CN205029044U - 一种电子搭建模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子搭建模块，包括：电路单元，所述电路单元上设置有电路；连接单元，所述连接单元与所述电路单元机械固定地连接；所述连接单元包括基体和端子；所述基体具有承载所述电路单元的承载面，所述承载面位于所述电路单元的第一侧；所述端子靠近所述电路单元的第二侧设置，所述端子与所述电路单元电连接。本实用新型将所述连接单元的基体和用于电连接的端子分别设置在所述电路单元的两侧，这样可以采用贴片机等现有的生产设备来实现所述端子与所述电路板的电路连接，而无需将所述端子设置在基体上，从而降低了组装制造所述电路模块的难度提高了制造的效率。

Description

一种电子搭建模块

技术领域

本实用新型属于电路元器件领域,具体而言涉及一种电子搭建模块及其制造方法。

背景技术

随着技术和实际需求的增加，电子搭建模块与电路及机械结构组合而形成功能更加复杂的产品成为现有技术中的需求。例如，在玩具领域或者教育领域，其需求已经存在。通过电子搭建模块的连接单元将不同的电路板以及不同的机械模块组合在一起能够形成功能较为复杂的系统，对于学习掌握电路的工作原理，或者是进行某些含有电路模块和机械模块产品设计，或者是自行制作一些富有创意的作品来说都具有实际的价值。

然而，现有技术中的电子搭建模块生产工艺复杂，特别是电路单元与连接单元之间的组装连接依赖于大量的焊接工作，这些焊接工作通常需要人工来完成，其影响了电子搭建系统的生产效率。并且，制造这种电子搭建系统中电路模块对于生产人员的要求较高，容易产生加大比例的次品和浪费。

实用新型内容

本实用新型正是基于现有技术中的上述需求而提出的，本实用新型要解决的技术问题是提供一种易于制造的电子搭建模块。

为了解决上述问题，本实用新型提供了如下方案：

一种电子搭建模块，包括：电路单元，所述电路单元上设置有电路；连接单元，所述连接单元与所述电路单元机械固定地连接；所述连接单元包括基体和端子；所述基体具有承载所述电路单元的承载面，所述承载面位于所述电路单元的第一侧；所述端子靠近所述电路单元的第二侧设置，所述端子与所述电路单元电连接。

优选地，所述端子与电路单元所述第二侧上的接线端电连接。

优选地，所述连接单元还包括固定件，所述固定件与所述基体固定连接，所述固定件与所述承载面之间形成有至少部分地容纳所述电路单元的缝隙；所述电路单元被所述固定件和所述基体夹持在所述缝隙中。

优选地，所述固定件包括凸出部分，所述突出部分穿过所述电路单元与所述基体固定连接。

优选地，所述端子设置在所述固定件上。

优选地，所述基体上设置有磁体。

优选地，所述固定件上开设有通孔，所述端子至少部分地设置于所述通孔中，并沿着所述通孔的方向延伸。

优选地，所述端子包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分具有不同的直径；所述第一部分设置在所述通孔中，所述第二部分靠近所述通孔的第一端部设置，所述第一端部靠近所述电路单元接线端。

优选地，所述的接线端子包括超过3个的接线柱。

优选地，所述第二部分的直径大于所述第一部分的直径。

本实用新型将所述连接单元的基体和用于电连接的端子分别设置在所述电路单元的两侧，这样可以采用贴片机等现有的生产设备来实现所述端子与所述电路板的电路连接，而无需将所述端子设置在基体上，从而降低了组装制造所述电路模块的难度提高了制造的效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中多个电子搭建模块配合的结构图；

图2为本实用新型实施例中电子搭建模块的连接单元的结构图；

图3为本实用新型实施例中连接单元的一种固定件的结构图；

图4为本实用新型实施例中连接单元的另一种固定件的结构图；

图5为本实用新型实施例中磁体与连接单元基体之间的关系示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式进行阐述。需要说明的是，该具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。

实施例1

图1示出了本具体实施方式电子搭建模块的一个例子。所述电子搭建模块根据其电路和连接结构的布置实现不同的功能。包括但不限于：电源模块，所述模块通过电池或者是外接电源为其它模块或电器部件提供电力；开关模块，通过设置可操作的开关来实现电路的导通和切断；动力模块，通过设置动力装置以及其驱动电路提供动力；传感器模块，通过设置传感器来获得和发出信号；逻辑控制模块，通过设置逻辑电路或者是提供可编程控制器来实现各种控制；显示模块，通过设置显示器来显示信息；通信模块，提供有线或无线的各种通信。各自电子搭建模块完成预定的功能，通过拼装实现各种电子搭建模块以及其它机械或电路结构从而形成所需的作品。

如图1所示，本实施例中示例性地描述了一个电子搭建模块的结构，所述示例性的电子搭建模块1包括连接单元2和电路单元3。所述电路单元3设置在连接单元2上。所述电路单元3完成预定的电路功能，包括但不限于提供电源、提供开关、提供动力、提供传感器、提供显示、提供通信等。所述电路单元3可以包括但不限于电路板，例如，还可以包括线等其它完成预定电路功能的形式。所述电路单元3与所述连接单元2相连，通过该连接单元提供一种可选择的与其它电路或机械器件连接的方式。该电路单元3上可连接一个或多个连接单元2，虽然图1中仅仅示出了在该电路单元3的两端设置连接单元2的方式，但是也可以在所述电路单元3的四周设置连接单元2，当所述电路单元非规则形状时，其还可以在预定的多个边缘设置连接单元2。

连接单元与所述电路单元连接，所述连接不仅为机械连接也包括电路连接。多个连接单元2还可以互相连接，如图1中所示的两个连接单元通过连接后将两个电路模块连接从而组合两个电路模块；连接单元上优选地设置有磁体，不同的连接单元通过磁体吸引的方式贴合在一起，这样就稳固了不同连接单元之间的电连接，并且方便组装与拆卸，以适应各种个性化的搭建和拼装。连接单元还可以设置机械连接结构，例如包括但不限于与“乐高”积木连接的结构，或者是不同的连接单元之间仅仅通过机械结构连接；以将该电路模块设置于不同的机械部件上，或者将电路模块拼装成各种组合的结构，从而在作品上发挥预定的作用。

一种示例性的连接单元2的结构如图2所示。该示例性的连接单元2包括基体。所述基体承载该连接单元的各种电路结构和连接结构。在本实施例示例性的连接单元2中，所述基体包括第一柱21、第二柱22、和第一柱和第二柱之间的块23。所述第一柱21和第二柱体相互平行设置，彼此相隔开预定的距离，所述连接块23的两端分别所述第一柱21和第二柱22对应的端部连接，形成一个“凹”形或“H”形的形状。这种结构整体形成为包括至少一个槽的构造，便于在所槽中设置电路单元3，例如所述块上可以承载电路板；在所述槽周围设置机械和电路连接结构，例如在所述第一柱和第二柱上设置一个或多个机械连接结构；这样可以稳固地提供电连接的同时，为各种机械性质的组合提供了选择。所述柱和所述块可以为一体成型，以提高连接单元的强度。

优选地，所述柱形成为棱柱，尤其是四棱柱；所述块形成为长方体；所述块和所述柱的前表面，即所电路述模块与其它电路模块或机械部件连接的面，形成为一个平面，这样在所述搭建模块与其它部件连接时能够有效贴合。

本具体实施方式中，所述块23具有承载面，所述承载面24位于所述柱和所述块形成的槽的中间内壁上，所述承载面承载所述电路单元3。

为了保持搭建模块的强度，需要将所述电路单元3与所述连接单元2相互固定。如果所述电路单元与连接单元之间固定的强度不够，则在搭建模块反复的搭建与使用过程中容易造成损坏。因此所述电路单元与所述连接单元之间需要一个稳固的固定方式。而如果采用焊接或者是粘接的方式，由于连接单元的特殊结构并不能采用现有的机器设备实现自动化连接，而必须依赖于人员的经验和调整来实现，这又增加了制作所述搭建模块的成本。

为了固定所述连接单元与所述电路单元，本具体实施方式中的连接单元还包括固定件24，所述固定件24与所述连接单元的基体和电路单元固定连接，所述固定件沿着所述承载面的长度方向延伸，并与所述基体之间形成有容纳所述电路单元的缝隙。这样，通过所述固定件24与基体和电路单元的同时的固定连接将所述电路单元与所述连接单元通过所述固定件固定连接在一起。而所述电路元件设置于所述固定件与所述基体之间的缝隙中，这样能够通过所述固定件和所述基体保护所述电路单元，并且不占用过多搭建模块上的空间。

优选地，如图3所示，所述固定件24包括块部241和凸台242，所述挡块部的长度与所述凹槽的宽度相同，以便与容纳在所述凹槽中。所述挡块与所述承载面相对的面上设置有凸台241，所述凸台242具有一定的高度，从而可以穿过所述电路单元中开设的孔。所述凸台242与所述基体固定连接，该固定连接方式可以采用胶粘接也可以采用焊接的方式来实现，例如，包括但不限于超声波焊接。所述挡块对所述电路单元施加保持力，将所述电路单元按压于所述承载面上，这样通过大面积的的块部能够提供均匀稳定的保持力，使得所述电子搭建模块具有较高的机械强度。所述保持力的提供可以通过在制造时将所述凸台与所述承载面焊接过程中对所述固定件施加预定的压力来实现，焊接时所述压力使得所述基体和固定件中的电路单元产生一定的弹性变形，焊接完成后，由于凸台的高度已经固定因而这种弹性变形持续存在，根据作用力与反作用力的原理，所述凸台上仍然保持着一定的按压力。

如图4所示，所述固定件24的所述凸台242穿过电路单元3中对应开设的孔后与所述基体固定连接，将所述电路单元3卡持在所述固定件24与所述基体之间的缝隙中，从而形成稳固的固定连接。

进一步优选地，所述基体的承载面上也设置有与所述固定件24上的凸台242相对应的凸台，以在焊接时，将两个凸台熔接在一起，这样不会破坏所述承载面的整体形状，而且有利于提高焊接的强度，如图2所示。当所述固定件24与所述基体采用胶黏固定的方式时，优选地在所述基体上设置于所述凸台242对应的凹槽，以在所述凹槽上设置粘结剂，从而不会导致粘结剂的扩散而对搭建模块的结构产生影响。

通过采用固定件的方式，可以在生产所述搭建模块时先将所述固定件与所述电路单元连接，或者是先将所述基体与所述电路单元连接，然后再将所述固定件、所述电路单元和所述基体固定成一个整体，这样在生产中可以方便地实现连接单元和电路单元在安装时的装配定位，而胶黏或超声波焊接则可以通过现有的机器设备来实现。这样就可以将装配步骤和固定步骤分离开来，使得要求定位准确的装配步骤在一个工序中完成，而定位成功后进行固定粘接或焊接则可以在另一个工序中通过简单的机器设备来完成，从而进一步提高了生产的效率。

需要说明的是，虽然该优选实施方式中的固定件24仅仅设置了一个凸台242，但是本具体实施方式中还可以在所述固定件设置多个凸台，同时在所述基体上设置多个与凸台对应的固定结构，例如多个对应的凸台或多个对应的槽。例如，如图4所示，所述固定件24上设置了第一凸台243和第二凸台244，通过多个凸台的定位能够更加准确地确定所述电路单元与所述连接单元之间的位置，从而方便电子搭建模块的生产。此外，第一凸台243和第二凸台244还可以设置为彼此不同的形状、尺寸和结构，这样可以对所述固定件24在所述基体上安装的方向进行定位，避免前后颠倒。

更近一步地，所述固定件24上还形成导向槽245，如图3所示，所述导向槽245形成于所述固定件侧面的端部。与所述导向槽245相对应的，在所述基体上由所述第一柱21、第二柱22和所述块23所构成的凹槽内侧壁上还形成有导向杆211。所述导向杆容纳于所述导向槽中，其一方面在装配所述电子搭建模块时方便所述固定件准确地定位于所述槽中，另一方面，装配完成后所述导向杆与所述导向槽的配合能够抵消部分施加于所述固定件24或者所述电路单元上的前后方向的力，从而减轻对所述凸台施加的应力，起到保护固定连接的作用。当然，所述导向槽也可以设置在所述第一柱或第二柱的内侧，而在所述固定件上设置凹槽同样也能够起到导向定位和抵消应力的作用。

如图3所示，所述固定件24上还设置有多个通孔246,所述多个通孔贯穿该固定件24的前后方向设置，即所述通孔设置在所述基体上的槽的长度方向。所述多个通孔246用于容纳一个或多个接线柱25，所述接线柱穿过所述通孔，所述接线柱25沿着所述通孔直线延伸，在向所述通孔外延伸向一定的长度从而与所述电路单元上的端子电连接。所述通孔靠近所述固定件24的下表面设置。这样当所述电路单元安装在所述电子搭建模块上时，所述通孔邻近所述电路板的接线端子，使得所述接线柱形成为直线状即可与所述电路板上的接线端子连接，而无需将所述接线柱弯折或采取特殊形状的接线柱才能实现电路板与接线柱的电连接。

由于所述基体上存在靠近所述承载面的定位凸台26和定位凹槽27，如图2所示，因而在所述基体上设置接线柱无法做到将所述接线柱与电路板的表面十分接近，因而在所述基体上设置所述接线柱时所述接线柱必须要弯折以便与连接到所述电路板上，这样接线柱的尺寸会非常细、电连接也变得可靠性较低。而采用本具体实施方式的方案不仅可以提高电连接的可靠性，同时由于无需安装异形的接线柱而通过直线型接线柱的插孔设计能够方便接线柱在所述电子搭建模块上的安装，大大降低生产所述电子搭建模块所需的时间；此外，由于所述接线柱是直线型无需弯折因而为设置较粗的接线柱提供了可能，这也提高了电子搭建模块的耐用性。

进一步地，所述接线柱可以包括第一直径部分和第二直径部分，所述第一直径部分的直径大于所述第二直径部分。当所述接线柱插接到所述通孔246中时，第二直径部分的直径小于或等于所述通孔的直径，所述第一直径部分的直径大于所述通孔的直径，这样不至于所述接线柱可以整个从所述通孔上穿出从而造成定位偏差。

更近一步地，所述固定块24上还设置有安装凹槽247，所述安装凹槽形成在所述固定块24的前表面或后表面上，所述多个通孔的端口部分地设置在所述安装凹槽中，这样形成了通孔的端口位于不同深度的平面上，所述接线柱较细的部分穿过所述通孔，所述接线柱较粗的部分被所述通孔开口的一部分表面阻挡从而形成定位，所述接线柱较粗的部分与所述安装槽以及所述通孔开口的另一部分表面之间形成有缝隙，从而方便使用工具或手工调整所述接线柱在所述通孔中的位置。

根据本具体实施方式，还可以在所述连接单元上设置其它优选的连接结构，以便与所述连接单元与其它电子搭建模块的连接单元机械性地互联，或者使所述电子搭建模块与其它物品机械性的连接。

如图5所示，所述连接单元上还优选地设置一个或多个磁体28。所述磁体优选容置在所述第一柱21和第二柱内部22的空间中。所述第一柱21和所述第二柱上还分别设置有盖29,所述盖29封闭住所述第一柱21和第二柱22上的所述空间,这样就能够充分利用所述第一柱和第二柱内的空间，使用尺寸较大的磁体28。所述封闭的盖还能够避免所述磁体直接暴露在外从而吸附上杂质难以清理。所述盖上还优选地设置有标记，以区分磁铁的磁极。

本实施方式通过将所述磁体设置在连接单元的基体上，但将所述接线柱不设置在基体上，能够先对接线柱和所述电路单元进行例如贴片机的组装，而不至于受到磁体的影响。然后再将组装好的接线柱和所述电路单元与所述连接单元的基体固定，这样便于快速地分工序制造，并且由于接线柱紧靠所述电路单元，因而可以设置较粗的直线型接线柱也能够提高连接的可靠程度。

如图1所示的多个连接单元相互连接时，通过各个连接单元内部的磁体相互吸引，从而形成稳定的结合力。为了采用磁体吸引的方式连接，将不同的连接单元进行划分，例如分成雄连接单元和雌连接单元。雄连接单元的磁铁磁极方向与雌连接单元的磁铁磁极方向相反，连接单元之间连接采用磁场异性相吸的原理实现连接。

雄连接单元和雌性连接单元除了设置极性朝向相反的磁体外，还设置有其它连接结构。雄连接单元上的接线柱25在所述雄连接单元的外表面上向外延伸一定的距离，而雌接线单元上的接线柱则位于其外表面内部一定的距离。这样当雌、雄连接单元的外表面贴合时，雌、雄连接单元的接线柱也实现接触并电路导通。

除了磁性的连接之外，更近一步地，所述连接单元还可以设置卡接机构，例如同LEGO(乐高)积木连接的结构。这样可以将电子搭建模块与积木模块连接实现更加丰富的功能。

如图2所示，所述卡接机构包括卡槽4、凸台5。利用凸台与卡槽的弹性卡持作用进行搭建。

虽然该具体实施方式中说明了本专利的几种实施方式，但是这些实施方式只是作为例子而提出的，并非意图限定本实用新型的范围。这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离实用新型的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、组合、及变更。这些实施方式和其变形都包含于本专利的范围及要旨中，并且包含于权利要求书所记载的本实用新型及其均等范围内。

Claims (10)

1.一种电子搭建模块，其特征在于，包括：

电路单元，所述电路单元上设置有电路；

连接单元，所述连接单元与所述电路单元机械固定地连接；所述连接单元包括基体和端子；所述基体具有承载所述电路单元的承载面，所述承载面位于所述电路单元的第一侧；所述端子靠近所述电路单元的第二侧设置，所述端子与所述电路单元电连接。

2.根据权利要求1所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述端子与电路单元所述第二侧上的接线端电连接。

3.根据权利要求1或2所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述连接单元还包括固定件，所述固定件与所述基体固定连接，所述固定件与所述承载面之间形成有至少部分地容纳所述电路单元的缝隙；

所述电路单元被所述固定件和所述基体夹持在所述缝隙中。

4.根据权利要求3所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述固定件包括凸出部分，所述凸出部分穿过所述电路单元与所述基体固定连接。

5.根据权利要求3所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述端子设置在所述固定件上。

6.根据权利要求5所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述基体上设置有磁体。

7.根据权利要求5所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述固定件上开设有通孔，所述端子至少部分地设置于所述通孔中，并沿着所述通孔的方向延伸。

8.根据权利要求7所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述端子包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分具有不同的直径；

所述第一部分设置在所述通孔中，所述第二部分靠近所述通孔的第一端部设置，所述第一端部靠近所述电路单元的接线端。

9.根据权利要求8所述的电子搭建模块，其特征在于：

所述的端子包括超过3个的接线柱。

10.根据权利要求8所述的电子搭建模块，其特征在于，所述第二部分的直径大于所述第一部分的直径。