CN112116854A - 一种积木式传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种积木式传感器，属于智能教育用套件技术领域，包括壳体和安装在壳体内的传感器本体，所述壳体包括底壳和顶盖，所述顶盖底部设有扣入件，所述底壳顶部设有扣入位，所述顶盖与底壳通过顶盖底部的扣入件卡入底壳顶部的扣入位进行可拆卸卡扣连接；所述底壳的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔，所述插销圆孔之间设有十字插销孔，所述插销圆孔和十字插销孔均通过孔槽延伸形成在底壳3内部，孔槽槽底设有限位挡板；所述顶盖的顶部开设有圆形孔，所述传感器本体的探头元器件通过所述圆形孔与外部感应进行工作。本发明具有拆装便捷，稳固性高，成本较低，方便搭建的特点。

Description

一种积木式传感器

技术领域

本发明涉及智能教育用套件技术领域，具体涉及一种积木式传感器。

背景技术

现阶段中小学的人工智能教育套件中绝大部分都是积木拼装式的，而传感器是智能教学的应用套件中经常使用的套件，且极其重要。

然而现阶段大部分的传感器都是没有外壳或者是不便拼装的，在教育套件中使用极其不便，或是增加了搭建的难度。其次如果要加装传感器外壳，则需要该传感器外壳稳固性良好，方便拆卸，并且方便传感器的接触端与外部感应进行工作的，这些都使得给传感器安装外壳增大了难度。

还有，现有的波传感器在拼装搭建过程中缺乏防护，一旦用力过大传感器容易插接过深，造成传感器模块的损坏，而有时担心拼装损坏传感器模块，用力过小或者插接不到位，又会安装不稳或者传感器的信号受到音响，安装效果不佳，甚至失败，只能重新安装，耗时耗力。

此外，现有传感器的结构过于复杂，拼装起来麻烦，搭建难度较大，不但在智能教育教学中使用起来很不方便，而且造价成本过高，教育花费较大。可拆卸的传感器模块长期拆装，接口容易松动，导致传感器的安装不稳固，信号检测效果不佳；还有指示灯缺乏或者内部光源缺乏防护，容易漏光也影响外部探射工作。

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积木式传感器，该传感器具有可拆卸的保护外壳，并且还能方便传感器的接触端与外部感应进行工作，还能够有效避免插接件插接过渡损坏壳体内部的零部件特别是传感器模块，具有拆装便捷，稳固性高，成本较低，方便搭建的特点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种积木式传感器，包括壳体和安装在壳体内的传感器本体，所述壳体包括底壳和顶盖，所述顶盖底部设有扣入件，所述底壳顶部设有扣入位，所述顶盖与底壳通过顶盖底部的扣入件卡入底壳顶部的扣入位进行可拆卸卡扣连接；所述底壳的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔，所述插销圆孔之间设有十字插销孔，所述插销圆孔和十字插销孔均通过孔槽延伸形成在底壳3内部，孔槽槽底设有限位挡板；所述顶盖的顶部开设有圆形孔，所述传感器本体的探头元器件通过所述圆形孔与外部感应进行工作。

进一步所采取的措施是：所述十字插销孔的内壁凸设有凸起筋，所述凸起筋沿圆孔内壁均匀排列。

进一步所采取的措施是：所述底壳底部并位于所述插销圆孔和十字插销孔之间设有异形孔，所述异形孔为沉孔，所述异形孔位于所述插销圆孔和十字插销孔的圆心连线的中垂线上。

进一步所采取的措施是：所述底壳的内侧并位于插销圆孔与十字插销孔之间凸设有加强筋。

进一步所采取的措施是：所述扣入件包括扣入条和扣入块，所述扣入条固接在所述顶盖底边相对的两侧，所述扣入条的外壁与相邻的所述顶盖外壁在同一平面上，所述扣入条的底部向外凸出所述扣入条外表面设有扣入块；所述扣入块从突出于所述扣入条的侧壁到底部之间为圆弧过渡，所述扣入条的顶部设有扣头，扣头与所述扣入条成直角，所述扣入块具有一定的弹性；所述扣入位包括扣入槽和限位孔，所述扣入槽分别凹设在所述底壳相对的两侧壁，所述扣槽与所述扣入块的形状大小匹配，所述扣入槽由所述底壳的顶部延伸至底部，所述扣入槽的顶部开口与底壳的顶边围成卡紧所述扣入块的限位孔，所述顶盖与底壳通过施加一定的向下压力使得所述扣入块和扣入条穿过所述限位孔进入所述扣入槽中，并在所述扣入块完全通过限位孔后所述扣入块的顶部卡在所述底壳的顶边下方，进行卡扣固定连接。

进一步所采取的措施是：所述顶盖底边的内侧凸设有固定卡边，所述底壳的顶边内侧凹设有与固定卡边相匹配的固定卡槽，当所述顶盖的扣入件卡入所述扣入槽时，所述固定卡边与固定卡槽相互扣合。

进一步所采取的措施是：所述传感器本体包括第一PCB板、第二PCB板、接线座和探头元器件；所述的接线座焊接在所述第一PCB板的一侧，所述第二PCB板安装在所述第一PCB板的一侧并位于所述接线座的上方，所述第二PCB板与所述第一PCB板相垂直，所述探头元器件安装在所述第二PCB板上，所述探头元器件通过所述圆形孔探测外部信息进行工作。

进一步所采取的措施是：所述底壳的底部在相对的两侧设有与第一PCB板匹配的U型槽，所述的第一PCB板通过U形槽与底壳进行可拆卸插接固定；所述底壳的底部并位于U型槽旁开设有矩形的接线口，所述接线座通过接线口与外部线头连接；所述底壳的底部并位于接线口远离U型槽一侧的旁边设有用于防止内部光源漏光的U型挡光板；所述探头元器件通过固定座固装在所述的第二PCB板上，所述固定座的外径大于所述圆形孔的内径，所述探头元器件可穿过所述圆形孔探测外部信息进行工作。

进一步所采取的措施是：所述U型槽包括两个槽柱和U型腔，所述槽柱垂直固装在底壳的底部，两个所述槽柱之间形成U型腔，所述第一PCB板插入所述U型腔中与底壳进行固定；所述接线口的两侧设有用于支撑所述接线座的凸块。

进一步所采取的措施是：所述底壳的底部并位于十字插销孔相对的一侧开设有圆形穿孔，所述圆形穿孔，所述圆形穿孔内设有显示传感器工作状态的指示灯；所述插销圆孔的数量为两个，所述十字插销孔的数量为一个且所述十字插销孔位于两个所述插销圆孔的中间；所述插销圆孔的数量为两个并分别对称分布在所述底壳的底部；所述十字插销孔的圆心位于两个所述插销圆孔的圆心连接线的中垂线上，所述底壳为顶部卡口的长方形盒体，且边角为圆弧过渡，所述圆形孔的底部凸设有一圈橡胶垫。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过设置所述设置扣入件和扣入位，使得所述顶盖与底壳通过扣入件卡入扣入位进行可拆卸卡扣连接，并通过在顶盖的顶部开设圆形孔，使得传感器本体的探头元器件通过所述圆形孔与外部感应进行工作，通过这些精巧的设计从而既达到了给传感器装上保护的外壳还能实现外壳的可拆卸，并且方便传感器的接触端与外部感应进行工作，而通过卡扣连接拆装便捷，稳固性高，成本较低；通过在底壳的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔，从而可用于拼装搭建时的插销件固定，再通过其他插销件连接固定在机器人身上，使得拼装搭配操作更简易，使用起来更方便；通过设置十字插销孔，方便在拼装时与积木轴进行插接固定，提高整体拼装的稳固性；同时插销圆孔和十字插销孔均在靠近底座一端设置限位挡板，从而可以防止插销件或者轴件过度插入到壳体内部，避免造成对壳体内部的零部件特别是传感器模块的损坏，拼装起来更放心更稳固，不需要再担心拼装的力度不好控制，导致插接过浅安装不牢固或者插接过深损坏内部零部件；而下壳体通过底座与上壳体可拆卸连接，从而方便壳体拆装，且整体结构简单，节约造价成本。

附图说明

图1为本发明一种实施例的传感器本体朝上放置的整体结构图；

图2为本发明一种实施例的传感器本体朝下放置的整体结构图；

图3为本发明一种实施例的底壳顶部结构示意图；

图4为本发明一种实施例的底壳底部结构示意图；

图5为本发明一种实施例的顶盖底部结构示意图；

图6为本发明一种实施例的传感器本体的结构示意图。

图中：1、壳体；2、传感器本体；201、探头元器件；202、第一PCB板；203、第二PCB板；204、接线座；205、固定座；3、底壳；301、扣入位；302、插销圆孔；303、十字插销孔；304、凸起筋；305、限位挡板；306、异形孔；307、加强筋；308、扣入槽；309、限位孔；310、顶边；311、固定卡槽；312、U型槽；313、槽柱；314、U型腔；315、接线口；316、凸块；317、U型挡光板；318、圆形穿孔；4、顶盖；401、扣入件；402、扣入条；403、扣入块；404、圆形孔；5、橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。本说明书中所引用的如“上”、“内”、“中”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1-2所示，一种积木式传感器，包括壳体1和安装在壳体1内的传感器本体2，壳体1包括底壳3和顶盖4，顶盖4底部设有扣入件401，底壳3顶部设有扣入位301，顶盖4与底壳3通过顶盖4底部的扣入件401卡入底壳3顶部的扣入位301进行可拆卸卡扣连接；底壳3的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔302，插销圆孔302之间设有十字插销孔303，插销圆孔302和十字插销孔303均通过孔槽延伸形成在底壳3内部，孔槽槽底设有限位挡板305；顶盖4的顶部开设有圆形孔404，传感器本体2的探头元器件201通过圆形孔404与外部感应进行工作。

通过设置扣入件401和扣入位301，使得顶盖4与底壳3通过扣入件401卡入扣入位301进行可拆卸卡扣连接，并通过在顶盖4的顶部开设圆形孔404，使得传感器本体2的探头元器件201通过圆形孔404与外部感应进行工作，通过这些精巧的设计从而既达到了给传感器装上保护的外壳还能实现外壳的可拆卸，并且方便传感器的接触端与外部感应进行工作，而通过卡扣连接拆装便捷，稳固性高，成本较低；通过在底壳3的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔302，从而可用于拼装搭建时的插销件固定，再通过其他插销件连接固定在机器人身上，使得拼装搭配操作更简易，使用起来更方便；通过设置十字插销孔303，方便在拼装时与积木轴进行插接固定，提高整体拼装的稳固性；同时插销圆孔302和十字插销孔303均在靠近底座一端设置限位挡板305，从而可以防止插销件或者轴件过度插入到壳体1内部，避免造成对壳体1内部的零部件特别是传感器模块的损坏，拼装起来更放心更稳固，不需要再担心拼装的力度不好控制，导致插接过浅安装不牢固或者插接过深损坏内部零部件；而下壳体1通过底座与上壳体1可拆卸连接，从而方便壳体1拆装，且整体结构简单，节约造价成本。

如图1-3所示，十字插销孔303的内壁凸设有凸起筋304，凸起筋304沿圆孔内壁均匀排列。通过设置凸起筋304，从而可以在拼装过程中与积木轴的凹槽紧密配合在一起，更好的做到固定作用，拼装效果更佳，凸起筋304设置为四根最佳，保证四周稳固的同时，也不会因设置过多的凸起筋304导致增加成本。

如图1-3所示，底壳3底部并位于插销圆孔302和十字插销孔303之间设有异形孔306，异形孔306为沉孔，从而可以方便一些特殊部件的插接和固定，兼容性更高，拼装效果更佳；异形孔306位于插销圆孔302和十字插销孔303的圆心连线的中垂线上，这种布局有利于提高插件插接的稳固性。底壳3的内侧并位于插销圆孔302与十字插销孔303之间凸设有加强筋307，从而增加插销圆孔302和十字插销孔303的结实程度和稳固性。

如图1、4-5所示，扣入件401包括扣入条402和扣入块403，扣入条402固接在顶盖4底边相对的两侧，扣入条402的外壁与相邻的顶盖4外壁在同一平面上，从而保证插入顺畅，扣入条402的底部向外凸出扣入条402外表面设有扣入块403；扣入块403从突出于扣入条402的侧壁到底部之间为圆弧过渡，采用圆弧过渡方便插入，也方便按压脱出；扣入条402的顶部设有扣头，扣头与扣入条402成直角，有利于固定，扣入块403具有一定的弹性，从而可通过按压稍微减少体积，从限位孔309这种脱出；扣入位301包括扣入槽308和限位孔309，扣入槽308分别凹设在底壳3相对的两侧壁，扣槽308与扣入块403的形状大小匹配，扣入槽308由底壳3的顶部延伸至底部，扣入槽308的顶部开口与底壳3的顶边310围成卡紧扣入块403的限位孔309，顶盖4与底壳3通过施加一定的向下压力使得扣入块403和扣入条402穿过限位孔309进入扣入槽308中，并在扣入块403完全通过限位孔309后扣入块403的顶部卡在底壳3的顶边310下方，进行卡扣固定连接。通过这种卡扣方式设计，达到既能按压插入又能通过挤压扣入块403从限位孔309中脱出，把这种以往是不可拆卸但是结合稳固的连接方式达到了可拆卸的效果，同时还能具有稳固插接，固定牢靠的特点。

如图1、4-5所示，顶盖4底边的内侧凸设有固定卡边，底壳3的顶边310内侧凹设有与固定卡边相匹配的固定卡槽311，当顶盖4的扣入件401卡入扣入槽308时，固定卡边与固定卡槽311相互扣合，从而有效提高顶盖4和下底壳3之间连接的紧密性，还能避免长期拆装，导致顶盖和底壳的连接不够紧密。

如图6所示，传感器本体2包括第一PCB板202、第二PCB板203、接线座204和探头元器件201；接线座204焊接在第一PCB板202的一侧，第二PCB板203安装在第一PCB板202的一侧并位于接线座204的上方，第二PCB板203与第一PCB板202相垂直，探头元器件201安装在第二PCB板203上，探头元器件201通过圆形孔404探测外部信息进行工作。

如图1、6所示，底壳3的底部在相对的两侧设有与第一PCB板202匹配的U型槽312，第一PCB板202通过U形槽与底壳3进行可拆卸插接固定，从而对PCB板进行固定，避免与其他零部件摩擦或者碰撞，避免与其他零部件摩擦或者碰撞，还能避免第一PCB板202由于长期拆装，接口容易松动，而导致的传感器本体2安装不稳固，信号检测效果不佳。底壳3的底部并位于U型槽312旁开设有矩形的接线口315，接线座204通过接线口315与外部线头连接；底壳3的底部并位于接线口315远离U型槽312一侧的旁边设有用于防止内部光源漏光的U型挡光板317，从而可以有效防止内部光源漏光，比如指示灯或者其他工作发光元件；探头元器件201通过固定座205固装在第二PCB板203上，固定座205的外径大于圆形孔404的内径，探头元器件201可穿过圆形孔404探测外部信息进行工作。U型槽312包括两个槽柱313和U型腔314，槽柱313垂直固装在底壳3的底部，两个槽柱313之间形成U型腔314，第一PCB板202插入U型腔314中与底壳3进行固定，这种固定方式既能节省空间和零部件，且效果牢靠；接线口315的两侧设有用于支撑接线座204的凸块316，从而支撑和固定接线座204，避免其掉落。

如图1-6所示，底壳3的底部并位于十字插销孔303相对的一侧开设有圆形穿孔318，圆形穿孔318内设有显示传感器工作状态的指示灯，从而方便观察不同状态呈现不同灯光闪烁的指示灯，进而得知传感器的工作状态；插销圆孔302的数量为两个，十字插销孔303的数量为一个且十字插销孔303位于两个插销圆孔302的中间；插销圆孔302的数量为两个并分别对称分布在底壳3的底部，十字插销孔303的圆心位于两个插销圆孔302的圆心连接线的中垂线上，从而能够与大部分的插件兼容，并且插接的稳固性良好；底壳3为顶部卡口的长方形盒体，且边角为圆弧过渡，避免直角容易碰撞损坏或者刮伤，而且作业时操作更舒服，圆形孔404的底部凸设有一圈橡胶垫5，起到缓冲保护的作用，使得作业更稳定、减少干扰，并且防滑。

安装时，首先将传感器的接线座204对准接线口315，第一PCB板202对准U型槽312，然后稍用力按压接线座204插入接线口315中，使得接线座204通过接线口315可以与外部线头连接，第一PCB板202插入U型槽312中进行固定；接下来再将顶盖4两侧的扣入块403分别对准底壳3两侧的扣入槽308，第一圆形孔404对准探头元器件201，对顶盖4稍用力下压，使得探头元器件201穿过圆形孔404，扣入块403和扣入条402穿过限位孔309进入扣入槽308中，当扣入块403完全通过限位孔309后扣入块403的顶部卡在底壳3的顶边310下方，从而进行卡扣固定连接，而固定卡边与固定卡槽311相互扣合，实现顶盖4与底壳3的固定，同时圆形孔404底部的橡胶垫5与固定座205接触进行固定防滑和缓冲，实现整体的紧密结合，完成安装。拆卸过程则相反，稍用力按压扣入块403，并向上推，使得扣入块403从限位孔309顶部脱出，然后将顶盖4卸下，再取出传感器本体2，即可完成拆卸过程。

拼装时，通过将拼装拆件相应位置对准插销圆孔302和十字插销孔303，稍用力插入到插销圆孔302和十字插销孔303底部直到碰到限位挡板305，即可确定插接到位，稳固拼装，即可根据需要进行拼装到机器人处即可，外部线头则通过接线口315与接线座204连接，装配简单，便捷，而且整体结构精巧，造价成本较低。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种积木式传感器，其特征在于：包括壳体和安装在壳体内的传感器本体，所述壳体包括底壳和顶盖，所述顶盖底部设有扣入件，所述底壳顶部设有扣入位，所述顶盖与底壳通过顶盖底部的扣入件卡入底壳顶部的扣入位进行可拆卸卡扣连接；所述底壳的底部设有若干个均匀排布的插销圆孔，所述插销圆孔之间设有十字插销孔，所述插销圆孔和十字插销孔均通过孔槽延伸形成在底壳3内部，孔槽槽底设有限位挡板；所述顶盖的顶部开设有圆形孔，所述传感器本体的探头元器件通过所述圆形孔与外部感应进行工作。

2.根据权利要求1所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述十字插销孔的内壁凸设有凸起筋，所述凸起筋沿圆孔内壁均匀排列。

3.根据权利要求1所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述底壳底部并位于所述插销圆孔和十字插销孔之间设有异形孔，所述异形孔为沉孔，所述异形孔位于所述插销圆孔和十字插销孔的圆心连线的中垂线上。

4.根据权利要求1所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述底壳的内侧并位于插销圆孔与十字插销孔之间凸设有加强筋。

5.根据权利要求1所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述扣入件包括扣入条和扣入块，所述扣入条固接在所述顶盖底边相对的两侧，所述扣入条的外壁与相邻的所述顶盖外壁在同一平面上，所述扣入条的底部向外凸出所述扣入条外表面设有扣入块；所述扣入块从突出于所述扣入条的侧壁到底部之间为圆弧过渡，所述扣入条的顶部设有扣头，扣头与所述扣入条成直角，所述扣入块具有一定的弹性；所述扣入位包括扣入槽和限位孔，所述扣入槽分别凹设在所述底壳相对的两侧壁，所述扣槽与所述扣入块的形状大小匹配，所述扣入槽由所述底壳的顶部延伸至底部，所述扣入槽的顶部开口与底壳的顶边围成卡紧所述扣入块的限位孔，所述顶盖与底壳通过施加一定的向下压力使得所述扣入块和扣入条穿过所述限位孔进入所述扣入槽中，并在所述扣入块完全通过限位孔后所述扣入块的顶部卡在所述底壳的顶边下方，进行卡扣固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述顶盖底边的内侧凸设有固定卡边，所述底壳的顶边内侧凹设有与固定卡边相匹配的固定卡槽，当所述顶盖的扣入件卡入所述扣入槽时，所述固定卡边与固定卡槽相互扣合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述传感器本体包括第一PCB板、第二PCB板、接线座和探头元器件；所述的接线座焊接在所述第一PCB板的一侧，所述第二PCB板安装在所述第一PCB板的一侧并位于所述接线座的上方，所述第二PCB板与所述第一PCB板相垂直，所述探头元器件安装在所述第二PCB板上，所述探头元器件通过所述圆形孔探测外部信息进行工作。

8.根据权利要求7所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述底壳的底部在相对的两侧设有与第一PCB板匹配的U型槽，所述的第一PCB板通过U形槽与底壳进行可拆卸插接固定；所述底壳的底部并位于U型槽旁开设有矩形的接线口，所述接线座通过接线口与外部线头连接；所述底壳的底部并位于接线口远离U型槽一侧的旁边设有用于防止内部光源漏光的U型挡光板；所述探头元器件通过固定座固装在所述的第二PCB板上，所述固定座的外径大于所述圆形孔的内径，所述探头元器件可穿过所述圆形孔探测外部信息进行工作。

9.根据权利要求8所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述U型槽包括两个槽柱和U型腔，所述槽柱垂直固装在底壳的底部，两个所述槽柱之间形成U型腔，所述第一PCB板插入所述U型腔中与底壳进行固定；所述接线口的两侧设有用于支撑所述接线座的凸块。

10.根据权利要求1所述的一种积木式传感器，其特征在于：所述底壳的底部并位于十字插销孔相对的一侧开设有圆形穿孔，所述圆形穿孔，所述圆形穿孔内设有显示传感器工作状态的指示灯；所述插销圆孔的数量为两个，所述十字插销孔的数量为一个且所述十字插销孔位于两个所述插销圆孔的中间；所述插销圆孔的数量为两个并分别对称分布在所述底壳的底部；所述十字插销孔的圆心位于两个所述插销圆孔的圆心连接线的中垂线上，所述底壳为顶部卡口的长方形盒体，且边角为圆弧过渡，所述圆形孔的底部凸设有一圈橡胶垫。

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