CN112233500A - 一种用于编程教育的拼接式学习板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于编程教育的拼接式学习板，包括：学习板本体和控制手柄，所述学习板本体与所述控制手柄拼合连接；编程接口，设于所述学习板本体上，与外部编程设备通讯连接；第一通讯接口，设于所述学习板本体上；第一控制芯片，设于所述学习板内，与所述编程接口和第一通讯接口通讯连接；LED灯，均匀分布于所述学习板本体内，与所述第一控制芯片通讯连接；显示屏，设于所述学习板本体的表面上，位于所述LED灯的上方；第二通讯接口，设于所述控制手柄上，与所述第一通讯接口插合连接；第二控制芯片，设于所述控制手柄内，与所述第二通讯接口通讯连接。本发明解决了传统的编程学习机，结构复杂，成本投入高，人机交互性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及编程教育设备技术领域，尤其涉及一种用于编程教育的拼接式学习板。
背景技术
传统的编程学习机主要分为计算机软件程序和编程实验箱两种形式，具备较好的演示效果，同时也能够培养学生的动手能力。但是由于不管是哪种形式的编程学习机都存在结构复杂，成本投入高的缺陷，不利于教学的普及使用。其复杂的结构学生无法了解编程学习机的产品结构和技术原理，在一定程度上不利于学生的编程教育。并且，传统的编程学习机功能单一，仅能对编写的程序进行演示，人机交互性差。
因此，有必要研究开发一种结构简单，便于拆装，人机交互性强的编程学习板，使得编程学习板既能满足编程学习的入门学习，又能满足编程学习的自由度要求，解决上述技术问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单，便于拆装了解产品结构和技术原理，同时具备较强的人机交互性能的，用于编程教育的拼接式学习板，用以解决传统的编程学习机，结构复杂，成本投入高，人机交互性差的问题。
为了达到上述目的，本实用性提供的一种用于编程教育的拼接式学习板，具体实施方案如下：
一种用于编程教育的拼接式学习板，包括：
学习板本体和控制手柄，所述学习板本体与所述控制手柄拼合连接；
编程接口，设于所述学习板本体上，与外部编程设备通讯连接；
第一通讯接口，设于所述学习板本体上；
第一控制芯片，设于所述学习板内，与所述编程接口和第一通讯接口通讯连接；
LED灯，均匀分布于所述学习板本体内，与所述第一控制芯片通讯连接；
显示屏，设于所述学习板本体的表面上，位于所述LED灯的上方；
第二通讯接口，设于所述控制手柄上，与所述第一通讯接口插合连接；
第二控制芯片，设于所述控制手柄内，与所述第二通讯接口通讯连接。
目前，传统的编程学习机多为采用计算机软件程序或实验箱的形式对编写的程序进行演示，一方面，结构复杂，投入成本高，不便于在教学应用上普及使用；另一方面，编程学习机的功能单一，仅能对编写的程序进行演示，人机交互性差，不能通过人家交互的方式控制编写的程序的演示。
本发明的一种用于编程教育的拼接式学习板，相对于现有技术，一方面，将用于演示编写的程序的学习板本体和控制演示过程的控制手柄采用拼接的方式拼装在一起，结构简单，拆装便捷，使得学生可以在拆装的过程中了解产品的结构和技术原理，提高学习板的教育效果；另一方面，将学习板本体和控制手柄通过第一通讯接口和第二通讯接口的插接实现通讯连接，使得学生可以通过在控制手柄上操作，控制学习板本体对编写的程序的演示过程，提高了学习板的人机交互性。有效地解决了解决传统的编程学习机，结构复杂，成本投入高，人机交互性差的问题。
作为本发明的进一步改进，所述第一控制芯片上设有无线模块，所述无线模块与外部编程设备通讯连接。
作为本发明的进一步改进，所述学习板本体内设有传感器，所述传感器设于所述第一控制芯片上，或与所述第一控制芯片通讯连接。
作为本发明的进一步改进，所述学习板本体内设有将所述LED灯与所述第一控制芯片连接的控制电路。
作为本发明的进一步改进，所述控制手柄上至少设有一个控制按钮，所述控制按钮与所述第二控制芯片连接。
作为本发明的进一步改进，所述控制手柄的端部上设有向外延伸的安装板，所述控制手柄内设有自复位卡扣结构，所述自复位卡扣结构的端部贯穿安装板设置，与所述学习板本体卡扣连接。
进一步地，所述自复位卡扣结构包括卡扣件、连接板、第一磁性件以及第二磁性件，所述卡扣件其中一端与所述连接板卡扣连接，另一端可活动地贯穿所述安装板设置，与所述学习板本体卡扣连接，所述第一磁性件设于所述控制手柄内，位于所述安装板的内壁上，所述第二磁性件设于所述连接板上，且所述第一磁性件和第二磁性件相互磁吸。
进一步地，所述卡扣件上设有第一扣接槽，所述卡扣件顶端设有第一扣接槽，底端设有连接板扣接槽，所述连接板上设有与所述连接板扣接槽相配合的第二扣接槽，所述学习板本体上设有与所述第一扣接槽相配合的第三扣接槽。
进一步地，所述第一磁性件和第二磁性件在平行于所述安装板的水平面上的投影完全重合，且所述第一磁性件粘接在所述安装板的内壁上，所述第二磁性件粘接在所述连接板的上表面或下表面。
作为本发明的进一步改进，所述显示屏包括由上到下依次设置的半透明面板、光扩散板、网格板以及LED灯板，所述光扩散板的两端分别粘接在所述半透明面板和网格板上，所述LED灯均匀分布于所述LED灯板上，所述网格板上的网格与所述LED灯相对应。
基于上述技术方案，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、通过在学习板本体内设置或在第一控制芯片上设置传感器，使得第一控制芯片可以通过与传感器的数据交互，获取传感器的数据或者控制相对应的传感器实现传感器的功能，能够增加学习板的编程种类，从而提高产品教育性能。
2、通过在显示屏的LED灯板上均匀设置多个LED灯，用户可以根据自身需求设置多种颜色的LED灯，采用控制程序以及控制电路的协同配合，控制LED灯熄灭和开启，以及以不同的亮度进行颜色的混合表达出其他颜色，经过网格板的聚光作用以及扩散板的扩散作用，将光线投射到半透明板上，组成不同的点阵式图案，实现编写的程序的演示的目的。
3、通过在控制手柄内设置自复位卡扣结构，使得控制手柄在于学习板本体拼接的时，学习板本体对自复位卡扣结构上的卡扣件的挤压作用下导致卡扣件在安装板上位移，直至卡扣件上的第一扣接槽和学习板本体上的第三扣接槽扣接，在第一磁性件和第二磁性件的磁吸作用下跟随连接板复位，扣紧学习板本体，提高了学习板本体和控制手柄的连接便捷性和稳固性。
4、通过在控制手柄上至少设置一个控制按钮，通过第二控制芯片对控制按钮的按压进行信息化处理，转换成通讯信号传统到第一控制芯片，使得学习板本体能够根据控制按钮的控制对编写的程序进行可控化的演示处理，提高了学习板的人机交互性能。
5、通过在第一控制芯片上设置无线模块，使得学习板本体可以通过无线模块(例如：WiFi、蓝牙、红外、FNC等)将第一控制芯片和外部的编程设备连接，将编写的程序下载到第一控制芯片上，控制LED灯板的开启，熄灭以及亮度，实现编写的程序的演示。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的部件示意图；
图3为本发明的学习板本体的结构示意图；
图4为本发明的学习板本体的爆炸图；
图5为本发明的控制手柄的结构示意图；
图6为本发明的控制手柄的爆炸图；
图7为本发明的自复位卡扣结构的结构示意图；
图8为本发明的自复位卡扣结构的爆炸图；
图9为本发明的按钮的结构示意图；
图10为本发明的按钮的爆炸图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的一种用于编程教育的拼接式学习板。
如图1-4所示，该用于编程教育的拼接式学习板，包括学习板本体1和控制手柄2。
其中，所述学习板本体1上设有编程接口11，所述编程接口11用于与外部的编程设备通过数据线的形式连接。
其中，所述学习本本体1上设有第一通讯结构12，所述第一通讯接口12用于与所述控制手柄2通讯连接。
其中，所述学习板本体1内设有第一控制芯片13，所述第一控制芯片13分别与所述编程接口11和第一通讯接口12通讯连接。
其中，所述学习本本体1内设有无线模块130，所述无线模块130与所述第一控制芯片13通讯连接，或者所述无线模块130设于所述第一控制芯片13上。
其中，所述学习板本体1内设有多个呈均匀分布的LED灯14，所述LED灯与所述第一控制芯片13通讯连接。
其中，所述学习本本体1的表面上设有显示屏15，所述显示屏15位于所述LED灯14的上方，用于投影所述LED灯14的发射的光线，实现对编写的程序的演示。
具体地，所述显示屏15包括由上往下依次设置的半透明面板151、扩散板152、网格板153以及LED灯板154，所述扩散板152的两端分别于所述半透明面板151的底部以及网格板153的顶部粘接，所述LED灯板154上均匀分布有多个所述LED灯14，所述网格板153上的网格对应所述LED灯14设置，卡接在所述LED灯14的顶部。
其中，所述学习板本体1内设有一个或多个传感器16。
可选地，所述传感器16设于所述学习板本体1内与所述第一控制芯片13通讯连接。
可选地，所述传感器16设有所述第一控制芯片13上。.
其中，所述学习板本体1内设有将所述LED灯14和第一控制芯片13连接的控制电路17。
其中，所述学习板本体1由显示屏15和底座10拼合形成。
如图5-6所示，其中，所述控制手柄2上设有第二通讯接口21，所述第二通讯结构21与所述第一通讯结构12通讯连接。
具体地，当所述学习板本体1和所述控制手柄2拼接时，所述第二通讯接口21和所述第一通讯接口12插接。
进一步地，所述所述第二通讯接口21和第一通讯接口12采用弹簧顶针结构，使得所述第二通讯接口21和第一通讯接口12直接接触，保持通讯连接。
其中，所述控制手柄2内设有第二控制芯片22，所述第二控制芯片22与所述第二通讯接口21通讯连接。
其中，所述控制手柄2上设有一个或多个与所述第二控制芯片22连接的控制按钮23。
其中，所述控制手柄2上设有安装板24，所述安装板24设于所述控制手柄2的端部，向外延伸设置。
具体地，所述控制手柄2内设有自复位卡扣结构3，所述自复位卡扣结构3的端部贯穿所述安装板24可活动地设置在所述学习板本体1内，所述自复位卡扣结构3的端部用于与所述学习板本体1卡扣连接。
如图7-8所示，所述自复位卡扣结构3，包括卡扣件31、连接板32、第一磁吸件33以及第二磁吸件34，所述连接板32可活动设于所述学习板本体1内部，所述卡扣件31的底端与卡接在所述连接板32上，顶部一端贯穿所述安装板24设置。
具体地，所述安装板24上设有限位槽241，所述卡扣件31可活动设于所述限位槽241内。
具体地，所述第一磁性件33粘接或通过过盈配合卡接在所述安装板24的内壁上。
具体地，所述第二磁性件34粘接或通过过盈配合卡接在所述连接板32的上表面或下表面。
进一步地，所述连接板32上设有容纳槽322，所述第二磁性件卡接在所述容纳槽322内。
其中，所述卡扣件31底部设有插接块313，所述连接板32上设有与所述插接块313相配合的插接槽323。
进一步地，所述第一磁性件33和第二磁性件34相平行；且所述第一磁性件33和第二磁性件34在平行于所述安装板24水平面上的投影完全重合。
具体地，所述卡扣件31的底端设有连接板扣接槽311，顶端设有第一扣接槽312，所述连接板32上设有第二扣接槽321，所述连接板扣接槽311与所述第二扣接槽321通过过盈配合扣接。
其中，所述学习板本体1的下表面上设有与所述第一扣接槽311相配合的第三扣接槽18。
其中，所述卡扣件31和限位槽241之间设有间隙，避免卡扣件31在第一磁性件33和第二磁性件34的相互磁吸作用下，跟随连接板32的位移在限位槽241的行程范围内复位时，与限位槽241的槽壁发生碰撞，导致卡扣件31损坏的情况发生。
如图9-10所示，所述按钮23包括按钮帽231和连接支架232以及按钮电子元件235，所述连接支架232设于所述按钮帽231和按钮电子元件235之间，分别与所述按钮帽231和按钮电子元件235连接，所述按钮电子元件235与所述第二控制芯片22连接。
其中，所述按钮帽231上设有卡接槽2311，所述连接支架232顶部设有与所述卡接槽2311插合连接的插接部230。
具体地，所述连接支架232由第一拼接块233和第二拼接块234拼合形成，呈“十”字形设置。
具体地，所述第一拼接块233包括一体成型的第一插接段2331、第一连接段2332以及第一拼接段2333；所述第二拼接块234包括一体成型的第二插接段2341、第二连接段2342以及第二拼接段2343。
进一步地，当所述第一拼接块233和第二拼接块234拼合形成连接支架232时，所述第一插接段2331和第二插接段2341拼合形成所述插接部230。
其中，控制手柄2上设有供所述连接支架232穿过与所述按钮帽231连接的通槽25，当所述第一拼接块233和第二拼接块234拼合形成连接支架232时，所述第一连接段2332和第二连接段2342拼合形成穿过所述通槽25的连接部250。
具体地，所述连接部250和通槽25之间设有间隙，为第一拼接块233和第二拼接块234在受到按钮帽231的按压力时作出轻微的倾斜，按压按钮电子元件235提供空间，提高按钮23的按压准确性，避免按压时同时按压多个按钮电子元件235的情况发生。
其中，所述第一拼接段2333上设有第一拼接槽2335，所述第二插接段2341上设有第二拼接槽2344，所述第一拼接槽2335和第二拼接槽2344通过过盈配合拼接，形成所述连接支架232。
其中，所述按钮电子元件235抵触于第一拼接块233和/或第二拼接块234底部。
其中，当所述第一拼接块233和第二拼接块234拼接形成连接支架232时，所述插接部230和连接部250之间形成第一限位台阶，所述连接部250和连接支架232的底部形成第二限位台阶。
具体地，所述第一限位台阶抵触于所述按钮帽231的底部。
具体地，所述第二限位台阶抵触于所述控制手柄2的内壁。
其中，本实施例中除了涉及电器元件的部件外，其余均采用木材制成，相对于传统的塑胶件，提高了学习板的环保性能。
本实施例的一种用于编程教育的拼接式学习板的原理：
1.学习板本体1通过数据线连接编程接口11和外部编程设备的方式或通过无线模块130连接外部编程设备的方式将外部编程设备编写的程序下载到第一控制芯片13上；
2.第一控制芯片13根据编写的程序通过控制电路17控制多个LED灯14的开启、熄灭以及亮度的不断变换，将编写的程序通过点阵式团的方式显示在显示屏15上进行演示；
3.在演示的过程中，通过控制手柄2内第二控制芯片22将按动按钮23产生的控制信息传递转化为通讯的信息传递到第一控制芯片13，在编写的程序的演示过程中加入可控制的演示步骤。
其中，上述原理中还可以包括编写自动读取传感器16数据或者控制传感器16运作的程序。
当然，本实施例的学习板可以通过编写的程序实现利用控制手柄2控制，显示屏15显示画面的游戏，充当游戏机使用。
本发明的的一种用于编程教育的拼接式学习板，具有结构简单，便于拆装了解产品结构和技术原理，同时具备较强的人机交互性能的优点，有效地解决了传统的编程学习机，结构复杂，成本投入高，人机交互性差的问题。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，包括：
学习板本体(1)和控制手柄(2)，所述学习板本体(1)与所述控制手柄(2)拼合连接；
编程接口(11)，设于所述学习板本体(1)上，与外部编程设备通讯连接；
第一通讯接口(12)，设于所述学习板本体(1)上；
第一控制芯片(13)，设于所述学习板(1)内，与所述编程接口(11)和第一通讯接口(12)通讯连接；
LED灯(14)，均匀分布于所述学习板本体(1)内，与所述第一控制芯片(13)通讯连接；
显示屏(15)，设于所述学习板本体(1)的表面上，位于所述LED灯(14)的上方；
第二通讯接口(21)，设于所述控制手柄(2)上，与所述第一通讯接口(12)插合连接；
第二控制芯片(22)，设于所述控制手柄(2)内，与所述第二通讯接口(21)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述第一控制芯片(13)上设有无线模块(130)，所述无线模块(130)与外部编程设备通讯连接。
3.根据权利要求1所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述学习板本体(1)内设有传感器(16)，所述传感器(16)设于所述第一控制芯片(13)上，或与所述第一控制芯片(13)通讯连接。
4.根据权利要求1所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述学习板本体(1)内设有将所述LED灯(14)与所述第一控制芯片(13)连接的控制电路(17)。
5.根据权利要求1所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述控制手柄(2)上至少设有一个控制按钮(23)，所述控制按钮(23)与所述第二控制芯片(22)连接。
6.根据权利要求1所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述控制手柄(2)的端部上设有向外延伸的安装板(24)，所述控制手柄(2)内设有自复位卡扣结构(3)，所述自复位卡扣结构(3)的端部贯穿安装板(24)设置，与所述学习板本体(1)卡扣连接。
7.根据权利要求6所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述自复位卡扣结构(3)包括卡扣件(31)、连接板(32)、第一磁性件(33)以及第二磁性件(34)，所述卡扣件(31)其中一端与所述连接板(32)卡扣连接，另一端可活动地贯穿所述安装板(24)设置，与所述学习板本体(1)卡扣连接，所述第一磁性件(33)设于所述控制手柄(2)内，位于所述安装板(24)的内壁上，所述第二磁性件(34)设于所述连接板(32)上，且所述第一磁性件(33)和第二磁性件(34)相互磁吸。
8.根据权利要求7所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述卡扣件(31)顶端设有第一扣接槽(312)，底端设有连接板扣接槽(311)，所述连接板(32)上设有与所述连接板扣接槽(311)相配合的第二扣接槽(321)，所述学习板本体(1)上设有与所述第一扣接槽(312)相配合的第三扣接槽(18)。
9.根据权利要求7所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述第一磁性件(33)和第二磁性件(34)在平行于所述安装板(24)的水平面上的投影完全重合，且所述第一磁性件(33)粘接在所述安装板(24)的内壁上，所述第二磁性件(34)粘接在所述连接板(32)的上表面或下表面。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于编程教育的拼接式学习板，其特征在于，所述显示屏(15)包括由上到下依次设置的半透明面板(151)、光扩散板(152)、网格板(153)以及LED灯板(154)，所述光扩散板(152)的两端分别粘接在所述半透明面板(151)和网格板(153)上，所述LED灯(14)均匀分布于所述LED灯板(154)上，所述网格板(153)上的网格与所述LED灯(14)相对应。
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2020
- 2020-10-30 CN CN202011192269.6A patent/CN112233500A/zh active Pending
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