CN105817040A - 一种电子积木模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子积木模块，它包括本体、本体顶部上的凸起、本体底部的凹槽，所述本体内设有一空腔，还包括电路板、子连接器和母连接器，电路板设置在空腔内；母连接器设置在凸起的上开口内，母连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与电路板上信号端、电源端、接地端电连接；子连接器设置在凹槽的下开口内，子连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与本体腔体内的电路板信号端、电源端、接地端进行电连接，母连接器与另一块模块上的子连接器可嵌套连接。由于采用这样的结构，各电子积木模块拼接更加方便和稳固，内置在模块体内的电子器件连接导通实现总线式通信，搭建出来模型与使用者产生互动。

Description

一种电子积木模块
技术领域
本发明涉及一种益智玩具和教育用机器人的技术领域，特别是一种设置有电子器件的积木。
背景技术
乐高公司是世界著名的玩具制造商，其发明的拼装式玩具能够开发孩子的智力和锻炼孩子动手能力，积木玩具的销量位于世界十大玩具之列。目前市面上乐高款式的拼装式玩具有很多，这些玩具大多都是通过不同体积的积木相互叠加的方式搭建不同主题的玩具模型。
传统的拼装式积木玩具由于缺少与使用者互动功能，从而降低了乐趣性，小朋友慢慢不喜欢玩了。随着微电子技术的发展，国内一些大的玩具生产商推出了模块化电子机器人套件，但这些机器人基本都是通过连接线的方式连接各种内置有电子器件的模块，通过外部导线的连接方式势必需要一个良好的接头以及相配合的接口，当导线和接口数量较多时，容易使用户造成混乱，不利于模型的搭建，小孩误操作也会破坏接口，使功能模块与主控端接触不良。
另外国外玩具厂商采用是的磁石的方式，将两个传感器模块通过磁石粘合在一起，使两模块上的金属弹片相互接触导通从而产生互动。存在问题是：磁石式的连接方式只能横向扩展，各模块之间无法采用常规的积木叠加方式堆叠组合，故无法搭建立体模型；同时磁石式的连接方式容易脱离，电子器件的功能会因线路断开而无法实现其相应的功能，由此可看出该种方式下的电路设计在组合方式上不够灵活，因此，如何提供一种结构简单、堆叠组合方便的电子积木模块，且各模块之间可以导通，不仅可以通过叠加的方式搭建出各种模型，而且搭建出来的模型还可以与使用者产生互动，除此之外还能与现有的乐高式积木玩具进行混合使用。
发明内容
本发明的目的是：为了解决上述的问题，提供一种电子积木模块，它采用积木叠加拼接的方式，实现各电子模块之间组装拼接得更加方便和稳固，同时内置在电子积木模块体内的电子器件采用总线的方式进行连接和通信，可搭建出多种智能型机器人模型，具有较高的灵活性，实现人机互动，还可与现有的乐高式积木玩具混合使用。
本发明是这样实现的：本发明所述的一种电子积木模块，它包括本体、设置在本体顶部表面上的凸起、设置在本体底部的可嵌入凸起的凹槽，所述凸起呈圆筒形，所述本体的体内设有一空腔，其特征于：还包括电路板、母连接器和子连接器，所述电路板设置在本体的空腔内；
所述母连接器设置在凸起的上开口内，母连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与电路板上信号端、电源端、接地端电连接；
所述子型连接器设置在凹槽的下开口内，子连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与本体腔体内的电路板信号端、电源端、接地端进行电连接。
所述母连接器与子连接器可嵌套连接。
所述的一种电子积木模块，其特征在于：所述母连接器呈圆柱形，它包括第一导电套环、第二导电套环和导电插针，第一导电套环与地线端连接，第二导电套环与数据总线连接，插针与电源线路连接；
所述子连接器呈圆柱形，它包括第三导电套环、第四导电套环和导电管，第三导电套环与电路的地线连接，第四导电套环与数据总线连接，导电管与电源线路连接。
拼接状态时，积木模块上的凸起与另一积木模块上的凹槽对位，凹槽内的子连接器嵌入凸起上的母连接器，母连接器的插针插入子连接器的导电管体内电连接，母连接器的第一导电套环与子连接器的第三导电套环配合并电连接，母连接器的第二导电套环与子连接器的第四导电套环配合并电连接，三线电路一一对应连通。
所述的一种电子积木模块，其特征在于：所述电路板包括第一层电路板、第二层电路板，所述母连接器焊接在第一层电路板的上表面，所述子连接器焊接在第二层电路板的下表面，第一层电路板、第二层电路板分别固定在骨架上，第一层电路板与第二层电路板通过导体连接。
所述的一种电子积木模块，其特征在于：所述母连接器呈圆柱形，它包括第一导电套环、第二导电套环，第一导电套环的内表面设有导电层，第二导电套环的外表面设有导电层，第二导电套环的内表面竖立设置导电弹片；
所述子连接器呈圆柱形，它包括第三导电套环和导电柱，第三导电套环的内表面竖立设置导电弹片，第三导电套环的外表面竖立设置导电弹片；
母连接器与子连接器嵌套电连接，子连接器上的导电柱与母连接器上的第二导电套环通过导电弹片接触导通，子连接器上的第三导电套环的内表面上导电弹片与第二导电套环的导电层接触导通，子连接器上的第三导电套环的外表面上导电弹片与第一导电套环的导电层导通；母连接器与子连接器实现三线一一导通。
所述的电子积木模块，其特征在于：所述母连接器与子连接器在一同轴心线上。
本发明提供的电子积木模块，由于采用这样的结构，各电子积木模块拼接更加方便和稳固，不仅能实现积木的拼接方式，通过叠加的办法来搭建各种模型，而且内置在各电子积木模块体内的电子器件连接导通实现总线式通信，搭建出来模型可以与使用者产生互动，变成智能机器人的电子玩具；同时，还可与现有的乐高式的积木玩具进行混合使用，大大增强现了积木式玩具的娱乐性和趣味性。
附图说明
图1是本发明实施例1的立体图之一。
图2是本发明实施例1的立体图之二。
图3是本发明实施例1的剖视图。
图4是本发明实施例1无壳体的立体图。
图5是本发明实施例1的拼接方式示意图。
图6是本发明实施例1的拼接状态示意图。
图7是本发明实施例1的组合状态剖视图。
图8是本发明实施例2的母连接器。
图9是本发明实施例2的子连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的电子积木模块详细说明，本发明所述的电子积木模块附图，仅示意性的标示出各部件的相对位置关系，并不代表其实际形状。
实施例1
如图1、图2、图3和图4所示，本发明所述的电子积木模块，它包括本体1、设置在本体顶部11表面上若干的凸起2、设置在本体底部12的可嵌入凸起的凹槽3和电路板4，所述本体1的体内设有一空腔13，电路板4设置在空腔13内；所述凸起2呈上开口圆柱形，
还包括母连接器5和子连接器6，所述母连接器5设置在凸起2的上开口内，母连接器5包括至少三个金属接触点，该三个金属接触点分别与本体1腔体内的电路板4信号端、电源端、接地端进行电连接；
所述子型连接器6设置在凹槽3内，子连接器6包括至少三个金属接触点，该三个金属接触点分别与本体1腔体内的电路板4信号端、电源端、接地端进行电连接。
所述母连接器5呈圆柱形，它包括第一导电套环51、第二导电套环52和插针53，第一导电套环51与地线端连接，第二导电套环52与数据总线连接，插针53与电源线路连接；
所述子连接器6呈圆柱形，它包括第三导电套环61、第四导电套环62和导电管63，第三金属接触片61与地线连接，第二金属接触片62与数据总线连接，导电管63与电源线路连接。
所述电路板4包括第一层电路板41、第二层电路板42，所述母连接器5焊接在第一层电路板41的上表面，所述子连接器6焊接在第二层电路板42的下表面，第一层电路板、第二层电路板分别固定在骨架7上，第一层电路板与第二层电路板电连接。
进一步，所述电路板还包括一层主控电路板，所述主控电路板上设置有微处理器、存储器、可编程控制器、模拟转换器件、输入输出接口等电子元件，执行设定的程序实现相应的功能，主控电路板与第一层电路板41、第二层电路板42电连接。
所述母连接器与子连接器在一同轴心线上，母连接器与另一模块上的子连接器可嵌套连接。
如图5、图6和图7所示，电子积木模块拼接时，电子积木模块的凸起2与相对的另一电子积木模块上的凹槽3对位，该积木模块上的母连接器5与另一电子积木模块上的子连接器6进行嵌入式插接，母连接器5的插针53插入子连接器6的导电管体63内电连接，母连接器的第一导电套环51与子连接器6的第三导电套环61触碰并电连接，母连接器5的第二导电套环52与子连接器6的第四导电套环62触碰并电连接，电子积木模块并联在总线上。
实施例2
进一步改进，所述电子积木模块上的母连接器8呈圆柱形，它包括第一导电套环81、第二导电套环82，第一导电套环81的内表面设有导电层，第二导电套环的外表面设有导电层，第二导电套环的内表面竖立设置导电弹片10；
所述电子积木模块上的子连接器9呈圆柱形，它包括第三导电套环91和导电柱92，第三导电套环91的内表面竖立设置导电弹片10，第三导电套环91的外表面竖立设置导电弹片10；
母连接器8与子连接器9嵌套电连接，子连接器上的导电柱92与母连接器上的第二导电套环82通过导电弹片10接触导通，子连接器上的第三导电套环91的内表面上导电弹片10与第二导电套环82的导电层接触导通，子连接器上的第三导电套环91的外表面上导电弹片10与第一导电套环81的导电层导通；母连接器8与子连接器9实现三线一一导通。
以上所述的仅是本发明的优先实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以作出若干改进和变型，这也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电子积木模块，它包括本体、设置在本体顶部表面上的凸起、设置在本体底部的可嵌入凸起的凹槽，所述凸起呈圆筒形，所述本体的体内设有一空腔，其特征在于：还包括电路板、母连接器和子连接器，所述电路板设置在本体的空腔内；
所述母连接器设置在凸起的上开口内，母连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与电路板上信号端、电源端、接地端电连接；
所述子连接器设置在凹槽的下开口内，子连接器包括至少三个导电接触点，该三个导电接触点分别与本体腔体内的电路板信号端、电源端、接地端电连接；
所述母连接器与子连接器嵌可套连接。
2.根据权利要求1所述的一种电子积木模块，其特征在于：所述母连接器呈圆柱形，它包括第一导电套环、第二导电套环和导电插针，第一导电套环与地线端连接，第二导电套环与数据总线连接，插针与电源线路连接；
所述子连接器呈圆柱形，它包括第三导电套环、第四导电套环和导电管，第三导电套环与电路的地线连接，第四导电套环与数据总线连接，导电管与电源线路连接；
拼接状态时，凸起与凹槽对位，凹槽内的子连接器嵌入凸起上的母连接器，母连接器的插针插入子连接器的导电管体内电连接，母连接器的第一导电套环与子连接器的第三导电套环配合并电连接，母连接器的第二导电套环与子连接器的第四导电套环配合并电连接，三线电路对应连通。
3.根据权利要求1所述的一种电子积木模块，其特征在于：所述母连接器呈圆柱形，它包括第一导电套环、第二导电套环，第一导电套环的内表面设有导电层，第二导电套环的外表面设有导电层，第二导电套环的内表面竖立设置导电弹片；
所述子连接器呈圆柱形，它包括第三导电套环和导电柱，第三导电套环的内表面竖立设置导电弹片，第三导电套环的外表面竖立设置导电弹片；
母连接器与子连接器嵌套电连接，子连接器上的导电柱与母连接器上的第二导电套环通过导电弹片接触导通，子连接器上的第三导电套环的内表面上导电弹片与第二导电套环的导电层接触导通，子连接器上的第三导电套环的外表面上导电弹片与第一导电套环的导电层导通；母连接器与子连接器实现三线对应导通。
4.根据权利要求1、2或3所述的电子积木模块，其特征在于：所述电路板包括第一层电路板、第二层电路板，所述母连接器焊接在第一层电路板的上表面，所述子连接器焊接在第二层电路板的下表面，第一层电路板、第二层电路板分别固定在骨架上，第一层电路板与第二层电路板通过导体连接。
5.根据权利要求1、2或3所述的电子积木模块，其特征在于：所述母连接器与子连接器在一同轴心线上。
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