CN105727571A - 电子积木 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电子积木。电子积木，包括电源单元、功能单元、控制单元和通信单元，控制单元分别与电源单元、功能单元和通信单元电联接，通信单元包括总线通信结构，电源单元包括自动极性反转电路。通本发明电子积木，通过总线通信模式，电子积木之间可以随意拼接，无需按特定的顺序安装线路；通过自动极性反转电路，可以让多个电子积木之间随意拼接，无需担心正负极安装，不需要设置防呆设计；通过设置功能单元，实现功能多样化，且方便功能扩展。

Description

电子积木

技术领域

本发明涉及益智玩具领域，特别涉及电子积木。

背景技术

积木作为儿童启蒙学习的益智类玩具，已经得到了众多家长的广泛认可。传统积木拼接之后，无法实现人机交互体验，因此电子积木应运而生。一般的电子积木功能需要将不同的单元接入到对应的端口才能正常工作，且需要做防呆设计，从而无法达到随意拼接的目的。而且这些电子积木功能简单，无法实现更加复杂的功能(比如，通过手机APP设置一个积木闹钟等)；且这些电子积木扩展出的功能单元功能类似，扩展意义不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需做防呆设计，可以随意拼接、丰富扩展和功能多样的电子积木。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，电子积木，包括电源单元、功能单元、控制单元和通信单元，控制单元分别与电源单元、功能单元和通信单元电联接，通信单元包括总线通信结构。通过总线通信模式，电子积木之间可以随意拼接，无需按特定的顺序安装线路，不需要设置防呆设计。

在一些实施方式中，电源单元包括自动极性反转电路，自动极性反转电路包括MOS管。通过自动极性反转电路，可以让多个电子积木之间随意拼接，无需担心正负极安装，通过多个MOS管设立桥堆，实现自动极性反转。

在一些实施方式中，电源单元包括多个电源正负极，通信单元包括信号线，电源正负极以信号线为中心进行中心对称设置。电源正负极以信号线为中心进行中心对称设置，实现电子积木拼接随意旋转。

在一些实施方式中，功能单元包括信号输入采集单元、信号输出控制单元和综合信息处理单元。功能单元可以按需求设置，实现功能多样化，且方便功能扩展。

在一些实施方式中，信号输入采集单元包括人体感应单元、无线WIFI单元、声控单元。信号输入采集单元通过采集信号，并将信号传输到控制单元，并按功能需求传递到输出单元。

在一些实施方式中，信号输出控制单元包括LED灯光单元、电机单元、闹钟单元、音乐单元。信号输出控制单元接收控制单元指令，输出实现功能。

在一些实施方式中，综合信息处理单元包括带按键的LCD显示单元、带显示的无线发送单元。综合信息处理单元与控制单元进行数据传递交互，实现控制功能。

在一些实施方式中，电子积木为多个，每个电子积木分别设置拼装结构，多个电子积木通过拼装结构拼装连接。多个电子积木通过拼装结构实现电子积木的拼装。

在一些实施方式中，拼装结构包括磁铁，电子积木表面设有磁铁。通过磁铁的磁性吸引力，拼装电子积木，并保证对吸面的重合。

在一些实施方式中，拼装结构包括凹凸面，电子积木外表面为凹面或凸面。设置凹凸面，方便拼装面的重合对齐。

本发明的有益效果为：本发明电子积木，通过总线通信模式，电子积木之间可以随意拼接，无需按特定的顺序安装线路；通过自动极性反转电路，可以让多个电子积木之间随意拼接，无需担心正负极安装，不需要设置防呆设计；通过设置功能单元，实现功能多样化，且方便功能扩展。

附图说明

图1为本发明电子积木结构框架示意图；

图2为本发明实施例1自动极性反转电路示意图；

图3为本发明实施例1电源正负极与信号线示意图；

图4为本发明实施例2电源正负极与信号线示意图；

图5为本发明实施例1拼装结构示意图；

图6为本发明实施例2拼装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，电子积木，包括通信单元1、控制单元2、电源单元3和功能单元4，控制单元2分别与电源单元3、功能单元4和通信单元1电联接，通信单1元包括总线通信结构11，电源单元3包括自动极性反转电路31。功能单元4包括信号输入采集单元41、信号输出控制单元42和综合信息处理单元43。控制单元2为单片机。

总线通信结构11实现方式为：每个不同功能的电子积木块都设置有唯一性的通信地址码。通信发起模块将对应的地址码包含在通信信息中，如果通信信息中包含的地址码和电子积木的通信地址码一致的时候，这个电子积木才会做出回应，将自己的信息发送给通信发起模块；如果不一致，则该电子积木不做回应。因此确保通信信号线上的信号正常。电子积木块的通信信号线都要设置为OD输出。这样才能保证两个模块通讯时不被其他模块影响。

以信号输入采集单元41选择声控单元，信号输出控制单元42选择闹钟单元、音乐单元，综合信息处理单元43选择带按键的LCD显示单元总计四个积木模块为例：声控单元积木模块接收外界声控信号，该声控命令需要启用闹钟单元和音乐单元以及LCD显示单元，声控单元积木模块的控制单元，处理编辑命令并通过通信单元发出通信信号到闹钟单元积木模块、音乐单元积木模块和带按键的LCD显示单元积木模块；带按键的LCD显示单元积木模块接收信号，在LCD显示屏显示状态命令，并发送按键设置命令到闹钟单元积木模块和音乐单元积木模块；闹钟单元积木模块实现闹钟设定，时间调整等功能，并将回馈信号发送到带按键的LCD显示单元积木模块；音乐单元实现上下曲、播放、停止，并将回馈信号发送到带按键的LCD显示单元积木模块；带按键的LCD显示单元积木模块显示回馈信号，显示闹钟时间、音乐播放状态。

如图2所示，+标示电源正极，-表示电源负极，s标示信号。对于信号线s，模块调换方向，信号线永远在一个地方，因此无需防呆。

如图3所示，对应电源正负极，我们在模块内部设计有自动极性反转电路11，自动极性反转电路11实现原理：假设BAT端子左正右负，因为MOS有体二极管相当于桥堆，所以下面低电压，上面高电压。下面低电压，那么右下角Nmos栅极得到正压导通。同理，上面高电压，那么左上角PMOS栅极得到负压导通。最后，输出电压等于输入电压，内阻等于P管RdsON+N管RdsON，假设做充电极性转换，为防止4个mos不能形成2个导通2个截止的稳定状态而消耗能量，所以加入2个电阻，阻值选择为300K，上电后左端BAT电压将高于右端BAT电压，平衡破坏，MOS趋于稳定。

如图5所示，每个电子积木分别设置拼装结构5，多个电子积木通过拼装结构拼装5连接，拼装结构5为磁铁51，电子积木表面设有磁铁51。通过磁铁51的磁性吸引力，拼装电子积木，并保证对吸面的重合。

实施例2

如图1所示，电子积木，包括通信单元1、控制单元2、电源单元3和功能单元4，控制单元2分别与电源单元3、功能单元4和通信单元1电联接，通信单1元包括总线通信结构11。功能单元4包括信号输入采集单元41、信号输出控制单元42和综合信息处理单元43。控制单元2为单片机。

总线通信结构11实现方式为：每个不同功能的电子积木块都设置有唯一性的通信地址码。通信发起模块将对应的地址码包含在通信信息中，如果通信信息中包含的地址码和电子积木的通信地址码一致的时候，这个电子积木才会做出回应，将自己的信息发送给通信发起模块；如果不一致，则该电子积木不做回应。因此确保通信信号线上的信号正常。电子积木块的通信信号线都要设置为OD输出。这样才能保证两个模块通讯时不被其他模块影响。

信号输入采集单元41选择人体感应单元，信号输出控制单元42选择LED灯光单元，两个电子积木模块通信方式如下：

人体感应单元积木模块通过人体感应单元感应到人体热量，控制单元2识别并将信号通过通信单元1发送到LED灯光单元积木模块；LED灯光单元积木模块接收信号并通过LED灯光单元实现LED灯亮。

如图4所示，+标示电源正极，-表示电源负极，s标示信号，电源单元3包括多个电源正负极，通信单元1包括信号线，电源正负极以信号线为中心进行中心对称设置，电源正负极，在模块旋转过程中，负极始终是对应负极，正极始终是对应正极，从而实现了随意转动，无需防呆设置。

如图6所示，每个电子积木分别设置拼装结构5，多个电子积木通过拼装结构拼装5连接，拼装结构5为为凹凸面52，电子积木外表面为凹面或凸面，设置凹凸面52，方便拼装面的重合对齐。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.电子积木，其特征在于，包括通信单元(1)、控制单元(2)、电源单元(3)和功能单元(4)，所述控制单元(2)分别与电源单元(3)、功能单元(4)和通信单元(1)电联接，所述通信单(1)元包括总线通信结构(11)。

2.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述电源单元(3)包括自动极性反转电路(31)，所述自动极性反转电路(31)包括MOS管。

3.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述电源单元(3)包括多个电源正负极，所述通信单元(1)包括信号线，所述电源正负极以信号线为中心进行中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述功能单元(4)包括信号输入采集单元(41)、信号输出控制单元(42)和综合信息处理单元(43)。

5.根据权利要求4所述的电子积木，其特征在于，所述信号输入采集单元(41)包括人体感应单元、无线WIFI单元、声控单元。

6.根据权利要求4所述的电子积木，其特征在于，所述信号输出控制单元(42)包括LED灯光单元、电机单元、闹钟单元、音乐单元。

7.根据权利要求4所述的电子积木，其特征在于，所述综合信息处理单元(43)包括带按键的LCD显示单元、带显示的无线发送单元。

8.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述电子积木为多个，每个所述电子积木分别设置拼装结构(5)，多个所述电子积木通过拼装结构拼装(5)连接。

9.根据权利要求8所述的电子积木，其特征在于，所述拼装结构(5)包括磁铁(51)，所述电子积木表面设有磁铁(51)。

10.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述拼装结构包括凹凸面(52)，所述电子积木外表面为凹面或凸面。