CN107644577A - 电子积木 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子积木，包括：控制部件、驱动部件和处理装置；所述控制部件内部设置控制电路，所述驱动部件内部设有驱动电路；所述处理装置接收所述控制部件发送的控制指令并将该控制指令发送至所述驱动部件，以使所述驱动部件执行与所述控制指令相应的动作；所述处理装置采用无线通信的方式分别与所述控制部件所述驱动部件进行通信。本发明实现了每个部件模块都能和处理装置通过无线信号交互通信，可以有效避免电子积木各个部件模块之间无法实现正常电性连接的问题出现，而且具有任意拼装的效果，增进电子积木的实用性和趣味性。

Description

电子积木

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种基于无线通讯技术的电子积木。

背景技术

积木是一种可以相互之间进行连接装配以实现组装形成不同模型产品的模块部件，电子积木之间的连接通过设置在电子积木相对两端部上的公座连接器和母座连接器来实现，如此，不但可以完成电子积木之间的机械连接，且能够实现电子积木之间实现电性连接。

但是目前的电子积木，采用公座连接器和母座连接器只能通过固定的模块部件组成特定的模型，无法满足用户自己动手制作不同模型的需求，而且电子积木的外形相同，容易混淆电子积木的连接端，从而导致电子积木之间出现误连接造成电子积木之间无法实现正常的电性连接，甚至还会造成电子积木之间出现电路短路。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电子积木，实现了电子积木部件之间的控制指令交互，并将控制指令转换为电子积木上的可视化效果，使电子积木更具实用性以及特殊性且随意拼装。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种电子积木，包括：控制部件、驱动部件和处理装置；所述控制部件内部设置控制电路，所述驱动部件内部设有驱动电路；

所述处理装置接收所述控制部件发送的控制指令并将该控制指令发送至所述驱动部件，以使所述驱动部件执行与所述控制指令相应的动作；

所述处理装置采用无线通信的方式分别与所述控制部件所述驱动部件进行通信。

进一步地，所述处理装置上设有：用于收发控制指令的中继器，所述中继器与所述控制部件、驱动部件组成星型网络。

进一步地，所述中继器通过通用串行总线或无线通信方式与所述处理装置相连接。

进一步地，所述处理装置为计算机或移动终端。

进一步地，所述控制电路包括：

第一接口单元，用于连接输出电压信号的传感器；

第一处理单元，用于接收传感器采集的电压信号，并将所述电压信号发送至第一无线通信单元

第一无线通信单元，用于接收第一处理单元发送的电压信号，并将电压信号发送至所述处理装置；

第一稳压单元，用于将控制电路中锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第一无线通信单元和所述第一处理单元提供3.3V电压；

第一充电单元，用于向控制电路中锂离子电池提供电能；

所述处理单元分别与所述第一接口单元、第一无线通信单元和所述稳压单元相连接；所述稳压单元与所述第一无线通信单元相连接。

进一步地，所述驱动电路包括：

第二无线通信单元，用于接收所述处理装置发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二处理单元；

第二处理单元，用于接收第二无线通信单元发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二驱动单元；

第二驱动单元，用于接收处理单元发送的控制指令并将控制指令转换为驱动数据，发送驱动数据至电机接口单元；

电机接口单元，用于连接直流电机或伺服电机；

第二升压单元，用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为可调电压；所述可调电压用于驱动伺服电机，其电压调节范围为：3V-7V；

第二稳压单元，用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第二无线通信单元和所述第二处理单元提供3.3V电压；

充电单元，用于向驱动电路中锂离子电池提供电能；

所述第二稳压单元分别与所述第二无线通信单元和所述第二处理单元相连接，所述第二处理单元分别与所述无第二无线通信单元和所述第二驱动单元相连接；第二驱动单元与所述电机接口单元相连接；所述第二升压单元分别与所述驱动单元和所述电机接口单元相连接。

由上述技术方案可知，本发明所述的一种电子积木，采用多个部件模块，且每个部件模块都能和处理装置通过无线信号交互通信，可以有效避免电子积木各个部件模块之间无法实现正常电性连接的问题出现，而且具有任意拼装的效果，增进电子积木的实用性和趣味性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电子积木的结构示意图；

图2是本发明实施例提供控制电路中第一无线通信单元的电路图；

图3是本发明实施例提供的控制电路中第一稳压单元的电路图；

图4是本发明实施例提供的控制电路中第一处理单元的电路图；

图5是本发明实施例提供的控制电路中第一接口单元的电路图；

图6是本发明实施例提供的控制电路中第一充电单元的电路图；

图7是本发明实施例提供的驱动电路中第二升压单元的电路图；

图8是本发明实施例提供的驱动电路中第二稳压单元的电路图；

图9是本发明实施例提供的驱动电路中第二驱动单元的电路图；

图10是本发明实施例提供的驱动电路中第二处理单元的电路图；

图11是本发明实施例提供的驱动电路中第二无线通信单元的电路图；

图12是本发明实施例提供的驱动电路中电机接口单元的电路图；

图13是本发明实施例提供的驱动电路中第二充电单元的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电子积木，参见图1，该电子积木包括：

控制部件、驱动部件和处理装置；所述控制部件内部设置控制电路，所述驱动部件内部设有驱动电路；

所述处理装置接收所述控制部件发送的控制指令并将该控制指令发送至所述驱动部件，以使所述驱动部件执行与所述控制指令相应的动作；

所述处理装置采用无线通信的方式分别与所述控制部件所述驱动部件进行通信。

在具体实施时，每个一个控制部件、驱动部件和处理装置上均设有一个开关。打开驱动部件的开关，则驱动部件向外部广播其当前的状态，打开处理装置上的开关，处理装置则可以接收驱动部件的广播数据，并根据广播数据建立驱动部件与处理装置通信链路，打开控制部件的开关，控制部件向外部广播其当前的状态，以使处理装置接收控制部件的广播数据，并通过处理装置建立控制部件与处理装置之间的通信链路。在确定处理装置与控制部件和驱动部件之间的通信链路后，在处理装置上设置控制部件与驱动部件之间的对应关系，以使得该控制部件只能控制与器建立对应关系的驱动部件。应用时，多个驱动部件搭建并组合成一个模型，打开组合的模型上任意N个驱动部件上的开关、控制部件的开关和处理装置的开关，建立处理装置分别与N个驱动部件、控制部件之间的通信链路，并确定控制部件与驱动部件之间的对应关系。则控制部件向处理装置发送控制指令，控制装置接受控制指令并将该控制指令发送至N个驱动部件，以使N个驱动部件执行与控制指令相应的动作。通过N个驱动部件执行的动作以使多个驱动部件搭建并组合成一个模型进行对应的动作。

例如：多个驱动部件可以组成汽车，打开汽车轮子处的驱动部件的开关，并建立驱动部件与控制装置的通信链路；建立控制部件与处理装置的通信链路，确定控制部件与驱动部件的对应关系。则可以通过控制部件向处理装置发送向前的指令，处理装置将该向前的指令发送至处理部件，处理部件执行相应的动作以使组成的汽车向前行驶。

从上述描述可知，本发明提供的电子积木，采用多个部件模块，且每个部件模块都能和处理装置通过无线信号交互通信，可以有效避免电子积木各个部件模块之间无法实现正常电性连接的问题出现，而且具有任意拼装的效果，增进电子积木的实用性和趣味性。

进一步地，上述实施例中的处理装置上设有：用于收发控制指令的中继器，所述中继器与所述控制部件、驱动部件组成星型网络。所述中继器通过通用串行总线或无线通信方式与所述处理装置相连接。处理装置为计算机或移动终端。

在具体实施时，通过设置的中继器，以使所有控制部件不断向中继器发送广播数据，以使所有驱动部件及时接收中继器发来的驱动指令。

本实施例提供了一种实现上述控制部件内和驱动部件内的控制电路和驱动电路。

参见图2-6，该控制部件内的控制电路包括：

第一接口单元，参见图5，所述第一接口单元用于连接输出电压信号的传感器；

第一处理单元，参见图4，所述第一处理单元用于接收传感器采集的电压信号，并将所述电压信号发送至第一无线通信单元

第一无线通信单元，参见图2，所述第一无线通信单元用于接收第一处理单元发送的电压信号，并将电压信号发送至所述处理装置；

第一稳压单元，参见图3，所述稳压单元用于将控制电路中锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第一无线通信单元和所述第一处理单元提供3.3V电压；

第一充电单元，参见图6，所述第一充电单元用于向控制电路中锂离子电池提供电能；

所述处理单元分别与所述第一接口单元、第一无线通信单元和所述稳压单元相连接；所述稳压单元与所述第一无线通信单元相连接。

参见图7-13，该驱动部件内的驱动电路包括：

第二无线通信单元，参见图11，所述第二无线通信单元用于接收所述处理装置发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二处理单元；

第二处理单元，参见图10，所述第二处理单元用于接收第二无线通信单元发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二驱动单元；

第二驱动单元，参见图9，所述第二驱动单元用于接收处理单元发送的控制指令并将控制指令转换为驱动数据，发送驱动数据至电机接口单元；

电机接口单元，参见图12，所述电机接口单元用于连接直流电机或伺服电机；

第二升压单元，参见图7，所述第二升压单元用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为可调电压；所述可调电压用于驱动伺服电机，其电压调节范围为：3V-7V；

第二稳压单元，参见图8，所述第二稳压单元用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第二无线通信单元和所述第二处理单元提供3.3V电压；

第二充电单元，参见图13，所述第二充电单元用于向驱动电路中锂离子电池提供电能；

所述第二稳压单元分别与所述第二无线通信单元和所述第二处理单元相连接，所述第二处理单元分别与所述无第二无线通信单元和所述第二驱动单元相连接；第二驱动单元与所述电机接口单元相连接；所述第二升压单元分别与所述驱动单元和所述电机接口单元相连接。

从上述描述可知，本发明提供的一种电子积木，采用多个部件模块，且每个部件模块都能和处理装置通过无线信号交互通信，可以有效避免电子积木各个部件模块之间无法实现正常电性连接的问题。而且控制单元和驱动单元均可以将其上GPIO(通用输入输出接口)以排针或排母的形式直接暴露出来，连接至外部设备，对其进行通讯或控制。比如，将驱动单元连接至具有继电器模块的插排，即组成了可以进行远程控制的智能插排。将驱动单元连接至电动玩偶的电池插槽，即组成了可以进行远程控制的智能玩偶。

还可以通过布置内嵌了红外人体传感器的控制单元，并将其虚拟连接至蜂鸣器驱动单元，就可以组合成人体探测的报警器。通过温湿度传感器和连接了智能插排的空调组合，就可以智能控制空调的开关。

积木采用的无线交互除了用于教育及娱乐领域，也能够适用于搭建包括智能家居、物联网系统在内的各种可以进行无线交互的装置系统的原型。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种电子积木，其特征在于，所述电子积木包括：控制部件、驱动部件和处理装置；所述控制部件内部设置控制电路，所述驱动部件内部设有驱动电路；

所述处理装置接收所述控制部件发送的控制指令并将该控制指令发送至所述驱动部件，以使所述驱动部件执行与所述控制指令相应的动作；

所述处理装置采用无线通信的方式分别与所述控制部件所述驱动部件进行通信。

2.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述处理装置上设有：用于收发控制指令的中继器，所述中继器与所述控制部件、驱动部件组成星型网络。

3.根据权利要求2所述的电子积木，其特征在于，所述中继器通过通用串行总线或无线通信方式与所述处理装置相连接。

4.根据权利要求3所述的电子积木，其特征在于，所述处理装置为计算机或移动终端。

5.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述控制电路包括：

第一接口单元，用于连接输出电压信号的传感器；

第一处理单元，用于接收传感器采集的电压信号，并将所述电压信号发送至第一无线通信单元

第一无线通信单元，用于接收第一处理单元发送的电压信号，并将电压信号发送至所述处理装置；

第一稳压单元，用于将控制电路中锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第一无线通信单元和所述第一处理单元提供3.3V电压；

第一充电单元，用于向控制电路中锂离子电池提供电能；

所述处理单元分别与所述第一接口单元、第一无线通信单元和所述稳压单元相连接；所述稳压单元与所述第一无线通信单元相连接。

6.根据权利要求1所述的电子积木，其特征在于，所述驱动电路包括：

第二无线通信单元，用于接收所述处理装置发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二处理单元；

第二处理单元，用于接收第二无线通信单元发送的控制指令，并将所述控制指令发送至第二驱动单元；

第二驱动单元，用于接收处理单元发送的控制指令并将控制指令转换为驱动数据，发送驱动数据至电机接口单元；

电机接口单元，用于连接直流电机或伺服电机；

第二升压单元，用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为可调电压；所述可调电压用于驱动伺服电机，其电压调节范围为：3V-7V；

第二稳压单元，用于将驱动电路中的锂离子电池输出的电压转换为3.3V电压，并分别为所述第二无线通信单元和所述第二处理单元提供3.3V电压；

充电单元，用于向驱动电路中锂离子电池提供电能；

所述第二稳压单元分别与所述第二无线通信单元和所述第二处理单元相连接，所述第二处理单元分别与所述无第二无线通信单元和所述第二驱动单元相连接；第二驱动单元与所述电机接口单元相连接；所述第二升压单元分别与所述驱动单元和所述电机接口单元相连接。