CN105206959A - 电子模块和模块化电子构建系统 - Google Patents

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CN105206959A
CN105206959A CN201510641115.3A CN201510641115A CN105206959A CN 105206959 A CN105206959 A CN 105206959A CN 201510641115 A CN201510641115 A CN 201510641115A CN 105206959 A CN105206959 A CN 105206959A
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王镇山
潘可佳
冯斌
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Mepco Technology (Beijing) Co. Ltd.
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王镇山
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Abstract

本发明提供了一种电子模块和一种包含多个电子模块的模块化电子构建系统。所述电子模块包括电路板、壳体、一个或多个磁体以及一个或多个限位部件。所述电路板包括一个顶面、一个底面以及所述顶面和所述底面之间的相对边。所述壳体与所述电路板两个相对边所在的两端相接，其底面包括一个开口。所述磁体设在所述壳体内，能令所述电子模块与另一个电子模块通过磁性相连。每个所述限位部件贯穿所述电路板每边的所述壳体。每个所述限位部件包括从所述壳体顶面延伸出去的凸部，并和所述壳体底面的开口相连接。

Description

电子模块和模块化电子构建系统
技术领域
本发明一般涉及电子领域，并且，更特别地，涉及电子模块、模块化电子构建系统和电子构建产品。
背景技术
如今，技术设备广泛地应用在儿童和成人的日常生活中。然而，大多数人并不知道这些设备的工作方式，也不知道该如何组装构造他们想要的设备。事实上，一个普通人掌握的知识与这个人使用和消费的设备所涉及到的知识之间有很大的差距，从而普通人无法设计或构造电子设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是普通人无法方便地设计或构造电子设备，从而本发明的第一目的在于提供一种操作简易的电子模块，第二目的在于提供一种操作较为容易的模块化电子构建系统。
本发明的总的技术构思是：提供一种无需是编程专家或者无需学习先进电子设备的各种复杂知识，也能让成人和孩子使用的功能性电子模块，并且让儿童或成人能够创建专属自己的互动玩具、物件、或定制的交互产品，同时这些儿童或成人不必是编程专家也不必学习与这些先进电子元件相关的诸多复杂知识，而能实现使用功能性电子模块，以及实现使用模块化电子构建系统和完成电子构建产品。
实现本发明第一目的的技术方案是：本发明的电子模块包括电路板和壳体。所述电路板包括一个顶面、一个底面以及位于所述顶面与所述底面之间的相对边。其结构特点是：还包括一个或多个磁体以及一个或多个限位部件。所述壳体与所述电路板的两个相对边所在的左右两端相接，且壳体的底面包括一个开口。所述一个或多个磁体设在所述壳体内，且所述磁体能令所述电子模块与另一个电子模块通过磁性相连。每个所述限位部件在壳体的厚度方向贯穿位于所述电路板左右两端处的所述壳体。每个所述限位部件包括从所述壳体顶面延伸出的凸部，并接触到所述壳体底面的开口。
每个所述限位部件具有中空结构，从而使得壳体底部的开口可以暴露限位部件的中空结构，使得任何数量的模块可以很容易的固定和堆叠。
每个所述限位部件的中空结构的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形、正方形和三角形。
每个所述限位部件从所述壳体顶面延伸出的凸部为圆柱体，从而使得一个限位部件的凸部可以与另一个模块的壳体底部的开口在垂直方向上进行嵌合，另一个模块的壳体底部的开口可以是跑道形截面。
所述壳体底面的开口能够接合另一个电子模块的一个或多个限位部件，从而防止靠磁性作用堆叠起来的模块（如第一模块和第二模块）在其表面互相滑动，因此可以进一步令两个模块相互锁定。
所述壳体底面的开口的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形、正方形和三角形。
每个所述限位部件的中空结构允许多个模块通过将尼龙绳或标准螺钉穿过所述多个限位部件来进行堆叠，并进一步固定所述多个模块的各个模块的位置。
每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述限位部件（4）的内壁设有内螺纹，与所述内螺纹配套的螺柱、螺杆或螺钉可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述限位部件（4）的内壁的竖直方向设有凹槽；所述模块还包括柱条型卡件，所述卡件外边缘与所述凹槽配套，所述卡件可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
每个所述限位部件的凸部能够单独或多个一起直接与一种玩具积木相接合。
所述壳体底面的开口能与一种桥接件的顶部相接合，所述桥接件包括能与一种玩具积木相接合的底部。
所述电路板的俯视图形状包括矩形、正方形和梯形。
所述磁体包括设在所述电子模块的四个角内的四个磁体。
所述一个或多个磁体与所述一个或多个限位部件在同一个壳体内的位置与彼此相交。
所述电路板包括用做与相邻叠放的电子模块电连接的针连接器，所述针连接器包括弹簧针，所述弹簧针包括pogo针。
所述针连接器包括排成U型的27个弹簧针，或排成H型的大约44个弹簧针，或排成H型的大约88个弹簧针。
实现本发明第二目的的技术方案是：本发明的模块化电子构建系统系统包括多个垂直堆叠的电子模块，其中包含第一电子模块和第二电子模块。每个电子模块包括电路板和壳体。所述电路板包括一个顶面、一个底面以及位于所述顶面与所述底面之间的相对边。其结构特点是：还包括一个或多个磁体以及一个或多个限位部件。所述壳体与所述电路板的两个相对边所在的左右两端相接，且壳体的底面包括一个开口。所述一个或多个磁体设在所述壳体内，且所述磁体能令所述电子模块与另一个电子模块通过磁性相连。每个所述限位部件在壳体的厚度方向贯穿位于所述电路板左右两端处的所述壳体。每个所述限位部件包括从所述壳体顶面延伸出的凸部，并接触到所述壳体底面的开口。
所述磁体包括设在所述每个电子模块的四个角内的四个磁体。
第一电子模块的壳体底面的开口能够接合并固定第二电子模块的一个或多个限位部件的凸部。
每个限位部件具有中空结构，通过将尼龙绳或标准螺钉穿过多个模块的限位部件，垂直堆叠所述多个模块，并进一步固定所述多个模块的的各个模块的位置。
每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述中空结构的内壁设有内螺纹，与所述内螺纹配套的螺柱、螺杆或螺钉可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述中空结构的内壁的竖直方向设有凹槽；所述电子模块还包括柱条型卡件，所述卡件外边缘与所述凹槽配套，所述卡件可穿过多个所述模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
每个限位部件的凸部能够单独或多个一起直接与一种玩具积木相接合。
所述壳体底面的开口能与一种桥接件的顶部相接合，所述桥接件包括能与一种玩具积木相接合的底部。
本发明的其他方面能够根据披露的说明书，权利要求书和附图被本领域技术人员所理解。
本发明具有如下积极效果：本发明所披露的电子模块以及模块化电子构建系统，可以使具有很少或没有电子器件或编程经验的用户来构造基本和复杂的产品；也可以与一个或多个不同类型的积木式系统进行组合，给儿童和成人做游戏，创造和设计的空间，很容易的将所需的电子模块结合到玩具，项目和工程中。让孩子们、青年学生、设计师、非工程师以及其他缺乏必要经验的人可以很容易的操作。对非专业人士来说，以经济有效的方式让电子产品变得更容易理解和运用。所披露的模块和系统可提供一个平台用来加强学习、用于实验和促进创新。
附图说明
以下附图仅仅是为了示意的目的根据所披露的实施例提供的例子，并不意在限制本发明的范围。
图1为本发明的单一模块的一种立体示意图，其中示出了一个模块。
图2为从图1的下方观察时的立体示意图。
图3为图1的立体分解示意图，且示出了其中的磁体的所处位置情况。
图4为图3所示的磁体的立体示意图。
图5为图1所示的模块具有2个时，相互叠放在一起时构成的本发明的模块化电子构建系统的立体示意图。
图6为从图5的下方观察时的立体示意图。
图7为本发明的单一模块的另一种示意图，其所示方向为图1的俯视方向。
图8为图7所示单一模块的仰视示意图。
图9为图7和图8所示的模块的立体示意图。
图10为图7所示单一模块在另一个实施例中的仰视示意图。
图11为图10所示的模块的立体示意图。
图12为本发明的模块化电子构建系统在其顶部与一个不同类型的积木式系统相接合的立体分解示意图。
图13为从图12的下方观察时的立体分解示意图。
图14为图12和图13所示的模块化电子构建系统与不同类型的积木式系统相接合的截面示意图。
图15为本发明的模块化电子构建系统在其底部与一个不同类型的积木式系统相接合的立体分解示意图。
图16为从图15下方观察时的立体分解示意图。
图17为图15和图16所示的模块化电子构建系统与不同类型的积木式系统相接合的截面示意图。
图18为一个实施例中本发明的电子模块的限位部件的横截面图。
图19为为另一个实施例中本发明的电子模块的限位部件的横截面图。
上述附图中的标记如下：电路板1，磁体2，壳体3，限位部件4，针连接器5，开口6，芯片7，微型USB插口8，芯片9，顶面11，底面12，右边13，模块化电子构建系统100，积木200，插嵌槽210，桥接件300，凸起结构330，插嵌槽结构350。
具体实施方式
下面将详细地参考如附图所示的本发明的示意实施例。在可能的情况下，附图中的各个部分提到的相同或相似的部分将采用相同的附图标记。
本发明披露了一种电子模块（也可称为“模块”或“电路块”或“块”或“电子积木”），一种模块化电子构建系统，和/或一种电子构建产品。其中，所披露的模块化电子构建系统包含堆叠在一起的多个（电子）模块，所披露的电子构建产品包括接合了一个或多个不同类型的积木式系统的一个或多个所述模块化电子构建系统。
图1至图3示出了与披露的实施例相一致的用于建立模块化电子构建系统的示意电子模块。图4示出了与披露的实施例相一致的在模块化电子构建系统中用于对模块间进行磁性连接的示意磁体。
如图所示，所披露的示意性的电子模块可包括电路板1（也可称为“电路板部分”）、磁体2（也可称为“磁性材料部件”）、壳体3和限位部件4。所述电子模块中可以添加更多的组件，现有的组件也可以被修改或省略。其中，所述电路板1可包括印刷电路板（printed circuit board, PCB），所述壳体3可包括包裹结构部件，所述限位部件4可包括包裹结构限位部件。
如图所示，电子模块的壳体3有两个，所述电路板1可设置在两个壳体3之间。举例来说，电路板1的两个相对边（例如：左边和右边13）所在的左端和右端可分别插入相应的壳体3中。电路板1包含一个顶面11和一个底面12，可以给设置在电路板1上的电子芯片/元件/设备用做输入/输出接口。例如，在电路板1的底面12可设有多种电子芯片/元件/设备，与此同时，其他所需组件（可以是电子芯片，也可以不是电子芯片）例如文字、图像和/或3D构造形式的图标和商标等，可设在电路板1的顶面11。电路板1的两个相对边位于电路板1的顶面11和底面12之间。所述电路板1的俯视图的形状可以是矩形、正方形和/或梯形。
如图3和图4所示，每个壳体3均包括顶面和底面，其顶面的方向与电路板1的顶面11的方向相同，其底面的方向与电路板1的底面12的方向相同。每个壳体3内可封装磁性连接组件。例如，所述磁性连接组件可包括一个或多个磁体2。在一个实施例中，在每个壳体3内可各布置有两个磁体2。然而，无论多于或少于2个，本发明所披露的模块的壳体3内可含有任意数量的磁体。
所述磁体2可被壳体3的材料包住。磁体2可根据需要以特定的形式塑造并牢固的安装在相应的壳体3中。在一个实施例中，如图1至图3所示，在每个壳体3中的两个磁体2基本上相同，同时每个壳体3可以对称地设置在所述电路板1的相对边的相应一边（一个壳体3在电路板1的左边，另一个壳体3在电路板1的右边）。
在所述模块化电子构建系统中，每个壳体3中的磁体2可用做不同模块间的极化和锁定部件。例如，基本上每个模块中的所有磁体2可使模块的顶面（由两个壳体3的顶面共同构成）具有相同极性的表面磁极，模块的底面（由两个壳体3的底面共同构成）则具有另一种相同极性的表面磁极。
当两个模块即将连接和堆叠在一起的时候，由于两个模块中的磁体2的不同极性间的吸引作用，这两个模块必须只能以一个特定的方式，即正确的方式，进行磁性连接。根据这种设置，两个模块不可能以错误的方式连接（例如错误的将一个模块的按照不期望的方式倒置），这是因为两个不同模块的相同极性会彼此排斥。
这样，磁体2可为模块间提供磁性组合连接，使模块叠放在一起并构成一个模块化电子构建系统。举例来说，通过在每个模块的壳体3中设置类似的（或基本上相同的）磁体2，多个模块可以通过磁性作用在垂直方向上叠放。在一个特定的实施例中，每个模块的四个角落内部可分别各设置一个磁体2，使用户/玩家/制作人员可以方便快捷并且准确的将不同的模块连接起来。注意所述磁体2与所述电路板1之间并没有电连接。
图5和图6示出了与披露的实施例相一致的示意的模块化电子构建系统100的仰视立体图和俯视立体图，其中，所述模块化电子构建系统100包含了两个叠放在一起的模块。为了说明的目的，图5和图6所示的模块化电子构建系统100包括了两个示意性模块。本领域技术人员可以理解，无论多于或少于2个，在模块化电子构建系统中可以包括任意个数的模块。此外，在同一个模块化电子构建系统内的单个模块或成组模块上可集成相同的或不同的电子芯片/元件/设备。
所述芯片或元件可与电路板1电连接并为相应的模块提供所需要的功能。其中的电路板1的底面12上设置了一个芯片7。例如，图7至图9示出了与披露的实施例相一致的第一示意模块。具体地，图7是第一示意模块的俯视图，其底面包含了一个芯片，图8示出了包含芯片7的所述第一示意模块的仰视图，图9是所述第一示意模块的仰视立体图。在一个实施例中，所述第一示意模块的芯片7可以是用作微控制器（micro-control unit，MCU）的核型芯片。
图10和图11示出了与披露的实施例相一致的设有芯片9的第二示意模块。具体地，图10是所述第二示意模块的仰视图，包括了一个微型USB插口8和芯片9，图11是图10所示的第二示意模块的仰视立体图。在一个实施例中，第二示意模块的芯片9可以是一个用于将USB信号转换为TTL（transistor-transistor logic）信号的USB2TTL芯片。
任何合适的电子芯片（或IC芯片）可以通过预先组装或以其它方式集成到相应模块的电路板上，然后将各模块堆叠形成模块化电子构建系统。电子芯片的例子可以包括但不限于：微控制器单元（8位，16位和32位）（如图7至图9所示），ARM CPU，MIPS CPU，USB2TTL（如图10-图11所示），以太网，RS485，USB主机，2.4GHz无线，433兆赫无线，866兆赫无线，950兆赫无线，WiFi，蓝牙，Zigbee，近距离无线通信（NFC），Micro SD，GPS，GPRS/GSM，4G/LTE，无线充电器，MP3解码器，放大器，有机发光二极管（OLED），电机驱动器，步进驱动，（实时时钟）RTC，加速计，陀螺仪，磁场强度，锂电池管理器，双连接板，Arduino到Microduino的引脚转换，皮肤电流传感器，砷探测器，电阻器，电容器，电感器，和/或其他设置在相同或不同的模块中用于制作所希望的模块化电子构建系统的芯片。
模块化电子构建系统中的每个模块可执行一个或多个单独的功能（例如，一个LED，一个按钮，一个光传感器等），并且可以组合这些模块以创建更大的电路。一些模块可以对外部事件做出反应，诸如机械力，触摸，近距离，射频信号，环境条件等。其它一些模块可被预编程设为功能模块，如合成器，振荡器等。还有一些模块可以简单地用于传递电流，如导线模块。其它一些模块可用来提供电流，如电源块/电源模块。该系统还可以包括，例如，适配器板，用于和其他电子模块构建系统（电子积木式系统）和接口适配。
所披露的模块化电子构建系统中的模块互相之间可以电连接。例如，电路板1可包括用于在堆叠的相邻模块之间传递电流的电导体，如金属探针和针连接器5。示意性的针连接器可选用弹簧探针，以防止在使用过程中的损坏，并进一步延长模块的使用寿命。
所述针连接器5可以包括任何合适布局的任何数量的弹簧探针。针连接器5可用作一个模块和下一个模块间的电流传导和/或电子通信。例如，针连接器5可以是弹簧针如弹簧顶针（或称为“pogo pin” 或pogo弹簧针），用于确保堆叠模块之间的连接。在一个实施例中，pogo pin可以包括排成U型的27个pogo pin，或排成H型的大约44个pogo pin，或排成H型的大约88个pogo pin。进一步地，除弹簧探针外任何其他用于在模块间传递电流和通信的合适的手段，都应包含在本发明所披露的范围内。
在各种实施例中，先在PCB上设置（如通过焊接或钎焊）电子芯片以形成一个集成电路板1，然后将壳体3（如塑料壳体）、磁体2以及所述集成电路板1组装起来即可形成一个模块。
回到图1至图3，限位部件4可设在每个和电路板1相连的壳体3。例如，限位部件4可设为贯穿壳体3的整个厚度。在一个实施例中，一个或多个限位部件4可设为在厚度方向上贯穿任一壳体3。例如，限位部件4可设在相应壳体3内相邻的磁体2之间。在另一些实施例中，每个壳体3内可包含采用任何用合适的方案设置的限位部件4和磁体2。例如，在每个壳体3内，限位部件4可与磁体2交叉设置。
限位部件4可包括从壳体3顶面延伸出的凸部，从而延伸出电路板1的顶面。在一个实施例中，壳体3和/或限位部件4的凸部可以由非导电材料制造，如塑料。
如图1和图2所示，限位部件4可具有中空结构。所述限位部件4的中空结构的横截面可具有不同形状，包括但不限于，圆形、椭圆形、多边形、矩形、正方形和三角形。
如图2所示，在壳体3的底部可形成一个开口6。所述开口6可以是在壳体3底面的深度方向凹入的结构（如沟，凹槽和/或跑道形结构）。开口6的横截面形状包括但不限于椭圆形、圆形、长方形、正方形和三角形。在一个实施例中，开口6具有跑道形状的截面。
每个壳体3底部的开口6可设在与贯穿每个壳体3的限位部件4相应的位置，这样开口6可以暴露限位部件4的中空结构。换句话说，限位部件4的中空结构可以穿过壳体3来与其底部的开口6相连接。
壳体3底部的开口6的尺寸（如深度）、形状和/或位置可以根据相同模块或不同模块的限位部件4的尺寸、形状和/或位置来确定。例如，在壳体3底部的开口6与从壳体3的顶面上延伸出的限位部件4的凸部可以进行对应的设置，使得在第一模块底部的开口6可以与第二模块顶面的限位部件4的凸部进行嵌合或接合，以防止靠磁性作用堆叠起来的模块（如第一模块和第二模块）在其表面互相滑动，因此可以进一步令两个模块相互锁定。在这种情况下，通过嵌合第一模块的开口6与第二模块的限位部件4的凸部，第一模块在垂直方向（也即厚度方向）上与第二模块堆叠并锁定。
此外，每个模块的限位部件4的中空结构使得任何数量的模块可以很容易的固定和堆叠，例如，用尼龙绳或标准螺钉（如M3螺钉）穿过模块中相应的限位部件4的中空结构。在所披露的模块化电子构建系统中，这种设置可进一步固定所需数目的模块的位置。
在一些实施例中，限位部件4的内壁可以有内螺纹或者有竖直方向排列的凹槽，与螺纹或凹槽配套的螺栓、螺柱、螺钉或者配套的卡件可以穿过多个模块的限位部件4的中空结构并起到固定作用。在另一些实施例中，限位部件4的中空结构的横截面为在基本形状的外边缘处增加一个或多个突起部分。基本形状可包括圆形、椭圆形、矩形和多边形等。突起部分的形状可包括圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形和三角形等。配套的柱条型卡件可以是中空的也可以是实心的，只要外边缘配套即可。
图18和图19为限位部件4的横截面的举例示意图。阴影部分表示实心。如图18所示，限位部件4的中空结构的横截面基本为圆形，在圆形外边缘0°和180°的地方分别设有相同大小的圆角矩形突起部分，即在限位部件4内壁的竖直方向上形成图示形状的凹槽。与限位部件4的中空结构配套的卡件可以穿过多个模块的限位部件4的中空结构并起到固定作用。如图19所示，限位部件4的中空结构的横截面可以为十字形，即限位部件4的中空结构在竖直方向上为十字形凹槽。与限位部件4的中空结构配套的十字形柱条卡件可以穿过多个模块的限位部件4的中空结构并起到固定作用。
在一个实施例中，壳体3顶面上的限位部件4的凸部可以是圆柱体，凹进壳体3底部的开口6可以具有跑道型横截面。
此外，壳体3的顶面上的限位部件4的凸部和/或壳体3底部的开口6可以设为与其他不同类型的合适的模块式构建系统（或积木式系统，如玩具积木系统）相匹配的尺寸，形状和/或位置。所述玩具积木系统可包括如乐高®积木系统。
在一个实施例中，限位部件4的凸部可包括如圆形固定件或其他合适的部件等从壳体3的顶面突出或凸起，这样可以直接与任何种类的玩具积木块（如乐高®积木）直接接合。
在一些其他实施例中，限位部件4的凸部可设为从壳体3的底面延伸，同时开口6可以相应的设为从壳体3的顶面凹入，来提供图1至图11所示的类似功能，包括令各个模块可以垂直堆叠、与其他种类的积木块接合、利用限位部件4的中空结构将堆叠的模块进行固定等。
图12至图14示出了与披露的实施例相一致的一个模块化电子构建系统在其顶部与一个不同类型的积木式系统相配合。具体地，图12示出了模块化电子构建系统100在其顶部与不同类型的积木式系统200相配合的俯视分解立体图，图13和图14分别示出了模块化电子构建系统100与不同类型的积木式系统200相配合的仰视分解立体图和分解截面图。
如图12至图14所示，从模块化电子构建系统100的壳体3顶面延伸上去的限位部件4的凸部可用作安装部件来配合具有互补形状的在所述不同类型的积木式系统200底部的插嵌槽210。例如，限位部件4的凸部可设在适当的位置并设有适当的形状，这样如乐高®积木等玩具积木系统可以用其插嵌槽部件来接受、匹配或者固定限位部件4。
值得注意的是，在将乐高®积木与所披露的模块相固定时，并不需要其他部件的帮助。此外，所披露的模块化电子构建系统的每个模块都可以独立的或者联合的与一个或多个乐高®积木嵌合。
图15至图17示出了与披露的实施例相一致的一个模块化电子构建系统在其底部与一个不同类型的积木式系统相配合。具体地，图15示出了模块化电子构建系统100在其底部通过桥接件300与不同类型的积木式系统200相配合的俯视分解立体图，图16和图17分别示出了模块化电子构建系统100通过桥接件300与不同类型的积木式系统200相配合的仰视分解立体图和分解截面图。
如图15至图17所示，在模块化电子构建系统100的壳体构件底部凹入的开口6可与在其顶部设有互补形状的凸起结构330的桥接件300配合。同时，桥接件300的底部设有与不同类型积木式系统200（如乐高®积木）顶面的顶部结构（如：凸起）互补的插嵌槽结构350。
因此，桥接件300可作为安装部件，其一边（如桥接件300的上边）用来与模块化电子构建系统100相嵌合，其另一边（如桥接件300的下边）用来与不同类型的积木式系统200相嵌合。
如图12至图14以及图15至图17所示，一个或多个模块化电子构建系统100与一个或多个不同类型的积木式系统200的组合可以给儿童和成人做游戏，创造和设计的空间，很容易的将所需的电子模块结合到玩具，项目和工程中。例如，可以创造一种电子构建产品，其中包括在垂直方向用桥接件连接（或不使用桥接件连接）的多个模块化电子构建系统100和与其相连的一个或多个不同类型的积木式系统200。
在一些实施例中，所披露的模块化电子构建系统100可与任何类型的积木式系统（包括玩具积木系统）组合和配合，限位部件4的凸部和/或开口6可通过任意合适的方式相组合。
在这种方式下，独立的模块可以使具有很少或没有电子器件或编程经验的用户来构造基本和复杂的产品，例如传感器和/或可交互的模拟和数字电路。所披露的模块可重复使用，可重新安排；从规模上说，从小而简单的电路到大而复杂的电路均可构建实现；并且也足够精密使得操控各模块可以做出复杂的性能设计。例如，一个电子模块的大小可以和美国四分之一硬币相似。
另外，这些模块可以形成系列的电子元件用来创建更大，更复杂的部件或系统。事实上，一个用户/玩家/制造商几乎可以无限扩充模块的系列，向他们的模块库中添加任何需要的新组件。用户甚至可以创建自己的模块，并将其添加到自己收藏的系列中。
在一些实施例中，包含了所需数量模块的模块化电子构建系统100可以作为单套产品或单个组合进行商业化。所述单套产品可以包括一个或多个不同的模块或不同类型的模块，以及存储这些模块的容器，还可以进一步包括配件，说明材料，或其它适当的部件。单套产品可以包括旨在以若干组合（包括单个组合）进行组装并执行各种功能的多个模块。单套产品还可以针对特定年龄组设计，例如，相比于针对高中水平的产品，针对小学水平的产品可包括较少的和/或较不复杂的模块。
因此，有不同功能的不同模块可以通过数以千百计的组合形成不同的电路，各个元件直接即时反应，并且无需任何编程，焊接或电路装配。用户无需编写任何代码，通过手动操控元件就能够设计电路的性能。
在模块系列中可选择预编程和预装配的模块，这样无需编程和电子知识，即可构建作为复杂的产品原型或电路的模块化电子构建系统。另外，每个模块可以具有不同的颜色，以进一步区分彼此，并给用户提供更好的体验。
进一步地，用户无需编程逻辑和电路构建方面的专业知识，可以使用特定的应用程序将预先写好的代码复制到模块来创建自己的功能模块。例如，可以预先准备所有需要的程序代码，让用户可从网络（例如，一个网站）上复制并粘贴到有蓝牙连接功能的模块中。
更进一步地，可以为产品或设备添置发光部件、发声部件、按钮和其他电子部件，让孩子们、青年学生、设计师、非工程师以及其他缺乏必要经验的人可以很容易的操作。对非专业人士来说，以经济有效的方式让电子产品变得更容易理解和运用。所披露的模块和系统可提供一个平台用来加强学习、用于实验和促进创新。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (20)

1.一种电子模块，包括电路板（1）和壳体（3），所述电路板（1）包括一个顶面（11）、一个底面（12）以及位于所述顶面（11）与所述底面（12）之间的相对边，其特征在于：
所述电子模块还包括一个或多个磁体（2），以及一个或多个限位部件（4）；
所述壳体（3）与所述电路板（1）两个相对边所在的左右两端相接；
所述壳体（3）的底面包括一个开口（6）；
所述磁体（2）设在所述壳体（3）内；
所述磁体（2）能令所述电子模块与另一个电子模块通过磁性相连；
所述限位部件（4）在壳体（3）的厚度方向贯穿位于所述电路板（1）左右两端处的所述壳体（3）；
每个所述限位部件（4）包括从所述壳体（3）顶面延伸出去的凸部，并和所述壳体（3）底面的开口（6）相连接。
2.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）具有中空结构；每个所述限位部件（4）的中空结构的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形、正方形和三角形。
3.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）从所述壳体（3）顶面延伸出的凸部为圆柱体。
4.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：所述壳体（3）底面的开口（6）能够接合另一个电子模块的一个或多个限位部件（4）；所述壳体（3）底面的开口（6）的横截面形状包括圆形、椭圆形、矩形、正方形和三角形。
5.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述限位部件（4）的内壁设有内螺纹，与所述内螺纹配套的螺柱、螺杆或螺钉可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
6.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述限位部件（4）的内壁的竖直方向设有凹槽；所述模块还包括柱条型卡件，所述卡件外边缘与所述凹槽配套，所述卡件可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
7.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）的凸部能够单独或多个一起直接与一种玩具型积木（200）相接合。
8.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：所述壳体（3）底面的开口（6）能与一种桥接件（300）的顶部相接合，所述桥接件（300）包括能与一种玩具型积木（200）相接合的底部。
9.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：所述电路板（1）的俯视图形状包括矩形、正方形和梯形。
10.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：所述磁体（2）包括设在所述电子模块的四个角内的四个磁体。
11.根据权利要求1所述的电子模块，其特征在于：所述一个或多个磁体（2）与所述一个或多个限位部件（4）在同一个壳体（3）内的位置与彼此相交。
12.根据权利要求1所述的模块，其特征在于：所述电路板（1）包括用做与相邻叠放的电子模块电连接的针连接器（5），所述针连接器（5）包括弹簧针，所述弹簧针包括pogo针。
13.根据权利要求12所述的模块，其特征在于：所述针连接器（5）包括排成U型的27个弹簧针，或排成H型的大约44个弹簧针，或排成H型的大约88个弹簧针。
14.一种模块化电子构建系统，包括：
多个电子模块，包括第一电子模块和第二电子模块；其中每个电子模块包括电路板（1）和壳体（3），所述电路板（1）包括一个顶面（11）、一个底面（12）以及所述顶面（11）和所述底面（12）之间的相对边，其特征在于：
所述电子模块还包括一个或多个磁体（2），以及一个或多个限位部件（4）；
所述壳体（3）与所述电路板（1）两个相对边所在的左右两端相接；
所述壳体（3）的底面包括一个开口（6）；
所述磁体（2）设在所述壳体内；
所述磁体（2）能令所述电子模块与另一个电子模块通过磁性相连；
所述限位部件（4）在壳体（3）的厚度方向贯穿位于所述电路板（1）左右两端处的所述壳体（3）；
每个所述限位部件（4）包括从所述壳体（3）顶面延伸出去的凸部，并和所述壳体（3）底面的开口（6）相连接。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：所述磁体（2）包括设在所述每个电子模块的四个角内的四个磁体。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：第一电子模块的壳体（3）底面的开口（6）能够接合并固定第二电子模块的一个或多个限位部件（4）的凸部。
17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述中空结构的内壁设有内螺纹，与所述内螺纹配套的螺柱、螺杆或螺钉可穿过多个所述电子模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
18.根据权利要求1所述的模块，其特征在于：每个所述限位部件（4）具有中空结构，所述中空结构的内壁的竖直方向设有凹槽；所述电子模块还包括柱条型卡件，所述卡件外边缘与所述凹槽配套，所述卡件可穿过多个所述模块的所述限位部件（4）的中空结构并起到固定作用。
19.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：每个限位部件（4）的凸部能够单独或多个一起直接与一种玩具型积木（200）相接合。
20.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：所述壳体（3）底面的开口（6）能与一种桥接件（300）的顶部相接合，所述桥接件（300）包括能与一种玩具型积木（200）相接合的底部。
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