CN107680456A - 一种用于可编程积木模型的搭建组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于可编程积木模型的搭建组件，包括编码本体、主控本体；编码本体安装于主控本体上；编码本体内设有若干编码识别单元；主控本体内安装有集成电路板；集成电路板上设有感应单元、执行功能模块；感应单元感应若干编码识别单元并转换为二进制指令；执行功能模块执行二进制指令；主控本体表面设有连接部；连接部连接积木块。本发明巧妙采用编码识别单元，将复杂的编程应用简单化，同时不依赖于电脑、平板电脑或手机等触控设备即可实现编程的概念，更适合于对低幼年龄段的儿童开展编程和创客教育，特别的本发明与现有积木相兼容，广泛应用于教玩具领域，便于大规模推广。

Description

一种用于可编程积木模型的搭建组件
技术领域
本发明涉及可编程积木，尤其涉及一种用于可编程积木模型的搭建组件。
背景技术
积木是青少年儿童乃至成年人喜欢的玩具，特别是可编程控制的积木类玩具，如乐高等；但这类玩具除去原本拼接玩法，编程类玩法需要玩家具有一定的编程基础，需要借助计算机才能完成编程，这对玩家的要求高，对于低年龄段的青少年甚至是儿童设置了较高的“游戏门槛”，无法向没有编程基础的人们开放编程控制类积木玩法。
随着创客教育的普及，涉及编程和创客教育的产品越来越多的出现在我们生活中，而目前绝大多数的产品都是基于文本或图形的方式来进行编程教学的，这种方式一方面需要受众有一定的编程基础，另一方面无法脱离电脑，平板电脑或是手机等触控设备，这两方面的限制使得编程和创客教育无法很好的在比较低幼的年龄段开展。
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一种用于可编程积木模型的搭建组件，本发明在不需要电脑、磁卡、触摸等电子设备的情况下实现了对积木模型的可编程玩法，特别适合低幼年龄段编程思想的启蒙教育和创客教育。
本发明提供一种用于可编程积木模型的搭建组件，包括编码本体、主控本体；所述的编码本体安装于所述的主控本体上；所述的编码本体内设有若干编码识别单元；所述的主控本体内安装有集成电路板；所述的集成电路板上设有感应单元、执行功能模块；所述的感应单元感应若干所述的编码识别单元并转换为二进制指令；所述的执行功能模块执行所述的二进制指令；所述的主控本体表面设有连接部；所述的连接部连接积木块。
进一步地，所述的执行功能模块包括声、色、光、电、磁、力、波、开关、编程器、单片机、显示屏功能模块；所述的编码本体包括壳体、编码识别单元；若干所述的编码识别单元安装于所述的壳体内；所述的编码本体通过所述的壳体与所述的主控本体固定安装。
进一步地，所述的主控本体包括主控上盖、主控底盖；所述的集成电路板安装于所述的主控上盖与所述的主控底盖之间；所述的编码本体安装于所述的主控上盖的安装槽内。
进一步地，所述的主控底盖上安装有驱动电机、电源、扬声器；所述的驱动电机与动轮连接；所述的电源与所述的集成电路板、驱动电机、扬声器电连接；所述的集成电路板上还包括发光装置，所述的执行功能模块包括声光控制模块、电机驱动模块；所述的声光控制模块根据所述的二进制指令驱动所述的发光装置、扬声器；所述的电机驱动模块根据所述的二进制指令驱动所述的驱动电机带动动轮旋转。
进一步地，所述的壳体为绝缘材料制成；所述的壳体包括编码上盖、编码底盖；所述的编码上盖与所述的编码底盖固定连接。
进一步地，所述的永磁体安装于所述的编码底盖内；所述的编码上盖与所述的编码底盖的连接方式为包括超声波焊接、螺接、胶水粘合、卡扣连接。
进一步地，所述的编码识别单元为永磁体，所述的感应单元为霍尔传感器；所述的永磁体与所述的霍尔传感器位置关系为正相对或反相对；所述的永磁体与所述的霍尔传感器之间存在间隙。
进一步地，所述的安装槽底部与所述的霍尔传感器之间还设有易磁片；所述的易磁片被所述的永磁体磁化贴附于所述的安装槽底部。
进一步地，所述的永磁体的形状为圆柱或矩形柱或圆环柱或三角柱；所述的永磁体表面设有防氧化层；所述的防氧化层为镀锌层或镀镍层。
进一步地，所述的连接部包括连接凸部、连接凹部；所述的连接凸部设于所述的主控上盖表面；所述的连接凹部设于所述的主控底盖表面。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种用于可编程积木模型的搭建组件，包括编码本体、主控本体；编码本体安装于主控本体上；编码本体内设有若干编码识别单元；主控本体内安装有集成电路板；集成电路板上设有感应单元、执行功能模块；感应单元感应若干编码识别单元并转换为二进制指令；执行功能模块执行二进制指令；主控本体表面设有连接部；连接部连接积木块。本发明巧妙采用编码识别单元，将复杂的编程应用简单化，同时不依赖于电脑、平板电脑或手机等触控设备即可实现编程的概念，更适合于对低幼年龄段的儿童开展编程和创客教育，特别的本发明与现有积木相兼容，实用性强，广泛应用于教玩具领域，便于大规模推广。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件的具体实施例结构图；
图2为本发明的编码本体结构示意图；
图3为本发明的编码本体分解结构示意图；
图4为本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件局部剖面示意图；
图5为本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件编码原理图；
图6为本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件的分解结构示意图；
图7为应用本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件的具体实施例示意图1；
图8为应用本发明的一种用于可编程积木模型的搭建组件的具体实施例示意图2；
附图中，编码本体1、编码上盖11、编码识别单元12、编码底盖13、主控本体2、主控上盖20、连接凸部201、安装槽21、易磁片211、主控底盖22、连接凹部221、驱动电机23、动轮24、电源25、扬声器26、电源开关27、启动按钮28、集成电路板3、感应单元31、声光控制模块32、发光装置33、积木块4。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种用于可编程积木模型的搭建组件，如图1所示，包括编码本体1、主控本体2；编码本体1安装于主控本体2上；编码本体1内设有若干编码识别单元12；主控本体2内安装有集成电路板3；集成电路板3上设有感应单元31、执行功能模块；感应单元31感应若干编码识别单元12并转换为二进制指令；执行功能模块执行二进制指令；主控本体2表面设有连接部；连接部连接积木块4。
如图2、图3所示，包括编码本体1；编码本体1包括壳体、编码识别单元12；若干编码识别单元12安装于壳体内；集成电路板3上设有感应单元31，感应单元31感应编码识别单元12。执行功能模块包括声、色、光、电、磁、力、波、开关、编程器、单片机、显示屏功能模块，其中，波为微波简称。
在一实施例中，壳体为绝缘材料制成；壳体包括编码上盖11、编码底盖13；编码上盖11与编码底盖13固定连接。一般的，固定连接方式包括超声波焊接、螺丝、胶水、卡扣连接。
在一实施例中，编码识别单元12为永磁体，感应单元31为霍尔传感器。如图5所示，为编码识别单元12为永磁体的编码原理图，其中，每一编码本体1嵌入到主控本体2上对应分类的安装槽21中，通过编码本体1几何外形和颜色的不同，保证编码本体1正确的插入同一类别的主控本体2的安装槽21中并且确保方向的一致性。永磁体安装于编码底盖13内，编码本体1在和主控本体2接触的面这一侧有n个永磁体安装位置，每个永磁体安装位对应编码本体1的二进制编码的一个位值(1或0)，此时，编码本体1存在2n-1种不同编码。主控本体2的安装槽21对应的位置的集成电路板3上设有的霍尔传感器31，同一类别的不同编码本体1在永磁铁安装位置上安装数量不同的永磁铁，当编码本体1嵌入主控本体2的安装槽21时，霍尔传感器31通过检测永磁体的存在情况，当存在时为二进制位值1；当不存在时为二进制位值为0，以此编码来确定编码本体1的二进制编码，从而确定是那种编码本体1接入了系统，并根据该指令执行相关的动作，实现可编程功能。
如图1、图6、图7所示，主控本体2包括主控上盖20、主控底盖22，主控上盖20上设有安装槽21，主控上盖20侧面设有电源开关27、启动按钮28，主控底盖22上安装有驱动电机23、电源25、扬声器26，驱动电机23连接动轮24，其中电源25提供的电压为5V，但不限于使用低于12V的人体安全电压，且不限于直流电或交流电；电源25包括不限于锂聚合物充电电池、5号碱性电池、7号碱性电池、可充电电池，USB或充电宝；集成电路板3夹设于主控上盖20、主控底盖22间，集成电路板3还设有声光控制模块32、发光装置33、电机驱动模块；声光控制模块32控制发光装置33与扬声器26，一般的，发光装置33具体为LED灯或发光二极管，扬声器26具体为蜂鸣器或喇叭。电源25为集成电路板3、驱动电机23提供电力支持，电源开关27、启动按钮28与集成电路板3电连接，电源开关27控制电源25的开启，启动按钮28控制集成电路板3执行编码本体1内编码。
在一实施例中，永磁体与霍尔传感器位置关系为正相对或反相对，永磁体放置于霍尔传感器的上部或下部。
永磁体的形状为圆柱或矩形柱或圆环柱或三角柱，如图3所示，在一实施例中永磁体形状为圆柱，永磁体表面设有防氧化层，具体的，防氧化层为镀锌层或镀镍层。
如图4所示，霍尔传感器31与永磁体之间存在一定间隔距离，确保每一个霍尔传感器31有且只能感应到一个正上面的永磁体；特殊的，霍尔传感器31与永磁体之间还设有易磁片211，易磁片211安装于安装槽21的底面与霍尔传感器31之间，起到阻隔永磁体部分磁力作用，具体的易磁片211为铁片，当编码本体1嵌入主控本体2后被磁化，因此轻轻吸住而不会掉出，铁片需要距离霍尔传感器31一定的距离以防止磁化后的铁片影响到霍尔传感器31的正常感应。
如图7、图8所示，在一实施例中，连接部包括连接凸部201、连接凹部221；连接凸部201设于主控上盖20表面，连接凸部201用于连接主控上盖20表面上的积木块4；连接凹部221设于主控底盖22表面，连接凹部221用于连接主控底盖22表面上的积木块4；应当理解连接凸部201、连接凹部221的作用相同，都为连接积木块4；主控上盖20、主控底盖22表面上可为连接凸部201、连接凹部221中的任意一种或两种。
本发明提供一种用于可编程积木模型的搭建组件，包括编码本体、主控本体；编码本体安装于主控本体上；编码本体内设有若干编码识别单元；主控本体内安装有集成电路板；集成电路板上设有感应单元、执行功能模块；感应单元感应若干编码识别单元并转换为二进制指令；执行功能模块执行二进制指令；主控本体表面设有连接部；连接部连接积木块。本发明巧妙采用编码识别单元，将复杂的编程应用简单化，同时不依赖于电脑、平板电脑或手机等触控设备即可实现编程的概念，更适合于对低幼年龄段的儿童开展编程和创客教育，特别的本发明与现有积木相兼容，实用性强，广泛应用于教玩具领域，便于大规模推广。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于可编程积木模型的搭建组件，包括编码本体、主控本体，其特征在于：所述的编码本体安装于所述的主控本体上；所述的编码本体内设有若干编码识别单元；所述的主控本体内安装有集成电路板；所述的集成电路板上设有感应单元、执行功能模块；所述的感应单元感应若干所述的编码识别单元并转换为二进制指令；所述的执行功能模块执行所述的二进制指令；所述的主控本体表面设有连接部；所述的连接部连接积木块。
2.如权利要求1所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的执行功能模块包括声、色、光、电、磁、力、波、开关、编程器、单片机、显示屏功能模块；所述的编码本体包括壳体、编码识别单元；若干所述的编码识别单元安装于所述的壳体内；所述的编码本体通过所述的壳体与所述的主控本体固定安装。
3.如权利要求2所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的主控本体包括主控上盖、主控底盖；所述的集成电路板安装于所述的主控上盖与所述的主控底盖之间；所述的编码本体安装于所述的主控上盖的安装槽内。
4.如权利要求2所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的主控底盖上安装有驱动电机、电源、扬声器；所述的驱动电机与动轮连接；所述的电源与所述的集成电路板、驱动电机、扬声器电连接；所述的集成电路板上还包括发光装置，所述的执行功能模块包括声光控制模块、电机驱动模块；所述的声光控制模块根据所述的二进制指令驱动所述的发光装置、扬声器；所述的电机驱动模块根据所述的二进制指令驱动所述的驱动电机带动动轮旋转。
5.如权利要求3所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的壳体为绝缘材料制成；所述的壳体包括编码上盖、编码底盖；所述的编码上盖与所述的编码底盖固定连接。
6.如权利要求5所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的编码识别单元为永磁体，所述的感应单元为霍尔传感器；所述的永磁体与所述的霍尔传感器位置关系为正相对或反相对；所述的永磁体与所述的霍尔传感器之间存在间隙。
7.如权利要求6所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的永磁体安装于所述的编码底盖内；所述的编码上盖与所述的编码底盖的连接方式为包括超声波焊接、螺接、胶水粘合、卡扣连接。
8.如权利要求6所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的安装槽底部与所述的霍尔传感器之间还设有易磁片；所述的易磁片被所述的永磁体磁化贴附于所述的安装槽底部。
9.如权利要求6所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的永磁体的形状为圆柱或矩形柱或圆环柱或三角柱；所述的永磁体表面设有防氧化层；所述的防氧化层为镀锌层或镀镍层。
10.如权利要求6所述的一种用于可编程积木模型的搭建组件，其特征在于：所述的连接部包括连接凸部、连接凹部；所述的连接凸部设于所述的主控上盖表面；所述的连接凹部设于所述的主控底盖表面。
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