CN109248455B - 一种电子积木连接方法及电子积木组合体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子积木连接方法，其包括以下步骤：(1)制备具有基础电路功能的电子积木基础模块及其基础电路，将基础电路内置于基础模块中；在电子积木基础模块及其基础电路预设两个或多个电连接点；(2)制备电子积木支路模块及其支路电路，在电子积木支路模块的底部设置金属弹性触点，所述金属弹性触点通过线路与支路电路相互连接；(3)电子积木基础模块的上端面上设置有圆台型凹凸结构，在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置凹孔并将电子积木基础模块的电连接点分别设置于所述的凹孔内；(4)电子积木模块通过直插式相互级联形成电子积木组合体，同时将金属弹性触点与凹孔内的电连接点相互连接，形成积木组合体及其功能电路。
Description
技术领域
本发明涉及电子玩具及教具技术领域，具体涉及一种电子积木连接方法及电子积木组合体。
背景技术
现有技术中的电子积木，就是将导线、灯泡、二极管、电阻、电容、各种开关、电表、电机、喇叭、集成块等电子元器件固定在塑料片（块）上，用独特的子母扣做成独立可拼装的配件，在产品配置的安装底板上像拼积木一样拼装电路组合。
现有的电子积木，其电子元件多采用裸露设计，学习更直观，拼装的电子装置可应用于现实生活中，可用做中小学生的课外活动教材，也可作为电子技术的实验指导。电子积木由浅入深，可快速拼装出各种趣味电路与实用电路，每拼装一种电路，都能马上听到或看到通过电子积木组装而成的积木电路产生的声、光、电的效果。使少年儿童把教科书中原本枯燥的电学、声学、光学、磁学原理在装拆中较为容易地了解清楚，进入奥妙无穷的电子世界。
但是，目前，电子积木的组装主要通过积木母模块与积木子模块之间的电子电路一般是通过引线与插孔，或者通过连接电线、电缆和接口、电夹等进行连接，连接组件多、结构复杂、且不能避免反接，同时线缆容易相互缠绕、连接不稳定、接触电阻大，整体占用的体积也较大。目前也有少部分可以采用直插式连接的电子积木，其将大部分电接口都设置在模块的一侧面上，以利于使用连接线进行插接。但是，这种连接方式仍然需要连接电线，且因各模块体积较小，其良品率严重依赖积木模块加工的精密程度。因积木模块在注塑、组装等加工过程中容易产生误差，从而容易导致积木模块之间的连接不稳定甚至连接过程中脱落，也仍然不能克服体积大、且需要使用连接线等问题，也无法避免电极反接（造成短路），存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种电子积木连接方法及电子积木组合体，在现有标准的电子积木的基础上，对电子电路的连接方式进行改进设计，重点克服三重矛盾：减去外部连接线之后的电路连接必然需要增加更多的侧面接口以保证连接可靠性；设置更多接口必然需要增加积木模块的体积，如果不增加积木模块的体积则需要增加接口的制造精度，而增加接口的制造精度必然导致工艺复杂性及成本的大幅提升。而如果增加了积木模块的体积，则改变了现有标准积木的外形结构，造成新的积木模块与原有的标准积木模块不能通用。
本发明的目的，就是在保持现有标准积木体积和外形结构不变的情况下，通过金属弹性触点以及设置于凹孔内的电连接点的巧妙设计，将电子积木的电连接点设于电子积木组合体的内部，彻底解决了使用连接线、体积大、制造精度要求高、无法避免反接等问题，大幅减少了零部件数量，缩小了体积，同时大大提高了电子积木组合体电连接的稳定性，降低了接触电阻，可以广泛适用于大电流、多级、多电源模块的积木组合体的设计及制造。
本发明具体通过在积木基础模块与积木子模块插接的部位增加开孔与突边的设置，从而达到避免采用连接线和侧面接口、不改变标准积木体积，增加电子积木连接稳定性以及解决现有电子积木制造工艺复杂的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种电子积木连接方法，其包括以下步骤：
S1、制备具有基础电路功能的电子积木基础模块（1）及其基础电路，将基础电路内置于基础模块（1）中；在电子积木基础模块（1）及其基础电路预设两个或多个电连接点；
S2、制备电子积木支路模块（2）及其支路电路，所述支路电路预设有两个或多个电连接点；在电子积木支路模块（2）的底部设置金属弹性触点（3），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，将所述的金属弹性触点（3）作为电子积木支路模块（2）的电连接点；
S3、在电子积木基础模块（1）的上端面上设置一圆台型凹凸结构，在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置凹孔（5），将电子积木基础模块（1）的电连接点分别设置于所述的凹孔（5）内；并将内置的基础电路与电子积木模块预设的电连接点分别电连接；
S4、各电子积木基础模块（1）与电子积木支路模块（2）通过直插式相互级联形成电子积木组合体时，其同时将电子积木支路模块（2）上的金属弹性触点（3）与电子积木基础模块凹孔（5）内的电连接点也对应连接，同时形成积木组合体及其功能电路，即形成积木组合电路。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3还包括：
在电子积木基础模块上端面的圆台型凹凸结构上设置凹孔，并在凹孔内设置有电子积木基础模块的电连接点；在设置有电连接点的圆台型凹凸结构的外侧壁上设置开孔，所述开孔设置于所述圆台型凹凸结构的两侧。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2还包括：
所述电子积木支路模块包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部以及设置有金属弹性触点的第二积木部；所述第一积木部为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路的缺口，在其设置有缺口的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔，所述第一积木部的侧壁在所述开孔的对应位置上还设置有与开孔匹配的突边；所述第二积木部上设置有金属弹性触点以及电路线路，所述金属弹性触点通过线路与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔相匹配的凸块；所述第一积木部与第二积木部通过所述通孔与凸块相互固定。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S4还包括：
电子积木基础模块与电子积木支路模块通过直插式相互级联形成电子积木组合体，电子积木支路模块上的金属弹性触点与电子积木基础模块凹孔内的电连接点相互连接，所述突边与所述开孔进行匹配固定。
一种实施上述电子积木连接方法的电子积木组合体，包括电子积木基础模块及电子积木支路模块；所述电子积木基础模块为积木母模块，其内置有基础电路，其上端面设置有用于积木相互连接的圆台型凹凸结构，且在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置有凹孔，所述凹孔上设置有电子积木基础模块的电连接点，相邻的电连接点为相反的电极；
包括电子积木基础模块（1）及电子积木支路模块（2）；所述电子积木基础模块（1）为积木母模块，其内置有基础电路，其上端面设置有用于积木相互连接的圆台型凹凸结构，且在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置有凹孔（5），所述凹孔（5）上设置有电子积木基础模块（1）的电连接点，相邻的电连接点为相反的电极；
所述电子积木支路模块（2）为积木子模块，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其下端面设有用于所述电子积木基础模块（1）电连接的金属弹性触点（3），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，所述金属弹性触点（3）与所述凹孔（5）内的电连接点的位置相对应；
所述的各电子积木基础模块（1）与电子积木支路模块（2）之间，通过各模块物理结构进行直插连接时，所述的金属弹性触点（3）与凹孔（5）内的电连接点也同时连接，组成积木组合电路。
作为本发明的进一步改进，所述的电子积木基础模块包括底座以及上面板，所述电子积木基础模块上面板设置于所述底座上，其上端面设置有用于将积木相互连接的圆台型凹凸结构，所述上面板的任意两相邻圆台型凹凸结构上设置有圆形凹孔；所述电子积木基础模块的底座上设置有电子积木基础电路，所述基础电路的电连接点设置于所述底座的上端面上与所述圆形凹孔的位置对应的位置上。
作为本发明的进一步改进，所述电子积木基础模块的底座上还设置有若干圆形衬垫，所述圆形衬垫内设置有凸起块，所述电子积木基础模块上面板上设置有与所述凸起块相对应匹配的凹槽。
作为本发明的进一步改进，所述电子积木支路模块包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部以及设置有金属弹性触点的第二积木部。
作为本发明的进一步改进，所述第一积木部为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路的缺口，在其设置有缺口的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔，所述第一积木部的侧壁在所述开孔的对应位置上还设置有与开孔匹配的突边。
作为本发明的进一步改进，所述第二积木部上设置有金属弹性触点以及电路线路，所述金属弹性触点通过线路与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔相匹配的凸块；所述第一积木部与第二积木部通过所述通孔与凸块相互固定。
与现有技术相比具有的优点：
1、本发明电子积木连接方法及电子积木组合体，在现有标准的电子积木的基础上，对电子电路的连接方式进行改进设计，通过金属弹性触点以及设置于凹孔内的电连接点的设置，将电子积木的电连接点设于电子积木组合体各模块单体的内部（顶部或者底部），从而避免使用外部连接线和侧面接口，减少了电子积木的零部件以及制造成本，同时采用直插式连接、便于携带和使用，这种接口设计可以使电子积木组合体保持物理模块连接的稳定性及电路连接的稳定性。
2、本发明电子积木连接方法及电子积木组合体，通过在积木母模块与积木子模块插接的部位（积木单体模块的顶部及底部）增加开孔与突边的设置，充分利用金属弹性触点的弹性形变，从而达到缩小接口体积、简化接口结构，提高电子积木电连接稳定性以及解决现有电子积木接口制造工艺复杂的问题，总体上简化了各电子积木单体结构，降低了成本；可以实现防反接、多电源模块、多层控制模块等，拓宽了电子积木的适用范围。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
图1是本发明电子积木基础模块的结构示意图；
图2是电子积木基础模块上面板的结构示意图；
图3是电子积木基础模块底座的结构示意图；
图4是电子积木支路模块第一积木部的结构示意图；
图5是电子积木支路模块第二积木部的结构示意图；
图6是电子积木基础模块底座的侧视图；
图7是电子积木基础模块底座的侧视图；
附图中：1、电子积木基础模块；2、电子积木支路模块；3、金属弹性触点；4、线路；5、凹孔；6、开孔；7、第一积木部；8、第二积木部；9、缺口；10、通孔；11、突边；12、底座；13、上面板；14、凸起块；15、凸块。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
参见附图1-7，本发明提供的一种电子积木连接方法，其包括以下步骤：
S1、制备具有基础电路功能的电子积木基础模块1及其基础电路，将基础电路内置于基础模块1中；在电子积木基础模块1及其基础电路预设两个或多个电连接点；
S2、制备电子积木支路模块2及其支路电路，所述支路电路预设有两个或多个电连接点；在电子积木支路模块2的底部设置金属弹性触点3，所述金属弹性触点3通过线路4与支路电路相互连接，将所述的金属弹性触点3作为电子积木支路模块2的电连接点；
所述电子积木支路模块包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部7以及设置有金属弹性触点3的第二积木部8；所述第一积木部7为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路的缺口9，在其设置有缺口9的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔10，所述第一积木部7的侧壁在所述开孔6的对应位置上还设置有与开孔6匹配的突边11；所述第二积木部8上设置有金属弹性触点3以及电路线路4，所述金属弹性触点3通过线路4与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔10相匹配的凸块12；所述第一积木部7与第二积木部8通过所述通孔10与凸块11相互固定；
S3、在电子积木基础模块1的上端面上设置一圆台型凹凸结构，在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置凹孔5，将电子积木基础模块1的电连接点分别设置于所述的凹孔5内；并将内置的基础电路与电子积木模块预设的电连接点分别电连接；
在电子积木基础模块上端面的圆台型凹凸结构上设置凹孔5，并在凹孔5内设置有电子积木基础模块的电连接点；在设置有电连接点的圆台型凹凸结构的外侧壁上设置开孔6，所述开孔6设置于所述圆台型凹凸结构的两侧；
S4、各电子积木基础模块1与电子积木支路模块2通过直插式相互级联形成电子积木组合体时，其同时将电子积木支路模块2上的金属弹性触点3与电子积木基础模块凹孔5内的电连接点也对应连接，同时形成积木组合体及其功能电路，即形成积木组合电路。
电子积木基础模块1与电子积木支路模块2通过直插式相互级联形成电子积木组合体，电子积木支路模块2上的金属弹性触点3与电子积木基础模块1凹孔5内的电连接点相互连接，所述突边11与所述开孔6进行匹配固定。
一种实施上述连接方法的电子积木组合体，包括电子积木基础模块1及电子积木支路模块2；所述电子积木基础模块1为积木母模块，其内置有基础电路，其上端面设置有用于积木相互连接的圆台型凹凸结构，且在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置有凹孔5，所述凹孔5上设置有电子积木基础模块1的电连接点，相邻的电连接点为相反的电极；
包括电子积木基础模块1及电子积木支路模块2；所述电子积木基础模块1为积木母模块，其内置有基础电路，其上端面设置有用于积木相互连接的圆台型凹凸结构，且在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置有凹孔5，所述凹孔5上设置有电子积木基础模块1的电连接点，相邻的电连接点为相反的电极；
所述电子积木支路模块2为积木子模块，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其下端面设有用于所述电子积木基础模块1电连接的金属弹性触点3，所述金属弹性触点3通过线路4与电子积木支路电路2相互连接，所述金属弹性触点3与所述凹孔5内的电连接点的位置相对应；
所述的各电子积木基础模块1与电子积木支路模块2之间，通过各模块物理结构进行直插连接时，所述的金属弹性触点3与凹孔5内的电连接点也同时连接，组成积木组合电路。
作为本发明的进一步改进，所述的电子积木基础模块1包括底座12以及上面板13，所述电子积木基础模块1上面板13设置于所述底座12上，其上端面设置有用于将积木相互连接的圆台型凹凸结构，所述上面板13的任意两相邻圆台型凹凸结构上设置有圆形凹孔5；所述电子积木基础模块1的底座12上设置有电子积木基础电路，所述基础电路的电连接点设置于所述底座12的上端面上与所述圆形凹孔5的位置对应的位置上。
作为本发明的进一步改进，所述电子积木基础模块1的底座12上还设置有若干圆形衬垫，所述圆形衬垫内设置有凸起块14，所述电子积木基础模块1上面板13上设置有与所述凸起块14相对应匹配的凹槽。
作为本发明的进一步改进，所述电子积木支路模块2包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部7以及设置有金属弹性触点3的第二积木部8。
作为本发明的进一步改进，所述第一积木部7为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路的缺口9，在其设置有缺口9的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔10，所述第一积木部7的侧壁在所述开孔6的对应位置上还设置有与开孔6匹配的突边11。
作为本发明的进一步改进，所述第二积木部8上设置有金属弹性触点3以及电路线路4，所述金属弹性触点3通过线路4与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔10相匹配的凸块15；所述第一积木部7与第二积木部8通过所述通孔10与凸块15相互固定。
具体的由多个单体模块组合成积木组合体的时候，可以根据设定的电路或者功能，将各单体模块依次直插、拼接，同时实现各模块之间的物理连接和电连接，拆装均方便快速，同时也易于制造、降低成本。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电子积木连接方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、制备具有基础电路功能的电子积木基础模块（1）及其基础电路，将基础电路内置于基础模块（1）中；在电子积木基础模块（1）及其基础电路预设两个或多个电连接点；
S2、制备电子积木支路模块（2）及其支路电路，所述支路电路预设有两个或多个电连接点；在电子积木支路模块（2）的底部设置金属弹性触点（3），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，将所述的金属弹性触点（3）作为电子积木支路模块（2）的电连接点；
所述电子积木支路模块（2）包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部（7）以及设置有金属弹性触点（3）的第二积木部（8）；所述第一积木部（7）为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路（4）的缺口（9），在其设置有缺口（9）的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔（10），所述第一积木部（7）的侧壁上还设置有突边（11）；所述第二积木部（8）上设置有金属弹性触点（3）以及电路线路（4），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔（10）相匹配的凸块（15）；所述第一积木部（7）与第二积木部（8）通过所述通孔（10）与凸块（15）相互固定；
S3、在电子积木基础模块（1）的上端面上设置一圆台型凹凸结构，在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置凹孔（5），将电子积木基础模块（1）的电连接点分别设置于所述的凹孔（5）内；并将内置的基础电路与电子积木模块预设的电连接点分别电连接；
在电子积木基础模块（1）上端面的圆台型凹凸结构上设置凹孔（5），并在凹孔（5）内设置有电子积木基础模块（1）的电连接点；在设置有电连接点的圆台型凹凸结构的外侧壁上设置开孔（6），所述开孔（6）设置于所述圆台型凹凸结构的两侧，与第一积木部（7）侧壁上设置的突边（11）相匹配；
S4、各电子积木基础模块（1）与电子积木支路模块（2）通过直插式相互级联形成电子积木组合体时，其同时将电子积木支路模块（2）上的金属弹性触点（3）与电子积木基础模块凹孔（5）内的电连接点也对应连接，同时形成积木组合体及其功能电路，即形成积木组合电路。
2.根据权利要求1所述的一种电子积木连接方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
电子积木基础模块（1）与电子积木支路模块（2）通过直插式相互级联形成电子积木组合体，电子积木支路模块（2）上的金属弹性触点（3）与电子积木基础模块（1）凹孔（5）内的电连接点相互连接，所述突边（11）与所述开孔（6）进行匹配固定。
3.一种实施权利要求1~2任意之一连接方法的电子积木组合体，其特征在于，包括电子积木基础模块（1）及电子积木支路模块（2）；所述电子积木基础模块（1）为积木母模块，其内置有基础电路，其上端面设置有用于积木相互连接的圆台型凹凸结构，且在其任意相邻的圆台型凹凸结构上设置有凹孔（5），所述凹孔（5）上设置有电子积木基础模块（1）的电连接点，相邻的电连接点为相反的电极；
所述电子积木支路模块（2）为积木子模块，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其下端面设有用于所述电子积木基础模块（1）电连接的金属弹性触点（3），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，所述金属弹性触点（3）与所述凹孔（5）内的电连接点的位置相对应；
所述的各电子积木基础模块（1）与电子积木支路模块（2）之间，通过各模块物理结构进行直插连接时，所述的金属弹性触点（3）与凹孔（5）内的电连接点也同时连接，组成积木组合电路。
4.根据权利要求3所述的电子积木组合体，其特征在于，所述的电子积木基础模块（1）包括底座（12）以及上面板（13），所述电子积木基础模块（1）上面板（13）设置于所述底座（12）上，其上端面设置有用于将积木相互连接的圆台型凹凸结构，所述上面板（13）的任意两相邻圆台型凹凸结构上设置有圆形凹孔（5）；所述电子积木基础模块（1）的底座（12）上设置有电子积木基础电路，所述基础电路的电连接点设置于所述底座（12）的上端面上与所述圆形凹孔（5）的位置对应的位置上。
5.根据权利要求3所述的电子积木组合体，其特征在于，所述电子积木基础模块（1）的底座（12）上还设置有若干圆形衬垫，所述圆形衬垫内设置有凸起块（14），所述电子积木基础模块（1）上面板（13）上设置有与所述凸起块（14）相对应匹配的凹槽。
6.根据权利要求5所述的电子积木组合体，其特征在于，所述电子积木支路模块（2）包括设置有圆台型凹凸结构的第一积木部（7）以及设置有金属弹性触点（3）的第二积木部（8）。
7.根据权利要求6所述的电子积木组合体，其特征在于，所述第一积木部（7）为四方台形结构，其上端面设置有圆台型凹凸结构，其一侧的侧壁设置有一用于通过支路模块电路线路（4）的缺口（9），在其设置有缺口（9）的侧壁以及与该侧壁相对的侧壁上还设置有通孔（10），所述第一积木部（7）的侧壁在所述开孔（6）的对应位置上还设置有与开孔（6）匹配的突边（11）。
8.根据权利要求6所述的电子积木组合体，其特征在于，所述第二积木部（8）上设置有金属弹性触点（3）以及电路线路（4），所述金属弹性触点（3）通过线路（4）与支路电路相互连接，其侧壁上还设置有与所述通孔（10）相匹配的凸块（15）；所述第一积木部（7）与第二积木部（8）通过所述通孔（10）与凸块（15）相互固定。
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