專利名稱：玩具構(gòu)建系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含構(gòu)建元件以及可釋放地(releasably)互連構(gòu)建元件的耦合 機(jī)構(gòu)(coupling means)的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人們知道這樣的玩具構(gòu)建系統(tǒng)已經(jīng)幾十年了。具有特定外觀或機(jī)械或電子功能以 提高游戲價(jià)值的專用構(gòu)建元件已經(jīng)成為簡(jiǎn)單組裝塊(building block)的補(bǔ)充。這樣的功 能包括，例如，電機(jī)、開(kāi)關(guān)和燈泡，但也可以包括接受來(lái)自傳感器的輸入和可以響應(yīng)接收的 傳感器輸入激活功能元件的可編程處理器。已存在自含式功能構(gòu)建元件，其具有適合執(zhí)行預(yù)配置功能的功能器件、將能量提 供給執(zhí)行功能的功能器件的能源、和響應(yīng)外部觸發(fā)事件而觸發(fā)功能器件來(lái)執(zhí)行功能的觸發(fā) 器。通常，這樣的已知功能構(gòu)建元件被設(shè)計(jì)成人工激活觸發(fā)器，并且只提供有限游戲價(jià)值。已存在包含多個(gè)構(gòu)建元件的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，多個(gè)構(gòu)建元件包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng) 功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件、和每一個(gè)控制一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的一個(gè)或多個(gè)控 制構(gòu)建元件，每個(gè)構(gòu)建元件包括經(jīng)由其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將構(gòu)建元件與另一個(gè)構(gòu)建 元件電連接的至少一個(gè)連接器，該連接器包括至少一個(gè)控制信號(hào)觸件。為了提供有趣的游戲經(jīng)驗(yàn)，一般希望提供這樣一種允許用戶構(gòu)建在外觀以及功能 上不同的多種模型的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。例如，從來(lái)自“樂(lè)高智力風(fēng)暴(LEGO MINDST0RMS) ”的產(chǎn)品“機(jī)器人發(fā)明系統(tǒng) (ROBOTICS INVENTION SYSTEM) ”中可以了解到可編程玩具，這是一種可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程 來(lái)完成無(wú)條件以及有條件動(dòng)作的玩具。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的玩具存在的問(wèn)題是需要復(fù)雜的構(gòu)建元件以及存儲(chǔ)和執(zhí)行程 序的中央處理單元，從而使該系統(tǒng)相對(duì)昂貴。US 6，773，322公開(kāi)了一種包括不同輸入和輸出單元的模塊化玩具構(gòu)建系統(tǒng)。這些 單元與收發(fā)器/控制器模塊連接，該收發(fā)器/控制器又與可以控制模塊化單元的計(jì)算機(jī)通
fn °但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)需要相對(duì)復(fù)雜的配置和編程過(guò)程，并且，程序的生成需 要相對(duì)高的對(duì)計(jì)算機(jī)的熟悉程度以及相應(yīng)高水平的抽象認(rèn)知能力，以便編程所希望行為， 從而使這樣的玩具局限于供年長(zhǎng)的孩子和/或熟悉計(jì)算機(jī)的孩子玩。于是，希望提供一種包括可以以多種不同方式并以孩子容易理解的方式配置和控 制的功能元件的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。進(jìn)一步希望提供一種帶有適合用在系統(tǒng)中，并將提高系統(tǒng)的游戲價(jià)值的新構(gòu)建元 件的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。進(jìn)一步希望提供一種帶有適合用在系統(tǒng)中，并且無(wú)需高制造成本地提供高游戲價(jià) 值的構(gòu)建元件的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
按照第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種玩具構(gòu)建系統(tǒng)，包括多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每個(gè)功能 構(gòu)建元件包括與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī)構(gòu)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)著計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于當(dāng)所述 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為生成控制一個(gè)或多個(gè)功 能元件的一條或多條邏輯命令提供編程環(huán)境；接口構(gòu)建元件，包含·第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流連接和從所述數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)接收所述邏輯命令；·處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功 能的控制信號(hào)；和·第二連接機(jī)構(gòu)，用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)提供與所述至 少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu) 建元件的存在；并且，向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送至少指示所述相連的功能構(gòu)建元件的存在 的信息；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少所述相連 的功能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息提供適合的編程環(huán)境。所述接口構(gòu)建元件根據(jù)所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的請(qǐng)求，可以周期性地和/或以另一種 適當(dāng)方式發(fā)送信息。因此，用戶最初無(wú)需經(jīng)歷冗長(zhǎng)乏味的建立和配置過(guò)程，馬上就可以探索新建結(jié)構(gòu) 的多種可能性。由于接口組裝元件自動(dòng)檢測(cè)所述相連的構(gòu)建元件，所以所述編程環(huán)境可以 適用于相連器件，例如，以便提供上下文關(guān)聯(lián)幫助，響應(yīng)所檢測(cè)的構(gòu)建元件等啟用/禁用某 些功能或顯示。因此，甚至對(duì)計(jì)算機(jī)軟件和硬件沒(méi)有太大經(jīng)驗(yàn)的用戶也可以容易地學(xué)習(xí)如 何從計(jì)算機(jī)控制所建結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是所述接口構(gòu)建元件僅起接口元件的作用，而所有高級(jí)邏輯由所述 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行，從而可以從不復(fù)雜的廉價(jià)部件中生產(chǎn)出所述接口構(gòu)建元件。當(dāng)所述接口構(gòu)建元件進(jìn)一步檢測(cè)和發(fā)送有關(guān)所述相連的構(gòu)建元件的類型和/或 工作狀態(tài)的信息時(shí)，所述編程環(huán)境可以通過(guò)，例如，顯示所述相連的構(gòu)建元件的圖形和/或 圖標(biāo)表示以及它們各自的工作狀態(tài)得到進(jìn)一步采用。所述第一連接機(jī)構(gòu)可以包含第一連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與所述數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)電連接，并從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收所述邏輯命令，從而提供簡(jiǎn)單且可靠的連接。當(dāng)所述接口構(gòu)建元件被進(jìn)一步配置成經(jīng)由所述第一連接器從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 接收電力時(shí)，在所述接口構(gòu)建元件中不需要附加電源。所述連接可以包括像通用串行總線(USB)連接、火線連接等那樣，按照遍及電纜 使用，例如，雙向串行傳輸在計(jì)算機(jī)與外圍之間進(jìn)行通信的適當(dāng)外圍接口標(biāo)準(zhǔn)的連接。在一些實(shí)施例中，所述編程環(huán)境包含可視化編程環(huán)境，從而提供了甚至對(duì)于沒(méi)有 經(jīng)驗(yàn)的用戶也容易使用的系統(tǒng)。一般說(shuō)來(lái)，可視化編程語(yǔ)言(VPL)是讓用戶用圖形操縱程序單元而不是用文字指定它們來(lái)指定程序的編程語(yǔ)言。VPL允許通過(guò)可視化表達(dá)、圖形符號(hào)的空間排列、和可選地， 文本來(lái)編程。許多VPL基于像，例如，直接或通過(guò)線段、箭頭等互連的圖標(biāo)或符號(hào)單元那樣 的活動(dòng)顯示對(duì)象。VPL的例子包括基于圖標(biāo)語(yǔ)言、基于表格語(yǔ)言、和圖形語(yǔ)言。術(shù)語(yǔ)“可視 化編程環(huán)境”意指提供可以由用戶操縱的圖形或圖標(biāo)單元，以便定義計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī) 可執(zhí)行指令的其它形式的編程環(huán)境。這些單元的操縱通常是交互式的，并且，通常遵循用于 程序構(gòu)建的預(yù)定空間文法。在一些實(shí)施例中，所述控制連接機(jī)構(gòu)包含至少一個(gè)連接器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu) 建元件的相應(yīng)連接器將所述功能構(gòu)建元件與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件電連接。 所述連接器可以包括至少一個(gè)控制信號(hào)觸件/端子/端口。在一些實(shí)施例中，所述功能構(gòu)建元件是可控功能元件，并包括接收控制信號(hào)的輸 入連接器并適用于響應(yīng)接收控制信號(hào)來(lái)執(zhí)行功能；以及輸出連接器，適用于轉(zhuǎn)發(fā)接收控制 信號(hào)。因此，多個(gè)功能構(gòu)建元件可以由所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)經(jīng)由單個(gè)接口構(gòu)建元件，或簡(jiǎn)單地 通過(guò)將一個(gè)功能構(gòu)建元件與另一個(gè)功能構(gòu)建元件連接來(lái)控制，以便獲得一列或一串互連功 能構(gòu)建元件。因此，無(wú)需附加連線或編程/配置地將從所述接口構(gòu)建元件饋入所述一列功 能構(gòu)建元件的第一個(gè)中的控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給所有功能構(gòu)建元件。因此，所述功能構(gòu)建元件可以包括適用于執(zhí)行預(yù)配置功能的功能器件，該功能可 以從包括，例如，機(jī)械和/或電子功能的多種可能功能中選擇。按照第二方面，本文公開(kāi)的是用于玩具構(gòu)建系統(tǒng)的接口構(gòu)建元件，所述玩具構(gòu)建 系統(tǒng)包含多個(gè)構(gòu)建元件，所述多個(gè)構(gòu)建元件包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu) 建元件，每個(gè)功能構(gòu)建元件包括至少一個(gè)連接器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接 器將所述功能構(gòu)建元件與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件電連接；所述接口構(gòu)建元件 包含·第一連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接，并從所述數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)接收控制所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的邏輯命令；·處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功 能的控制信號(hào)；和·第二連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的所述至 少一個(gè)連接器之一電連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述第一連接器進(jìn)一步適用于從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收驅(qū)動(dòng)所述功能構(gòu)建 元件的功能的電力；其中所述第二連接器進(jìn)一步適用于輸出接收的電力；和其中所述接口 構(gòu)建元件包含控制所述接口構(gòu)建元件輸出的電力的電力控制電路。因此，在各種構(gòu)建元件中無(wú)需像電池那樣的獨(dú)立電源，因?yàn)樗鼈兌加伤鰯?shù)據(jù)處 理系統(tǒng)經(jīng)由所述接口構(gòu)建元件供電。這樣就降低了元件的生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了游戲價(jià)值 和降低了擁有成本，因?yàn)橛脩舨恍枰?gòu)買和更換大量電池。電力控制電路的提供使用戶可以在不會(huì)使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供的電源過(guò)載的 情況下將多種和數(shù)量可變的功能和其它類型的構(gòu)建元件與所述接口構(gòu)建元件連接的開(kāi)放 型玩具構(gòu)建系統(tǒng)成為可能。按照第三個(gè)方面，本文公開(kāi)的是一種玩具構(gòu)建系統(tǒng)，包括·多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件；
·每一個(gè)生成輸出信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)輸出構(gòu)建元件；和·每一個(gè)控制所述一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的一個(gè)或多個(gè)控制構(gòu)建元件，每個(gè)構(gòu)建元件包括至少一個(gè)連接器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將 所述構(gòu)建元件與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件電連接；其中，每個(gè)功能構(gòu)建元件包括接收控制信號(hào)的輸入連接器并適用于響應(yīng)接收控制 信號(hào)來(lái)執(zhí)行功能；其中每個(gè)輸出構(gòu)建元件包括輸出輸出信號(hào)的輸出連接器；和其中每個(gè)控 制構(gòu)建元件包括可配置連接器，適用于有選擇地輸出控制至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制信 號(hào)和從所述至少一個(gè)輸出構(gòu)建元件接收輸出信號(hào)。因此，所述控制構(gòu)建元件的所述連接器 有選擇地可起數(shù)據(jù)輸入和輸出連接器的作用，從而允許無(wú)需人工將所述連接器配置成輸入 端或輸出端地將像傳感器構(gòu)建元件那樣的功能構(gòu)建元件和輸出構(gòu)建元件兩者與同一連接 器連接。因此，極大地降低了構(gòu)建游戲結(jié)構(gòu)時(shí)錯(cuò)誤連線的風(fēng)險(xiǎn)，這尤其對(duì)所建結(jié)構(gòu)不是直接 起所預(yù)期的作用時(shí)容易受挫的孩子有極大好處。而且，可配置連接器使相同物理設(shè)計(jì)用于 所有連接器，因此，使成本更劃算的生產(chǎn)成為可能。所述控制構(gòu)建元件可以是如本文所述的接口構(gòu)建元件，或控制一個(gè)或多個(gè)功能元 件的獨(dú)立，例如，自含式或自主式控制構(gòu)建元件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)建元件的至少一個(gè)輸出連接器包括適用于提供輸出電力以便 將電力供應(yīng)給一個(gè)或多個(gè)構(gòu)建元件的電力觸件；和其中，每個(gè)構(gòu)建元件的輸入連接器包括 適用于接收電力，和可選地，將接收電力饋送給功能構(gòu)建元件的電力觸件。因此，經(jīng)由所述 接口構(gòu)建元件從如本文所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收的電力可以供應(yīng)給多個(gè)其它構(gòu)建元件?？商娲?，或另外，可以只為提供電力而配備電源構(gòu)建元件，或所述電源構(gòu)建元件 可以經(jīng)由其輸出連接器供應(yīng)電力和控制信號(hào)兩者。因此，電源構(gòu)建元件可以進(jìn)一步起控制 構(gòu)建元件的作用。將構(gòu)建元件與其它構(gòu)建元件電連接的連接器可以是插件或插座的形式，或者是終 止或連接各條電線或電纜的導(dǎo)線和提供使導(dǎo)線延伸到配對(duì)連接器的手段的任何其它適當(dāng) 器件。為此，所述連接器可以包括以預(yù)定方式，即，預(yù)定數(shù)量、間隔、排列等排列在連接器主 體中的大量觸件。每個(gè)觸件可以配備成任何適當(dāng)導(dǎo)電元件，所述任何適當(dāng)導(dǎo)電元件被配置 成當(dāng)為了輸送電能和/或控制信號(hào)的目的使連接器配對(duì)時(shí)，提供與另一個(gè)連接器中的相應(yīng) 觸件的電接觸。當(dāng)每個(gè)功能構(gòu)建元件包括包含所述功能構(gòu)建元件的輸入和輸出連接器的可堆疊 連接器元件時(shí)，提供使多個(gè)不同功能、輸出、傳感器和/或控制構(gòu)建元件容易連接的統(tǒng)一連 接機(jī)構(gòu)。尤其，統(tǒng)一可堆疊連接器元件提供了與功能或控制構(gòu)建元件等的形狀和尺寸無(wú)關(guān) 的統(tǒng)一連接機(jī)構(gòu)。尤其，在一個(gè)實(shí)施例中，包括可堆疊連接器的每個(gè)構(gòu)建元件包括包含電路的構(gòu)建 元件主體；和可堆疊連接器元件經(jīng)由延長(zhǎng)電纜，例如，軟電纜與電路電連接。因此，所述構(gòu)建 元件主體可以處在偏離所述可堆疊連接器元件通常與源自電源構(gòu)建元件和/或接口構(gòu)建 元件和/或控制構(gòu)建元件的一堆可堆疊連接器元件連接的連接點(diǎn)的位置上。因此，可以在 構(gòu)建玩具模型時(shí)取得較大靈活性。而且，當(dāng)通過(guò)軟延長(zhǎng)電纜將可堆疊連接器元件與所述功 能或控制構(gòu)建元件的構(gòu)建元件主體連接時(shí)，可以在構(gòu)建元件主體的形狀和尺寸以及它在玩 具構(gòu)建模型內(nèi)的位置方面取得較大靈活性。尤其，構(gòu)建元件主體的形狀、尺寸和位置不受為了與另一個(gè)連接器連接，連接器必須可接近的要求限制。當(dāng)所述可堆疊連接器適用于從所述可堆疊連接器的輸入連接器接收電力，并將接 收的電力饋送到所述可堆疊連接器元件的輸出連接器時(shí)，不需要附加連線將獨(dú)立電力分配 給需要比通過(guò)控制信號(hào)所提供的電力更大的電力的那些功能構(gòu)建元件。在一些實(shí)施例中，每個(gè)功能構(gòu)建元件的所述可堆疊連接器元件適用于從所述可堆 疊連接器元件的輸入連接器接收控制信號(hào)，并將接收的控制信號(hào)饋送到所述功能構(gòu)建元件 和所述可堆疊連接器元件的輸出連接器，以便提供從所述輸入連接器到所述輸出連接器的 直接控制信號(hào)路徑。因此，可以通過(guò)將連接器元件堆疊在另一個(gè)的頂部或以任何其它適當(dāng) 取向，例如，一個(gè)挨著一個(gè)，以統(tǒng)一方式容易地建立一串功能構(gòu)建元件。因此，像接口構(gòu)建元 件那樣的控制構(gòu)建元件可以影響從不間斷序列/疊堆中的所述控制構(gòu)建元件的輸出連接 器分出的所有功能構(gòu)建元件。在一些實(shí)施例中，玩具構(gòu)建系統(tǒng)的多個(gè)構(gòu)建元件進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)傳感器構(gòu) 建元件，每一個(gè)都包含響應(yīng)物理事件的一個(gè)或多個(gè)輸入接口和/或傳感器；和每一個(gè)都包 含與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信和輸出指示所檢測(cè)物理事件的輸 出信號(hào)的輸出連接機(jī)構(gòu)。所述輸入接口和/或傳感器可以包含適合檢測(cè)來(lái)自用戶或另一個(gè) 器件的輸入，感測(cè)環(huán)境的特性等的任何適當(dāng)電路、器件或排列。這種激活接口 /傳感器的例子包括按鈕、滑片、或其它機(jī)械開(kāi)關(guān)、震動(dòng)傳感器、傾 斜傳感器、觸摸傳感器、沖擊傳感器、光傳感器、接近檢測(cè)器、溫度計(jì)、麥克風(fēng)、壓力傳感器、 氣動(dòng)傳感器、總線橋接器、感應(yīng)輸入端，例如，通過(guò)標(biāo)簽激活的輸入端、無(wú)線電接收器、照相 機(jī)、遙控系統(tǒng)(例如，紅外遙控器等)的接收器、或它們的組合。因此，提供了啟動(dòng)用戶定義 功能的簡(jiǎn)單和模塊化機(jī)構(gòu)，從而提供了多種有趣的游戲場(chǎng)景。在一些實(shí)施例中，所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)一步包括擴(kuò)充元件，所述擴(kuò)充元件包含可 堆疊連接器元件、進(jìn)一步輸出連接器、和像延長(zhǎng)電纜/電線那樣的電擴(kuò)充元件。所述可堆疊 連接器元件包括輸入連接器和輸出連接器，和所述擴(kuò)充元件的所述可堆疊連接器元件適用 于從所述可堆疊連接器元件的所述輸入連接器接收控制信號(hào)，并經(jīng)由所述電擴(kuò)充元件將接 收的控制信號(hào)饋送到所述進(jìn)一步輸出連接器和饋送到所述可堆疊連接器元件的所述輸出 連接器。因此，所述擴(kuò)充元件可以用作延長(zhǎng)電纜和/或用于分出并行堆/列的功能和/或 控制構(gòu)建元件。當(dāng)本文所述的功能、輸出、傳感器、控制、和/或接口構(gòu)建元件含有可釋放地將所 述構(gòu)建元件與另一個(gè)構(gòu)建元件互連的耦合機(jī)構(gòu)時(shí)，它們與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)兼容，并且可 以與其它構(gòu)建元件一起使用。本發(fā)明一般可應(yīng)用于構(gòu)建元件含有可釋放地互連構(gòu)建元件 的耦合機(jī)構(gòu)的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。而且，當(dāng)本文所述的構(gòu)建元件的連接器被配置成使得輸入連 接器只可與輸出連接器連接和輸出連接器只可與輸入連接器連接時(shí)，提供保證連接器的正 確連線/連接以避免故障、短路等的機(jī)械編碼。例如，這樣的機(jī)械編碼可以通過(guò)連接器的形 式、連接器中的觸件排列、觸件的形式、提供附加耦合機(jī)構(gòu)等來(lái)提供。應(yīng)該注意到，所述玩具組裝體可以包含像沒(méi)有任何電連接器的無(wú)源構(gòu)建元件那 樣，和像在技術(shù)上已知的傳統(tǒng)組裝塊那樣，沒(méi)有執(zhí)行或控制動(dòng)作/功能的能力的進(jìn)一步類 型的構(gòu)建元件。本發(fā)明的不同方面可以以不同方式實(shí)現(xiàn)，包括上面所述的玩具組裝體以及以如下的和進(jìn)一步的生產(chǎn)手段，每一種都會(huì)得到結(jié)合上面所述的至少一個(gè)方面所述的一種或多種 利益和好處，和每一種都擁有與結(jié)合上面所述的至少一個(gè)方面所述和/或公開(kāi)在從屬權(quán)利 要求中的與優(yōu)選實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。而且，應(yīng)該懂得，結(jié)合本文所述的 一個(gè)方面所述的實(shí)施例可以同等地應(yīng)用于其它方面。尤其，提供了為編程如本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)提供編程環(huán)境的方法。而且，提供 了包含程序代碼手段的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述程序代碼手段適用于當(dāng)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上被 執(zhí)行時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為編程如本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)提供編程環(huán)境。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以作為像⑶-R0M(只讀光盤存儲(chǔ)器)、DVD(數(shù)字多功能 盤)、光盤、存儲(chǔ)卡、閃速存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器件、軟盤、硬盤等那樣的計(jì)算機(jī)可讀媒體提供。在 其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以作為，例如，萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)器上的可下載軟件包在互聯(lián)網(wǎng) 或其它計(jì)算機(jī)或通信網(wǎng)絡(luò)上下載。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以包括像PC、便攜式或手持計(jì)算機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、智 能電話等那樣的任何適當(dāng)計(jì)算機(jī)或其它處理設(shè)備。在這里和在下文中，術(shù)語(yǔ)“處理機(jī)構(gòu)”和“處理單元”旨在包含適用于執(zhí)行本文所述 的功能的任何電路和/或器件。尤其，上面的術(shù)語(yǔ)包含通用或?qū)Ｓ每删幊涛⑻幚砥?、?shù)字信 號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、 專用電路等，或它們的組合。因此，提供了帶有可按照預(yù)定連接結(jié)構(gòu)通過(guò)相應(yīng)一組連接器互連的功能和控制構(gòu) 建元件的組裝體。所述組裝體允許用戶以統(tǒng)一方式和利用有限的一組不同構(gòu)建元件構(gòu)建多 種功能和功能關(guān)系。而且，按照一些實(shí)施例，用戶可以以容易的方式從數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制所 建結(jié)構(gòu)。本文所述的玩具構(gòu)建體已經(jīng)證明在教育方面非常有用，例如，當(dāng)實(shí)現(xiàn)從計(jì)算機(jī)編程 和控制從玩具構(gòu)建元件中構(gòu)建的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景時(shí)。


圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的玩具組裝磚(brick)。圖2示意性地示出了功能玩具構(gòu)建磚的例子。圖3示意性地示出了傳感器構(gòu)建元件的例子。圖4和5示出了傳感器構(gòu)建元件的例子。圖6示出了接口構(gòu)建元件的例子。圖7示出了傾斜傳感器和接近檢測(cè)器與接口磚的各自連接器連接的示范性結(jié)構(gòu)。圖8示出了玩具組裝磚的進(jìn)一步例子。圖9示出了由如本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)例子的示意性方塊圖。圖10示出了如本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)的可視化編程環(huán)境的用戶界面例子。圖11示出了智能構(gòu)建元件的示意性方塊圖。圖12例示了與控制構(gòu)建元件(例如，接口構(gòu)建元件)連接的大量智能構(gòu)建元件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例主要利用磚形式的玩具構(gòu)建元件來(lái)描述。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用 于用在玩具組裝體中的其它形式構(gòu)建元件。
圖1示出了每一個(gè)帶有在其頂面上的耦合樁和從底部延伸到磚中的空腔的玩具 組裝磚的例子?？涨缓兄行墓埽硪粔K磚上的耦合樁可以像公開(kāi)在US 3 005 282中的那 樣摩擦接合地容納在空腔中。圖la-b示出了這種包括其頂側(cè)和底側(cè)的玩具組裝磚的例子 的透視圖。圖Ic和Id示出了其它這種現(xiàn)有技術(shù)的組裝磚。顯示在其余圖中的組裝磚含有 以協(xié)作樁和空腔形式的這種已知類型耦合機(jī)構(gòu)。但是，也可以使用其它類型的耦合機(jī)構(gòu)。圖2示意性地示出了功能構(gòu)建元件的例子。圖2a示意性地示出了總稱為200的功能構(gòu)建元件，包括功能磚201形式的主要功 能構(gòu)建元件、和經(jīng)由包括電線212和213的軟電纜203與功能磚201連接的可堆疊連接器 202。該功能磚含有在其頂面上的耦合樁205和在其底面中的相應(yīng)空腔(未明確示出)。如 下面更詳細(xì)所述，功能磚201包括經(jīng)由可堆疊連接器202的端子210和延長(zhǎng)電纜203的電 線213接收電力、和經(jīng)由可堆疊連接器202的端子211和延長(zhǎng)電纜203的電線213接收控 制信號(hào)的功能器件204，電子功能器件204執(zhí)行預(yù)配置功能，例如，機(jī)械或電子功能。在一個(gè) 實(shí)施例中，控制信號(hào)每一個(gè)都可以分別具有二進(jìn)制值0和1。本文所述的功能構(gòu)建元件可以執(zhí)行的預(yù)配置機(jī)械功能的例子包括如下移動(dòng)/運(yùn) 動(dòng)諸如，通過(guò)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輸出軸、繞緊能夠拉動(dòng)與功能磚較接近的物體的細(xì)繩或鏈條、快速 或慢速移動(dòng)功能磚的鉸接部分(其能夠例如打開(kāi)或關(guān)上門)、彈出物體等。這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)可 以由如圖2b所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。圖2b示出了功能器件204的例子的連線圖，功能器件204 包括由經(jīng)由電線212的接收電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)230的。電機(jī)230由控制電路231響應(yīng)經(jīng)由電 線213接收的控制信號(hào)Cl、C2來(lái)控制。應(yīng)該懂得，電機(jī)可以由來(lái)自電線212的電力驅(qū)動(dòng)，或如圖2c所示，由控制信號(hào)Cl、 C2直接驅(qū)動(dòng)。經(jīng)由電線212的獨(dú)立電源允許以這樣的方式供應(yīng)，即電壓的極性是不變的和 明確的。圖2c示意性地示出了包括受控制信號(hào)Cl、C2控制和驅(qū)動(dòng)的電機(jī)230的功能器件 204的另一個(gè)例子的連線圖。因此，在本例中，由于控制信號(hào)足以使電機(jī)工作，功能器件不接 收經(jīng)由電線212的獨(dú)立電力。本文所述的功能構(gòu)建元件可以執(zhí)行的預(yù)配置電子功能的例子包括操作帶有可 接近端子的開(kāi)關(guān)；生成可見(jiàn)光信號(hào)；射穩(wěn)定或閃爍光；以預(yù)定序列激活幾個(gè)燈泡；生成電信 號(hào)；生成非可見(jiàn)光信號(hào)；發(fā)出像蜂鳴聲、報(bào)警聲、鈴聲、汽笛聲、語(yǔ)音消息、音樂(lè)、合成聲音、 模仿和刺激游戲活動(dòng)的自然或模仿聲音那樣的聽(tīng)得見(jiàn)聲音；記錄和回放聲音；發(fā)出像超聲 波那樣的聽(tīng)不見(jiàn)聲音；發(fā)射要被另一個(gè)部件接收的射頻信號(hào)或紅外信號(hào)等；或上面功能的 組合。功能磚可以具有預(yù)配置功能，但這些功能也可以由用戶編程，要不然由用戶確定 或受用戶影響。圖2d示意性地示出了包括受控制信號(hào)C1、C2控制和驅(qū)動(dòng)的LED (發(fā)光二極管)234 的功能器件204的一個(gè)例子的連線圖。因此，在本例中，由于控制信號(hào)足以使LED工作，功 能器件不接收經(jīng)由電線212的獨(dú)立電力?？商娲?，LED可以由經(jīng)由電線212和經(jīng)由受控 制信號(hào)Cl和/或C2控制的開(kāi)關(guān)接收的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。在圖2e中，例示了功能器件204可以是開(kāi)關(guān)271。開(kāi)關(guān)271可以是常開(kāi)或常閉開(kāi) 關(guān)，并且，它的端子272可以與頂面上的耦合樁連接或與空腔中用于與其它組裝磚上的耦
16合樁接合的表面連接。該開(kāi)關(guān)受如上所述經(jīng)由電線213和經(jīng)由邏輯電路231接收的控制信 號(hào)控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)271閉合時(shí)，將輸電線212上的電壓施加在端子272上。邏輯電路231進(jìn) 一步從輸電線212接收電力。圖2f例示了功能構(gòu)建元件可以是包括微處理器或其它處理器件/邏輯單元的智 能構(gòu)建元件，例如，提供像有關(guān)其工作狀態(tài)的反饋那樣的反饋的功能器件。尤其，圖2f例示 了包括受經(jīng)由電線212a、b的接收電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)230的功能器件204的例子的方塊圖。電 機(jī)230由微處理器263響應(yīng)經(jīng)由稱為213的Cl和C2接收的控制信號(hào)經(jīng)由控制電路/電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器231來(lái)控制。該功能器件進(jìn)一步包含編碼器單元264或測(cè)量電機(jī)速度的其它器件。 來(lái)自編碼器264的信號(hào)返回到微處理器，微處理器可以將編碼器信號(hào)翻譯成指示電機(jī)速度 的信號(hào)。微處理器，例如，周期性地或響應(yīng)經(jīng)由Cl和C2接收的相應(yīng)請(qǐng)求信號(hào)經(jīng)由Cl和C2 輸出確定的速度。因此，圖2f的功能器件是包括速度計(jì)功能的電機(jī)磚的例子。一般說(shuō)來(lái)，功能器件可以以不同方式解釋控制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號(hào)Cl 和C2每一個(gè)都可以分別具有，例如，通過(guò)兩個(gè)電壓電平“高”和“低”或“開(kāi)”和“關(guān)”表示的 二進(jìn)制值0和1。例如，在圖2c的例子中，可以按照下表控制電機(jī)230 控制信號(hào)值電機(jī)控制(C1、C2) = (0,0) 電機(jī)關(guān)閉(C1、C2) = (1,0) 電機(jī)正向接通(C1、C2) = (0,1) 電機(jī)反向接通(C1、C2) = (1,1) 電機(jī)中斷(break)在功能器件包括可配置成播放兩種不同聲音的聲音發(fā)生器的另一個(gè)例子中，功能 器件可以適用于響應(yīng)例如各控制信號(hào)Cl和C2的上升沿(即，從0到1的轉(zhuǎn)變)分別播放 所選那種聲音，例如，按照ClO — 1 播放聲音1C20— 1 播放聲音 2。因此，一般說(shuō)來(lái)，功能器件可以包括適用于執(zhí)行一種或多種上述或可替代功能的 任何適當(dāng)機(jī)械和/或電子器件、排列或線路。功能器件的例子包括像燈泡或LED那樣的光 源、聲音發(fā)生器、揚(yáng)聲器、聲卡、或其它聲源、電機(jī)、齒輪、鉸接部分、轉(zhuǎn)軸、信號(hào)發(fā)生器、閥門、 氣動(dòng)控制器、形狀記憶合金、壓電晶體、電磁鐵、線性致動(dòng)器、收音機(jī)、顯示器、微處理器等?？啥询B連接器元件202包括公輸入連接器206和母輸出連接器207兩者。連接器 位于連接器元件的相對(duì)側(cè)，以便使連接器元件可堆疊。尤其，在本例中，公輸入連接器位于 底側(cè)，而母輸出連接器位于可堆疊連接器元件的上側(cè)。輸入和輸出連接器包括每個(gè)分別稱 為210、211和208、209的四個(gè)觸件。接收電力的觸件210與相應(yīng)輸出觸件208連接，并經(jīng)由 電線212與功能器件204連接。一般說(shuō)來(lái)，最好是機(jī)械編碼輸入和輸出連接器206和207， 以便觸件總是與相應(yīng)其它連接器的相應(yīng)正確觸件連接。當(dāng)玩具組裝體的所有功能構(gòu)建元件都包括以統(tǒng)一方式提供和轉(zhuǎn)發(fā)控制和電力輸 入的相應(yīng)可堆疊連接器元件時(shí)，在由本文所述的組裝磚組裝的玩具結(jié)構(gòu)內(nèi)可以容易地交換 這樣的功能磚。例如，可以用包括聲源或揚(yáng)聲器的功能磚簡(jiǎn)單地取代包括燈泡的功能磚，而 不必改變結(jié)構(gòu)的任何其它部分，因?yàn)檫@兩種功能磚以相同的方式激活。還應(yīng)該明白，每個(gè)構(gòu)建元件可以使用其輸入連接器中的一個(gè)或多個(gè)輸入觸件。例如，如本文所述，一些功能構(gòu)建元件可能只使用控制信號(hào)，而其它功能構(gòu)建元件可能使用電 力和控制信號(hào)兩者。還應(yīng)該明白，連接器元件可以包括進(jìn)一步的觸點(diǎn)，例如，在包括微處理 器的構(gòu)建元件之間提供通信總線的信號(hào)線。圖3示意性地示出了傳感器構(gòu)建元件的例子。圖3a_c示出了總稱為300的傳感器構(gòu)建元件的第一例子，包括傳感器磚301形式 的主要傳感器構(gòu)建元件主體、和經(jīng)由軟電纜303與傳感器磚301連接的輸出連接器302。傳 感器磚含有在其頂面上的耦合樁305、和在其底面中的相應(yīng)空腔(未明確示出)。傳感器磚 301包括經(jīng)由連接器302的端子310和延長(zhǎng)電纜303的電線312a、b接收電力的傳感器電 路304。傳感器電路304進(jìn)一步包括用于接收像外部輸入那樣的傳感器輸入的傳感器元件 314。一般說(shuō)來(lái)，本文所述的傳感器磚可以包括響應(yīng)物理事件(例如，外部物理事件)的 一個(gè)或多個(gè)傳感器元件。這樣物理事件的例子包含機(jī)械力、推動(dòng)、拉動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、人為操縱、觸 摸、物體的接近、電信號(hào)、射頻信號(hào)、光信號(hào)、可見(jiàn)光信號(hào)、紅外信號(hào)、磁信號(hào)、溫度、濕度、輻 射等，以及它們的組合。圖3b示出了經(jīng)由輸入連接器或控制構(gòu)建元件361的可配置連接器362與控制構(gòu) 建元件361 (例如，如本文所述的接口構(gòu)建元件)連接的傳感器磚301。圖3c示意性地示出了傳感器構(gòu)建元件的傳感器電路304的更詳細(xì)方塊圖。傳感 器元件314接收來(lái)自電線312a、b的電力，并與標(biāo)為Cl的電線313a連接，以提供輸出信號(hào)。 應(yīng)該懂得，一些傳感元件可能不需要與輸電線312a、b連接。傳感器電路進(jìn)一步包含將地 (線312b)與標(biāo)為C2的輸出線313b連接的ID電阻器。在一個(gè)實(shí)施例中，每種類型的傳感 器構(gòu)建元件都具有各自的ID電阻值，從而允許控制構(gòu)建元件361測(cè)量電阻器315的阻抗， 和因此識(shí)別與之連接的傳感器構(gòu)建元件的類型?？商娲兀梢允褂昧硪环N類型的識(shí)別電 路。例如，傳感器構(gòu)建元件可以提供輸出傳感器的ID的第二傳感器輸出端。因此，傳感器磚301響應(yīng)感測(cè)的物理事件，在Cl上生成傳感器信號(hào)，并且經(jīng)由延長(zhǎng) 電纜303的電線313將傳感器信號(hào)饋送到連接器元件302的觸件311。連接器元件302與 上述可堆疊連接器元件的相似之處在于，公連接器306具有與上述可堆疊連接器的公連接 器相同的物理尺度，并且含有電力的輸入觸件310。但是，公連接器306的觸件311是輸出 信號(hào)的輸出觸件，和連接器元件302不包括任何母輸出連接器。通過(guò)提供帶有非可堆疊連接器的傳感器構(gòu)建元件，保證了經(jīng)由ID電阻器對(duì)傳感 器元件的可靠識(shí)別。在一些實(shí)施例中，可以提供帶有可堆疊連接器但不帶有ID電阻器或利 用更復(fù)雜識(shí)別方案的傳感器元件。但是，已經(jīng)證明，提供帶有ID電阻器和非可堆疊連接器 的傳感器構(gòu)建元件提供了提供高游戲價(jià)值的成本劃算解決方案。圖3d例示了傳感器構(gòu)建元件可以是包括微處理器或其它處理器件/邏輯單元的 智能構(gòu)建元件。尤其，圖3d例示了包括傳感器元件314和微處理器363的傳感器電路304 的例子的方塊圖。微處理器363和可選地，傳感器元件314經(jīng)由電線212a、b接收電力。微 處理器進(jìn)一步與微處理器可以經(jīng)由它們接收和/或發(fā)送信號(hào)的稱為213的Cl和C2連接。 例如，微處理器可以接收配置信號(hào)和/或像ID數(shù)據(jù)、傳感器結(jié)果等那樣，經(jīng)由Cl和C2的數(shù) 據(jù)的請(qǐng)求。于是，傳感器可以，例如，根據(jù)相應(yīng)請(qǐng)求的接收或按照另一種適當(dāng)協(xié)議，經(jīng)由Cl 和C2輸出ID和/或傳感器結(jié)果。
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圖4和5示出了傳感器構(gòu)建元件的例子。尤其，圖4示出了包含傳感器磚401、經(jīng) 由軟電纜403與傳感器磚401連接的傳感器402、以及發(fā)光二極管和光傳感器形式的感測(cè)元 件414的接近檢測(cè)器。因此，當(dāng)LED照射與LED/光傳感器對(duì)接近的表面時(shí)，光傳感器檢測(cè) 表面反射的光。圖5示出了包含傳感器磚501、經(jīng)由軟電纜503與傳感器磚501連接的連接 器502、和安排在磚501內(nèi)部和適用于沿著一根或兩根預(yù)定軸檢測(cè)磚501的傾斜的感測(cè)元件 (未明確示出)的傾斜傳感器。圖6示出了接口構(gòu)建元件的例子。尤其。圖6a示出了接口構(gòu)建元件的透視圖，圖 6b示出了接口構(gòu)建元件的電力控制電路的方塊圖，和圖6c示出了接口構(gòu)建元件的端口配 置電路的方塊圖。總稱為600的接口構(gòu)建元件包括接口磚601形式的主接口構(gòu)建元件主體、和經(jīng)由 軟電纜623與接口磚601連接的USB連接器624。接口磚601含有在其頂面上的耦合樁和 在其底面中的相應(yīng)空腔(未明確示出)。接口磚601包括有選擇地起如本文所述的輸入和輸出連接器作用的兩個(gè)可配置 母連接器622。接口磚601包括處理單元628或?qū)⒖刂菩盘?hào)饋送和輸出到連接器622的相 應(yīng)觸件標(biāo)為Cl的636和標(biāo)為C2的637的其它控制器件?？刂拼u的處理單元628進(jìn)一步適 用于經(jīng)由USB連接器624的USB通信線625與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(在圖6中未示出)通信?？刂拼u601進(jìn)一步適用于經(jīng)由USB連接器624的USB輸電線626和627從數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)接收電力?？刂拼u601將接收的電力饋送到連接器622的相應(yīng)輸出觸件632和633， 從而將電力提供給與接口構(gòu)建元件的可配置連接器622連接的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)建元件。由接 口構(gòu)建元件600提供的輸出電力可以是適合玩具構(gòu)建體的低壓電力，例如，在4. 5V到9V之 間的電力?？膳渲眠B接器622類似于上述功能構(gòu)建元件的母連接器207，并且每一個(gè)包括電 力觸件和接收和/或輸出控制信號(hào)的控制觸件?？膳渲眠B接器622被設(shè)計(jì)成與上述的功能 構(gòu)建元件和傳感器構(gòu)建元件兩者的公連接器配對(duì)。接口磚601包括兩個(gè)可配置連接器622，每一個(gè)都提供電力和輸出/接收控制信 號(hào)。應(yīng)該懂得，接口磚的其它實(shí)施例可以包括不同數(shù)量的連接器。饋送到可配置連接器或 被可配置連接器接收的控制信號(hào)可以相同也可以不同。因此，接口構(gòu)建元件601可以控制 兩個(gè)并行功能構(gòu)建元件或數(shù)堆功能構(gòu)建元件，或接口構(gòu)建元件可以接收來(lái)自兩個(gè)傳感器構(gòu) 建元件的輸入信號(hào)，或它可以經(jīng)由一個(gè)連接器接收來(lái)自傳感器構(gòu)建元件的輸入和經(jīng)由另一 個(gè)連接器輸出控制一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的控制信號(hào)。因此，在利用如本文所述的磚組 裝的玩具結(jié)構(gòu)中，可以可交換地使用幾個(gè)功能和/或傳感器磚，并且可以將特定接口磚用 在幾種結(jié)構(gòu)中接收來(lái)自傳感器磚的輸入和以統(tǒng)一方式控制功能磚。圖7示出了傾斜傳感器(tilt sensor) 501和接近檢測(cè)器401與接口磚601的各 自連接器連接的示范性結(jié)構(gòu)。再次參照?qǐng)D6，可經(jīng)由連接器622使用的電源完全可以經(jīng)由USB連線623、624由接 口構(gòu)建元件與之連接的計(jì)算機(jī)(例如，PC)驅(qū)動(dòng)，從而避免了對(duì)電池的需要，這降低了系統(tǒng) 的價(jià)格、尺寸和復(fù)雜性。本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)是開(kāi)放型電子組裝系統(tǒng)，因?yàn)橛脩艨梢詷?gòu)建構(gòu)建元件的 幾乎無(wú)限構(gòu)建組合。每種組合可以使用不同數(shù)量的電力。
為了適應(yīng)這種構(gòu)建自由度，接口構(gòu)建元件601包含提供USB連線的電力管理的電 力控制電路629。USB規(guī)范在相連的USB器件可以從中獲取電力的單條電線上提供5V電源。該規(guī)范 規(guī)定在正負(fù)總線輸電線之間不大于5.25V和不小于4.75V(5V士5% )。器件可以按兩種電 力模式從UBS連線中獲取電力，并且可以將USB器件掛起 大電力模式(最大500mA)·小電力模式(最大IOOmA)·掛起模式(最大400 μ A)。由于接口構(gòu)建元件對(duì)玩具構(gòu)建系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是開(kāi)端式的，它控制獲取多大電力，并且 還保證沒(méi)有電流通過(guò)USB連線傳送回來(lái)。這可能發(fā)生在，例如，與接口構(gòu)建元件連接的電機(jī) 被外力帶動(dòng)起發(fā)電機(jī)作用的時(shí)候。為了適應(yīng)這種情況，經(jīng)由處理單元628和USB通信接口 625將電力控制電路629 配置成所需的USB電力模式。在隨后的操作中，電力控制電路629監(jiān)視從USB電力連線626 獲取的電流I和接口構(gòu)建元件的輸出端上的電壓V兩者。測(cè)量電流I作為電阻器630兩端 的電壓降。如果電流I超過(guò)所選電力模式規(guī)定的電流，則電力控制電路控制電流生成電路 631或調(diào)節(jié)電流I的另一種電路，以便限制在接口構(gòu)建元件的輸出端632、633上獲取的電 流。如果電壓V超過(guò)規(guī)定極限(例如，當(dāng)相連的電機(jī)起發(fā)電機(jī)作用時(shí))，電力控制電路 完全阻止經(jīng)由輸出連接器632、633輸出的電力。如上所述，每個(gè)可配置連接器/端口 622都使接口構(gòu)建元件601能夠接收傳感器 輸入和從相同端口提供控制輸出。為此，處理單元628包含模擬-數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換器634和 輸出驅(qū)動(dòng)電路635，兩者與觸件標(biāo)為Cl的636和標(biāo)為C2的637連接。接口構(gòu)建元件使用Cl和C2上的AD轉(zhuǎn)換器634讀取輸入。接口構(gòu)建元件可以從 中讀取輸入的構(gòu)建元件的例子是上述的傳感器構(gòu)建元件。AD轉(zhuǎn)換器將接收的輸入轉(zhuǎn)換成經(jīng) 由USB通信連線625轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)。類似地，當(dāng)接口構(gòu)建元件經(jīng)由USB通信連線625從計(jì)算機(jī)接收控制邏輯命令時(shí)，輸 出驅(qū)動(dòng)器635將邏輯命令轉(zhuǎn)換成，例如，如上所述的適當(dāng)控制信號(hào)，并經(jīng)由輸出端C 1和/ 或C2輸出生成的控制信號(hào)。可配置端口 622的配置根據(jù)從計(jì)算機(jī)接收的邏輯命令來(lái)進(jìn)行，計(jì)算機(jī)又基于相連 的構(gòu)建元件的所檢測(cè)類型。當(dāng)某個(gè)構(gòu)建元件與接口構(gòu)建元件的可配置端口之一連接，接口 構(gòu)建元件檢測(cè)模塊相連/斷開(kāi)的時(shí)間，并識(shí)別有關(guān)模塊類型(例如，電機(jī)、光、傾斜傳感器 等)的信息。然后，構(gòu)建元件經(jīng)由連線625將有關(guān)模塊類型的信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)。對(duì)接收 信息作出響應(yīng)，計(jì)算機(jī)接著可以將邏輯命令發(fā)送給構(gòu)建元件，用于控制構(gòu)建元件例如通過(guò) 一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)開(kāi)關(guān)來(lái)配置可配置端口。在可替代實(shí)施例中，可配置端口的配置可以由包 括在構(gòu)建元件中的控制電路進(jìn)行。相連/斷開(kāi)可以通過(guò)測(cè)量從Cl和C2到地的阻抗來(lái)檢測(cè)。當(dāng)一個(gè)元件相連時(shí)，阻 抗下降。元件的類型可以按不同方式確定例如，如果Cl與C2之間的阻抗低，例如，低于預(yù) 定閾值，將相連元件確定為電機(jī)。在其它情況下，測(cè)量ID電阻器，S卩，C2與地之間的阻抗， 該值將給出元件的類型。
應(yīng)該懂得，玩具構(gòu)建系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括不與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接而是自主進(jìn)行控 制的附加控制構(gòu)建元件。這樣的控制構(gòu)建元件可以包括，例如，適當(dāng)輸入機(jī)構(gòu)，例如，用戶激 活輸入機(jī)構(gòu)(例如，按鈕、開(kāi)關(guān)、遙控輸入傳感器等)，或與本文所述的功能構(gòu)建元件的輸入 連接器類似的輸入連接器。在這種情況下，控制構(gòu)建元件可以從與控制元件集成或分離的 電池盒，或從另一個(gè)適當(dāng)電源供電。這樣的自主控制構(gòu)建元件還可以包含如上面參考包括 檢測(cè)相連元件和配置端口的適當(dāng)控制單元的接口構(gòu)建元件所述的一個(gè)或多個(gè)可配置連接 器。例如，這樣的控制單元可以集成在器件本身的處理器中。圖8示出了玩具構(gòu)建元件的進(jìn)一步例子。圖8a_b的每一個(gè)示出了作為功能構(gòu)建元件的例子的電機(jī)模塊201的例子。電機(jī) 模塊201包括接納將由電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的小孔881。電機(jī)模塊進(jìn)一步包括將電機(jī)模塊與其它 構(gòu)建元件耦合的耦合機(jī)構(gòu)205。電機(jī)模塊進(jìn)一步包括如本文所述的可堆疊連接器元件202。圖8c示出了用在本文所述的功能、控制和/或擴(kuò)充構(gòu)建元件中的可堆疊連接器 802的例子。尤其，圖8c示出了可堆疊連接器的連接器元件802、軟延長(zhǎng)電纜803、和母連接 器807，該可堆疊連接器包括輸出電力的觸件808、輸出控制信號(hào)的觸件809、和輸出附加信 號(hào)的進(jìn)一步觸件882，例如，作為高速通信線用于分布式智能。連接器元件進(jìn)一步包括容易 地和可靠地將連接器元件與含有一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)空腔的公連接器連接的耦合樁805。圖9示出了由如本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)例子的示意性方塊圖。圖9a示出了與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、功能構(gòu)建元件和傳感器構(gòu)建元件連接的接口構(gòu)建 元件的示意圖。圖9b示出了圖9a的結(jié)構(gòu)的方塊圖。利用UBS連線623將接口構(gòu)建元件601 與計(jì)算機(jī)940連接。由計(jì)算機(jī)940執(zhí)行的提供編程環(huán)境的軟件應(yīng)用程序941現(xiàn)在可以從接 口構(gòu)建元件623中讀取數(shù)據(jù)并將控制命令發(fā)送給接口構(gòu)建元件623。接口構(gòu)建元件601含 有連接本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件(例如，功能、控制或傳感器構(gòu)建元件) 的兩個(gè)I/O連接器622a和622b。在圖9a_b的例子中，傳感器構(gòu)建元件301被顯示成與端 口 622b連接，而功能構(gòu)建元件201被顯示成與端口 622a連接。如上所述，計(jì)算機(jī)940上的應(yīng)用程序941例如根據(jù)接口構(gòu)建元件測(cè)量的阻抗，接收 有關(guān)元件什么時(shí)候與接口構(gòu)建元件601連接或斷開(kāi)以及連接了什么類型的構(gòu)建元件的信 息。例如，應(yīng)用程序可以根據(jù)請(qǐng)求、周期性地或以另一種適當(dāng)方式接收上述信息。構(gòu)建元件 的類型可以是功能、控制、或傳感器元件。在一些實(shí)施例中，該類型可以，例如，通過(guò)區(qū)分不 同傳感器類型，例如，接近傳感器，聲音傳感器、傾斜傳感器等，和/或通過(guò)區(qū)分不同功能元 件類型，例如，電機(jī)、LED元件、聲音發(fā)生器等，更精細(xì)地定義。使用這種信息讓編程應(yīng)用程序941受益。編程應(yīng)用程序941現(xiàn)在可以響應(yīng)連接了 什么來(lái)動(dòng)作。例如，可以將接口構(gòu)建元件的可配置端口配置成輸入端或輸出端，啟用/禁用 編程可能性，和給出上下文關(guān)聯(lián)幫助等，所有這些都基于在什么地方連接了什么的知識(shí)。這 樣的適應(yīng)性甚至允許年齡相對(duì)小的孩子對(duì)可編程結(jié)構(gòu)做試驗(yàn)。圖9c示出了與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和大量構(gòu)建元件連接的接口構(gòu)建元件的另一個(gè)例子 的示意圖。在本例中，利用UBS連線623將接口構(gòu)建元件601與計(jì)算機(jī)940連接。接口構(gòu) 建元件601含有連接本文所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件(例如，功能、控制或傳感 器構(gòu)建元件)的兩個(gè)I/O連接器622a和622b。在圖9c的例子中，傳感器構(gòu)建元件301被 顯示成與端口 622a連接，而一堆構(gòu)建元件被顯示成與端口 622b連接。
21
該堆構(gòu)建元件包括經(jīng)由其各自可堆疊連接器元件202a_c和902的功能磚201a_c 和控制磚901。因此，功能磚201a和控制磚901經(jīng)由其各自可堆疊連接器元件連接在源自 接口磚601的第一堆990中，而功能磚201b和201c連接在源自控制磚901的輸出連接器 922的第二堆991中。因此，在本例中，接口磚601將電力提供給堆棧990中的所有功能和 控制零件，以及經(jīng)由控制磚901提供給堆棧991中的元件?？刂拼u901包括可以從外部接口(未示出)，例如，按鈕或其它接口或傳感器接收 控制輸入的控制器件(未示出)，并生成相應(yīng)輸出控制信號(hào)。而且，控制磚901包括含有公 輸入連接器和母輸出連接器的可堆疊連接器元件902。公輸入連接器407含有電力的輸入 觸件和與輸入觸件連接的輸出觸件。因此，控制磚經(jīng)由可堆疊連接器元件和電線902接收 電力?？刂拼u進(jìn)一步包含起主輸出連接器作用的獨(dú)立母輸出連接器922，因?yàn)榭刂拼u將 它的輸出控制信號(hào)饋送到連接器922的相應(yīng)輸出觸件?？刂拼u901進(jìn)一步將接收的電力饋 送給連接器922的相應(yīng)輸出觸件，從而提供經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的不間斷輸電線。獨(dú)立輸出連接器可 以與磚901連接或集成在磚901中，或者，可以與磚901分開(kāi)地安排它，例如，通過(guò)延長(zhǎng)電纜 將它與磚901連接。而且，可堆疊連接器元件902包括控制信號(hào)輸入觸件與相應(yīng)輸出觸件之間的連 線，因此提供從其輸入端到輸出端的直接控制信號(hào)。于是，控制磚901根據(jù)輸入控制信號(hào)和/或根據(jù)外部輸入，例如，通過(guò)組合兩個(gè)控 制輸入，例如，通過(guò)實(shí)現(xiàn)像‘AND’函數(shù)、‘OR’函數(shù)、和‘X0R’函數(shù)那樣的邏輯函數(shù)、通過(guò)將輸 入控制信號(hào)的變化用作觸發(fā)事件等，生成它的輸出控制信號(hào)。一般說(shuō)來(lái)，邏輯函數(shù)可以是預(yù) 配置邏輯函數(shù)，但是，邏輯函數(shù)也可以由用戶編程，要不然由用戶確定或受用戶影響。在一 些實(shí)施例中，控制器件可以將輸入控制信號(hào)和/或外部輸入用作觸發(fā)事件來(lái)觸發(fā)輸出控制 信號(hào)或觸發(fā)導(dǎo)致輸出控制信號(hào)的控制進(jìn)程。例如，控制器件可能在其中已經(jīng)存儲(chǔ)了可執(zhí)行 程序，可執(zhí)行程序的執(zhí)行可以由預(yù)定輸入控制信號(hào)觸發(fā)，并可以導(dǎo)致一個(gè)輸出控制信號(hào)或 一列輸出控制信號(hào)。因此，控制磚901控制功能磚201b和201c。而且，由于功能磚901從其可堆疊連 接器接收控制信號(hào)，所以接口磚601既控制功能磚201a又控制功能磚201b和201c。功能 磚201b和201c的以后控制經(jīng)由控制磚901和依照控制磚901實(shí)現(xiàn)的特定邏輯函數(shù)間接進(jìn)行。應(yīng)該明白，傳感器磚的連接器也可以堆疊在功能磚的可堆疊連接器的頂上，依次 又與例如接口磚的控制磚連接。所堆疊構(gòu)建元件可能影響根據(jù)阻抗對(duì)構(gòu)建元件的類型的檢 測(cè)。例如，電機(jī)的阻抗低于其它元件的阻抗，而連接，例如，與電機(jī)堆疊在一起的發(fā)光功能元 件被檢測(cè)成電機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如下面所述，可以將控制線C1/C2配置成通信線，從 而使所堆疊構(gòu)建元件的ID檢測(cè)得到改善。圖10示出了生成、操縱、和執(zhí)行用可視化編程語(yǔ)言寫(xiě)成的用于如本文所述的玩具 構(gòu)建系統(tǒng)的程序的可視化編程環(huán)境的用戶界面的例子。圖IOa示出了在沒(méi)有構(gòu)建元件與接口構(gòu)建元件連接的狀況下的初始窗口。用戶界 面包含控制程序執(zhí)行、文件管理、幫助功能、和其它功能的許多菜單欄1001。用戶界面進(jìn)一 步包含用戶可以安排編程圖標(biāo)的工作區(qū)1003。用戶可以從屏幕底部的調(diào)色板1002中選擇
22圖標(biāo)狀編程元件。例如，用戶可以通過(guò)拖放操作安排調(diào)色板上的圖標(biāo)。每個(gè)圖標(biāo)代表各自 編程元件，例如，函數(shù)、條件、程序控制元件等。圖IOb示出了用戶已經(jīng)將電機(jī)與連接到執(zhí)行編程環(huán)境的計(jì)算機(jī)的接口構(gòu)建元件 的端口之一連接之后的窗口。對(duì)電機(jī)的連接作出響應(yīng)，應(yīng)用程序?qū)㈦姍C(jī)圖標(biāo)1004顯示在工 作區(qū)的左上角。該圖標(biāo)指示相連元件的類型(該圖標(biāo)示出轉(zhuǎn)輪1006)和它的工作狀態(tài)。在這 種情況下，電機(jī)圖標(biāo)包括指示電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度的狀態(tài)欄1005，而顯示的輪子(wheel) 1006 指示旋轉(zhuǎn)的方向。圖IOc示出了用戶進(jìn)一步將傾斜傳感器與接口構(gòu)建元件的其它端口連接之后的 窗口。對(duì)傾斜傳感器的連接作出響應(yīng)，應(yīng)用程序?qū)A斜傳感器圖標(biāo)1007顯示在工作區(qū)的左 上角，圖標(biāo)1007指示相連元件的類型和它的工作狀態(tài)。在這種情況下，該圖標(biāo)顯示沿著所 檢測(cè)方向傾斜的傾斜傳感器。圖IOd示出了用戶已經(jīng)將代表簡(jiǎn)單示范性程序的許多程序圖標(biāo)安排在工作區(qū)上 的窗口。該程序包括開(kāi)始圖標(biāo)1008。當(dāng)被執(zhí)行時(shí)(例如，通過(guò)點(diǎn)擊開(kāi)始圖標(biāo)1008)，該程序 首先使計(jì)算機(jī)控制電機(jī)以如圖標(biāo)1009所示的順時(shí)鐘方向(CW)運(yùn)轉(zhuǎn)。然后，該程序等待(圖 標(biāo)1010代表等待循環(huán))到傾斜傳感器前傾(圖標(biāo)1014代表?xiàng)l件)。當(dāng)傾斜傳感器前傾時(shí)， 該程序?qū)㈦姍C(jī)的方向改變成逆時(shí)鐘方向(CCW)(圖標(biāo)1011)。然后，一直等待到傾斜傳感器 后傾(圖標(biāo)1012和1015)。無(wú)限循環(huán)地重復(fù)這個(gè)過(guò)程(圖標(biāo)1013)，直到，例如，用戶通過(guò) 激活菜單欄1001之一中的控制元件中止它。在程序執(zhí)行期間，該程序?qū)λB接的東西檢驗(yàn)(例如，通過(guò)周期性地向接口構(gòu)建 元件請(qǐng)求相應(yīng)信息)是否發(fā)生了什么變化(存在與否、類型、工作狀態(tài))，因此，例如，當(dāng)一個(gè) 元件斷開(kāi)時(shí)，能夠中止程序，或?qū)⒊绦驁?zhí)行的狀態(tài)可視化。在圖IOd的例子中，通過(guò)白框強(qiáng) 調(diào)圖標(biāo)1010。這表示程序執(zhí)行的當(dāng)前位置，即，該程序正在等待傾斜傳感器前傾。于是，左 上角的圖標(biāo)指示電機(jī)正在以CW運(yùn)轉(zhuǎn)(圖標(biāo)1006)和傾斜傳感器后傾(圖標(biāo)1007)，即，與程 序執(zhí)行的狀態(tài)一致。一般說(shuō)來(lái)，玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一些實(shí)施例可以包含一種或多種不同類型的輸入/傳 感器構(gòu)建元件，例如，一種或多種如下類型的傳感器構(gòu)建元件·簡(jiǎn)單電阻式傳感器(例如，測(cè)量觸摸、溫度、磁性等的傳感器塊)這種傳感器的 ID可以使用如本文所述的ID電阻器來(lái)檢測(cè)，并且，這樣的簡(jiǎn)單傳感器不需要輸入電力。這 種傳感器構(gòu)建元件的例子顯示在圖3c中。 由電源供電的傳感器(例如，光檢測(cè)器)這種傳感器的ID也可以使用如本文所 述的ID電阻器來(lái)檢測(cè)。這種傳感器構(gòu)建元件的例子顯示在圖3a_c中。·帶有集成邏輯和經(jīng)由C1/C2通信的傳感器構(gòu)建元件(例如，羅盤、顏色檢測(cè)器 等)這樣的元件接收電力并將控制線Cl和C2用于與像接口構(gòu)建元件那樣的控制構(gòu)建元 件通信。這樣傳感器構(gòu)建元件的例子顯示在圖3d中。類似地，玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一些實(shí)施例可以包含一種或多種不同類型的輸出/功能 構(gòu)建元件，例如，一種或多種如下類型的功能構(gòu)建元件 經(jīng)由C1/C2供電的簡(jiǎn)單輸出功能構(gòu)建元件(例如，電機(jī)、光等)這種元件的例子 已結(jié)合圖2c和d作了描述。·帶有獨(dú)立電力輸入端和控制(例如，觸發(fā))輸入端的功能構(gòu)建元件(例如，發(fā)聲磚)這種元件的例子已結(jié)合圖2b和e作了描述?！в屑蛇壿嫼徒?jīng)由C1/C2通信的功能構(gòu)建元件(例如，伺服)這種元件的例 子已結(jié)合圖2f作了描述。圖11示出了智能構(gòu)建元件的示意性方塊圖。構(gòu)建元件1101可以是，例如，傳感器 構(gòu)建元件或功能構(gòu)建元件。構(gòu)建元件1101包括功能/傳感器元件1114和微處理器1163。 微處理器1163和可選地功能/傳感器元件1114經(jīng)由電線1112a、b接收電力。微處理器進(jìn) 一步與微處理器可以接收和/或發(fā)送信號(hào)的稱為1113的Cl和C2連接。例如，微處理器可 以接收配置信號(hào)和/或像ID數(shù)據(jù)、傳感器結(jié)果、工作反饋等那樣，經(jīng)由Cl和C2的數(shù)據(jù)的請(qǐng) 求。于是，構(gòu)建元件可以，例如，根據(jù)相應(yīng)請(qǐng)求的接收或按照另一種適當(dāng)協(xié)議，經(jīng)由Cl和C2 輸出ID和/或傳感器結(jié)果、反饋數(shù)據(jù)等。因此，帶有集成邏輯的構(gòu)建元件可以實(shí)現(xiàn)也帶有集成控制的多種傳感器/致動(dòng)器 功能。帶有集成邏輯和通信的構(gòu)建元件將電線Cl和C2用作使得像接口構(gòu)建元件那樣的 控制構(gòu)建元件與一個(gè)或多個(gè)傳感器/輸入和/或功能/輸出構(gòu)建元件進(jìn)行接口連接的通信 線。構(gòu)建元件1101中的處理器提供通信接口。因此，可以在控制構(gòu)建元件中、在接口構(gòu)建 元件中、或在經(jīng)由接口構(gòu)建元件的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)協(xié)議的另一端。帶有集成邏輯的每 個(gè)構(gòu)建元件可以具有存儲(chǔ)在，例如，片上存儲(chǔ)器(on-chip memory)中的唯一網(wǎng)絡(luò)ID。當(dāng)帶 有集成邏輯的構(gòu)建元件1101包括如本文所述的可堆疊連接器元件時(shí)，像接口構(gòu)建元件那 樣的控制構(gòu)建元件上的每個(gè)母插件提供了可以像例示在圖12中那樣連接多個(gè)傳感器/輸 入和/或功能/輸出構(gòu)建元件的通信總線。圖12例示了與控制構(gòu)建元件(例如，接口構(gòu)建元件)連接的許多智能構(gòu)建元件。 在圖12的例子中，三個(gè)帶有集成邏輯的構(gòu)建元件1204a-c經(jīng)由雙線總線1265與控制構(gòu)建 元件601連接，雙線總線1265由與控制構(gòu)建元件601連接的構(gòu)建元件1204a-c的可堆疊連 接器(未明確示出)形成。應(yīng)該懂得，不同數(shù)量的構(gòu)建元件1204都可以按顯示在圖12中 的方式連接。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述和顯示了一些實(shí)施例，但本發(fā)明不局限于這些，也可以在定義 在所附權(quán)利要求書(shū)中的主題的范圍內(nèi)以其它方式具體化。在列舉幾個(gè)機(jī)構(gòu)或單元的設(shè)備權(quán) 利要求中，這些機(jī)構(gòu)或單元的幾個(gè)機(jī)構(gòu)或單元可以通過(guò)完全相同的硬件項(xiàng)，例如，適當(dāng)編程 微處理器或其它處理單元具體化。只憑在相互不同從屬權(quán)利要求中闡述和在不同實(shí)施例中 描述某些措施的事實(shí)并不能表示不能使用這些措施的組合獲益。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語(yǔ)“包含”用在本說(shuō)明書(shū)中時(shí)，用于規(guī)定所述特征、整數(shù)、步驟或 部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、部件或其群體的存在或附加。
權(quán)利要求
一種玩具構(gòu)建系統(tǒng)，包含多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每個(gè)功能構(gòu)建元件包括與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī)構(gòu)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)著計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為生成用于控制一個(gè)或多個(gè)功能元件的一條或多條邏輯命令提供編程環(huán)境；和接口構(gòu)建元件，包含●第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流連接和從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收所述邏輯命令；●處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功能的控制信號(hào)；和●第二連接機(jī)構(gòu)，用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)提供與所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu)建元件的存在；并且，向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送至少指示相連的功能構(gòu)建元件的存在的信息；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少相連的功能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息提供適合的編程環(huán)境。
2.按照權(quán)利要求1所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述控制連接機(jī)構(gòu)包含至少一個(gè)連接 器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將所述功能構(gòu)建元件與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的 另一個(gè)構(gòu)建元件電連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，將所述功能構(gòu)建元件與另一個(gè)構(gòu)建元 件電連接的所述至少一個(gè)連接器是包括所述功能構(gòu)建元件的輸入和輸出連接器的可堆疊 連接器元件。
4.按照權(quán)利要求3所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)功能構(gòu)建元件的所述可堆疊連接 器元件適用于經(jīng)由所述可堆疊連接器元件的所述輸入連接器接收控制信號(hào)，并將接收的控 制信號(hào)饋送到所述功能構(gòu)建元件和所述可堆疊連接器元件的所述輸出連接器，以便提供從 所述輸入連接器到所述輸出連接器的直接控制信號(hào)路徑。
5.按照權(quán)利要求3到4的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，包括可堆疊連接器的每 個(gè)構(gòu)建元件包括包含電路的構(gòu)建元件主體；和其中，所述可堆疊連接器元件經(jīng)由軟電纜與 所述電路電連接。
6.按照權(quán)利要求3到5的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)可堆疊連接器元件 包括包含所述可堆疊連接器元件的所述輸入連接器的第一連接側(cè)、和與所述第一連接側(cè) 相對(duì)的第二連接側(cè)，所述第二連接側(cè)包括所述可堆疊連接器元件的所述輸出連接器。
7.按照權(quán)利要求1到6的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第二連接機(jī)構(gòu)包含 至少一個(gè)第二連接器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將所述接口構(gòu)建元件與所 述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件電連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第二連接機(jī)構(gòu)包含兩個(gè)第二連接 器，每一個(gè)用于經(jīng)由所述各自其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將所述接口構(gòu)建元件與所述玩具 構(gòu)建系統(tǒng)的各自其它構(gòu)建元件電連接。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)第二連接器有選擇地 可操作為數(shù)據(jù)輸入和輸出連接器。
10.按照權(quán)利要求7到9的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件進(jìn) 一步被配置成經(jīng)由所述至少一個(gè)第二連接器供應(yīng)電力。
11.按照權(quán)利要求1到10的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第一連接機(jī)構(gòu)包 含第一連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接和從所述數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)接收所述邏輯命令。
12.按照權(quán)利要求11所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件進(jìn)一步被配置成 經(jīng)由所述第一連接器從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收電力。
13.按照權(quán)利要求12所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件包含電力控制電 路，用于控制所述接口構(gòu)建元件輸出的電力。
14.按照權(quán)利要求11到13的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第一連接機(jī)構(gòu) 包含通用串行總線連線。
15.按照權(quán)利要求1到14的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件包 含至少檢測(cè)經(jīng)由所述第二連接機(jī)構(gòu)與所述接口構(gòu)建元件連接的構(gòu)建元件的存在和類型的 電路；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于經(jīng)由所述第一連接機(jī)構(gòu)將指示構(gòu)建元件的所檢測(cè)存 在和類型的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所述數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少構(gòu)建元件的存在和類型有關(guān)的接收信息提供適合的編程環(huán)境。
16.按照權(quán)利要求15所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，至少檢測(cè)構(gòu)建元件的存在和類型的 所述電路包含檢測(cè)經(jīng)由所述第二連接機(jī)構(gòu)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述構(gòu)建元件的電 阻抗的電路。
17.按照權(quán)利要求15或16所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件 連接的構(gòu)建元件的存在和類型的所述電路進(jìn)一步適用于檢測(cè)所述相連構(gòu)建元件的工作狀 態(tài)，并經(jīng)由所述第一連接機(jī)構(gòu)將指示所檢測(cè)工作狀態(tài)的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
18.按照權(quán)利要求1到17的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)構(gòu)建元件 進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)傳感器構(gòu)建元件，每一個(gè)包含響應(yīng)物理事件的一個(gè)或多個(gè)輸入接口 和/或傳感器；和每一個(gè)包含與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信和輸出 指示所檢測(cè)物理事件的輸出信號(hào)的控制連接機(jī)構(gòu)。
19.按照權(quán)利要求1到18的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述適合的編程環(huán)境 被配置成向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用戶提供與所述接口構(gòu)建元件連接的至少一個(gè)構(gòu)建元件 的存在、類型和工作狀態(tài)的至少一種的指示。
20.按照權(quán)利要求19所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述適合的編程環(huán)境被配置成向所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用戶提供響應(yīng)與所述接口構(gòu)建元件連接的至少一個(gè)構(gòu)建元件的存在的 上下文關(guān)聯(lián)幫助。
21.按照權(quán)利要求1到20的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述編程環(huán)境包含可 視化編程環(huán)境。
22.按照權(quán)利要求21所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述可視化編程環(huán)境包含可以由用 戶按照用于程序構(gòu)建的預(yù)定空間文法操縱的圖標(biāo)狀元件；和其中，所述可視化編程環(huán)境適 用于使至少一小組圖標(biāo)狀元件以相連的構(gòu)建元件的所檢測(cè)類型為條件。
23.按照權(quán)利要求21或22所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述可視化編程環(huán)境包含可以 由用戶按照用于程序構(gòu)建的預(yù)定空間文法操縱的圖標(biāo)狀元件；和其中，所述可視化編程環(huán) 境適用于響應(yīng)相連的構(gòu)建元件的所檢測(cè)工作狀態(tài)改變至少一小組圖標(biāo)狀元件的外觀。
24.按照權(quán)利要求1到23的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)功能構(gòu)建元件適 用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)接收控制信號(hào)并響應(yīng)接收控制信號(hào)來(lái)執(zhí) 行功能。
25.按照權(quán)利要求2到24的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，功能構(gòu)建元件的至少 一個(gè)輸出連接器包括適用于提供輸出電力以便將電力供應(yīng)給與所述輸出連接器連接的一 個(gè)或多個(gè)構(gòu)建元件的電力觸件；和其中，每個(gè)構(gòu)建元件的輸入連接器包括適用于接收電力 的電力觸件。
26.按照權(quán)利要求1到25的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)構(gòu)建元件包括可 釋放地互連構(gòu)建元件的耦合機(jī)構(gòu)。
27.按照權(quán)利要求26所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)連接器包括可釋放地互連構(gòu)建 元件的耦合機(jī)構(gòu)。
28.按照權(quán)利要求26到27的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述耦合機(jī)構(gòu)包含 凸出物和適用于以摩擦接合的方式容納所述凸出物的空腔。
29.一種玩具構(gòu)建產(chǎn)品，包含多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每個(gè)功能構(gòu)建 元件包括與所述玩具構(gòu)建產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī)構(gòu)；計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中存儲(chǔ)著計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于當(dāng)數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為生成控制一個(gè)或多個(gè)功能元件 的一條或多條邏輯命令提供編程環(huán)境；接口構(gòu)建元件，包含 第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流連接和從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 接收所述邏輯命令； 處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功能的 控制信號(hào)；和 第二連接機(jī)構(gòu)，用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)提供與所述至少一 個(gè)功能構(gòu)建元件的控制連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu)建元 件的存在；并且，向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送至少指示所述相連的功能構(gòu)建元件的存在的信 息；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少所述相連的功 能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息提供適合的編程環(huán)境。
30.一種用于玩具構(gòu)建系統(tǒng)的接口構(gòu)建元件，所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)包含多個(gè)構(gòu)建元件，所 述多個(gè)構(gòu)建元件包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每個(gè)功能構(gòu)建元件 包括至少一個(gè)連接器，用于經(jīng)由其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將所述功能構(gòu)建元件與所述玩 具構(gòu)建系統(tǒng)的另一個(gè)構(gòu)建元件電連接；所述接口構(gòu)建元件包含 第一連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接，并從所述數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)接收控制所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的邏輯命令； 處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功能的 控制信號(hào)；和 第二連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的所述至少一 個(gè)連接器之一電連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述第一連接器進(jìn)一步適用于從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收驅(qū)動(dòng)所述功能構(gòu)建元件 的功能的電力；其中所述第二連接器進(jìn)一步適用于輸出接收的電力；和其中所述接口構(gòu)建 元件包含控制所述接口構(gòu)建元件輸出的電力的電力控制電路。
31.按照權(quán)利要求30所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述電力控制電路適用于監(jiān)視從所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收的電流和所述接口構(gòu)建元件輸出的電壓的至少一種，和如果所監(jiān)視電 流或所監(jiān)視電壓超過(guò)各自預(yù)定閾值，至少減小經(jīng)由所述第二連接器輸出的電流。
32.按照權(quán)利要求31所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述電力控制電路適用于監(jiān)視從所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收的電流和所述接口構(gòu)建元件輸出的電壓，并且如果所監(jiān)視電流超過(guò)預(yù) 定閾值，減小經(jīng)由所述第二連接器輸出的電流，并切斷經(jīng)由所述第二連接器輸出的電力。
33.按照權(quán)利要求30到32的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述電力控制電路 包含電流發(fā)生器。
34.按照權(quán)利要求30到33的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述接口構(gòu)建元件 適用于至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu)建元件的存在；并向所述數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)發(fā)送至少指示所述相連的功能構(gòu)建元件的存在的信息。
35.按照權(quán)利要求30到34的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，包含至少兩個(gè)第二連接 器，每一個(gè)用于將所述接口構(gòu)建元件與至少一個(gè)各自功能構(gòu)建元件的連接器電連接。
36.按照權(quán)利要求30到35的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述至少一個(gè)第二 連接器有選擇地可操作為數(shù)據(jù)輸入和輸出連接器。
37.按照權(quán)利要求30到36的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述第一連接器是 通用串行總線連接器。
38.按照權(quán)利要求30到37的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述接口構(gòu)建元件 包含至少檢測(cè)經(jīng)由所述第二連接器與所述接口構(gòu)建元件連接的構(gòu)建元件的存在和類型的 電路；和其中，所述接口構(gòu)建元件適用于經(jīng)由所述第一連接器將指示構(gòu)建元件的所檢測(cè)存 在和類型的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
39.按照權(quán)利要求38所述的接口構(gòu)建元件，其中，至少檢測(cè)構(gòu)建元件的存在和類型的 所述電路包含檢測(cè)經(jīng)由所述第二連接器與所述接口構(gòu)建元件連接的所述構(gòu)建元件的電阻 抗的電路。
40.按照權(quán)利要求38或39所述的接口構(gòu)建元件，其中，至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件 連接的構(gòu)建元件的存在和類型的所述電路進(jìn)一步適用于檢測(cè)所述相連的構(gòu)建元件的工作 狀態(tài)，并經(jīng)由所述第一連接器將指示所檢測(cè)工作狀態(tài)的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
41.按照權(quán)利要求30到40的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述接口構(gòu)建元件 進(jìn)一步適用于經(jīng)由所述第二連接器從所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的傳感器構(gòu)建元件接收傳感器信 號(hào)，所述傳感器信號(hào)指示所述傳感器構(gòu)建元件檢測(cè)的物理事件。
42.按照權(quán)利要求30到41的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，包含可釋放地將所述接口 構(gòu)建元件與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件的相應(yīng)耦合機(jī)構(gòu)互連的耦合機(jī)構(gòu)。
43.按照權(quán)利要求42所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述第二連接器包括可釋放地互連 構(gòu)建元件的耦合機(jī)構(gòu)。
44.按照權(quán)利要求42到43的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件，其中，所述耦合機(jī)構(gòu)包含 凸出物和適用于以摩擦接合的方式容納所述凸出物的空腔。
45.一種包含按照權(quán)利要求30到44的任何一項(xiàng)所述的接口構(gòu)建元件的玩具構(gòu)建系統(tǒng)。
46.一種玩具構(gòu)建系統(tǒng)，包含眷多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件； 每一個(gè)生成輸出信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)輸出構(gòu)建元件；和 每一個(gè)控制所述一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的一個(gè)或多個(gè)控制構(gòu)建元件，每個(gè)構(gòu)建元件包括至少一個(gè)控制連接器，用于經(jīng)由所述其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接器將 所述構(gòu)建元件與另一個(gè)構(gòu)建元件電連接；其中，每個(gè)功能構(gòu)建元件包括接收控制信號(hào)的輸入控制連接器并適用于響應(yīng)接收控制 信號(hào)來(lái)執(zhí)行功能；其中每個(gè)輸出構(gòu)建元件包括輸出所述輸出信號(hào)的輸出控制連接器；和其 中每個(gè)控制構(gòu)建元件包括適用于有選擇地輸出用于控制至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制信 號(hào)和從所述至少一個(gè)輸出構(gòu)建元件接收輸出信號(hào)的可配置連接器。
47.按照權(quán)利要求46所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述控制構(gòu)建元件包含至少檢測(cè)經(jīng) 由所述可配置連接器與所述控制構(gòu)建元件連接的構(gòu)建元件的類型的電路；和其中，所述控 制構(gòu)建元件適用于響應(yīng)所檢測(cè)類型配置所述可配置連接器。
48.按照權(quán)利要求47所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，至少檢測(cè)構(gòu)建元件的類型的所述電 路包含檢測(cè)經(jīng)由所述可配置連接器與所述接口構(gòu)建元件連接的所述構(gòu)建元件的電阻抗的 電路。
49.按照權(quán)利要求46到48的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)輸出 構(gòu)建元件是傳感器構(gòu)建元件，包含響應(yīng)物理事件的一個(gè)或多個(gè)輸入接口 /傳感器，和適用 于生成指示所檢測(cè)物理事件的輸出信號(hào)。
50.按照權(quán)利要求46到49的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述控制構(gòu)建元件 包含兩個(gè)可配置連接器，每一個(gè)適用于有選擇地輸出用于控制至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控 制信號(hào)，并從所述至少一個(gè)輸出構(gòu)建元件接收輸出信號(hào)。
51.按照權(quán)利要求46到50的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，將所述功能構(gòu)建元 件與另一個(gè)構(gòu)建元件電連接的所述至少一個(gè)控制連接器是包括所述功能構(gòu)建元件的輸入 和輸出連接器的可堆疊連接器元件。
52.按照權(quán)利要求51所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)功能構(gòu)建元件的所述可堆疊連 接器元件適用經(jīng)由所述可堆疊連接器元件的所述輸入連接器接收控制信號(hào)，并將接收的控 制信號(hào)饋送到所述功能構(gòu)建元件和所述可堆疊連接器元件的所述輸出連接器，以便提供從 所述輸入連接器到所述輸出連接器的直接控制信號(hào)路徑。
53.按照權(quán)利要求50到51的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，包括可堆疊連接器 的每個(gè)構(gòu)建元件包括包含電路的構(gòu)建元件主體；和其中，所述可堆疊連接器元件經(jīng)由軟電 纜與所述電路電連接。
54.按照權(quán)利要求50到52的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)可堆疊連接器元件包括包含所述可堆疊連接器元件的所述輸入控制連接器的第一連接側(cè)、和與所述第一 連接側(cè)相對(duì)的第二連接側(cè)，所述第二連接側(cè)包括所述可堆疊連接器元件的所述輸出控制連 接器。
55.按照權(quán)利要求46到53的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述控制構(gòu)建元件 進(jìn)一步被配置成經(jīng)由所述可配置連接器供應(yīng)電力。
56.按照權(quán)利要求46到54的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述功能構(gòu)建元件 包含輸出控制連接器，所述輸出控制連接器包括適用于提供輸出電力以便將電力供應(yīng)給與 所述輸出控制連接器連接的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)建元件的電力觸件；和其中，每個(gè)構(gòu)建元件的輸 入控制連接器包括適用于接收電力的電力觸件。
57.按照權(quán)利要求46到55的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)構(gòu)建元件包括 可釋放地互連構(gòu)建元件的耦合機(jī)構(gòu)。
58.按照權(quán)利要求56所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，每個(gè)連接器包括可釋放地互連構(gòu)建 元件的耦合機(jī)構(gòu)。
59.按照權(quán)利要求56到57的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述耦合機(jī)構(gòu)包含 凸出物和適用于以摩擦接合的方式容納所述凸出物的空腔。
60.按照權(quán)利要求46到49的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，進(jìn)一步包含其中存儲(chǔ)著計(jì) 算機(jī)程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行所述 計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為生成用于控制所述一個(gè)或多個(gè)功能元件的一條 或多條邏輯命令提供編程環(huán)境；和其中，所述控制構(gòu)建元件是接口構(gòu)建元件，包含 第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流連接和從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 接收所述邏輯命令； 處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功能的 控制信號(hào)；和其中，所述接口構(gòu)建元件的所述可配置連接器適用于輸出控制信號(hào)。
61.按照權(quán)利要求59所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件適用于至少檢測(cè) 與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu)建元件的存在；并且，向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送至 少指示所述相連的功能構(gòu)建元件的存在的信息；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少所述相連的功能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息提供適合 的編程環(huán)境。
62.按照權(quán)利要求59到60的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第一連接機(jī)構(gòu) 包含第一連接器，用于將所述接口構(gòu)建元件與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接和從所述數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)接收所述邏輯命令。
63.按照權(quán)利要求61所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件進(jìn)一步被配置成 經(jīng)由所述第一連接器從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收電力。
64.按照權(quán)利要求62所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件包含電力控制電 路，用于控制所述接口構(gòu)建元件輸出的電力。
65.按照權(quán)利要求63所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述電力控制電路適用于監(jiān)視從所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收的電流和所述接口控制元件輸出的電壓的至少一種，和如果所監(jiān)視電 流或所監(jiān)視電壓超過(guò)各自預(yù)定閾值，至少減小經(jīng)由所述第二連接器輸出的電流。7
66.按照權(quán)利要求64所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述電力控制電路適用于監(jiān)視從所 述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收的電流和所述接口控制元件輸出的電壓，并且如果所監(jiān)視電流超過(guò)預(yù) 定閾值，減小經(jīng)由所述第二連接器輸出的電流，并切斷經(jīng)由所述第二連接器輸出的電力。
67.按照權(quán)利要求63到65的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述電力控制電路 包含電流發(fā)生器。
68.按照權(quán)利要求61到66的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述第一連接機(jī)構(gòu) 包含通用串行總線連線。
69.按照權(quán)利要求59到67的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述接口構(gòu)建元件 包含至少檢測(cè)經(jīng)由所述第二連接機(jī)構(gòu)與所述接口構(gòu)建元件連接的構(gòu)建元件的存在和類型 的電路；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于經(jīng)由所述第一連接機(jī)構(gòu)將指示構(gòu)建元件的所檢測(cè) 存在和類型的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；和其中，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于使所述 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)響應(yīng)于與至少構(gòu)建元件的存在和類型有關(guān)的接收信息提供適合的編程環(huán)境。
70.按照權(quán)利要求68所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接 的構(gòu)建元件的存在和類型的所述電路進(jìn)一步適用于檢測(cè)所述相連的構(gòu)建元件的工作狀態(tài)， 并經(jīng)由所述第一連接機(jī)構(gòu)將指示所檢測(cè)工作狀態(tài)的信息發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
71.按照權(quán)利要求59到68的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述適合的編程環(huán) 境被配置成向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用戶提供與所述接口構(gòu)建元件連接的至少一個(gè)構(gòu)建元 件的存在、類型和工作狀態(tài)的至少一種的指示。
72.按照權(quán)利要求59到68的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述適合的編程環(huán) 境被配置成向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的用戶提供響應(yīng)與所述接口構(gòu)建元件連接的至少一個(gè)構(gòu) 建元件的存在的上下文關(guān)聯(lián)幫助。
73.按照權(quán)利要求59到71的任何一項(xiàng)所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述編程環(huán)境包含 可視化編程環(huán)境。
74.按照權(quán)利要求72所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述可視化編程環(huán)境包含可以由用 戶按照用于程序構(gòu)建的預(yù)定空間文法操縱的圖標(biāo)狀元件；和其中，所述可視化編程環(huán)境適 用于使至少一小組圖標(biāo)狀元件以相連的構(gòu)建元件的所檢測(cè)類型為條件。
75.按照權(quán)利要求72或73所述的玩具構(gòu)建系統(tǒng)，其中，所述可視化編程環(huán)境包含可以 由用戶按照用于程序構(gòu)建的預(yù)定空間文法操縱的圖標(biāo)狀元件；和其中，所述可視化編程環(huán) 境適用于響應(yīng)相連的構(gòu)建元件的所檢測(cè)工作狀態(tài)改變至少一小組圖標(biāo)狀元件的外觀。
76.一種用于玩具構(gòu)建系統(tǒng)的控制構(gòu)建元件，所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)包含多個(gè)構(gòu)建元件， 所述多個(gè)構(gòu)建元件包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件；每一個(gè)生成輸出 信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)輸出構(gòu)建元件；和每一個(gè)控制一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的一個(gè)或多個(gè)控 制構(gòu)建元件，每個(gè)構(gòu)建元件包括至少一個(gè)控制連接器，用于經(jīng)由其它構(gòu)建元件的相應(yīng)連接 器將所述構(gòu)建元件與另一個(gè)構(gòu)建元件電連接；每個(gè)功能構(gòu)建元件包括接收控制信號(hào)的輸入 控制連接器和適用于響應(yīng)接收控制信號(hào)來(lái)執(zhí)行功能；和每個(gè)輸出構(gòu)建元件包括輸出所述輸 出信號(hào)的輸出控制連接器；其中，每個(gè)控制構(gòu)建元件包括可配置連接器，適用于有選擇地輸出用于控制所述至少 一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制信號(hào)和從所述至少一個(gè)輸出構(gòu)建元件接收輸出信號(hào)。
77.一種用于玩具構(gòu)建系統(tǒng)的接口構(gòu)建元件，所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)包含多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每個(gè)功能構(gòu)建元件包括與所述玩具構(gòu) 建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī)構(gòu)； 所述接口構(gòu)建元件包含 第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與其中存儲(chǔ)著計(jì)算機(jī)程序代碼的所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 流連接，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，使 所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為生成用于控制一個(gè)或多個(gè)功能元件的一條或多條邏輯命令提供編程 環(huán)境；和其中所述第一連接機(jī)構(gòu)適用于從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收所述邏輯命令； 處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成用于控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功 能的控制信號(hào)；和 第二連接機(jī)構(gòu)，用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)提供與所述至少一 個(gè)功能構(gòu)建元件的控制連接，并輸出控制信號(hào)；其中，所述接口構(gòu)建元件適用于至少檢測(cè)與所述接口構(gòu)建元件連接的所述功能構(gòu)建元 件的存在；并且，向所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送至少指示所述相連的功能構(gòu)建元件的存在的信 息，從而使所述計(jì)算機(jī)程序代碼能夠使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供響應(yīng)于與至少所述相連的功 能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息的適合的編程環(huán)境。
78. —種包含程序代碼手段的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述程序代碼手段適用于當(dāng)在數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)上被執(zhí)行時(shí)，使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供適用于如下的編程環(huán)境 生成控制玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件的一條或多條邏輯命令，所述玩 具構(gòu)建系統(tǒng)包含多個(gè)構(gòu)建元件，包括每一個(gè)執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，每 個(gè)功能構(gòu)建元件包括與所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī) 構(gòu)； 將生成的邏輯命令傳送到所述玩具構(gòu)建系統(tǒng)的接口構(gòu)建元件； 眷從所述接口構(gòu)建元件接收至少指示與所述接口構(gòu)建元件連接的功能構(gòu)建元件的存 在的信息；并 適應(yīng)響應(yīng)于與至少所述相連的功能構(gòu)建元件的存在有關(guān)的接收信息的編程環(huán)境。
全文摘要
玩具構(gòu)建系統(tǒng)包括多個(gè)構(gòu)建元件，其包含用于執(zhí)行相應(yīng)功能的一個(gè)或多個(gè)功能構(gòu)建元件，并且包含與一個(gè)或多個(gè)其它構(gòu)建元件通信的控制連接機(jī)構(gòu)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，為生成用于控制一個(gè)或多個(gè)功能元件的一條或多條邏輯命令提供編程環(huán)境；和接口構(gòu)建元件，包含第一連接機(jī)構(gòu)，用于提供與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流連接和從所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收所述邏輯命令；處理單元，適用于將所述邏輯命令轉(zhuǎn)換成控制所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的功能的控制信號(hào)；和第二連接機(jī)構(gòu)，用于經(jīng)由所述功能構(gòu)建元件的所述控制連接機(jī)構(gòu)提供與所述至少一個(gè)功能構(gòu)建元件的控制連接，并輸出控制信號(hào)。
文檔編號(hào)A63H33/04GK101896239SQ200880120060
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者埃里克·漢森, 湯米·C·佩德森, 高特·芒奇 申請(qǐng)人:樂(lè)高公司