CN110538450A - 一种体感电子拼图 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体感电子拼图，其包括拼座和若干个拼块，所述若干个拼块可拆卸地设置在所述拼座上；所述拼座包括底板和框体，所述框体内设有控制模块和存储图案编码的存储模块，所述框体外表面设有选择开关，所述选择开关连接所述控制模块的输入端；所述拼块包括发光拼块、风发生拼块、气味发生拼块、雨发生拼块、树木拼块、雷电发生拼块、人物拼块和动物拼块；所述发光拼块包括固定颜色拼块和可变颜色拼块。本发明具有立体感，开发幼儿的想象力和创造力，可以使幼儿体验不同的自然环境，感知环境变化的自然规律，检测幼儿的认知水平等优点。

Description

一种体感电子拼图

技术领域

本发明涉及一种体感电子拼图。

背景技术

拼图是一种非常流行的玩具，目前的地图拼图多为平面拼图，普通的拼图拼出的成品由于拼块上的显示内容固定不变，所以拼出的成品也固定不变，拼过几次后，再拼就丧失了拼图过程中的探索和趣味性，不能体现拼图玩具的经济性和实用性；同时，现有的平面拼图由于一成不变的图案导致其缺乏互动性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种体感电子拼图。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种体感电子拼图，其包括拼座和若干个拼块，所述若干个拼块可拆卸地设置在所述拼座上；所述拼座包括底板和框体，所述框体内设有控制模块和存储图案编码的存储模块，所述框体外表面设有功能选择开关，所述功能选择开关连接所述控制模块的输入端；所述拼块包括发光拼块、风发生拼块、气味发生拼块、雨发生拼块、树木拼块、雷电发生拼块、人物拼块和动物拼块；所述发光拼块包括固定颜色拼块和可变颜色拼块，所述固定颜色拼块设LED灯珠；所述可变颜色拼块设第一三基色LED灯珠和LED驱动模块，所述LED驱动模块控制连接所述第一三基色LED灯珠；所述风发生拼块上设有风扇；所述气味发生拼块内部设有放置香料的香料槽，外部设有连接所述香料槽的第一雾化喷嘴；所述雨发生拼块内部设有放置水的水槽，外部设有连接所述水槽的第二雾化喷嘴；所述树木拼块包括一透光的树木形状的壳体，所述树木形状的壳体内设有第二三基色LED灯珠和LED渐变驱动模块，所述LED渐变驱动模块控制连接所述第二三基色LED灯珠；所述雷电发生拼块包括放电开关和放电电极，所述放电开关控制所述放电电极进行放电用以模拟雷电；所述人物拼块包括透光的人物形状壳体和设置在壳体内的LED灯珠，所述动物拼块包括透光的动物形状的壳体和设置在壳体内的LED灯珠；所述拼座上设有若干拼接接口，所述拼接接口设有具有定位凸头的第一定位凸柱，所述第一凸柱外侧壁设有第一负电极、第一控制输入极和第一控制输出极；所述第一定位凸柱端面上设有第一定位凹槽，所述第一定位凹槽内设有第一正电极，每个拼块分别设有与所述第一定位凸柱相适配的第二定位凹槽，所述第二定位凹槽内侧壁设有第二负电极、第二控制输入极和第二控制输出极，所述第二定位凹槽的底面上设有与所述第一定位凹槽相适配的第二定位凸柱，所述第二定位凸柱上设有第二正电极；所述第二定位凹槽上设有与所述定位凸头相适配的定位缺口，所述拼块通过所述拼接接口安装在所述拼座上并通过各电极相互接触实现供电和/或信号传输。

在另一较佳实施例中，所述拼座还包括音频模块，所述控制模块驱动连接所述音频模块播放音频。

在另一较佳实施例中，所述控制模块是带有USB接口的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片可通过USB接口或蓝牙连接外部智能设备以更新图案编码。

在另一较佳实施例中，所述风发生拼块还包括进风口、出风口、温度控制芯片、半导体制冷器、调整开关和冷热选择开关，所述半导体制冷器设置在所述进风口和所述出风口之间，所述风扇包括制冷风扇和制热风扇，所述温度控制芯片控制连接所述半导体制冷器，所述冷风风扇安装在所述半导体制冷器的冷面，所述热风风扇安装在所述半导体制冷器的热面，所述调整开关连接所述温度控制芯片用于温度调整输入，所述冷热选择开关分别连接所述制冷风扇和制热风扇。

在另一较佳实施例中，气味发生拼块和雨发生拼块分别内置第一雾化器和第二雾化器，所述第一雾化器和第二雾化器分别将所述香料和水进行雾化，并分别通过风扇将雾化后的香料和水通过所述第一雾化喷嘴和第二雾化喷嘴喷出。

在另一较佳实施例中，所述雷电发生拼块还包括555定时器、升压变压器和多倍压整流升压电路，所述放电电极是高压放电极，所述555定时器用以构成多谐振荡器，所述555定时器的输出端连接所述升压变压器输入端，所述升压变压器的输出端连接所述多倍压整流升压电路的输入端，所述多倍压整流升压电路的输出端连接所述高压放电极进行放电。

在另一较佳实施例中，雷电发生拼块还包括一透明安全罩，所述透明安全罩包裹所述放电电极。

在另一较佳实施例中，所述树木拼块还包括季节选择开关，所述季节选择开关连接所述LED渐变驱动模块的输入端用以控制所述第二三基色LED灯珠发光的初始颜色。

本发明的有益效果是：

1、可变颜色拼块拼接在所述拼座上根据图案编码可以显示不同的图案；将可变颜色拼块替换成其他拼块可模拟不同的自然场景；风发生拼块、气味发生拼块、雨发生拼块、树木拼块、雷电发生拼块、人物拼块和动物拼块之间可以互相配合模拟自然界中的各种自然现象；通过选择不同的拼块，可以开发幼儿的想象力和创造力，可以使幼儿体验不同的自然环境；所述拼块通过拼接接口安装在所述拼座上定位凸和定位缺口相互配合可以确定拼接的准确度，避免电极错误接触，将第一正电极设置在第一定位凹槽内防止误触。

2、设置音频模块可以根据拼图图案播放讲解音频，配合音频讲解，使得幼儿感知环境变化的自然规律，检测幼儿的认知水平。

3、采用带有USB接口的蓝牙芯片可通过USB接口或蓝牙连接外部智能设备更新图案编码。

4、通过设置半导体制冷器配合风扇可以吹出冷风或热风模拟自然界的风，通过调整开关可实现温度调整输入，通过冷热选择开关可以选择启动制冷风扇或制热风扇。

5、通过设置第一雾化器和第二雾化器可以分别将所述香料和水进行雾化后喷出。

6、将555定时器的输出升压后通过高压放电极进行放电，可模拟自然雷电。

7、通过设置透明安全罩包裹放电电极，提高安全性。

8、通过所述季节选择开关控制第二三基色LED灯珠发光的初始颜色，模拟树木的颜色，实现不同模拟季节的树木。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种体感电子拼图不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的拼座的结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例的拼座的拼接接口的剖视图；

图3是本发明一较佳实施例的拼座的拼接接口的俯视图；

图4是本发明一较佳实施例的拼座的电路原理图；

图5是本发明一较佳实施例的可变颜色拼块的剖视图；

图6是本发明一较佳实施例的可变颜色拼块的仰视图；

图7是本发明一较佳实施例的可变颜色拼块的拼接状态的剖视图；

图8是本发明一较佳实施例的可变颜色拼块的拼接状态的仰视图；

图9是本发明一较佳实施例的可变颜色拼块的电路原理图；

图10是本发明一较佳实施例的固定颜色拼块的剖视图；

图11是本发明一较佳实施例的固定颜色拼块的电路原理图；

图12是本发明一较佳实施例的风发生拼块的剖视图；

图13是本发明一较佳实施例的风发生拼块的内部结构示意图；

图14是本发明一较佳实施例的风发生拼块的电路原理图；

图15是本发明一较佳实施例的气味发生拼块的剖视图；

图16是本发明一较佳实施例的雨发生拼块的剖视图；

图17是本发明一较佳实施例的雨发生拼块的电路原理图；

图18是本发明一较佳实施例的树木拼块的剖视图；

图19是本发明一较佳实施例的树木拼块的电路原理图；

图20是本发明一较佳实施例的雷电发生拼块的剖视图；

图21是本发明一较佳实施例的雷电发生拼块的电路原理图；

图22是本发明一较佳实施例的男性拼块的结构示意图；

图23是本发明一较佳实施例的女性拼块的结构示意图；

图24是本发明一较佳实施例的小狗拼块的结构示意图；

图25是本发明一较佳实施例的小猫拼块的结构示意图；

图26是本发明一较佳实施例的通用扩展拼块的剖视图；

图27是本发明一较佳实施例的通用扩展拼块的仰视图；

图28是本发明一较佳实施例的拼块拼接到拼座上的主视图。

具体实施方式

实施例，参见图1至图28，一种体感电子拼图包括拼座1和若干个拼块，所述若干个拼块通过拼接接口12可拆卸地设置在所述拼座1上；所述拼座1包括底板和框体，所述框体内设有内置存储器的蓝牙控制模块U1和音频模块U2，所述存储器用以存储图案编码，所述框体外表面设有功能选择开关11、USB接口13、电源开关14、喇叭15、对码开关16和指示灯17，所述功能选择开关11连接所述控制模块U1的输入端，所述控制模块U1驱动连接所述音频模块U2以控制喇叭15播放音频，所述功能选择开关11用以选择发送或者接收图案编码，所述USB接口13用以接收图案编码，所述电源开关14用以控制拼座1的供电，所述对码开关16用以进行蓝牙配对，所述指示灯17用以指示拼座1的工作状态。

所述拼块包括发光拼块、风发生拼块23、气味发生拼块24、雨发生拼块25、树木拼块26、雷电发生拼块27、人物拼块、动物拼块和通用扩展拼块29；所述发光拼块包括固定颜色拼块22和可变颜色拼块21，所述固定颜色拼块22内设LED灯珠D221；所述可变颜色拼块21内设第一三基色LED灯珠D211-213和LED驱动模块U211，所述LED驱动模块U211控制连接所述第一三基色LED灯珠D211-213发出不同颜色的光；所述风发生拼块23设有风扇，所述风扇用以模拟自然风；所述气味发生拼块24内部设有放置香料的香料槽242，外部设有连接所述香料槽242的第一雾化喷嘴241，所述第一雾化喷嘴241用以喷洒所述香料；所述雨发生拼块25内部设有水槽252，外部设有连接所述水槽252的第二雾化喷嘴251，所述第二雾化喷嘴251用以模拟下雨；所述树木拼块26包括一透光的树木形状的壳体，所述树木形状的壳体内设有第二三基色LED灯珠D261-263、LED渐变驱动模块U261和季节选择开关K261，所述LED渐变驱动模块U261控制连接所述第二三基色LED灯珠D261-263发出的光的颜色逐渐变化用以模拟树木在不同季节的变化，所述季节选择开关K261连接所述LED渐变驱动模块U261的输入端用以控制所述第二三基色LED灯珠D261-263发光的初始颜色，实现季节的选择；所述雷电发生拼块27包括放电开关S271和放电电极E，所述放电开关S271控制所述放电电极E进行放电用以模拟雷电；所述人物拼块包括具有男性形状壳体的立体的男性拼块281和具有女性形状壳体的立体的女性拼块282，所述动物拼块包括具有小狗形状壳体的小狗拼块283和具有小猫形状壳体的小猫拼块284；所述人物拼块和动物拼块的内部电路与所述固定颜色拼块22相同，所述人物拼块和动物拼块分别用以模拟人和动物在自然环境的位置分布；通用扩展拼块29上还可以拼接其他拼块用于扩展功能，实现纵向扩展拼接；将所述可变颜色拼块21拼接在所述拼座1上接收所述控制模块U1发生的图案编码，所述LED驱动模块根据所述图案编码控制所述三基色LED灯显示不同颜色以显示不同的图案；将所述可变颜色拼块21替换成其他拼块可模拟不同的自然场景。

参见图1至图11，所述拼座1上设有若干拼接接口12，所述拼接接口12设有具有定位凸头121的第一定位凸柱122，所述第一凸柱122外侧壁设有第一负电极123、第一控制输入极124和第一控制输出极125；所述第一定位凸柱122端面上设有第一定位凹槽126，所述第一定位凹槽126内设有第一正电极127，每个拼块分别设有与所述第一定位凸柱122相适配的第二定位凹槽131，所述第二定位凹槽131内侧壁设有第二负电极132、第二控制输入极133和第二控制输出极134，所述第二定位凹槽131的底面上设有与所述第一定位凹槽126相适配的第二定位凸柱135，所述第二定位凸柱135上设有第二正电极136；所述第二定位凹槽131上设有与所述定位凸头121相适配的定位缺口137，所述拼块通过所述拼接接口12安装在所述拼座1上并通过各电极相互接触实现供电和信号传输。

参见图12至图14，所述风发生拼块23内设有型号为TEC-AILD的温度控制芯片U231、进风口233、出风口234、半导体制冷器TEC、调整开关S231和冷热选择开关S232，所述半导体制冷器TEC设置在所述进风口233和所述出风口234之间，所述风扇包括涡轮式制冷风扇F231和涡轮式制热风扇F232，所述制冷风扇F231安装在所述半导体制冷器的冷面，所述制热风扇F232安装在所述半导体制冷器的热面，所述冷热选择开关S232分别连接所述制冷风扇F231和制热风扇F232用以选择启动制冷风扇F231或制热风扇F232，温度控制芯片U231的1脚输出风速数据驱动所述制冷风扇F231和制热风扇F232；2脚3V稳压输出；3-5脚构成数/模转换网络，用于数据转换；6-8脚与补偿网络构成模/数转换网络，用于TEC控制；9脚连接调整开关S231用于温度调整输入；10脚和11脚外接测温热敏电阻R236；12脚和13脚TEC驱动输出，外接半导体制冷器TEC；16脚接5V电源。参见图15至图17，雨发生拼块25内置芯片型号为AWM8U80530的超声波雾化器控制芯片U251，U251的1脚接电源，2脚内部功率管OC输出端连超声波震荡子接Y251将水雾化，3脚风扇控制输出端连接风扇F将雾化后的水通过第二雾化喷嘴251喷出，4脚用于开关机，5脚接地端，6脚水位检测输入端连接水位探头W用以检测水槽的水位，7-9脚LED输出，10脚接模式切换开关S251用于模式切换调节喷洒强度。

所述气味发生拼块24与所述雨发生拼块25的区别之处在于雾化材料不同。

参见图20和图21，所述雷电发生拼块27内设有芯片型号为NE555的时基芯片U271，U271、R271-273和C271-272构成多谐振荡器，C273-278、D271-276构成多倍压整流升压电路，高压放电电极E进行放电，所述高压放电极E通过一透明安全罩进行包裹，通过放电开关S271控制高压放电极放电。

本实施例的使用方式：将拼座1通过USB接口13或蓝牙与计算机、手机或平板电脑等智能设备相连。将可变颜色拼块21的部分或全部通过拼接接口12拼接在拼座1上，选择功能选择开关11处于接收状态，在智能设备上选择场景内容，生成的场景的图案编码将被复制在拼座上，可变颜色拼块21根据图案编码发光得到动态LED场景，同时音频模块U2配合动态LED场景进行语音描述，再将局部可变颜色拼块21从拼座1移除，根据场景内容及想象力和创造力，用其他拼块替换移出的可变颜色拼块21，使得平面拼图变成立体拼图，完成拼图创造，例如：通过固定颜色拼块22用于标注特定的景物，如水中的礁石、灯塔和陆地的山峰等；通过风发生拼块23模拟不同季节的风向和风速，如北半球东南风是热风，西北风是冷风；通过气味发生拼块24模拟不同的花香或果香等；通过雨发生拼块25模拟雨天气现象；通过雨发生拼块25配合雷电发生拼块27模拟雷雨天气；雨发生拼块25与风发生拼块23的冷风配合，雾化水遇冷变成雪花，可以模拟下雪天气；通过树木拼块26可以模拟树木四季生长状态；人物拼块和动物拼块可以用于模拟人和动物在自然环境的位置分布，如人生活在城市和平原，动物生活在山区和森林。

另外，老师和家长可以通过可变颜色拼块21和其他拼块设置特定场景，再给出一些其他拼块，通过观察儿童的拼接，检测儿童的认知现状和心理健康状态，检测认知现状包括：人与植物的关系，人与动物的关系，人与人的关系等。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种体感电子拼图，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种体感电子拼图，其特征在于：其包括拼座和若干个拼块，所述若干个拼块可拆卸地设置在所述拼座上；所述拼座包括底板和框体，所述框体内设有控制模块和存储图案编码的存储模块，所述框体外表面设有功能选择开关，所述功能选择开关连接所述控制模块的输入端；所述拼块包括发光拼块、风发生拼块、气味发生拼块、雨发生拼块、树木拼块、雷电发生拼块、人物拼块和动物拼块；所述发光拼块包括固定颜色拼块和可变颜色拼块，所述固定颜色拼块设LED灯珠；所述可变颜色拼块设第一三基色LED灯珠和LED驱动模块，所述LED驱动模块控制连接所述第一三基色LED灯珠；所述风发生拼块上设有风扇；所述气味发生拼块内部设有放置香料的香料槽，外部设有连接所述香料槽的第一雾化喷嘴；所述雨发生拼块内部设有放置水的水槽，外部设有连接所述水槽的第二雾化喷嘴；所述树木拼块包括一透光的树木形状的壳体，所述树木形状的壳体内设有第二三基色LED灯珠和LED渐变驱动模块，所述LED渐变驱动模块控制连接所述第二三基色LED灯珠；所述雷电发生拼块包括放电开关和放电电极，所述放电开关控制所述放电电极进行放电用以模拟雷电；所述人物拼块包括透光的人物形状壳体和设置在壳体内的LED灯珠，所述动物拼块包括透光的动物形状的壳体和设置在壳体内的LED灯珠；所述拼座上设有若干拼接接口，所述拼接接口设有具有定位凸头的第一定位凸柱，所述第一凸柱外侧壁设有第一负电极、第一控制输入极和第一控制输出极；所述第一定位凸柱端面上设有第一定位凹槽，所述第一定位凹槽内设有第一正电极，每个拼块分别设有与所述第一定位凸柱相适配的第二定位凹槽，所述第二定位凹槽内侧壁设有第二负电极、第二控制输入极和第二控制输出极，所述第二定位凹槽的底面上设有与所述第一定位凹槽相适配的第二定位凸柱，所述第二定位凸柱上设有第二正电极；所述第二定位凹槽上设有与所述定位凸头相适配的定位缺口，所述拼块通过所述拼接接口安装在所述拼座上并通过各电极相互接触实现供电和/或信号传输。

2.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：所述拼座还包括音频模块，所述控制模块驱动连接所述音频模块播放音频。

3.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：所述控制模块是带有USB接口的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片可通过USB接口或蓝牙连接外部智能设备以更新图案编码。

4.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：所述风发生拼块还包括进风口、出风口、温度控制芯片、半导体制冷器、调整开关和冷热选择开关，所述半导体制冷器设置在所述进风口和所述出风口之间，所述风扇包括制冷风扇和制热风扇，所述温度控制芯片控制连接所述半导体制冷器，所述冷风风扇安装在所述半导体制冷器的冷面，所述热风风扇安装在所述半导体制冷器的热面，所述调整开关连接所述温度控制芯片用于温度调整输入，所述冷热选择开关分别连接所述制冷风扇和制热风扇。

5.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：气味发生拼块和雨发生拼块分别内置第一雾化器和第二雾化器，所述第一雾化器和第二雾化器分别将所述香料和水进行雾化，并分别通过风扇将雾化后的香料和水通过所述第一雾化喷嘴和第二雾化喷嘴喷出。

6.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：所述雷电发生拼块还包括555定时器、升压变压器和多倍压整流升压电路，所述放电电极是高压放电极，所述555定时器用以构成多谐振荡器，所述555定时器的输出端连接所述升压变压器输入端，所述升压变压器的输出端连接所述多倍压整流升压电路的输入端，所述多倍压整流升压电路的输出端连接所述高压放电极进行放电。

7.根据权利要求1或6所述的一种体感电子拼图，其特征在于：雷电发生拼块还包括一透明安全罩，所述透明安全罩包裹所述放电电极。

8.根据权利要求1所述的一种体感电子拼图，其特征在于：所述树木拼块还包括季节选择开关，所述季节选择开关连接所述LED渐变驱动模块的输入端用以控制所述第二三基色LED灯珠发光的初始颜色。