CN105140702B - 磁性连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁性连接器，包括电路板、公座和母座，以及至少一个磁吸连接面，连接面上设置有一组公座和四组母座以及磁吸组件，连接器之间通过该磁吸连接面相吸附，进而使公座触点与其中一组母座端子接触以实现电/数据导通；本发明中对公座和母座的设置，确保了两连接器相互任意旋转90度后仍实现电流、数据或信号的稳定导通，其结构设计精巧简约，便于加工制造；本发明的磁吸方案主要由中心位置的磁块实现，降低了磁体的用量和装配空间，再加上设置在边沿位置的辅助磁块，更增加了吸附的稳定性。本方案具有实质的创新效果且实用性强，可广泛的运用于电子积木等需要拆接导通的电子拼接技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及拼接件技术领域，尤其是指用于电子积木类产品的用于拼接且导通电源和数据的磁性连接器。
背景技术
目前的拼接件，主要大量的运用在儿童玩具上，诸如塑胶积木、电子积木等，他们具有共同的特点，就是能够快速简捷的安装和拆分，并能拼接出多样的形状。市面上主要以机械结构的衔接、咬合等来实现拆装。这种现有技术的拼接件之间的连接方式比较原始，大部分的拼接费力而且拼接稳定性不佳，无法创造出更多的拼接方式，更无法拼接出丰富的图形，这是拼接类积木的实用和趣味性瓶颈。而随着电子技术的发展和近几年电子积木在教育和娱乐领域的推广，带有电子元器件和电路教学功能的拼接件品种繁多。
电子拼接件不仅仅需要件与件之间的简单空间堆叠拼凑，更需要件与件之间的电路和数据传输的导通，这就使得电子拼接件大量的运用到连接器。本申请人之前亦申请过诸多的与之有关的磁性连接器，但相对来说，结构较为复杂，制造成本过高。因此，如何优化结构，降低成本，是本发明的初衷。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种结构更简约以制造加工的磁吸附的连接器，还必须确保两连接器在连接面对接后任意旋转90度都能保持吸附和电流及数据的导通。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种磁性连接器，包括电路板、公座和母座，公母座均与电路板电连接，公座包括至少一个触点，母座包括至少一个端子，公母座对接时触点接触端子实现电路导通，所述连接器包括至少一个磁吸连接面，该连接面上设置有一组公座和四组母座以及磁吸组件，连接器之间通过该磁吸连接面相吸附，进而使公座的触点与其中一组母座的端子接触以实现电/数据导通；其中，公座的触点和其对应的母座端子按以下方式设置：以连接面中心点为基点，分出相互垂直的纵向和横向两条十字中心虚拟线，并将十字中心虚拟线绕基点旋转45度角形成两条十字斜虚拟线，十字中心虚拟线和十字斜虚拟线将整个连接面分为八个均等的45度角区域，所述公座的触点设置于任意一个区域内部；其中第一母座的端子设于紧邻该公座触点的十字中心虚拟线的另一侧，两者之间相对于该紧邻的十字中心虚拟线为距离最近的镜像关系；其余三组的母座的端子与所述第一母座的端子在以基点为圆心的圆上均布，相邻两端子之间的直线距离相等。
作为优选的，所述磁吸组件包括设置在基点位置的可自由调整磁极的磁块。
作为进一步的改进，所述磁吸组件还包括设置于公座所在45度角区域内的辅助磁块；所述磁吸组件还包括设置于各母座区域的磁吸金属，所述辅助磁块与磁吸金属的设置方式与公座的触点和母座的端子之设置方式相同。
作为进一步的改进，所述磁吸连接面主要由塑胶主体和PCBA板构成，所述塑胶主体上开设有若干通孔，公座的触点穿过通孔露出于塑胶主体的表面，母座的端子布设于塑胶主体上对应通孔的内端，当两连接面吸附时，一连接面的公座触点可以通过另一连接面的母座端子的通孔与该端子接触导通；所述辅助磁块亦与对应的磁吸金属相吸附；所述母座的端子固定于PCBA板上。
作为进一步的改进，所述公座的触点为弹簧探针或弹片，所述母座的端子为导电金属片。
作为进一步的改进，所述磁性连接器为正六面体，每个面均为磁吸连接面。
本发明中对公座和母座的设置，确保了两连接器相互任意旋转90度后仍实现电流、数据或信号的稳定导通，其结构设计精巧简约，便于加工制造；本发明的磁吸方案主要由中心位置的磁块实现，降低了磁体的用量和装配空间，再加上设置在边沿位置的辅助磁块，更增加了吸附的稳定性。整体的，本方案提供了一种全新的磁性连接器结构，具有实质的创新效果且实用性强，可广泛的运用于电子积木等需要拆接导通的电子拼接技术领域。
附图说明
图1为本发明最佳实施例的主视图；
图2为本发明中公座母座的设置原理示意图；
图3为本发明最佳实施例的结构爆炸图；
图4为本发明最佳实施例的侧面立体图。
图中：1-触点；2-端子；3-磁块；4-塑胶主体；5-PCBA板；6-磁吸金属；7-辅助磁块；8-磁吸金属圈架；9-十字中心虚拟线；10-十字斜虚拟线；41-通孔；42-辅助磁吸孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本发明的一种磁性连接器，如图2所示的，它包括电路板(在本最佳实施例中为PCBA板5)、公座和母座，公母座均与电路板电连接。其中公座包括至少一个触点1，母座包括至少一个端子2，公母座对接时触点接触端子实现电路导通，在具体实施例中，公座的触点一般是3个左右，对应的，母座的端子也在3个左右，公座和母座是对应关系，具体的触点和端子的数量，根据具体的设计需求而定，在最佳的实施例中，采用3个。
所述连接器包括至少一个磁吸连接面，该连接面上设置有一组公座和四组母座以及磁吸组件，连接器之间通过该磁吸连接面相吸附，进而使公座的触点1与其中一组母座的端子2接触以实现电/数据导通；为了实现本发明方案所要解决的具体问题，即确保了两连接器相互任意旋转90度后仍实现电流、数据或信号的稳定导通这一技术问题，本发明的最主要的创新技术特征是公座的触点1和其对应的母座端子2是按以下方式设置：
以连接面中心点为基点，分出相互垂直的纵向和横向两条十字中心虚拟线9，并将十字中心虚拟线绕基点旋转45度角形成两条十字斜虚拟线10，十字中心虚拟线9和十字斜虚拟线10将整个连接面分为八个均等的45度角区域，所述公座的触点设置于任意一个区域内部，该内部的含义是，触点1不能设置在十字中心虚拟线9和十字斜虚拟线10上，因为这将导致无法实现发明目的。(需要强调的是，本案为了便于表述触点及端子相互之间的位置，而采用辅助虚拟线来阐明其位置关系，而这些虚拟线在实际产品中并不实际体现在产品上，虚拟线并不是产品的技术特征，该表述特征仅是触点和端子的相互位置关系的限定特征。)
在确定了公座的触点位置后，第一母座的端子设于紧邻该公座触点的十字中心虚拟线的另一侧，两者之间相对于该紧邻的十字中心虚拟线为距离最近的镜像关系，参见图2；其余三组母座的端子与所述第一母座的端子在以基点为圆心的圆上均布，相邻两端子之间的直线距离相等，就是相邻端子与基点的连线互相垂直关系。这样的设计对于两个相同的磁吸连接面而言，在镜像对接的情况下，刚好是一面的公座对应另一面的任一母座，在其中一个面相对于另一个面旋转90度的情况下，一面的公座会对应另一面的另一母座，始终确保了公母座的吸附导通。该结构设计非常精巧微妙，具有高度的创造性。
在公座的触点为多个的情况下，其每个触点的设置位置和该触点所对应的端子的位置都遵守上述设置方式，这里所述的对应关系是指触点和端子均在以基点为圆心的同半径圆上。如图1和2中所示的是本发明的最佳实施例，在该最佳实施例中，触点为3个，直线一字排开；母座的3个端子也是如此一字排开，每个触点所对应的每个母座的端子都是在以基点为圆心的同半径圆上，这样设置就为了确保了两连接器相互任意旋转90度后仍实现触点和端子接触，以使得电流、数据或信号的稳定导通。
在实际设计中，公座的触点1也可以非一字排开的设置，每个触点均可以在满足前述设置方式的条件下任意设置，而与该触点对应的母座端子2也应与该触点的设置关系符合前述之设置方式。
在具体的实施例中，如图3和4所示的，磁吸组件包括设置在基点位置的可自由调整磁极的磁块3，磁块可以是径向充磁磁铁、磁珠等等。
为了增加了吸附力，保障吸附的稳定性，在实施例中，磁吸组件还包括设置于公座所在45度角区域内的辅助磁块7；已经对应的，还包括设置于各母座区域的磁吸金属6，所述辅助磁块7与磁吸金属6的设置方式与公座的触点和母座的端子之设置方式相同，这样也可以满足在两连接器相互任意旋转90度后仍实现辅助磁块7与磁吸金属6的吸附，而不至于对空起不到吸附作用。
在具体的设计制造中，所述磁吸连接面主要由塑胶主体4和PCBA板5构成，所述塑胶主体4上开设有若干通孔41，公座的触点1穿过通孔41露出于塑胶主体的表面，母座的端子2布设于塑胶主体上对应通孔41的内端，当两连接面吸附时，一连接面的公座触点1可以通过另一连接面的母座端子2的通孔41与该端子接触导通；所述辅助磁块7亦与对应的磁吸金属6相吸附；所述母座的端子2固定于PCBA板5上。在最佳实施例中，磁吸金属6是直接设置在圆环形的磁吸金属圈架8上，对应于磁吸金属6和辅助磁块7，塑胶主体上设有辅助磁吸孔42，便于吸附。
在制作的选材中，所述公座的触点1可以选择为弹簧探针或弹片，所述母座的端子2为导电金属片。
本方案最佳实施例的磁性连接器为正六面体，每个面均为磁吸连接面，每个连接面是正方形。任意面之间均可良好的吸附导通，并可以任意旋转90度都稳定吸附导通。可广泛的运用于电子积木等需要拆接导通的电子拼接技术领域，丰富拼接方式和增强拼接功能。当然，磁性连接器可以是其他的立体形状，而磁吸连接面也可以是其他的形状，这都属于本发明所保护的范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种磁性连接器，包括电路板、公座和母座，公母座均与电路板电连接，公座包括至少一个触点，母座包括至少一个端子，公母座对接时触点接触端子实现电路导通，其特征在于，所述连接器包括至少一个磁吸连接面，该连接面上设置有一组公座和四组母座以及磁吸组件，连接器之间通过该磁吸连接面相吸附，进而使公座的触点与其中一组母座的端子接触以实现电/数据导通；其中，公座的触点和其对应的母座端子按以下方式设置：
以连接面中心点为基点，分出相互垂直的纵向和横向两条十字中心虚拟线，并将十字中心虚拟线绕基点旋转45度角形成两条十字斜虚拟线，十字中心虚拟线和十字斜虚拟线将整个连接面分为八个均等的45度角区域，所述公座的触点设置于任意一个区域内部；其中第一母座的端子设于紧邻该公座触点的十字中心虚拟线的另一侧，两者之间相对于该紧邻的十字中心虚拟线为距离最近的镜像关系；其余三组母座的端子与所述第一母座的端子在以基点为圆心的圆上均布，相邻两端子之间的直线距离相等。
2.根据权利要求1所述的磁性连接器，其特征在于：所述磁吸组件包括设置在基点位置的可自由调整磁极的磁块。
3.根据权利要求2所述的磁性连接器，其特征在于：所述磁吸组件还包括设置于公座所在45度角区域内的辅助磁块；所述磁吸组件还包括设置于各母座区域的磁吸金属，所述辅助磁块与磁吸金属的设置方式与公座的触点和母座的端子之设置方式相同。
4.根据权利要求3中所述的磁性连接器，其特征在于：所述磁吸连接面主要由塑胶主体和PCBA板构成，所述塑胶主体上开设有若干通孔，公座的触点穿过通孔露出于塑胶主体的表面，母座的端子布设于塑胶主体上对应通孔的内端，当两连接面吸附时，一连接面的公座触点可以通过另一连接面的母座端子的通孔与该端子接触导通；所述辅助磁块亦与对应的磁吸金属相吸附；所述母座的端子固定于PCBA板上。
5.根据权利要求1所述的磁性连接器，其特征在于：所述公座的触点为弹簧探针或弹片，所述母座的端子为导电金属片。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的磁性连接器，其特征在于：所述磁性连接器为正六面体，每个面均为磁吸连接面。
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