CN106530996A - 数码管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了数码管装置，包括壳体和位于壳体内的电路板和位于电路板上的数码管；壳体包括上盖和与上盖连接的下盖，上盖上设有若干上连接孔，下盖在与上连接孔对应的位置设有下连接孔，上连接孔和下连接孔用于将壳体与其他模块连接；电路板上设有第一电路接口和第二电路接口，上盖上设有显示窗口，数码管装置的显示面与显示窗口相对应。数码管装置，可以与积木机器人模块组合，简单方便；电路板上设有第一电路接口和第二电路接口，可以根据需要显示来自不同积木模块的信息，解决现有积木机器人模块单一，缺少显示模块的问题。该数码管装置体积小巧，与积木机器人连接方便，提供了新的积木机器人与用户互动形式，提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及领域数码管显示，特别涉及数码管显示装置。
背景技术
积木机器人采用主控制器、舵机、连接件、装饰件等元件搭建各种不同的形象，通过控制舵机，让机器人执行各种动作。但是现有的积木机器人模块功能单一，缺少显示模块，只能实现较少的拼接搭建功能，无法为用户提供更多的体验形式。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供数码管装置，其能解决现有积木机器人模块单一，缺少显示模块的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
数码管装置，包括壳体和位于所述壳体内的电路板和位于所述电路板上的数码管；所述壳体包括上盖和与所述上盖连接的下盖，所述上盖上设有若干上连接孔，所述下盖在与所述上连接孔对应的位置设有下连接孔，所述上连接孔和下连接孔用于将所述壳体与其他模块连接；所述电路板上设有第一电路接口和第二电路接口，所述壳体上还设有接口开口，所述第一电路接口和第二电路接口均位于所述接口开口处；所述上盖上设有显示窗口，所述数码管装置的显示面与所述显示窗口相对应。
优选的，所述数码管装置通过连接销与其他积木模块连接；所述连接销包括连接轴，所述连接轴的外周侧壁上沿其周向设置有限位轴肩，所述限位轴肩位于连接轴的两个端部之间，所述连接销的一端连接至所述上连接孔或下连接孔，所述连接销的另一端用于与其他模块连接。
优选的，所述上连接孔和下连接孔之间有连接孔空隙，所述连接销的端部沿所述连接销的周向设置有限位凸缘，所述限位凸缘位于所述连接孔空隙内。
优选的，所述接口开口为两个，分别用于放置所述第一电路接口和第二电路接口。
优选的，所述壳体上还设有出光口，所述出光口内设有导光柱，所述电路板上设有指示灯，所述指示灯位于所述导光柱处。
优选的，所述电路板上设有数码管电路,所述数码管电路包括第一电路接口、第二电路接口、接口选择模块、数码管驱动模块、数码管和用于为数码管电路供电的电源模块；所述第一电路接口、第二电路接口均与所述接口选择模块电连接，所述接口选择模块、数码管驱动模块和数码管依次电连接；所述接口选择模块用于决定导通所述第一电路接口或第二电路接口。
优选的，所述接口选择模块包括开关芯片和主控芯片，所述第一电路接口包括第一数据引脚，所述第二电路接口包括第二数据引脚；所述第一数据引脚和第二数据引脚分别连接至开关芯片的两个输入引脚，所述开关芯片的两个使能引脚和两个输出引脚分别连接至主控芯片；所述第一数据引脚和第二数据引脚也分别连接至主控芯片，所述主控芯片用于根据所述第一数据引脚和第二数据引脚的电平信号控制所述开关芯片使能两个输出引脚。
优选的，所述主控芯片从所述开关芯片的输出引脚接收信号，并通过串行接口发送给所述数码管驱动模块，所述数码管驱动模块用于驱动数码管显示。
优选的，所述数码管装置还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接于所述主控芯片。
优选的，所述电源模块包括第一稳压芯片和第二稳压芯片，用于实现电压转换，为开关芯片、主控芯片、数码管驱动模块供电。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：提供了积木机器人用数码管装置，数码管装置上设有上连接孔和下连接孔，对应的，积木机器人或积木机器人的其他模块上也设有与上连接孔或下连接孔配合的连接孔，通过连接孔连接多个积木机器人模块简单方便；电路板上设有第一电路接口和第二电路接口，可以根据需要显示来自不同积木模块的信息，解决现有积木机器人模块单一，缺少显示模块的问题。该数码管装置体积小巧，与积木机器人连接方便，且能显示多路信息。提供了新的积木机器人与用户互动形式，提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的数码管装置的结构示意图。
图2是图1中数码管装置的分解示意图。
图3是图1中连接销的结构示意图。
图4是图1中数码管电路的结构示意图。
图5a是本发明实施例二提供的数码管电路中第一部分的电路结构图。
图5b是本发明实施例二提供的数码管电路中第二部分的电路结构图。
图5c是本发明实施例二提供的数码管电路中3.3V/5V电压转换电压变换电路的电路结构图。
图5d是本发明实施例二提供的数码管电路中电源模块的电路结构图。
具体实施方式
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
实施例一：
如图1和图2所示的数码管装置，包括壳体100和位于壳体100内的电路板200和位于电路板200上的数码管260。其中，壳体100上盖110和与上盖110连接的下盖120，上盖110上设有若干上连接孔111，下盖120在与上连接孔111对应的位置设有下连接孔121，上连接孔111和下连接孔121用于将所述壳体与其他模块连接。壳体100上还设有接口开口140，电路板200上设有第一电路接口210和第二电路接口220，第一电路接口210和第二电路接口220均位于接口开口140处；上盖110上设有显示窗口150，数码管装置260的显示面位于显示窗口150处，即与所述显示窗口处相对应。
本发明提供了积木机器人用数码管装置，数码管装置上设有上连接孔111和下连接孔121，对应的，积木机器人的其他模块上也设有与上连接孔111或下连接孔121配合的连接孔，通过连接孔连接多个积木机器人模块简单方便；电路板200上设有第一电路接口210和第二电路接口220，可以根据需要显示来自不同积木模块的信息，解决现有积木机器人模块单一，缺少显示模块的问题。该数码管装置体积小巧，与积木机器人连接方便，且能显示多路信息。提供了新的积木机器人与用户互动形式，提高了用户体验。
作为本发明的进一步改进，数码管装置通过连接销130与其他积木模块连接，如图3，连接销130包括连接轴1，连接轴1的外周侧壁上沿其周向设置有限位轴肩3，限位轴肩3位于连接轴1的两个端部之间，连接销130的一端连接至上连接孔111或下连接孔121，连接销130的另一端用于与其他模块连接。在连接轴1的轴向上限位轴肩3将连接轴1分隔为第一轴段11和第二轴段12。具体的，连接销130的第一轴段11或第二轴段12插入数码管装置的上连接孔111和/或下连接孔121内，根据第一轴段11和第二轴段12的不同，连接销130可部分/全部插入上连接孔111或下连接孔121；连接销130的另一轴段则插入其他积木模块，实现数码管装置和其他积木模块的结合。
第一轴段11和第二轴段12分别穿入不同的积木模块，从而实现将不同的积木模块连接成一体。各积木模块与连接轴1之间通过限位轴肩3进行限位，限制积木模块在连接轴1上的轴向位移，避免连接轴1直接穿过积木模块上的连接孔。
进一步，为了降低连接轴1的重量和材料成本，同时进一步提高连接轴1的挠曲特性，可以在连接轴1上沿其中心轴线方向开有中心孔5，中心孔5连通连接轴1的两个端面；连接轴1的外周侧壁上开有侧壁孔(图未示)，侧壁孔与中心孔5连通。
进一步，连接轴1的外周侧壁上沿其轴向设置有凸条4。凸条4的数量为两个或两个以上。凸条4沿连接轴1的周向呈环形矩阵排列，同一环形矩阵中的凸条4数量为4个。不同的由凸条4组成的环形矩阵沿连接轴1的轴向等距间隔设置。
连接轴1的端面上均开有端面槽6，端面槽6沿连接轴1的端面向连接轴1的内部方向延伸，端面槽6两端连通至连接轴1外周侧壁上。端面槽6是对称设置的，将连接销130插入连接孔时，由于端面槽6的存在，第一轴段11或第二轴段12会发生一定程度的形变，以便于第一轴段11或第二轴段12插入积木模块上的连接孔；安装后，限位凸缘7卡在上下连接孔中间，或者上连接孔顶部，或者下连接孔底部，具体取决于连接销是如何安装的。
连接轴1的端部还沿其周向设置有限位凸缘7。壳体100的上盖110与下盖120组合时，上连接孔111与下连接孔121之间有连接孔空隙(图未示)，限位凸缘7位于所述连接孔空隙内。
进一步，接口开口140为两个，分别用于放置所述第一电路接口和第二电路接口。两个接口开口140可以分别与不同的积木模块连接，进一步方便了数码管装置与积木机器人的拼装。
壳体100上还设有出光口160，出光口160内设有导光柱161，相应的，电路板200上设有指示灯(图未示)，指示灯位于导光柱161处，用于指示数码管260的工作状态。
电路板200上设有数码管电路，如图4所示，作为本发明的进一步改进，数码管电路包括第一电路接口311、第二电路接口312、接口选择模块320、数码管驱动模块330、数码管260和用于为数码管电路供电的电源模块350；第一电路接口311、第二电路接口312均与接口选择模块320电连接，接口选择模块320、数码管驱动模块330和数码管260依次电连接；接口选择模块320用于决定导通第一电路接口311或第二电路接口312。第一电路接口311或第二电路接口312可以和其他积木模块电性连接，如果接收到的数据是该数码管模块要处理或显示的数据，则作相应的处理；如果从其中一个电路接口接收到的不是该数码管模块要处理或显示的数据，则通过另一个电路接口将接收到的数据发送给与另一个电路接口连接的积木模块。
具体的，如图5a，接口选择模块320包括开关芯片U1和主控芯片U4，第一电路接口311包括第一数据引脚COM1，第二电路接口312包括第二数据引脚COM2，连接于第一电路接口210(J1)和第二电路接口220((J2))的信号传输线；第一数据引脚COM1和第二数据引脚COM2分别连接至开关芯片U1的两个输入引脚(7脚、4脚)，开关芯片U1的两个使能引脚(1脚、6脚)和两个输出引脚(8脚、3脚)分别连接至主控芯片U4；第一数据引脚COM1和第二数据引脚COM2也分别连接至主控芯片U4，作为检测电平的端口，主控芯片U4用于根据第一数据引脚COM1和第二数据引脚COM2的电平信号控制开关芯片U4使能两个输出引脚(8脚、3脚)。开关芯片U1为二选一开关芯片，可在主控芯片U4使能引脚EN_SW1、EN_SW2的控制下，选择接通接口COM1-NO1或者COM2-NO2。
接口选择实现过程如下：上电后，主控芯片U4检测第一数据引脚COM1和第二数据引脚COM2的电平，如果第一数据引脚COM1为高电平，则认为第一数据引脚COM1通电，则主控芯片U4只使能EN_SW1，即连接第一数据引脚COM1和开关芯片U1的输出引脚NO1(8脚)、且使第二数据引脚COM2和开关芯片U1的输出引脚NO2(3脚)断开。数据从第一数据引脚COM1传输进入主控芯片U4；如果数据是发送给数码管260的，就传输到数码管驱动模块330；如果数据不是发送给数码管260的，则导通另外一路数据引脚和输出引脚，将数据传给其他积木模块。主控芯片U4通过使能引脚EN_SW1、EN_SW2控制选择接通COM1-NO1或者COM2-NO2，COM1-NO1和COM2-NO2不会同时导通。
进一步，数码管装置还包括指示灯U7，指示灯U7连接于主控芯片U4。
进一步，如图5b，主控芯片U4的17脚从开关芯片U1的输出引脚NO1(8脚)接收信号，并通过串行接口(包括主控芯片U4的引脚DIO、CLK、STB)发送给数码管驱动模块330，数码管驱动模块330用于驱动数码管260显示。
进一步，主控芯片U4的引脚DIO、CLK、STB通过如图5c所示的电压转换电路(实现3.3V/5V电压转换)由DIO_1/CLK_1/STB_1引脚连接至数码管驱动芯片U2，数码管驱动芯片U2用于驱动数码管260(即U3)。
进一步，如图5d，电源模块350包括第一稳压芯片U5和第二稳压芯片U6，分别用于将8.4V电压转换5V、3.3V为开关芯片U1、主控芯片U4、数码管驱动模块330中的数码管驱动芯片U2供电。可以实现通过第一电路接口311、第二电路接口312对数码管装置供电。
本发明涉及的“第一”和“第二”仅用于区别不同部件，不具备区分顺序作用；“上”和“下”仅用于区别不同部件，不具备区分方向作用。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.数码管装置，其特征在于：包括壳体和位于所述壳体内的电路板和位于所述电路板上的数码管；所述壳体包括上盖和与所述上盖连接的下盖，所述上盖上设有若干上连接孔，所述下盖在与所述上连接孔对应的位置设有下连接孔，所述上连接孔和下连接孔用于将所述壳体与其他模块连接；所述电路板上设有第一电路接口和第二电路接口，所述壳体上还设有接口开口，所述第一电路接口和第二电路接口均位于所述接口开口处；所述上盖上设有显示窗口，所述数码管装置的显示面与所述显示窗口相对应。
2.如权利要求1所述的数码管装置，其特征在于：所述数码管装置通过连接销与其他积木模块连接；所述连接销包括连接轴，所述连接轴的外周侧壁上沿其周向设置有限位轴肩，所述限位轴肩位于连接轴的两个端部之间，所述连接销的一端连接至所述上连接孔或下连接孔，所述连接销的另一端用于与其他模块连接。
3.如权利要求2所述的数码管装置，其特征在于：所述上连接孔和下连接孔之间有连接孔空隙，所述连接销的端部沿所述连接销的周向设置有限位凸缘，所述限位凸缘位于所述连接孔空隙内。
4.如权利要求1所述的数码管装置，其特征在于：所述接口开口为两个，分别用于放置所述第一电路接口和第二电路接口。
5.如权利要求1所述的数码管装置，其特征在于：所述壳体上还设有出光口，所述出光口内设有导光柱，所述电路板上设有指示灯，所述指示灯位于所述导光柱处。
6.如权利要求1-5中任一项所述的数码管装置，其特征在于：所述电路板上设有数码管电路,所述数码管电路包括第一电路接口、第二电路接口、接口选择模块、数码管驱动模块、数码管和用于为数码管电路供电的电源模块；所述第一电路接口、第二电路接口均与所述接口选择模块电连接，所述接口选择模块、数码管驱动模块和数码管依次电连接；所述接口选择模块用于决定导通所述第一电路接口或第二电路接口。
7.如权利要求6所述的数码管装置，其特征在于：所述接口选择模块包括开关芯片和主控芯片，所述第一电路接口包括第一数据引脚，所述第二电路接口包括第二数据引脚；所述第一数据引脚和第二数据引脚分别连接至开关芯片的两个输入引脚，所述开关芯片的两个使能引脚和两个输出引脚分别连接至主控芯片；所述第一数据引脚和第二数据引脚也分别连接至主控芯片，所述主控芯片用于根据所述第一数据引脚和第二数据引脚的电平信号控制所述开关芯片使能两个输出引脚。
8.如权利要求7所述的数码管装置，其特征在于：所述主控芯片从所述开关芯片的输出引脚接收信号，并通过串行接口发送给所述数码管驱动模块，所述数码管驱动模块用于驱动数码管显示。
9.如权利要求7或8所述的数码管装置，其特征在于：还包括指示灯模块，所述指示灯模块连接于所述主控芯片。
10.如权利要求7或8所述的数码管装置，其特征在于：所述电源模块包括第一稳压芯片和第二稳压芯片，用于实现电压转换，为开关芯片、主控芯片、数码管驱动模块供电。
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