CN110975305A - 一种电子积木传感器接口模块及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子积木传感器接口模块及其使用方法，电子积木传感器接口模块，包括标准积木模块本体、多个弹性触杆，在标准积木模块本体的下端面上设有凹槽位，在凹槽位上设有隔离凸块，隔离凸块包括环状凸起、多个凸柱，环状凸起设在凹槽位的中央，环状凸起的外侧面与凹槽位的槽壁形成插接凹槽，多个凸柱呈一字形排列，多个凸柱的两端从环状凸起的中央往垂直于凹槽位槽壁的方向延伸，各弹性触杆安装在各凸柱上，插接凹槽与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，弹性触杆与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点相对应插接。该电子积木传感器接口模块能够直接与电子积木电路板拼搭插接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

Description

一种电子积木传感器接口模块及其使用方法

技术领域

本发明涉及电子积木技术领域，尤其涉及一种电子积木传感器接口模块及其使用方法。

背景技术

现有的电子拼装积木，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。电子拼装积木由浅入深，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。

由PCB板控制的电子拼装积木现在已经广泛的应用于玩具或教学中。PCB板可以搭载红外距离、声音等一系列传感器来使电子拼装积木具有更加多样的控制功能。但是，随着电子积木功能越来越强大，涉及的电路越来越复杂，仅仅采用含有少量电子元器件的小型电子积木模块进行拼装，无法拼装出更强大功能的电子产品。同时，目前采用直插式连接的电子积木，因其接口数量有限，导致外部连接线数量较多，增大了相互之间拼装的难度，也增大了拼装后电子积木产品的故障率。传统的电子积木传感器接口模块不能直接有效的与乐高积木或类乐高积木产品结合。由于电子产品形状不一，与乐高积木或类乐高积木组装拼搭麻烦；以及结构复杂，难以实现模块化标准化生产；多需要中间转接模块连接，造成学生的学习成本增加，且即使成功安装上之后也会导致整体乐高积木或类乐高积木结构庞杂臃肿，整体稳定性差；因此相关技术中的与乐高积木或类乐高积木产品结合的电子积木传感器接口模块在课程开发与教学中存在诸多的不便。

因此，亟需开发一种能直接与电子积木电路板拼搭插接的电子积木传感器接口模块。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子积木传感器接口模块及其使用方法，该电子积木传感器接口模块能够直接与电子积木电路板拼搭插接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

其技术方案如下：

一种电子积木传感器接口模块，包括标准积木模块本体、多个弹性触杆，在所述标准积木模块本体的下端面上设有凹槽位，在所述凹槽位上设有隔离凸块，所述隔离凸块包括环状凸起、多个凸柱，所述环状凸起设在所述凹槽位的中央，所述环状凸起的外侧面与所述凹槽位的槽壁形成插接凹槽，多个所述凸柱呈一字形排列，多个所述凸柱的两端从所述环状凸起的中央往垂直于凹槽位槽壁的方向延伸，各所述弹性触杆安装在各所述凸柱上，所述插接凹槽与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，所述弹性触杆与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点相对应插接。

在所述标准积木模块本体的上端面上设有四个圆柱状凸起，四个所述圆柱状凸起的形状及相邻之间的距离分别与乐高积木或类乐高积木中的凸粒形状及相邻二个凸粒之间距离相适配。

在两相邻的所述圆柱状凸起之间设有多个电极插孔，多个所述电极插孔形成“十”字形排列，两相邻所述电极插孔之间的距离与两相邻所述弹性触杆之间的距离相对应，各所述电极插孔内设有电极触点，各所述电极触点与各所述弹性触杆相对应电连接。

所述凹槽位的截面呈正方形，所述凹槽位的四个角为圆弧角。

还包括内置元件，所述内置元件安装在所述标准积木模块本体内，所述凸柱的中部设有触杆通孔，所述弹性触杆穿过所述触杆通孔与所述内置元件电性连接，所述弹性触杆与所述触杆通孔滑动连接。

还包括连接导线，在所述标准积木模块本体的侧面上设有导线输出端口，所述连接导线穿过所述导线输出端口与所述内置元件电性连接。

所述内置元件为转接主板，所述转接主板安装在所述标准积木模块本体内，多个所述凸柱包括第一凸柱、第二凸柱，多个所述弹性触杆包括第一正极触杆、第一负极触杆，所述第一正极触杆，第一负极触杆安装在所述第一凸柱、第二凸柱上，并与所述转接主板电性连接。

所述内置元件为红外传感器，所述红外传感器包括红外主板、第一红外LED灯，第二红外LED灯，所述红外主板安装在所述标准积木模块本体内，所述标准积木模块本体的侧面上设有第一红外通孔、第二红外通孔，所述第一红外LED灯，第二红外LED灯分别安装在所述第一红外通孔、第二红外通孔上，并与所述红外主板电性连接，多个所述凸柱包括第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱，多个所述弹性触杆包括第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆，所述第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆分别安装在所述第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱上，并与所述红外主板电性连接。

所述内置元件为视觉传感器，所述视觉传感器包括视觉主板、摄像头，所述视觉主板安装在所述标准积木模块本体内，所述标准积木模块本体的侧面上设有视觉通孔，所述摄像头安装在所述视觉通孔上，并与所述视觉主板电性连接，多个所述凸柱包括第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱，多个所述弹性触杆包括第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆，所述第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆分别安装在所述第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱上，并与所述视觉外主板电性连接。

一种电子积木传感器接口模块的使用方法，包括以下步骤：

将标准积木模块本体下端面的插接凹槽与乐高或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，使弹性触杆相对应插进乐高或类乐高积木相邻凸粒之间的电极插孔，并使所述弹性触杆与电极插孔内的电极触点电性连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面对本发明的优点或原理进行说明：

1、本电子积木传感器接口模块包括标准积木模块本体、多个弹性触杆，在标准积木模块本体的下端面上设有凹槽位，在所述凹槽位上设有隔离凸块，隔离凸块的环状凸起与所述凹槽位的槽壁形成插接凹槽，各弹性触杆安装在各隔离凸块的凸柱上，使用时，将标准积木模块本体下端面的插接凹槽与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，并使弹性触杆与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点相对应插接，结构简单，容易实现模块化标准化生产，节约成本；该电子积木传感器接口模块能直接与电子积木电路板拼搭插接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

2、本发明在标准积木模块本体的上端面上设有四个圆柱状凸起，四个圆柱状凸起的形状及相邻之间的距离分别与乐高积木或类乐高积木中的凸粒形状及相邻二个凸粒之间距离相适配，当需与乐高积木或类乐高积木中进行拼搭连接时，可以将乐高积木或类乐高积木拼搭插接在本标准积木模块本体的上端面上，拼装出更强大功能的电子产品。

3、本发明在两相邻的圆柱状凸起之间设有多个电极插孔，各电极插孔内设有电极触点，当需进行多线路拼搭连接时，还能将另一个电子积木传感器接口模块的插接凹槽，拼搭插接在上一个电子积木传感器接口模块的圆柱状凸起上，依次层叠拼搭插接，形成多个电子积木传感器接口模块的拼搭，整体稳定性好，结构简单，容易实现模块化标准化生产，节约成本。

4、本发明的凹槽位的截面呈正方形，凹槽位的四个角为圆弧角，方便与乐高积木或类乐高积木拼搭插接。

5、本发明在标准积木模块本体内设内置元件，内置元件可以为各种传感器，例如搭载红外距离、声音等一系列传感器来使电子拼装积木具有更加多样的控制功能。

6、连接导线的设置，方便与各种电子积木传感器的连接，例如与电子积木伺服电机、电子积木陀螺仪传感器等的电连接。

7、又一实施方式，内置元件为转接主板，在标准积木模块本体内安装转接主板，将从PCB板发送出来的电源信号，依次通过弹性触杆、转接主板、连接导线为电子积木伺服电机、电子积木陀螺仪传感器等提供电源信号。

8、又一实施方式，内置元件为红外传感器，把红外传感器安装在标准积木模块本体内，把红外传感器集成在电子积木传感器接口模块上，在电子积木传感器接口模块上搭载红外传感器，使电子积木传感器接口模块具有红外传感控制功能。

9、又一实施方式，内置元件为视觉传感器，把视觉传感器安装在标准积木模块本体内，把视觉传感器集成在电子积木传感器接口模块上，在电子积木传感器接口模块上搭载视觉传感器，使电子积木传感器接口模块具有视觉传感控制功能。

10、本发明提供了一种电子积木传感器接口模块的使用方法，该电子积木传感器接口模块通过标准积木模块本体下端面的插接凹槽能直接与乐高积木或类乐高积木的电路板拼搭插接，并通过弹性触杆与乐高积木或类乐高积木电路板的电极触点电连接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

附图说明

图1是本发明实施例电子积木传感器接口模块俯视方向的立体示意图。

图2是本发明实施例电子积木传感器接口模块仰视方向的立体示意图一。

图3是本发明实施例电子积木传感器接口模块仰视方向的立体示意图二。

图4是本发明实施例电子积木传感器接口模块仰视方向的立体示意图三。

图5是本发明实施例电子积木传感器接口模块安装有红外传感器俯视方向的立体示意图。

图6是本发明实施例电子积木传感器接口模块安装有红外传感器仰视方向的立体示意图。

附图标记说明：

10、标准积木模块本体，11、隔离凸块，111、环状凸起，112、凸柱，1121、触杆通孔，12、插接凹槽，13、圆柱状凸起，131、电极插孔，132、电极触点，14、导线输出端口，20、弹性触杆，31、第一红外LED灯，32，第二红外LED灯。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

如图1至图4所示，一种电子积木传感器接口模块，包括标准积木模块本体10、多个弹性触杆20，在标准积木模块本体10的下端面上设有凹槽位，在凹槽位上设有隔离凸块11，隔离凸块11包括环状凸起111、多个凸柱112，环状凸起111设在凹槽位的中央，环状凸起111的外侧面与凹槽位的槽壁形成插接凹槽12，多个凸柱112呈一字形排列，多个凸柱112的两端从环状凸起111的中央往垂直于凹槽位槽壁的方向延伸，各弹性触杆20安装在各凸柱112上，插接凹槽12与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，弹性触杆20与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点132相对应插接。

使用时，将标准积木模块本体10下端面的插接凹槽12与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，并使弹性触杆20与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点132相对应插接，结构简单，容易实现模块化标准化生产，节约成本；该电子积木传感器接口模块能直接与电子积木电路板拼搭插接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

在标准积木模块本体10的上端面上设有四个圆柱状凸起13，四个圆柱状凸起13的形状及相邻之间的距离分别与乐高积木或类乐高积木中的凸粒形状及相邻二个凸粒之间距离相适配。当需与乐高积木或类乐高积木中进行拼搭连接时，可以将乐高积木或类乐高积木拼搭插接在本标准积木模块本体10的上端面上，拼装出更强大功能的电子产品。

在两相邻的圆柱状凸起13之间设有多个电极插孔131，多个电极插孔131形成“十”字形排列，两相邻电极插孔131之间的距离与两相邻弹性触杆20之间的距离相对应，各电极插孔131内设有电极触点132，各电极触点132与各弹性触杆20相对应电连接。当需进行多线路拼搭连接时，还能将另一个电子积木传感器接口模块的插接凹槽12，拼搭插接在上一个电子积木传感器接口模块的圆柱状凸起13上，依次层叠拼搭插接，形成多个电子积木传感器接口模块的拼搭，整体稳定性好，结构简单，容易实现模块化标准化生产，节约成本。

优选的，凹槽位的截面呈正方形，凹槽位的四个角为圆弧角。方便与乐高积木或类乐高积木拼搭插接。

本电子积木传感器接口模块还包括内置元件，内置元件安装在标准积木模块本体10内，凸柱112的中部设有触杆通孔1121，弹性触杆20穿过触杆通孔1121与内置元件电性连接，弹性触杆20与触杆通孔1121滑动连接。在标准积木模块本体10内设内置元件，内置元件可以为各种传感器，例如搭载红外距离、声音等一系列传感器来使电子拼装积木具有更加多样的控制功能。

又一实施方式，本电子积木传感器接口模块还包括连接导线，在标准积木模块本体10的侧面上设有导线输出端口14，连接导线穿过导线输出端口14与内置元件电性连接。连接导线的设置，方便与各种电子积木传感器的连接，例如与电子积木伺服电机、电子积木陀螺仪传感器等的电连接

又一实施方式，内置元件为转接主板，转接主板安装在标准积木模块本体10内，多个凸柱112包括第一凸柱、第二凸柱，多个弹性触杆20包括第一正极触杆、第一负极触杆，第一正极触杆，第一负极触杆安装在第一凸柱、第二凸柱上，并与转接主板电性连接。内置元件为转接主板，在标准积木模块本体10内安装转接主板，将从PCB板发送出来的电源信号，依次通过弹性触杆20、转接主板、连接导线为电子积木伺服电机、电子积木陀螺仪传感器等提供电源信号。

又一实施方式，如图5至图6所示，内置元件为红外传感器，红外传感器包括红外主板、第一红外LED灯31，第二红外LED灯32，红外主板安装在标准积木模块本体10内，标准积木模块本体10的侧面上设有第一红外通孔、第二红外通孔，第一红外LED灯31，第二红外LED灯32分别安装在第一红外通孔、第二红外通孔上，并与红外主板电性连接，多个凸柱112包括第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱，多个弹性触杆20包括第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆，第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆分别安装在第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱上，并与红外主板电性连接。内置元件为红外传感器，把红外传感器安装在标准积木模块本体10内，把红外传感器集成在电子积木传感器接口模块上，在电子积木传感器接口模块上搭载红外传感器，使电子积木传感器接口模块具有红外传感控制功能。

又一实施方式，内置元件为视觉传感器(图中未示出)，视觉传感器包括视觉主板、摄像头，视觉主板安装在标准积木模块本体10内，标准积木模块本体10的侧面上设有视觉通孔，摄像头安装在视觉通孔上，并与视觉主板电性连接，多个凸柱112包括第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱，多个弹性触杆20包括第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆，第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆分别安装在第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱上，并与视觉外主板电性连接。内置元件为视觉传感器，把视觉传感器安装在标准积木模块本体10内，把视觉传感器集成在电子积木传感器接口模块上，在电子积木传感器接口模块上搭载视觉传感器，使电子积木传感器接口模块具有视觉传感控制功能。

一种电子积木传感器接口模块的使用方法，包括以下步骤：

将标准积木模块本体10下端面的插接凹槽12与乐高或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，使弹性触杆20相对应插进乐高或类乐高积木相邻凸粒之间的电极插孔131，并使弹性触杆20与电极插孔131内的电极触点132电性连接。本发明提供了一种电子积木传感器接口模块的使用方法，该电子积木传感器接口模块通过标准积木模块本体10下端面的插接凹槽12能直接与乐高积木或类乐高积木的电路板拼搭插接，并通过弹性触杆20与乐高积木或类乐高积木电路板的电极触点132电连接，而且拆装灵活，连接稳定性好。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子积木传感器接口模块，其特征在于，包括标准积木模块本体、多个弹性触杆，在所述标准积木模块本体的下端面上设有凹槽位，在所述凹槽位上设有隔离凸块，所述隔离凸块包括环状凸起、多个凸柱，所述环状凸起设在所述凹槽位的中央，所述环状凸起的外侧面与所述凹槽位的槽壁形成插接凹槽，多个所述凸柱呈一字形排列，多个所述凸柱的两端从所述环状凸起的中央往垂直于凹槽位槽壁的方向延伸，各所述弹性触杆安装在各所述凸柱上，所述插接凹槽与乐高积木或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，所述弹性触杆与乐高积木或类乐高积木相邻凸粒之间的电极触点相对应插接。

2.如权利要求1所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，在所述标准积木模块本体的上端面上设有四个圆柱状凸起，四个所述圆柱状凸起的形状及相邻之间的距离分别与乐高积木或类乐高积木中的凸粒形状及相邻二个凸粒之间距离相适配。

3.如权利要求2所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，在两相邻的所述圆柱状凸起之间设有多个电极插孔，多个所述电极插孔形成“十”字形排列，两相邻所述电极插孔之间的距离与两相邻所述弹性触杆之间的距离相对应，各所述电极插孔内设有电极触点，各所述电极触点与各所述弹性触杆相对应电连接。

4.如权利要求1所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，所述凹槽位的截面呈正方形，所述凹槽位的四个角为圆弧角。

5.如权利要求1至4任一项所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，还包括内置元件，所述内置元件安装在所述标准积木模块本体内，所述凸柱的中部设有触杆通孔，所述弹性触杆穿过所述触杆通孔与所述内置元件电性连接，所述弹性触杆与所述触杆通孔滑动连接。

6.如权利要求5所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，还包括连接导线，在所述标准积木模块本体的侧面上设有导线输出端口，所述连接导线穿过所述导线输出端口与所述内置元件电性连接。

7.如权利要求6所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，所述内置元件为转接主板，所述转接主板安装在所述标准积木模块本体内，多个所述凸柱包括第一凸柱、第二凸柱，多个所述弹性触杆包括第一正极触杆、第一负极触杆，所述第一正极触杆，第一负极触杆安装在所述第一凸柱、第二凸柱上，并与所述转接主板电性连接。

8.如权利要求5所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，所述内置元件为红外传感器，所述红外传感器包括红外主板、第一红外LED灯，第二红外LED灯，所述红外主板安装在所述标准积木模块本体内，所述标准积木模块本体的侧面上设有第一红外通孔、第二红外通孔，所述第一红外LED灯，第二红外LED灯分别安装在所述第一红外通孔、第二红外通孔上，并与所述红外主板电性连接，多个所述凸柱包括第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱，多个所述弹性触杆包括第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆，所述第二正极触杆、第二负极触杆、第一红外信号触杆分别安装在所述第三凸柱、第四凸柱、第五凸柱上，并与所述红外主板电性连接。

9.如权利要求5所述电子积木传感器接口模块，其特征在于，所述内置元件为视觉传感器，所述视觉传感器包括视觉主板、摄像头，所述视觉主板安装在所述标准积木模块本体内，所述标准积木模块本体的侧面上设有视觉通孔，所述摄像头安装在所述视觉通孔上，并与所述视觉主板电性连接，多个所述凸柱包括第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱，多个所述弹性触杆包括第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆，所述第三正极触杆、第三负极触杆、第一视觉信号触杆、第二视觉信号触杆分别安装在所述第六凸柱、第七凸柱、第八凸柱、第九凸柱上，并与所述视觉外主板电性连接。

10.一种电子积木传感器接口模块的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将标准积木模块本体下端面的插接凹槽与乐高或类乐高积木中的凸粒相适配拼搭插接，使弹性触杆相对应插进乐高或类乐高积木相邻凸粒之间的电极插孔，并使所述弹性触杆与电极插孔内的电极触点电性连接。

Images