CN104043252B - 一种改进的磁吸式电子积木系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的磁吸式电子积木系统，具有复数个设有输出或输入连接器的可相互吸附拼合的模块积木，连接器包括塑胶主体和可拆装的固定在其上的塑胶后盖，塑胶主体上设置有防呆结构；塑胶后盖上设有至少一个空腔，空腔内置有磁铁或磁吸金属；连接器上设置有一正一负电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件，输入和输出连接器上所共有的导电连接件的设置位置为镜像对称对应关系。本方案适用于数据信号线路的扩展使用，提升电子积木系统更多功能运用；塑胶后盖磁铁安装的吸附模式，大大降低了磁极的摆放要求，有利于生产制造成本的降低，且不会占用绝缘本体的对接面，有利于更多导电连接件的扩展，也极好的保护了磁铁；导电连接件的摆放也能充分利用空间，有利于更多导电连接件的扩展。

Description

一种改进的磁吸式电子积木系统

技术领域

本发明涉及一种电子积木，特别是涉及一种应用于教学实验和电子积木玩具的磁吸式电子积木系统。

背景技术

公知的，传统技术上用于教学实验或电子积木玩具的电子积木系统一般包括一块完整的电路基板及各种功能的器件，电路基板上预设有指定的线路及安装孔，在使用时，将需要的功能器件搭建在电路基板上以实现特定的功能。但是，普通的电路基板或功能器件是不可拆分的整体，这样的产品不仅局限于几项单一功能，灵活性低，对于喜欢动手拆卸或拼装玩具的用户来说，无法了解该产品中各功能模块的结构及功能，不具有趣味性。

公开号为CN203108212U的发明披露了一种磁吸附式电子积木系统，它包括多个相连的电子积木模块，每个电子积木模块包括电路板、插头连接器和插座连接器，电路板上设有三路信号线路，分别为正电源线路、数据信号线路和负电源线路；插头连接器和插座连接器均包括绝缘本体和三个导电端子，绝缘本体上设有多个容纳槽，容纳槽内安装有永磁铁，三个导电端子分别与电路板上对应的信号线路相连；多个电子积木模块中包括一个用于提供电源及信号源的电源及信号发生模块，其它多个电子积木模块依次与电源及信号发生模块级联。

这份公开的技术在实用中存在以下问题：

1、其限定电路板及连接器上的线路为3路，限定了数据信号线路的扩展使用，限制了电子积木系统的更多功能运用；

2、关于磁铁的设置存在实用性的问题。首先多磁铁的设计对于磁极的摆放要求比较高，不利于生产制造成本的降低，且直接占用了过多的绝缘本体的对接面，不利于更多导电连接件的扩展；更为重要的是，磁铁的设计方式是直接裸露在对接面上，这样的设计对于磁铁的保护不到位(目前磁铁的制造大多是采用粉末压制技术，硬度很低)，磁铁直接在外面，经过长时间手的接触及碰撞磁铁表面就会产生氧化、磁块也容易开裂、会出现磁粉碎屑，这就会导致磁铁逐渐失效，降低磁吸力甚至是损坏磁铁。

3、其限定导电连接件的设计摆放为“并排设置于绝缘本体”，这种限定能够实现其功能，但并排的设置对于空间的要求很高，严重束约了更多导电连接件的扩展，在制造的时候也不便于加工，成本较高。

针对与以上问题，本创新是在进行了大量的设计调整并进行了若干次的试验的情况下研发而得。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种数据信号线路可多路扩展且能很好维护和保护磁块并制造成本降低的磁吸式电子积木系统。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种改进的磁吸式电子积木系统，具有复数个可相互吸附拼合的模块积木，其中包括用于提供电源及信号源的电源及信号发生模块积木和至少一个依次与电源及信号发生模块积木级联的电子功能模块积木，电源及信号发生模块积木设置输出连接器用于输出电源及信号；电子功能模块积木包括设有功能电路的电路板以及与该电路板电连接的输入连接器和输出连接器；所述电路板上设有至少三路线路，分别是一路正电源线路、一路负电源线路和至少一路数据信号线路；每个输入和输出连接器均包括塑胶主体和塑胶后盖，塑胶后盖可拆装的固定在塑胶主体上；所述塑胶主体上设置有防呆结构；所述塑胶后盖上设置有至少一个空腔，空腔内置有磁铁或磁吸金属；输入和输出连接器上设置有至少三个导电连接件，分别是一正电源导电连接件、一负电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件，每个导电连接件均与电路板上的线路一一对应连接；导电连接件固定在塑胶主体上，输入和输出连接器上所共有的导电连接件的设置位置为镜像对称对应关系；一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器可相互磁吸附，相吸附的两连接器所共有的负电源导电连接件、正电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件一一对应电连接导通。

作为优选的，所述塑胶后盖的空腔为一个，其设置部位对应于塑胶主体的主体中部，所述导电连接件环绕于所述主体中部设置；若输出连接器的空腔内置为磁铁，则输入连接器的空腔内置为磁极相反的磁铁或磁吸金属，反之亦然；若输出连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针，则输入连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针或导电接触端，反之亦然。

作为进一步的改进，为了确保电连接的稳定性，所述连接器的弹簧探针或导电接触端的脚端延伸至与电路板上的线路直接电连接。

作为进一步的改进，所述防呆结构为设置在塑胶主体四角端的相互匹配的凹槽和凸块，若输出连接器的防呆结构为凹槽，则输入连接器的防呆结构为凸块，反之亦然；一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器相磁吸附时，两连接器的防呆结构相互嵌合定位。

作为优选的，电子功能模块积木可以是一输入连接器搭配多个输出连接器。

作为优选的，所述电路板通过螺丝可拆装的与塑胶主体固定连接。

本方案适用于数据信号线路的扩展使用，提升电子积木系统更多功能运用；采用塑胶后盖磁铁安装的吸附模式，大大降低了磁极的摆放要求，有利于生产制造成本的降低，且不会占用绝缘本体的对接面，有利于更多导电连接件的扩展，也极好的保护了磁铁；导电连接件的摆放也能充分利用空间，有利于更多导电连接件的扩展。

附图说明

图1为本发明最佳实施例的电子功能模块积木立体结构示意图；

图2为本发明最佳实施例的连接器的结构爆炸图之一；

图3为本发明最佳实施例的连接器的结构爆炸图之二；

图4为本发明最佳实施例的连接器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的一种改进的磁吸式电子积木系统，是基于现有技术的方案进行改进，使之实用性更强，使用更人性化更便于维护和调整。这种积木系统具有复数个可相互吸附拼合的模块积木，模块积木主要包括以下几种：

1.用于提供电源及信号源的电源及信号发生模块积木，电源可以是外接电源，也可以是蓄电池；电源及信号发生模块积木设置输出连接器用于输出电源及信号；

2.至少一个依次与电源及信号发生模块积木级联的电子功能模块积木2，如图1所示的，这种模块积木上设置有电路板21以及电子元器件22，电子元器件可以根据用户的需求进行设定，诸如LED灯、蜂鸣器、扬声器、振动器、电机、开关、显示屏等等；电路板21上设有至少三路线路，分别是一路正电源线路、一路负电源线路和至少一路数据信号线路；与电路板21电连接有输入连接器和输出连接器；

3.一些仅仅起到电源和信号导通的连接性质的连接模块积木，这类积木诸如在输入连接器和输出连接器之间设置柔性导线，便于线路的连接。

本发明的电子功能模块积木和连接模块积木都会用到输入和输出连接器，电源及信号发生模块积木一般通常只用到输出连接器，连接器是本电子积木系统的核心元件。本发明中将连接器区分为输出和输入连接器，如图4所示，也称为公母连接器，这两种连接器是可以相互吸附的，吸附之后能够确保正电源线路、负电源线路和数据信号线路正确稳定的导通。但因为在一些情况下，某些模块积木的输入连接器上只有一路数据信号线路即可，而在其输出端又分出多路信号线路连接器，这就会使得输出连接器上有多个数据信号导电连接件；因此，所有的输入和输出连接器并不是在导电连接件的数量上一一对应的，但导电连接件的基本位置都遵循同一设置方式，在多导电连接器的输入连接器与少导电连接器的输出连接器吸附拼合的时候，确保共有的导电连接件(也就是少导电连接器上全部的导电连接件)能够一一对应连接导通。

如图2和3所示的，本发明的连接器1均包括塑胶主体11和塑胶后盖12，塑胶后盖12可拆装的固定在塑胶主体11上，这样便于随时更换或维修，塑胶后盖12和塑胶主体11的固定方式可以是物理结构卡接或螺丝等各种便于拆卸的技术进行连接；所述塑胶主体11上设置有防呆结构(即防呆的凸块15和防呆的凹槽14)，以确保对接的精准和稳定；所述塑胶后盖12上设置有至少一个空腔121，空腔121内置有磁铁或磁吸金属122，这里需要强调的是，磁吸金属122的存在必须是以与其对接的连接器上安装的是磁铁，才能工作；连接器上设置有至少三个导电连接件131，分别是一正电源导电连接件、一负电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件，每个导电连接件131均与电路板21上的线路一一对应连接；导电连接件131固定在塑胶主体11上，塑胶主体的吸附面成为对接面，该面上设有通孔13，用于导电连接件的导电接触。如前所述，输入和输出连接器上所共有的导电连接件的设置位置为镜像对称对应关系，这里需要强调的是共有，这是一个非常重要的技术特点，如输出连接器只有3个导电连接件，而与其对接的输入连接器上有5个导电连接件，那么3个导电连接件就是共有的导电连接件，在制造设计中，无论连接器怎么设计，都是必须具有3路基本必须的连接件，而其他的均为附加拓展的连接件，3路基本必须的连接件的设置位置是特定的。

当一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器可相互磁吸附，相吸附的两连接器所共有的负电源导电连接件、正电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件一一对应电连接导通。

在最佳的实施方式中，所述塑胶后盖12的空腔121为一个，其设置部位对应于塑胶主体11的主体中部，所述导电连接件131环绕于所述主体中部设置；若输出连接器的空腔内置为磁铁，则输入连接器的空腔内置为磁极相反的磁铁或磁吸金属，反之亦然；若输出连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针，则输入连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针或导电接触端，反之亦然。同时为了确保电连接的稳定性，所述连接器的弹簧探针或导电接触端的脚端132延伸至与电路板上的线路直接电连接。

防呆结构为设置在塑胶主体四角端的相互匹配的凹槽14和凸块15，若输出连接器的防呆结构为凹槽，则输入连接器的防呆结构为凸块，反之亦然；一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器相磁吸附时，两连接器的防呆结构相互嵌合定位。

为了便于维护和更换电子元器件及电路板，所述电路板21通过螺丝可拆装的与塑胶主体11固定连接。

上述说明中，凡未加特别说明的，均采用现有技术中的常规技术手段。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改进的磁吸式电子积木系统，具有复数个可相互吸附拼合的模块积木，其中包括用于提供电源及信号源的电源及信号发生模块积木和至少一个依次与电源及信号发生模块积木级联的电子功能模块积木，电源及信号发生模块积木设置输出连接器用于输出电源及信号；电子功能模块积木包括设有功能电路的电路板以及与该电路板电连接的输入连接器和输出连接器；所述电路板上设有至少三路线路，分别是一路正电源线路、一路负电源线路和至少一路数据信号线路；其特征在于：

每个输入和输出连接器均包括塑胶主体和塑胶后盖，塑胶后盖可拆装的固定在塑胶主体上；所述塑胶主体上设置有防呆结构；所述塑胶后盖上设置有至少一个空腔，空腔内置有磁铁或磁吸金属；

输入和输出连接器上设置有至少三个导电连接件，分别是一正电源导电连接件、一负电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件，每个导电连接件均与电路板上的线路一一对应连接；导电连接件固定在塑胶主体上，输入和输出连接器上所共有的导电连接件的设置位置为镜像对称对应关系；

一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器可相互磁吸附，相吸附的两连接器所共有的负电源导电连接件、正电源导电连接件和至少一个数据信号导电连接件一一对应电连接导通；所述塑胶后盖的空腔为一个，其设置部位对应于塑胶主体的主体中部，所述导电连接件环绕于所述主体中部设置；若输出连接器的空腔内置为磁铁，则输入连接器的空腔内置为磁极相反的磁铁或磁吸金属，反之亦然；若输出连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针，则输入连接器的导电连接件为凸出的弹簧探针或导电接触端，反之亦然；所述连接器的弹簧探针或导电接触端的脚端延伸至与电路板上的线路直接电连接。

2.根据权利要求1所述的改进的磁吸式电子积木系统，其特征在于：所述防呆结构为设置在塑胶主体四角端的相互匹配的凹槽和凸块，若输出连接器的防呆结构为凹槽，则输入连接器的防呆结构为凸块，反之亦然；一模块积木的输入连接器和另一模块积木的输出连接器相磁吸附时，两连接器的防呆结构相互嵌合定位。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的改进的磁吸式电子积木系统，其特征在于：电子功能模块积木可以是一输入连接器搭配多个输出连接器。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的改进的磁吸式电子积木系统，其特征在于：所述电路板通过螺丝连接可拆装与塑胶主体固定连接。