合存儲為手勢輸入板的一種輸入手勢，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。
[0016]更進一步地，所述實物編程積木下載接口外接實物編程積木，所述實物編程積木至少包括指令代碼調用模塊、重復模塊，條件選擇模塊和延時模塊。
[0017]本發明的上述第二個目的，其得以實現的技術解決方案為:一種多用途靈活的實物化編程模塊的實現方法，基于權利要求1所述實物化編程模塊對程控對象編輯兩種以上動作子程序，其特征在于包括步驟:
[0018]1、分解程控對象任一種動作的M個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔及邏輯關系，得到動作流程圖；
[0019]Π、對應每個位置狀態定位全部程控響應部的狀態數據集合并記錄于各個定位寄存器之中；
[0020]m、根據步驟I的動作流程圖擇取全部定位寄存器并結合延時指令、整合存儲為動作子程序；
[0021]IV、將動作子程序通過交互數據接口載入程控對象中，并以唯一匹配的指令代碼存儲于主存器之中。
[0022]與現有技術相比，本發明具有如下的優點和技術效果:
[0023]本發明將傳統編程語言的復雜語句簡單化為簡單的實物手動操作編程，大幅提高了對程控對象的操控效率，而且實物化操作，對象響應更直觀，能夠避免編程語言抽象化的缺陷。此外，本發明可以廣泛應用于機器人動作表情、家裝燈帶、光立方、聲光噴泉等各種生活、工作、社會活動所需對象的靈活編程。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實物化編程模塊的整體架構示意圖。
[0025]圖2為本發明實物化編程模塊第一實施例程控對象的結構示意圖。
[0026]圖3為本發明實物化編程模塊第二實施例程控對象的結構示意圖。
[0027]圖4為本發明實物化編程模塊第三實施例程控對象的結構示意圖。
[0028]圖5為本發明實物化編程模塊第四實施例程控對象的結構示意圖。
[0029]圖6為本發明實物化編程模塊第五實施例程控對象的結構示意圖。
[0030]圖7為本發明實物化編程模塊第六實施例程控對象的結構示意圖。
[0031 ]圖8為本發明實物化編程模塊第七實施例程控對象的結構示意圖。
[0032]圖9為本發明實物化編程模塊第八實施例程控對象的結構示意圖。
[0033]圖10為圖4的程控變化示意圖。
[0034]圖11為圖6的程控變化示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合具體實例和附圖對本發明技術方案作進一步說明。所舉的實施例僅是對本發明產品或方法作概括性例示，有助于更好地理解本發明。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以作出若干改進和變型，這些改進和變型也應該視為落在本發明的保護范圍之內。
[0036]本創作者針對當前傳統文本語言編程較為死板、抽象且效率低下等不足現狀，創新提出了一種多用途靈活的實物化編程模塊及其實現方法，并以此實現了編程作業的具象化，提高了 “編程”的靈活性。
[0037]首先概括來看:本發明一種多用途靈活的實物化編程模塊，為面向程控對象對接并程控兩種以上動作的子程序編輯器。如圖1所示，作為基礎該程控對象I搭建有對應動作的若干種響應部12及主控板11，且主控板11 一體集成設有CPU111、主存器113、動作編輯下載接口、實物編程積木下載接口 112(功能不同故區分命名，實際應用中可調替換復用，故附圖標記統一)和分別對應各個響應部的輸出端口 114。這里，CPU是程控對象的核心處理單元，主要負責程序的編解碼，而主存器則用于保存來自實物化編程模塊的子程序數據。在CPU執行程序時，依次通過輸出端口驅動各響應部，執行相應的動作。作為本申請的創新特征，上述實物化編程模塊2設有相關聯的動作編輯板、微控板及其面向主控板的交互數據接口，而該動作編輯板設有可選的撥檔開關24及對應一種響應部且數量匹配的手動調控部211、212以及M個定位寄存部221、N個動作記錄部23;該手動調控部調制響應部定位，M個定位寄存器分別記錄程控對象M個位置狀態下全部響應部的數據集合，且每個定位寄存器與下一個定位寄存器之間設有延時指令部，包括與延時指令相匹配的操控按鈕222、旋鈕25，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的數據集合并結合延時指令編排整合為一個程控對象動作保存于存儲部之中，并在與程控對象接口互聯后傳送至主存器之中、供CPU調用執行。其中M、N為大于2的整數。而且，上述實物編程積木下載接口外接實物編程積木，而實物編程積木至少包括指令代碼調用模塊32、34、重復模塊，條件選擇模塊33和延時模塊31。
[0038]—種多用途靈活的實物化編程模塊，為面向程控對象對接并程控兩種以上動作的子程序編輯器，所述程控對象搭建有對應動作的若干種響應部及主控板，且主控板一體集成設有CPU、主存器、動作編輯下載接口、實物編程積木下載接口和分別對應各個響應部的輸出端口，其特征在于:所述實物化編程模塊設有相關聯的動作編輯板、微控板及其面向主控板的交互數據接口，而所述動作編輯板設有對應一種響應部且數量匹配的手動調控部以及M個定位寄存部、N個動作記錄部;手動調控部調制響應部定位，M個定位寄存器分別記錄程控對象M個位置狀態下全部響應部的數據集合，且每個定位寄存器與下一個定位寄存器之間設有延時指令部，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的數據集合并結合延時指令編排整合存儲為一個程控對象動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中；其中M、N為大于2的整數。
[0039]基于上述實物化編程模塊對程控對象編輯兩種以上動作子程序，概括而言包括如下步驟:
[0040]1、分解程控對象任一種動作的M個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔及邏輯關系，得到動作流程圖；
[0041 ] Π、對應每個位置狀態定位全部程控響應部的狀態數據集合并記錄于各個定位寄存器之中；
[0042]m、根據步驟I的動作流程圖擇取全部定位寄存器并結合延時指令、整合存儲為動作子程序；
[0043]IV、將動作子程序通過交互數據接口載入程控對象中，并以唯一匹配的指令代碼存儲于主存器之中。在程序具體運行時，通過各種實物編程積木搭建程序運行的流程圖，這里實物編程積木包括對應指令代碼的指令代碼調用模塊。主控板在運行流程圖時當觸及指令代碼部分，便直接調用主存器中對應指令代碼的動作程序。從而使程控對象做出相應的動作。
[0044]由于本發明實物化編程模塊及其實現方法具有多用途靈活的應用能力，為便于進一步直觀理解本發明技術方案，以下便詳細介紹多個實施例的細節結構和具體編程方式。
[0045]實施例一，編程操控機器人舞蹈。
[0046]程控對象為機器人并設計有至少包括下蹲、半蹲、起立、彎腰、抬頭、低頭、扭頭的多種動作，甚至將這些動作串聯起來能夠形成連貫的舞蹈動作，從而提供了機器人操作者進行舞蹈編程的具象化工具。如圖2所示，本實施例中該機器人設有主控板31，且響應部為機器人各個關節處所設的舵機33、電機34，同時不難發現機器人頭部設有表情板32(關于該部分的編程操作將在后述實施例中進一步詳細描述)。對應該些響應部，上述手動調控部211為一一對應調節舵機角度的旋鈕、驅動電機通斷的按鈕(未具體圖示)，能夠對機器人全身每個舵機及電機實施單獨控制和高精度調節。M個定位寄存器分別記錄機器人M個位置狀態下全部舵機的角度集合及電機的通斷集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的角度集合和通斷集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為機器人的一種動作。
[0047]更具體的描述來看，假設需要編程機器人舞蹈中一個半蹲動作時，分解程控對象任一種動作的M個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔及邏輯關系，得到動作流程圖；例如可將半蹲動作從直立、半蹲、直立分解為八個以上的機器人位置狀態，并通過手動調控部控制各個舵機、電機至所需的分解位置，記錄每個位置狀態下全部舵機、電機的角度集合和通斷集合并記錄于各個定位寄存器之中；而后根據動作流程圖擇取相應的定位寄存器及指令模塊，控制各個位置狀態及其間的延時等，并在動作記錄部中整合為一個半蹲動作的子程序(生成一長串二進制代碼)，該子程序當實物化編程模塊通過擴展接口與機器人的動作編輯下載接口對接時，子程序與主控板31相交互存儲于主存器之中、由機器人在接收調用指令時執行該子程序實施半蹲動作。
[0048]同理，通過上述實物具象化的編程操作，還可以編制起立、彎腰、抬頭、低頭、扭頭、擺臂、扭腰、前跨、后撤步等多種動作，并創作性地結合各類循環、延時指令模塊實現完整的編舞。
[0049]實施例二，編程操控家裝燈帶。
[0050]程控對象為家裝燈帶并設計有至少包括閃爍、換色、循環傳色的多種動作，經過創意性的編排，可以提供家居主人營造不同照明氣氛設計的具象化工具。如圖3所示，本實施例中該家裝燈帶連接有主控板41，且響應部為家裝燈帶中符合RGB規則的LED42。對應該響應部上述手動調控部211為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕(未具體圖示)，能夠對每個或分段的LED實施單獨控制和高精度調節。M個定位寄存器分別記錄家裝燈帶M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為家裝燈帶的一種呈現動作。
[0051]更具體的描述來看，假設需要營造一個五光十色的家庭聚會時，分解家裝燈帶循環傳色動作的M個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔，得到動作流程圖；例如沿燈帶完整長度劃分為十多段不同顏色的顯色段(紅、灰、橙、黃、綠、黑、藍、靛、紫、黑、白、亮藍、暗綠……)，并且每一段在一定時間間隔下顯示為下一段所呈現的顏色及亮度，由此形成家裝燈帶的若干個位置狀態，并通過手動調控部控制各個LED至所需的顏色及亮度，記錄每個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合并記錄于各個定位寄存器之中；而后根據動作流程圖擇取相應的定位寄存器及指令模塊，控制各個位置狀態及其間的延時等，并在動作記錄部中整合為一個循環傳色的子程序，該子程序當實物化編程模塊通過擴展接口與家裝燈帶的動作編輯下載接口對接時，子程序與主控板41相交互存儲于主存器之中、由家裝燈帶在接收調用指令時執行該子程序實施按一定時間頻率、一定色彩范圍、段長設定進行循環傳色。
[0052]同理，通過上述實物具象化的編程操作，還可以編制整幅燈帶循環變色、閃爍等多種動作，并創作性地結合各類循環、延時指令模塊實現各類燈光意境的營造。
[0053]實施例三，編程操控機器人表情。
[0054]程控對象為圖2和圖4所示的機器人頭部的表情板，并設計有至少包括喜、怒、哀、樂、雨滴、光斑擴散、指向的多種表情動作，經過創意性的編排，可以提供機器人表情的豐富變化。如圖4所示，本實施例中該表情板32連接有主控板321(可以是單獨的主控板，也可以是機器人整機的主控板)，且響應部為表情板32中陣列排布而設的LED322。對應該響應部上述手動調控部211為對應切控LED亮滅的按鈕(未具體圖示)，能夠對每個LED實施單獨控制。M個定位寄存器分別記錄表情板M個位置狀態下全部LED的亮滅集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的亮滅集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為表情板的一種表情動作。
[0055]更具體的描述來看，假設需要呈現一個吐舌頭、回縮舌頭的笑臉表情，分解該笑臉表情為三個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔，得到動作流程圖；并通過手動調控部控制各個LED至所需的亮滅，記錄每個位置狀態下全部LED的亮滅集合并記錄于各個定位寄存器之中；而后根據動作流程圖擇取相應的定位寄存器及指令模塊，控制各個位置狀態及其間的延時等，并在動作記錄部中整合為一個吐舌笑臉的子程序，該子程序當實物化編程模塊通過擴展接口與機器人的動作編輯下載接口對接時，子程序與主控板321相交互存儲于主存器之中、由表情板執行該子程序實施圖10所示的吐舌笑臉表情。
[0056]同理，通過上述實物具象化的編程操作，還可以編制其它各類表情動作或多表情組合，并創作性地結合各類循環、延時指令模塊實現機器人表情豐富化。
[0057]實施例四，編程編曲。
[0058]程控對象為圖5所示的音頻播放器，并設計有至少包括樂曲、音效的多種發聲動作。本實施例中該音頻播放器設有主控板51，且響應部為音頻播放器的喇叭52 ο對應該響應部上述手動調控部211為一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕(未具體圖示)，能夠對每個喇叭實施單獨控制。M個定位寄存器分別記錄音頻播放器M個位置狀態下全部喇叭的音階和音調集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的音階和音調集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為音頻播放器的一種發聲動作。本實施例適用于各類編曲和各類音效的靈活呈現及組合。
[0059]實施例五，編程操控火焰板二維成像。
[0060]程控對象為圖6所示的火焰板，并設計有至少包括燃起、熄滅、熊熊燃燒、焰光變色的多種呈現動作，經過創意性的編排，可以提供火焰板不同程度的火焰成像。本實施例中該火焰板類似于實施例三中的表情板且連接有主控板61，并且響應部為火焰板中符合RGB規則且陣列排布而設的LED62。對應該響應部上述手動調控部211為——對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕(未具體圖示)，能夠對每個LED實施單獨的顏色及亮度控制。M個定位寄存器分別記錄火焰板M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為火焰板的一種呈現動作。
[0061]更具體的描述來看，假設需要呈現一個燃燒著的火焰表情，分解該火焰表情為三個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔，得到動作流程圖；并通過手動調控部控制各個LED至所需的顏色及亮度，記錄每個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合并記錄于各個定位寄存器之中；而后根據動作流程圖擇取相應的定位寄存器及指令模塊，控制各個位置狀態及其間的延時等，并在動作記錄部中整合為一個燃燒著的火焰的子程序，該子程序當實物化編程模塊通過擴展接口與火焰板的動作編輯下載接口對接時，子程序與主控板相交互存儲于主存器之中、由表情板執行該子程序實施圖11所示的燃燒火焰。
[0062]同理，通過上述實物具象化的編程操作，還可以編制其它熄滅、焰光變色或多動作組合，并創作性地結合各類循環、延時指令模塊實現二維火焰。
[0063]實施例六，編程操控音樂噴泉。
[0064]程控對象為圖7所示的音樂噴泉，并設計有至少包括無聲噴泉、音樂無噴泉、固定曲調噴泉、變化曲調隨變噴泉的多種呈現動作，此外還能搭配各色照明燈光，經過創意性的編排，可以提供音樂噴泉的豐富變化。本實施例中該音樂噴泉連接有主控板71，且響應部為音樂噴泉中噴嘴72 (特別是其自帶的閥門721)、照明色燈73和附設的喇叭74。對應該響應部上述手動調控部211為一一對應調節噴嘴閥門開閉的按鈕、一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕和一一對應調節照明色燈發光顏色和亮度的按鈕、旋鈕(未具體圖示)，能夠對每個響應部實施單獨控制。M個定位寄存器分別記錄音樂噴泉M個位置狀態下全部噴嘴閥門的開閉集合、喇叭的音階和音調集合以及照明色燈的顏色亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的三個集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為音樂噴泉的一種聲水光呈現動作。這里，需要說明的是，音樂噴泉實施例中，對照明色燈的選取和編程控制不是必須的，可以僅為音樂與噴泉的組合，而本實施例是增加音樂噴泉呈現效果的實施方案。
[0065]實施例七，編程操控光立方3D成像。
[0066]程控對象為圖8所示的光立方，并設計有3D成像的圓球、多面體、實物光影模型的多種呈現動作。本實施例中該光立方設有主控板81，且響應部為光立方中空間立體陣列排布而設的單色LED或符合RGB規則的LED82。對應該響應部上述手動調控部211為——對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕(未具體圖示)，能夠對每個LED實施單獨控制。M個定位寄存器分別記錄表情板M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為光立方的一種呈現動作。
[0067]實施例八，編程操控手勢輸入。
[0068]程控對象為圖9所示的手勢輸入板，并設計有兩種以上輸入手勢。本實施例中該手勢輸入板設有主控板91，且響應部為手勢輸入板中排布而設的光敏傳感器或壓力傳感器92，該手動調控部為一一對應調節傳感器感知狀態變化的模擬板載觸點，M個定位寄存器分別記錄手勢輸入板M個位置狀態下全部傳感器的感知狀態集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的感知狀態集合并結合指令模塊編排順序整合存儲為手勢輸入板的一種輸入手勢子程序。該子程序暫存于存儲部之中，并當實物化編程模塊通過擴展接口與的實物編程積木下載接口對接時，子程序與主控板相交互、由手勢輸入板響應執行該子程序，僅當接收到相應的輸入手勢，即可完成對應的控制程序。
[0069]綜上概述及多個實施例的詳細介紹可以理解到，與現有技術相比，本發明具有十分突出的優點和技術效果:將傳統編程語言的復雜語句簡單化為簡單的實物手動操作編程，大幅提高了對程控對象的操控效率，而且實物化操作，對象響應更直觀，能夠避免編程語言抽象化的缺陷。此外，本發明可以廣泛應用于機器人動作表情、家裝燈帶、光立方、聲光噴泉等各種生活、工作、社會活動所需對象的靈活編程。
【主權項】
1.一種多用途靈活的實物化編程模塊，為面向程控對象對接并程控兩種以上動作的子程序編輯器，所述程控對象搭建有對應動作的若干種響應部及主控板，且主控板一體集成設有CPU、主存器、動作編輯下載接口、實物編程積木下載接口和分別對應各個響應部的輸出端口，其特征在于:所述實物化編程模塊設有相關聯的動作編輯板、微控板及其面向主控板的交互數據接口，而所述動作編輯板設有對應一種響應部且數量匹配的手動調控部以及M個定位寄存部、N個動作記錄部;手動調控部調制響應部定位，M個定位寄存器分別記錄程控對象M個位置狀態下全部響應部的數據集合，且每個定位寄存器與下一個定位寄存器之間設有延時指令部，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的數據集合并結合延時指令編排整合存儲為一個程控對象動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中；其中M、N為大于2的整數。2.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為機器人并設計有至少包括下蹲、半蹲、起立、彎腰、抬頭、低頭、扭頭的多種動作，所述響應部為機器人各個關節處所設的舵機、電機，所述手動調控部為一一對應調節舵機角度的旋鈕、驅動電機通斷的按鈕，M個定位寄存器分別記錄機器人M個位置狀態下全部舵機的角度集合及電機的通斷集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的角度集合和通斷集合并結合延時指令編排整合存儲為機器人的一種動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。3.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為家裝燈帶并設計有至少包括閃爍、換色、循環傳色的多種動作，所述響應部為家裝燈帶中符合RGB規則的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕，M個定位寄存器分別記錄家裝燈帶M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為家裝燈帶的一種動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。4.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為機器人頭部的表情板并設計有至少包括喜、怒、哀、樂、雨滴、光斑擴散、指向的多種表情動作，所述響應部為表情板中陣列排布而設的LED，所述手動調控部為一一對應切控LED亮滅的按鈕，M個定位寄存器分別記錄表情板M個位置狀態下全部LED的亮滅集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的亮滅集合并結合延時指令編排整合存儲為表情板的一種表情動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。5.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為音頻播放器并設計有至少包括樂曲、音效的多種發聲動作，所述響應部為音頻播放器的喇叭，所述手動調控部為一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕，M個定位寄存器分別記錄音頻播放器M個位置狀態下全部喇叭的音階和音調集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的音階和音調集合并結合延時指令編排整合存儲為音頻播放器的一種發聲動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。6.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為火焰板并設計有至少包括燃起、熄滅、熊熊燃燒、焰光變色的多種呈現動作，所述響應部為火焰板中符合RGB規則且陣列排布而設的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕，M個定位寄存器分別記錄火焰板M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為火焰板的一種呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。7.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為音樂噴泉并設計有至少包括無聲噴泉、音樂無噴泉、固定曲調噴泉、變化曲調隨變噴泉的多種呈現動作，所述響應部為音樂噴泉中噴嘴閥門和附設的喇叭，所述手動調控部為一一對應調節噴嘴閥門開閉的按鈕和一一對應調節喇叭發聲音階、音調的按鈕、旋鈕，M個定位寄存器分別記錄音樂噴泉M個位置狀態下全部噴嘴閥門的開閉集合及喇叭的音階和音調集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的兩個集合并結合延時指令編排整合存儲為音樂噴泉的一種聲水呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。8.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為光立方并設計有3D成像的圓球、多面體、實物光影模型的多種呈現動作，所述響應部為光立方中空間立體陣列排布而設的單色LED或符合RGB規則的LED，所述手動調控部為一一對應調節LED發光顏色及亮度的按鈕或旋鈕，M個定位寄存器分別記錄光立方M個位置狀態下全部LED的顏色及亮度集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的顏色及亮度集合并結合延時指令編排整合存儲為光立方的一種呈現動作，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。9.根據權利要求1所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于:所述程控對象為手勢輸入板并設計有兩種以上輸入手勢，所述響應部為手勢輸入板中排布而設的光敏傳感器或壓力傳感器，所述手動調控部為一一對應調節兩種傳感器感知狀態變化的模擬板載觸點，M個定位寄存器分別記錄手勢輸入板M個位置狀態下全部傳感器的感知狀態集合，每個動作記錄部擇取全部定位寄存器的感知狀態集合并結合延時指令編排整合存儲為手勢輸入板的一種輸入手勢，并以唯一匹配的指令代碼交互存儲于主存器之中。10.根據權利要求1至9中任一項所述多用途靈活的實物化編程模塊，其特征在于，所述實物編程積木下載接口外接實物編程積木，所述實物編程積木至少包括指令代碼調用模塊、重復模塊，條件選擇模塊和延時模塊。11.一種多用途靈活的實物化編程模塊的實現方法，基于權利要求1所述實物化編程模塊對程控對象編輯兩種以上動作子程序，其特征在于包括步驟: I、分解程控對象任一種動作的M個位置狀態及相鄰兩個位置狀態間的時間間隔及邏輯關系，得到動作流程圖； Π、對應每個位置狀態定位全部程控響應部的狀態數據集合并記錄于各個定位寄存器之中； m、根據步驟I的動作流程圖擇取全部定位寄存器并結合延時指令、整合存儲為動作子程序； IV、將動作子程序通過交互數據接口載入程控對象中，并以唯一匹配的指令代碼存儲于主存器之中。
【文檔編號】G06F9/44GK105975280SQ201610316829
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】趙敬雙
【申請人】蘇州樂派特機器人有限公司, 趙敬雙