CN109152961A - 电路块 - Google Patents

Abstract

提供了电路块。电路块可以包括基板和安装在基板上的至少一个电气部件。该电路块还可以包括：非传导框架，其耦接到基板；以及至少一个柱，其耦接到基板，并且从基板延伸并在基本垂直于基板的主表面的第一方向上穿过框架的至少一部分。此外，该电路块可以包括接触件，其耦接到基板的第二相对的表面并且包括角部分，该角部分从框架向外突起并且在基本垂直于至少一个柱的纵向轴线的至少两个方向上延伸。块还可以包括至少一个磁体，其定位在接触件的柔性角部分附近，并且被配置成磁性地吸引至少一个其他电路块。

Description

电路块

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求2017年4月7日提交的标题为“Circuit Blocks(电路块)”(’471申请)的美国专利申请No.15/482,471的权益和优先权，其要求2016年4月8日提交的标题为“可操纵电路构建块”(’435临时申请)的美国临时申请No.62/320,435的权益和优先权，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文所讨论的实施方式涉及电路块。特别地，各种实施方式涉及电路构建块。此外，各种实施方式涉及用于电路构建块的接触件。

背景技术

提供学习工具的各种实体，诸如教育玩具公司，正在努力创造有趣和有教育意义的产品。

本文要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述那些环境中操作的实施方式。相反，提供该背景仅用于说明可以实践本文描述的一些实施方式的一个示例技术领域。

发明内容

根据一个实施方式，设备可以包括角部分，该角部分包括外边缘和与外边缘相对的内边缘。角部分可以包括柔性传导材料，其被配置成响应于施加到外边缘的力而移位。该设备可以进一步包括从角部分延伸的至少一个附加部分，以及至少一个突片，其耦接到至少一个附加部分并且被配置成电耦接到基板。该设备还可以包括保持器部分，其与角部分相对，并且被配置成电耦接到基板。角部分的内边缘、至少一个附加部分以及保持器部分可以配置成形成内区域，该内区域被配置成接纳和保持磁体。

此外，另一实施方式可以包括一种包括电路块的设备。该电路块可以包括电传导柱，并且可以配置为耦接到至少一个其他电路块。该设备还可以包括接触件，其配置成电耦接到传导柱并且包括在基本垂直于柱的纵向轴线的至少两个方向上延伸的角部分。例如，角部分可以在第一方向和第二方向上延伸，其中第一方向和第二方向分开一个角度，诸如90度角。在一些实施方式中，角部分可包括柔性角部分。另外，电路块可以包括磁体，该磁体至少部分地由接触件保持并且被配置成邻近接触件的角部分定位。磁体以及可能的柔性角部分可以被配置成磁性地吸引至少一个其他电路块。

在又一个实施方式中，设备可以包括电路块，该电路块包括基板，安装在基板的第一主表面上的至少一个电气部件，以及耦接到基板的非传导框架。电路块还可以包括至少一个柱，其机械地耦接到基板并且电耦接到至少一个电气部件。该至少一个柱可以从基板延伸并且在基本垂直于基板的主表面的第一方向上穿过框架的至少一部分。此外，电路块可以包括接触件，其电耦接到基板的第二相对的表面并且包括角部分，该角部分从框架向外突起并且在基本垂直于至少一个柱的纵向轴线的至少两个方向上延伸。例如，角部分可以包括柔性角部分。电路块还可以包括至少一个磁体，其邻近接触件的柔性角部分定位并且被配置成磁性地吸引至少一个其他电路块。

实施方式的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到。

要理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述都是实例性和说明性的，并不是对要求保护的本发明的限制。

附图说明

图1是形成块的实施方式的基础的示例基板的平面图。

图2是可以与电路块配合的示例LEGO块的正投影图。

图3是安装发光二极管的示例块的侧剖视图。

图4是示例柱的正投影图。

图5是示例块的电气电路示意图。

图6是示例交叉块的平面图。

图7是图3的LED块的正投影图。

图8是布置在桌面上并且使用可移除线互连的三个块的正投影图。

图9是块的示例互连组件的正投影图，该块包括在竖直互连堆叠中连接的三个，并且水平连结到另一块。

图10是可围绕图4的柱装配并可由其捕获的示例环形磁体的平面图。

图11是可围绕圆形柱旋转并可从其移位的示例环形磁体的示意性剖视图。

图12是两个示例块的示意性剖视图，其各自包括图11的可移动磁体，并展示了块之间的吸引力和接触。

图13是两个示例块的示意性平面图，在其角部处具有对角磁化的磁体以提供吸引力和接触。

图14是捕获在块中的示例球形磁体的剖视图。

图15是包括铁磁垫圈的示例块的示意性平面图。

图16是两个示例水平布置的块的平面图，其利用较少突出的角部磁体以用于吸引和分开更多突出的用于电连接的接触件。

图17是大致对应于图3的示意性剖视侧视图，其示出了块之间通过其铁磁柱的竖直支撑件和电接触。

图18是包括柱之间的交叉连接和电气部件二者的块的电气电路示意图。

图19是用可移除线选择性地互连的两个块的平面图。

图20A-20C描绘了示例电路块。

图21A-21C描绘了另一示例电路块。

图22A-22C描绘了又一示例电路块。

图23示出了示例接触件和磁体。

图24示出了另一示例接触件。

图25A和25B描绘了示例接触件和电柱。

图26A和26B示出了电路块的一部分，包括接触件、电柱和框架。

图27A和27B示出了电路块的一部分，包括接触件、框架和基板。

图28A和28B示出了电路块的一部分，包括接触件、磁体和帽。

图29A和29B示出了电路块的一部分，包括接触件、电柱、基板和帽。

图30A和30B示出了电路块的一部分，包括接触件、框架、电柱和帽。

图31A和31B示出了在水平配置中耦接的多个块。

图32A和32B示出了在竖直配置中耦接的多个块。

具体实施方式

本公开的各种实施方式涉及可以包括至少一个电气部件的电路块。电路块(其在本文中也可称为“构建块”、“电路构建块”、“瓦片”、“方块”或简称“块”)还可以包括一个或多个部件(例如，接触件和/或柱)，用于耦接(例如，机械地、磁地和/或电地)到另一设备，诸如另一电路块和/或第三方设备，诸如LEGO^TM。

本公开的各种实施方式可以组合成新颖的教育电路构建套件(在本文中也称为“教学套件”或“游戏套件”)中，其允许个人学习电路、查看电气部件的外观和/或构建三维。根据本文公开的各种实施方式，构建套件可以包括多个电路块。构建套件还可以包括线或其他设备。如将示出的，块的结构的各方面可以实现机械和结构组件二者以及电功能和电流流动。在一些实施方式中，两个或更多个块可以三维(“3D”)组装(例如，机械地)，意味着它们可以被堆叠以及并排并且角部对角部地放置。块还可以包括耦接孔，使得块能够与其他构建块集成(例如直接地)，包括但不限于LEGO。单独的块可以包括电气部件，诸如电池、灯泡、马达、开关等，并且多个块可以串联和/或并联耦接，并且电流可以在并排的、角部对角部和/或堆叠的块之间流动。用户可以看到电气部件，以及可能的一根或多根线。两个或更多个块可以电耦接(例如直接地)到彼此(例如经由一个或多个接触件)和/或通过在它们之间连接的线而电耦接。构建套件可以允许用户(例如，儿童以及初学者成人)了解电路、查看电气部件、可视地追踪电流流动和自由地构建3D。

教学或游戏套件可以包括多个电路块，其可以手动布置成形成不同的电路。不同的块可以包括不同的电气(包括电子)部件，诸如电池、发光二极管、马达、集成电路和其他电气和电子元件。电气部件可以包括端子，其电耦接到柱以与其他块互连。

在一个方面，块的一个或多个柱可以被配置为用于竖直堆叠块的支撑件。

在另一方面，与块的一个或多个角部处的柱相关联并且可能接触的磁体可以将块吸引在一起。如果磁体从块的侧面突出，则磁体可以用作块之间的电接触。可选地或另外地，可以通过在块的侧面上进一步突起电接触衬垫来形成电接触。铁磁圆盘或其他铁磁体可以代替角部磁体中的一些。

在又另一方面，磁体可以包围铁磁柱，并且块可以被配置成使得在堆叠结构中较下层块的柱接触较上层块的柱，两者都支撑它并且形成电接触。磁体可以促进两个柱的结构化和电耦接。

参考随附附图来解释本公开的实施方式。

电路块30的一个示例示出在图7的正投影图中，其可以形成为易于处理的大小，例如，其横向侧面为2至10cm，且厚度为0.2至4cm。电路块的大小可以设计成允许块容易地手动移动，同时提供良好的机械刚性。在一些实施方式中，如图1的平面图所示，块可以包括固体材料的基板12，其形成块的基部，并且可以配置成耦接到另一设备(例如，LEGO或其他构建块)。基板材料可包括电绝缘材料，诸如塑料、陶瓷、印刷电路板、印刷线路板、木材或任何其它合适的材料。在一些实施方式中，如果注意避免电短路，则可以使用金属基板。在示出的正方形基板12中，侧通孔或耦接孔14可以邻近四个横向侧面形成，并且角部耦接孔16可以邻近四个角部形成。中心开孔18可以允许电气部件或另外的支撑层容易地机械安装在基板12的两个相对的突片22上，其具有相应的安装孔20并且向内突起到开孔18中。在该特定实施方式中，耦接孔14、16，开孔18和安装孔20可以延伸穿过基板12，使得底部具有相同的结构。如果耦接孔14、16延伸成完整的二维正方形阵列，则安装孔20可以落在耦接孔之间，并且开孔18可以包括所有非外围耦接孔。

块的基板12可以被配置成安装在标准构建块24(例如，LEGO^TM、Mega Blok^TM、Kazi^TM块)上，其示例在图2的正投影图中示出，由例如塑料形成，并具有圆柱形螺柱26，其从它原本基本平坦的上表面28突起并且布置成矩形阵列。基板12的侧面和角部耦接孔14、16可以形成以与LEGO螺柱26匹配(例如，3/16英寸孔，布置成正方形或矩形阵列，间距为5/16英寸，使得基板12的耦接孔14、16可以强制装配到LEGO块24的螺柱26上)。在该实施方式的一个示例中，当基板12被压到LEGO块24上时，开孔18覆盖LEGO块的内螺柱26，因此基板12可以与LEGO块24的平面表面28齐平。而且，基板12的安装孔20可以落在LEGO块24的螺柱26之间。通常，基板12可以耦接到LEGO块，以允许至少一个螺柱26装配到一个或多个耦接凹部14、16的任何方式。该块可以安装到构建块，诸如LEGO块、MegaBloks、Kazi块或具有兼容螺柱和/或凹部的其他构建块。

块的电气部件可以安装在所示的基板12上(例如直接在其上)，并且接线可以从电气部件连接到柱，该柱装配到角部耦接孔16中。然而，可以通过将基板12分成分开的平面层或者可替代地将另外的大致平面层连结到基板12来促进制造。例如，如图3的侧剖视图所示，LED块30，即包括发光二极管(LED)的块，包括基板12，该基板通过一个或多个附接设备(例如，两个平头螺钉)连结到间隔件板32和安装板34。附接设备可以沉到突片22的底部上的围绕安装孔20的埋头孔中，并且穿过安装孔20并穿过间隔件板32中的对应孔并旋拧入安装板34中的螺丝孔中，从而将基板12和间隔件以及安装板32、34旋拧在一起。间隙35可以形成在间隔件板32中，邻近安装板34，在磁体147之间，然而间隔件板32的其他部分可以几乎邻接安装板34，当他们旋拧在一起时。间隔件板32和安装板34可以包括非传导材料，诸如塑料。电气部件，诸如LED 36或其他灯(例如，白炽灯)，可以固定到安装板34。LED灯36封装在透明塑料体38中。用于灯36的两个电引线40、42从其底部突起以分开电连接到两个电柱44、46(在下文中简称为柱)，其装配到角部耦接孔16中的两个中。在替代实施方式中，可以组合基板12、间隔件板32和安装板34中的两个或更多个；或者，可以省略基板12、间隔件板32和安装板34中的一个或多个。

图4中的正投影侧视图中示出的电柱44、46的示例包括轴48和头部50。轴48的大小可以设计成紧密装配到大致圆柱形的接纳孔中，或者可以是螺纹的，用于旋拧入螺丝接纳孔中。其他配合构造，诸如凹槽表面或铲形柱和矩形接纳孔是可以的。图3的间隔件板32中的凹口52容纳头部50，并且其他元件可以装配在柱轴48上，并且其大小设计成使得当螺钉将基板12固定到安装板34时，头部50可以被紧密地捕获在间隔件板32与安装板34之间。电气部件36的引线40、42与电柱44、46之间的电连接可以通过任何数量的装置制成，该装置包括位于安装板34的顶表面上的传导条，抵靠柱44、46焊接或按压装配的线；或者通过连接器制成，该连接器压接到相应引线40、42的端部，并且围绕柱44、46的头部50或轴48装配并与之接触。轴48可以从安装板34的自由表面突起至少等于电气部件的高度的长度，诸如在这种情况下为LED 36。

安装板34可以是印刷电路板(PCB)，并且电气部件36的引线40、42与电柱44、46之间的电连接可以是PCB上的迹线。电气部件36可以焊接到PCB，并且柱44、46可以焊接或按压装配到PCB中的金属化通孔中。包括角部耦接孔16的进入孔53可以形成在基板12与间隔件板32中，以至少部分地暴露头部50的底部。进入孔53的直径可以大于柱轴48的直径，以允许另一柱轴48的顶部从基板12的底部插入并接触所示的柱头部50。

图5示出了具有两个电耦接柱63、64的块的电气电路示意图60。该电路包括双端子电气部件62，其包括第一和第二端子54、56。第一端子54耦接到第一柱63，并且第二端子56耦接到第二柱64。电柱63、64可以配置成耦接到其他块(例如，经由耦接到柱63、64的柔性线或通过柱63、64到可拆卸地接触柱63、64的传导元件，或经由一个块的柱63、64与另一块的柱63、64之间的直接接触，或经由线和直接接触的组合)。

在其他实施方式中，交叉块包括四个柱，其各自在块的角部，并且其中相对的角部处的柱彼此电耦接。例如，如图6中的底部平面图所示，交叉块包括安装板72，其耦接到基板12，通过从基板12安装螺钉并且例如旋拧入交叉安装板72中的螺丝孔74。位于基板12与安装板72之间的是穿过(例如在上面或下面)第二线78的第一线76。结果，交叉块可以仅用两层板实现。第一线76电耦接在两个柱82之间的一条对角线上，这两个柱装配到相对的第一角部耦接孔中，并且第二线78类似地电耦接在两个柱80之间的垂直对角线上，这两个柱装配到相对的第二角部耦接孔中。示出了电柱80、82的头部50。在一些实施方式中，每根线76、78可以使其端部中的每个压接到连接器84，该连接器具有包围对应的电柱80、82的轴48的未示出的轴环。每根线76、78可以与另一根电绝缘。

交叉块可以包括基板12和间隔件板32。除了容纳柱头部之外，形成在间隔件板32中的内部凹处还容纳线76、78和任何压接连接器84。可以在柱头部50与安装板34之间插入附加的垫圈，以容纳任何非平面的压接连接器84。当安装板34和基板12与线76、78和位于它们之间的连接器84旋拧在一起时，连接器84与电柱80、82的头部50形成足够的电接触，并且轴48从安装板34的相对的自由表面突起。

在图7的正投影视图中示出的LED块30，包括通过两个相应的接线90、92电耦接到两个电柱44、46的LED 36。在该实施方式中，两个附加的支撑柱94、96可以装配到块30的其他两个角部耦接孔中，并且可以形成为与柱44、46相同的高度，以支撑下一个更高的块。由于支撑柱94、96不用于电耦接，所以它们可以由绝缘材料形成或者可以由传导材料形成，并且可以可选地由一堆叠绝缘环98包围，如图所示。

图8的正投影视图示出了三个电路块的示例，其组装在平面表面上诸如工作台或桌面。该组件包括LED块30、电池块102和马达块104。电池块102包括电池106，其通过相应的电接线112、114电耦接在其角部耦接孔中的两个柱108、110之间。马达块104包括电马达116，其具有旋转输出轴118并且通过相应的电接线123、124电耦接在两个柱120、122之间。线128、130、131选择性地将块30、102、104串联耦接，通过固定到线128、130、131的剥离端部的弹簧夹134，并手动夹在电柱44、46、108、110、120、122上。其他类型的可移除连接是可能的，诸如铲连接、环连接、围绕柱的线的环，或任何其他手动连接的装置。图示的块30、102、104可以包括极性敏感的部件，使得互连的极性可以是重要的并且可以向用户指示。

互连不同块的柔性线，诸如图8的线128、130、131，可以在其端部包括铁磁或磁性元件，使得它们被吸引到块中的磁体或者铁磁电柱，该铁磁电柱可能已经被相关联的磁体在其头部处磁化。这种铁磁或磁性尖端可以简化块之间的线连接，并且可以有助于将线支持到电柱。

虽然图8示出了串联连接，但当LED块30与另一块诸如马达块104并联耦接时，它可以用于监测电流流动的方向，因为发光二极管仅在电流流动的一个方向下点亮。当通过马达116的电流方向反转时，其输出轴118的旋转方向明显反转，并且LED的状态改变。

本文所公开的电路块可以组装成三维连结的组件，以形成单个电气电路而不使用附加的线。图9的正投影视图中示出的3-D组件包括电池块102，其物理和电耦接到堆叠142，该堆叠如电池块102一样支撑在相同的平面床上，并且包括LED块30、马达块104和具有风扇145的风扇块144。包含在每个块内的接线未在图9中示出。图9的组件可以直接推广到单级块和多块堆叠的任何组合的一维、二维或三维阵列。

电池块102和底部LED块30的物理和电耦接以及块的堆叠142之间的耦接，可以通过每个块在其角部处包括环形磁体147来促进，其示出在图10中的平面图、图3中的侧剖视图以及还有图9的正交视图中。环形磁铁147大致与平行于柱轴48的轴线148同轴(如果不与该轴线重合的话)，该环形磁铁包括开孔149，其围绕柱44、46的轴48或其他柱(诸如铁磁和导电支撑柱)装配，松散地或强制地装配。环形磁体147可以沿着轴线148磁化，并且因此可以磁耦接到铁磁柱44、46以及在邻近端部上(包括头部50上)并置的其他块的柱。不同层的柱之间的磁耦接提升了堆叠142中的结构化强度，并且还由此促进了两个大约轴向对齐的柱44、46之间的电耦接。

此外，还如图3的侧剖视图所示，环形磁体147的外直径可以足够大，使得磁体147延伸到或略微超过块的侧面。因此，当两个块并排放置时，两个块中的磁体147可以紧紧耦接。如果选择磁极使得并置的磁体的最近点具有相反的磁极性，则两个磁体及因此它们的块彼此吸引并且两个磁体触碰。如果磁体也是导电的，如大多数磁体一样，触碰磁体可以在相邻的块(例如，图9中的块30、102)的柱之间提供传导路径。

在磁耦接的另一实施方式中，如图11的平面图所示，环形磁铁150具有在其中心轴线152周围的内半径，其大于柱154在其中心轴线156周围的半径，以便在它们之间形成间隙158。磁体150可以不被夹紧在块内部，而是可以在其轴线152周围自由旋转，以及相对于柱154横向移动。图12的平面图中所示的组件包括两个块160、162，其具有由可移动的环形磁体168、170松散地包围的相应的柱164、166，其平行于磁体168、170的平面中的相应对角线被磁化。当两个块160、162的角部被手动彼此靠近地定位时，磁体168、170彼此吸引并且可以使彼此旋转，使得磁化方向变得对齐，并且吸引力使磁体168、170触碰并建立它们之间的电接触。如果柱164、166是铁磁的，则磁体168、170的内环形表面可以被吸到相应的柱164、166，同时磁体168、170的它们的外环形表面维持彼此接触，使得可以在磁体168、170与柱164、166之间形成足够的电接触，从而在块160、162之间建立传导路径。即使磁体168、170触碰，也可以在块160、162之间形成间隙172。作为替代，磁体168、170可以沿着它们相应的竖直轴线被磁化，其中邻近角部处的磁体具有相反的上/下磁极性。

吸引的磁铁可以是正圆圆柱的形式。在图13的平面图中示意性地示出的一个实施方式中，两个块174、176具有固定地嵌入其相应的块角部中的圆柱形磁体178、180。磁体178、180可以在沿着块174、176的对角线的方向被水平磁化(例如，被磁化使得两个块174、176的邻近角部具有彼此相反的磁极性)，在所示实施方式中，磁体178可以具有面向内的南极S，并且磁体80可以具有面向内的北极N，并且磁体178、180可以围绕块174、176的边缘交替。如果手动移动块使得面向内的S极磁体178靠近面向内的N极磁体180，则两个块174、176彼此吸引，直到它们的磁体178、180触碰。磁性取向的这种配置也适用于在其中心具有电柱的水平磁化的环形磁体，其可以在块174、176之间提供结构化和电接触。相关实施方式使用轴向(竖直)磁化的磁体，其具有面向上的S极磁体178和面向上的N极磁体180，在该实施方式中，磁体178、180可以是圆柱形的或者是环形的并且包围相应的柱。

在涉及自取向磁体的另一实施方式中，如图14的剖面图所示，大致球形形状的球磁铁184至少部分地装入在块188的腔体186或其他本体中。腔体186的尺寸略大于球磁体184的尺寸，使得球磁铁184被捕获但可以自由旋转。腔体186可以是球形、部分球形、立方形或其他形状，使得球磁体184被捕获但可以自由旋转。球磁体184可以沿着能够与球磁体184一起旋转的轴线被磁化。球磁体184可以部分地暴露在块188的表面或边缘处，使得腔体186仅是部分的，或者球磁体184可以完全装入。与前述实施方式类似，多个球磁体184可以设置在电路块的角部处。

根据实施方式，磁体可以具有几乎任何形状或大小。例如，磁体可以是圆盘、圆柱体、矩形本体、球、半圆盘、半球、凹面、凸面或其他形状。相同块或不同块的磁体可以具有相同的形状或可以是不同的。磁体可以径向、轴向、竖直、水平、对角地或者以使得块能够彼此吸引的任何取向被磁化。

在另一实施方式中，磁体中的一个或多个可以由传导的铁磁构件代替。例如，如图15的平面图所示，铁磁构件诸如铁垫圈190，可以定位在块的一个角部处并且可以从角部略微突出。铁磁构件可以被吸引到相邻的块中的几乎任何其他磁体。铁和大多数其他铁磁材料是导电的，使得铁磁耦接器也可以用作块之间的电耦接器。铁磁耦接器可以在同一块上与磁体交替。在一个这样的实施方式中，块的两个相对的角部可以包括磁体，并且另两个相对的角部可以包括铁磁耦接器。这种配置允许所有磁体具有相同的磁化方向，无论竖直还是水平。

另一实施方式在图16的平面图中示出，其将水平布置的块200、202之间的机械和电耦接分开。每个块角部可以包括可自由旋转的磁体204、206，优选地被水平磁化并被约束为在水平平面中旋转，并且其从块200、202的侧面突出。当块200、202被放在一起，他们的角部稍微对齐时，磁体204、206旋转并彼此吸引，以便使块朝向彼此。然而，接触凸块208形成在每个块200、202中以从块侧面突出。接触凸块208可以包括任何传导材料并且不需要是磁性的。接触凸块208从块200、202的突出部可以略大于磁体204、206的突出部，使得磁体204、206之间的磁吸引力可以引起相邻的块200、202的接触凸块208接触和限制进一步移动，并在块200、202之间形成电接触。取决于接触衬垫208的端部的几何形状，可以限制进一步的磁性移动，使得磁体204、206保持稍微分离或者可以存在一些横向移动，在竖直方向上示出，使磁体204、206变为物理接触。可选地或另外地，接触衬垫208可以是柔性的，使得它们变形并维持电接触，但允许磁体接触。

在图9的堆叠142中，柱可以提供堆叠中的块之间的竖直支撑和竖直电接触。如图17的剖侧视图所示，上部块210通过柱214支撑在下部块212上并与之电接触，其可以包括铁磁材料，诸如钢、铁或镍。柱214的大小足以跨越下部块212上的任何电气部件和接线。上部块210可以类似地包括铁磁电柱216，其具有从其顶部突出的轴218和面向上部块210的底部的头部220。轴218从头部220向上突起并穿过上部块210中的通孔和磁体222。借助于图3的结构或其他装置，头部220的底部被捕获在上部块210中，邻近进入孔224并在其上方。

当块210、212竖直堆叠时，下部块212的柱214的轴装配到上部块210的进入孔224中，并且它接触上部块210的柱头部220的下表面。仅上部块210的重量就可足以使下部柱214与上部柱216的头部220之间形成电接触。可以竖直或水平磁化的磁体222可以提供甚至更安全的物理支撑和电接触，因为它磁化下部铁磁柱214和上部柱216的铁磁柱头部220，并且可以使块210、212彼此吸得更紧密。

如图18的电气示意图所示，可以将交叉结合到块223中，其具有图5的电气部件62和端子63、64。块223可以另外包括接到端子222、224的交叉接线，它们具有分开的极性标记226、228。该配置在图9的堆叠布置中可以是特别有益的。

如果电气部件更复杂，诸如3端子晶体管或多端子集成电路，则可能需要两个以上的柱以用于设备的输入和输出。

块可以具有任何形状或大小。一组块可以是相同的形状和大小，或者可以是不同的。例如，大小可以包括31平方毫米、1平方英寸、3平方英寸或任何其他大小。块可以是正方形、矩形、三角形、圆形的形状或任何其他形状。块的水平表面可以是印刷电路板(PCB)或任何其他材料，例如塑料、木材或陶瓷。水平表面可以包括绝缘材料。柱可以放置在块的角部中或其他位置处。图19的平面图中所示的一个实施方式，包括两个木块230、232，其中耦接孔234围绕它们的外围分布。成对的柱236、238在远离板外围的内部位置处突起到板230、232上方。电池组240安装在第一板230上，并通过两个未示出的接线耦接到其端子236。马达242和其输出轴244一起安装在第二板232上，并通过两个未示出的接线耦接到其端子238。柔性线246、248通过手动操作的弹簧夹耦接在柱236、238之间。重新布置连接可以使马达242反转轴244的旋转方向。

图20A是另一示例块300的立体图。块300，其在本文中也可称为“电池块”或“电池方块”，包括帽302、角部304A-304C和电柱306。帽302，其在本文中也可称为“基部”，可以包括例如非传导材料。更具体地，帽302可包括塑料透明帽。尽管图20A中示出了三个角部304，并且图20A的立体图暗示了第四角部，但块300可以包括任何数量的角部。如所示，块300包括角部接触件308，其中角部304A和304B各自包括角部接触件308。如本文更全面地描述的，可以包括传导材料的角部接触件308可以耦接(例如，电地和/或机械地)到基板(图20A中未示出)和/或柱(例如，电柱306)，并且可以配置成将磁体维持在块300内。块300可以包括电气部件诸如电池(未示出)，其可以具有电耦接到一个或多个柱和/或一个或多个接触件308的端子。

块300还包括框架310，该框架可以包括非传导材料诸如塑料。此外，块300可以包括柱311，该柱还可以包括非传导材料，并且可以配置为耦接到另一设备，诸如另一块或LEGO。例如，柱311可以是框架310的一部分，或者框架310可以至少部分地围绕柱311定位。在一些实施方式中，块300可以包括电端口(例如，充电端口)314，其通过框架310暴露并且被配置成接纳设备诸如连接器(例如，USB连接器)。

图20B是块300的底部立体图。如所示，块300的帽302包括孔320和凹处322，其可以被配置成使块300能够耦接(例如，机械地和/或电地)到另一设备，诸如另一块和/或LEGO。如下面更全面地描述的，根据各种实施方式，接触件308的至少一部分可以突出通过帽302以使得能够电连接到另一块(例如，堆叠配置中的另一块的柱)。图20C是块300的侧视图，其示出了接触件308、框架310和电柱306。

图21A是另一示例块400的立体图。块400，其在本文中也可称为“LED块”或“LED方块”，包括LED 401、帽302、角部404A-404C和电柱306。尽管图21A中示出了三个角部404，并且图21A的立体图暗示了第四角部，但块400可以包括任何数量的角部。如所示，块400包括接触件308，其中角部404A和404B各自包括接触件。如本文更全面地描述的，可以包括传导材料的接触件308可以电地和/或机械地耦接到柱306，并且可以配置成将磁体维持在块400内。LED 401可以包括电接触件，其可以电耦接到柱306和/或接触件308。

块400还包括框架410，该框架可以包括非传导材料诸如塑料。此外，块400可以包括柱411，该柱还可以包括非传导材料，并且可以配置为耦接到另一设备，诸如另一块或LEGO。例如，柱411可以是框架410的一部分，或者框架410可以至少部分地围绕柱411定位。

图21B是块400的底部立体图。如所示，块400的帽302包括孔320和凹处322，其可以被配置成使块300能够耦接(例如，机械地和/或电地)到另一设备，诸如另一块和/或LEGO。根据各种实施方式，接触件308的至少一部分可以突出通过帽302以实现电连接到另一块(例如，堆叠配置中的另一块的柱)。图21C是块400的侧视图，其示出了LED 401、接触件308、框架410和电柱306。

图22A是另一示例块500的立体图。块500，其在本文中也可称为“马达块”或“马达方块”，包括马达501、帽302、角部504A-504C和电柱306。尽管图22A中示出了三个角部504，并且图22A的立体图暗示了第四角部，但块500可以包括任何数量的角部。如所示，块500包括接触件308，其中角部504A和504B各自包括接触件。如本文更全面地描述的，可以包括传导材料的接触件308可以耦接到柱，并且可以配置成将磁体维持在块500内。

块500还包括框架510，该框架可以包括非传导材料诸如塑料。此外，块500可以包括柱511，该柱还可以包括非传导材料，并且可以配置为耦接到另一设备，诸如另一块或LEGO。例如，柱511可以是框架510的一部分，或者框架510可以至少部分地围绕柱511定位。

图22B是块500的底部立体图。如所示，块500的帽302包括孔320和凹处322，其可以被配置成使块500能够耦接(例如，机械地和/或电地)到另一设备，诸如另一块和/或LEGO。根据各种实施方式，接触件308的至少一部分可以突出通过帽302以使得能够电连接到另一块(例如，堆叠配置中的另一块的柱)，图22C是块500的侧视图，其示出了马达501、接触件308、框架510和电柱306。

根据一些实施方式，接触件308可以包括一个或多个片。例如，接触件308可以包括连续的材料片(例如，金属)，或者接触件308可以包括一片以上(例如，两片)的材料，其耦接(例如，电耦接)在一起。此外，在一些实施方式中，接触件308的至少一部分可以被配置成从框架(例如，框架310、框架410或框架510)向外突起并且超出框架的外表面和/或帽(例如，帽302)。换句话说，接触件的角部分的外表面可以被配置成从块的框架向外突起并且延伸到或超出块的外围表面(例如，块的框架和/或帽)。因此，当两个块并排放置时，两个块的接触件可以紧紧耦接。如果选择块内的磁体的磁极性使得并置的磁体的最靠近点具有相反的磁极性，则两个磁体以及因此它们的块可以彼此吸引，并且两个块的接触件可以触碰。当接触件308导电并电耦接到柱306时，触碰接触件可在相邻的块的柱和/或电气部件之间提供传导路径。

此外，当两个块的角部彼此靠近地定位时，块中的磁体可以彼此吸引并且可以使块中的一个或多个旋转，使得磁化方向变得对齐，并且吸引力使接触件触碰并建立块之间的电耦接。如本文所述，接触件可以提供多个方向上的电耦接。例如，接触件可以在竖直(例如，向上和向下方向)和/或一个或多个水平方向上提供电耦接。

图23描绘了示例接触件308’，其可以包括图20A-22C中所示的接触件308。接触件308’包括角部分(例如，弯曲角部分)702，并且大小可以设计为并且构造为定位在块(例如，块300、块400和块500)的角部处。角部分702可包括外边缘703和内边缘(图23中未示出；参见图24的内边缘805)，其与外边缘703相对。角部分702可以包括曲线，该曲线包括合适的曲率。例如，角部分702可包括90度曲线，或者小于或大于90度的曲线。在一些示例中，例如参考图21A，接触件308可以包括角部分702(参见图23)，其可以从块400的第一侧延伸到块400的第二侧，其基本垂直于块400的第一侧。弯曲部分702可以在块之间的各种相对角度上实现两个块之间的电接触。换句话说，例如，当两个块搁置在同一平面(例如，桌面)上，处于角部对角部接触，并且经由它们相应的接触件308电耦接时，两个块之间的相对角度可以是从0到180度，同时仍然维持两个块之间的电接触。

在一些实施方式中，角部分702可以包括柔性传导材料，其被配置成响应于施加到外边缘703的力而暂时移位(例如，朝向磁体612)。在移除所施加的力时，角部分702可以返回到其默认位置和/或配置。所施加的力可以来自第二块的角部分。例如，两个块可以单独地耦接到LEGO块，使得它们的角部分接触。例如，帽上的孔320和凹处322与LEGO块上的圆柱形螺柱26的间隔可以使得两个块的部分彼此干涉，产生又导致角部分移位的力。

接触件308’还可以包括至少一个唇部分707，其在基本垂直于外边缘703的方向上从外边缘703延伸。此外，接触件308’可以包括从弯曲的角部分702延伸的至少一个附加部分704。部分704可以包括柔性材料。在一些实施方式中，角部分702响应于力的位移可以来自部分704中的一个或两个中的柔性，代替，或者除了角部分702中的柔性。例如，角部分702的材料可以是脊状的，而部分704的材料可以是柔性的，允许角部分702暂时移位。此外，接触件308’可以包括至少一个部分706和突片708，其经由部分706耦接到至少一个附加部分704。部分704可以包括从角部分702延伸到部分706的弯曲部分。部分706可以被配置成定位在基板附近，并且在一些实施方式中，可以接触和/或耦接(例如，电地和/或机械地)到基板。突片708，其可以包括例如焊接突片，可以被配置成耦接(例如，电地和/或机械地)到基板(图23中未示出)。在一些实施方式中，突片708可以定位在基板内并且耦接到(例如，焊接或按压装配)基板中的孔(例如，金属化通孔)。基板可以包括例如PCB。

另外，在一些实施方式中，接触件308’可包括与角部分702相对的保持器部分720，并配置成耦接(例如，电地和/或机械地)到基板。在各种实施方式中，角部分702(内边缘805)、至少一个附加部分704和保持器部分720形成接触件308’的内区域，其被配置成接纳和保持磁体612。

图24示出了另一示例接触件308”，其可以包括图20A-22C中所示的接触件308。在图24所示的实施方式中，接触件308”包括多于一片的材料。更具体地，接触件308”可以包括第一部分(例如，包括金属)801和第二部分(例如，包括金属)819。

接触件308”包括角部分(例如，弯曲的角部分)802，并且大小可以设计为并且构造为定位在块(例如，块300、块400和块500)的角部处。角部分802可以包括外边缘803和内边缘805，其与外边缘803相对。在一些实施方式中，角部分802可以包括柔性传导材料，其被配置成响应于施加到外边缘803的力而移位。在移除所施加的力时，角部分802可以返回到其默认位置和/或配置。

接触件308”还包括至少一个唇部分807，其在基本垂直于外边缘803的方向上从外边缘803延伸。此外，接触件308”可以包括从角部分802延伸的至少一个附加部分804。部分804可以包括柔性材料。角部分802响应于力的位移可以来自部分804和角部分802中的柔性中的一个或两个。此外，接触件308”可以包括部分806和突片808。部分806可以被配置成接触和/或耦接(例如，电地和/或机械地)到基板。此外，突片808，其可以包括例如焊接突片，可以被配置成耦接(例如，电地和/或机械地)到基板。在一些实施方式中，突片808可以定位在基板中的孔(例如，金属化通孔)内并且耦接到(例如，焊接或按压装配)基板中的孔。基板可以包括例如PCB。

另外，在一些实施方式中，部819可以包括保持器部分820、部分821和突片822。在一些实施方式中，部分821可以邻近基板定位并可以耦接到基板，并且突片822，其可以包括例如焊接突片，可以被配置成耦接(例如，电地和/或机械地)到基板。在一些实施方式中，突片822可以定位在基板中的孔(例如，金属化通孔)内并且耦接到(例如，焊接或按压装配)基板中的孔。保持器部分820可以被配置成帮助维持磁体，并且还可以被配置成突出通过帽(例如，帽302；参见例如图20B)中的开口以电接触另一设备，诸如另一块。(例如，堆叠配置中的另一块的电柱)。保持器部分820可以包括柔性传导材料，其被配置成响应于当两个块堆叠时另一块的柱的头部按压抵靠它而暂时移位(例如，远离角部分802)。这可以使保持器部分820能够与其他块的柱形成可靠的电接触(例如，在堆叠配置中)。在各种实施方式中，角部分802和部分804包括第一金属片，并且包括保持器部分820的部819包括第二不同的金属片，如图24所示。在各种其他实施方式中，角部分802、部分804和部819，其包括保持器部分820，包括连续的金属片。要注意，术语“部分”在本文中也可称为“构件”。

图25A示出了接触件308、电柱306和磁体612。接触件308，其可以包括接触件308’或接触件308”，包括角部分902，该角部分可以包括例如角部分702(参见图23)或角部分802(参见图24)。角部分902可以包括柔性传导材料，其被配置成响应于施加到外边缘903的力而移位。此外，接触件308包括保持器部分920，其可以被配置成帮助维持磁体612，并且还可以被配置成突出通过帽(例如，帽302；参见例如图20B)中的开口以电接触另一块。(例如，堆叠配置中的另一块的电柱)。图25B是接触件308的另一图示，其包括部分902、904和906，以及电柱306。

图26A描绘了块1000的一部分，其包括接触件308、电柱306和框架1010。接触件308包括角部分902、部分906和921、突片908和922，以及保持器部分920。根据各种实施方式，部分906和/或部分921可以邻近基板1020定位，并且可以耦接到该基板。此外，根据各种实施方式，突片908和/或突片922可以被配置成耦接(例如，电地和/或机械地)到基板1020。在一些实施方式中，突片908和/或922可以定位在基板1020中的孔(例如，金属化通孔)内并且耦接到(例如，焊接或按压装配)该基板中的孔。基板1020可以包括例如PCB。在一些实施方式中，框架1010可以包括非传导材料。图26B描绘了接触件308的保持器部分920、电柱306、框架1010和磁体612。如图26B所描绘，保持器部分920可以配置成帮助将磁体612维持在块1000内。

图27A是块1000的另一图示，其包括基板1020、框架1010以及接触件308。如图27A所示，接触件308包括角部分902，部分904、906、907、920和921。图27B示出了定位在接触件308的内区域内的磁体612。要注意，磁体62可定位在块1000内，使得磁体612的N极和S极在接触件308的角部分902附近。

图28A是块1000的一部分的另一图示，其包括接触件308和磁体612。如图28A所示，接触件308包括角部分902、部分904和906，以及突片908和922。图28A进一步示出了帽302，其包括孔320。根据一些实施方式，帽302的至少一部分303被配置成定位在由接触件308维持的至少一个磁体(例如，磁体612)的至少一部分与接触件308的角部分902的至少一部分之间。图28B描绘了邻近接触件308定位的基板1020。如所示，基板1020可以包括电迹线1025，其被配置为电耦接到柱(例如，电柱306；参见例如图25A)。基板1020还可以包括孔1030和孔1040。在一些实施方式中，接触件308的突片908(参见图28A)可以定位在孔1030内，并可以耦接到(例如，焊接到和/或按压装配)该孔，并且接触件308的突片922(参见图28A)可以定位在孔1040内，并可以耦接到(例如，焊接到和/或按压装配)该孔。

图29A是块1000的另一图示，其包括帽302、接触件308的部分904和角部分902、电柱306和基板1020。图29B示出了块1000，其包括邻近基板1020定位的框架1010、柱306、帽302和接触件308。

图30A是块1000的另一图示，其包括帽302、接触件308的角部分902、电柱306、基板1020和框架1010。图30B是块1000的另一图示，其描绘了帽302、接触件308的角部分902、电柱306和框架1010。还示出了帽302中的凹处322和孔320。图30B进一步示出了接触件308的保持器部分920，其突出通过帽302并且被配置为接触(例如，电接触)另一设备(例如，另一块的电柱)。更具体地，当堆叠两个块时，另一块的柱的头部可以接触通过帽302暴露的保持器部分920的部分。接触件308的保持器部分920可以包括柔性传导材料，其被配置成通过其他块的柱的头部插入凹处322中而机械地干涉并且暂时移位(例如，远离角部分902)。这可以使保持器部分920能够与其他块的柱形成可靠的电接触。

图31A和31B示出了在水平配置中耦接的块300和500。如图31A和31B所示，块300和500可以经由接触件308耦接(例如，电地和/或磁地)。

图32A和32B示出了在竖直(“堆叠”)配置中耦接的块300和500。如图32A和32B所示，块300和500可以经由接触件308、柱306和/或柱311/511(参见例如图20A、22A、31A和31B)耦接(例如，机械地、磁地和/或电地)。

尽管图31A、31B、32A和32B的配置中的每个中仅示出了两个块，但应当理解，可以在水平配置和竖直配置(在本文中也称为“堆叠配置”)的每个中耦接两个以上的块。

块可以布置成线性或矩形或其他二维图案。它们也可以布置成三角形配置。例如，可以组装三个块，每个块仅在围绕三角形的串联连接中的一个相应角部上触碰并接触两个相邻的块中的每个。当下层块包括三个或更多个柱或支撑堆叠配置中的一个或多个上层块的其他装置时，在该实施方式和其他实施方式中堆叠在第三维中也是可能的。

安装在电路板上的电气部件可以是任何电气或电子设备或元件。电子设备包括具有三个或更多个端子的半导体元件，但是包括在更一般类型的电气设备中，如广泛理解的那样。简单的双端子电气部件的示例包括电阻器、电容器、电感器、电池、电池座、太阳能单元、LED或白炽灯泡、开关、按钮、蜂鸣器、扬声器、线、传感器、马达风扇或其他电气设备。其他电气部件包括闭锁按动按钮、振动马达、电位计或齿轮马达。

电子部件可以包括集成电路(IC)、处理器、微处理器、计算机、红外检测器或发射器、蓝牙电路、WiFi、无线或任何其他电子电路。对于更复杂的电气和电子设备，可能需要两个以上的电柱。根据一些实施方式，板上的电气部件和/或接线可以对用户可见(例如，以便于学习)。虽然本公开已被描述为用于青少年的玩具或用于课程作业的教学套件，但它也可以用于专业原型电气电路和其他用途。

本公开中使用的术语，尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的本体)中使用的术语通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括(including)”应解释为“包括(including)但不限于”，术语“具有”应解释为“具有至少”，术语“包括(includes)”应解释为“包括(includes)但不限于”等。)。

另外，如果意图引入特定数量的权利要求叙述，则这种意图将在权利要求中明确地记述；并且没有这种叙述，就不存在这种意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含引用性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求叙述。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一(a)”或“一个(an)”引入的权利要求叙述将包含这种引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅包含一个这种叙述的实施方式，即使当同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词诸如“一(a)”或“一个(an)”(例如，“a”和/或“一个(an)”应被解释为意味着“至少一个”或“一个或多个”)时；对于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。

另外，即使明确地记述了特定数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员也将认识到，这种叙述应被解释为意味着至少所述的数字(例如，“两个叙述”的无修饰的叙述，在没有其他修饰语的情况下，意味着至少两个叙述，或者两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一个或多个”的惯例的情况下，通常，这种结构旨在包括单独的A，单独的B，单独的C，A和B一起，A和C一起，B和C一起，或A、B和C一起等。

此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个替代术语的反意连接词语或短语应被理解为考虑包括术语中的一个、术语中的任一个或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

本公开中记载的所有示例和条件语言旨在用于教育对象以帮助读者理解本发明和发明人贡献的深入本领域的概念，并且应被解释为不限于这些具体记载的示例和条件。尽管已经详细描述了本公开的实施方式，但是在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (20)

1.一种设备，包括：

角部分，所述角部分包括外边缘和与所述外边缘相对的内边缘，所述角部分包括柔性传导材料，被配置成响应于施加到所述外边缘的力而移位；

从所述角部分延伸的至少一个附加部分；

至少一个突片，耦接到所述至少一个附加部分并且被配置成电耦接到基板；以及

保持器部分，与所述角部分相对，并且被配置成电耦接到所述基板；

其中，所述角部分的所述内边缘、所述至少一个附加部分以及所述保持器部分被配置成形成内区域，所述内区域被配置成接纳和保持磁体。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个突片包括两个焊接突片。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述角部分、所述至少一个附加部分、所述至少一个突片以及所述保持器部分包括连续的金属片。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述角部分、所述至少一个附加部分以及所述至少一个突片包括第一金属片，并且所述保持器部分包括第二不同的金属片。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述角部分包括在第一方向和第二方向上延伸的弯曲表面，所述第一方向基本垂直于所述第二方向。

6.一种设备，包括：

电路块，包括：

至少一个导电柱，被配置为耦接到至少一个其他电路块；

接触件，被配置成电耦接到所述至少一个导电柱并且包括角部分，所述角部分在至少两个方向上延伸，所述至少两个方向基本垂直于所述至少一个导电柱的纵向轴线；以及

磁体，至少部分地由所述接触件保持并且被配置成定位在所述接触件的所述角部分附近，所述磁体和所述角部分被配置成磁性地吸引至少一个其他电路块。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个导电柱包括铁磁材料。

8.根据权利要求6所述的设备，还包括非传导框架，所述非传导框架耦接到所述至少一个导电柱并且包括邻近所述接触件的部分，其中，所述接触件的所述角部分的外表面被配置成从框架向外突起并超出所述框架的外围表面。

9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述电路块还包括框架，所述框架耦接到所述至少一个导电柱并且包括至少一个非传导柱，所述至少一个非导电柱被配置为耦接到所述至少一个其他电路块。

10.根据权利要求6所述的设备，还包括基板，所述基板耦接到所述至少一个导电柱并且具有垂直于所述至少一个导电柱的纵向轴线的主表面。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述接触件还包括至少一个突片和至少一个附加部分，所述至少一个附加部分耦接在所述角部分和所述至少一个突片之间，其中，所述至少一个突片被配置成接触所述基板。

12.一种设备，包括：

基板；

安装在所述基板的主表面上的至少一个电气部件；

耦接到所述基板的非传导框架；

至少一个柱，所述至少一个柱电耦接到所述基板和所述至少一个电气部件，并且在第一方向上从所述基板延伸并穿过所述框架的至少一部分，所述第一方向基本垂直于所述基板的所述主表面；

接触件，所述接触件电耦接到所述基板的第二相对的表面并且包括角部分，所述角部分从所述框架向外突起并且在至少两个方向上延伸，所述至少两个方向基本垂直于所述至少一个柱的纵向轴线；以及

至少一个磁体，定位在所述接触件的所述角部分附近，并且被配置成磁性地吸引至少一个其他电路块。

13.根据权利要求12所述的设备，还包括非传导帽，所述非传导帽被配置成耦接到所述非传导框架的一部分，并且至少部分地装入所述磁体和所述接触件。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述非传导帽包括透明材料。

15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述非传导帽被配置成至少部分地暴露所述接触件的一部分，用于接触堆叠配置中的另一电路块的柱。

16.根据权利要求13所述的设备，还包括至少一个凹处，所述至少一个凹处形成在所述非传导帽的外表面中，并且被配置成接纳另一电路块的柱，以使另一块的所述柱能够电耦接到所述接触件。

17.根据权利要求13所述的设备，其中，所述非传导帽的至少一部分被配置成定位在所述至少一个磁体的至少一部分与所述角部分的至少一部分之间。

18.根据权利要求12所述的设备，其中，接触件包括冲压钣金。

19.根据权利要求12所述的设备，其中，所述接触件被配置成使所述至少一个磁体的N极和S极中的每个能够同时定位在所述接触件的所述角部分附近。

20.根据权利要求12所述的设备，其中，所述至少两个方向包括沿着所述框架的第一表面的第一方向，和沿着所述框架的第二表面延伸的第二方向，所述第二表面基本垂直于所述第一表面。