CN207667152U - 一种堆叠型拼插式电子积木 - Google Patents
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Abstract
一种堆叠型拼插式电子积木,包含底座,该底座为堆叠型的多层板结构,其中最上层板上具有可插拔的连接元件块的接插件,其他板上安装有用于配合插设在最上层版上的元件块进行工作的元器件,各层板之间通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递。本实用新型的电子积木的底板采用堆叠式的多层板结构,有效减小了底板的占用面积,在增大可用于布置面积的同时,结构更加紧凑;同时,各层板之间通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递,这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型,通过将U型的开口方向识别板间插接方向,能够防止错插。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子积木领域,更具体地说,涉及一种堆叠型拼插式电子积木。
背景技术
积木有木质拼装积木、塑料拼插积木和电子积木等等,塑料拼插积木可以拼插出各种复杂的立体造型,现在已经形成以乐高式的拼插积木为标准的体系,这些拼插积木之间可以相互拼装,拼装方法相互兼容。但是,随着科技的进步,电子积木逐渐发展并成熟,电子积木是将导线、灯泡、二极管、三极管、电阻、电容、各种开关、电表、电机、喇叭、集成块(如电源、USB接口)等电子元器件固定在底座上,用独特的子母扣做成独立可拼装的配件,在产品配置的底板上像拼积木一样拼装的电路组合。在设计时,电子积木的底座可能会被布置较多的芯片或者其他功能模块等,这就要求底座具有较大的可用于布置的面积,而过大的面积又会限制电子积木的美观性以及实用性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,针对上述的现有的电子积木的底座在被布置较多的芯片或者其他功能模块等时,要求底座具有较大的可用于布置的面积,而过大的面积又会限制电子积木的美观性以及实用性的技术缺陷,提供了一种堆叠型拼插式电子积木。
根据本实用新型的其中一方面,本实用新型为解决其技术问题,提供了一种堆叠型拼插式电子积木,包含底座,该底座为堆叠型的多层板结构,其中最上层板上具有可插拔的连接元件块的接插件,其他板上安装有用于配合插设在最上层版上的元件块进行工作的元器件,各层板之间通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递,这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,同一块板上具有的插针及插孔相对设置于板的两面,插针及插孔一体成型。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,上述其他板上安装的元器件有主控模块、集线器模块及用于给所述堆叠型拼插式电子积木供电的可充电电源模块,还包括用于将可充电电源模块的电源转换为其他电压的直流电源转换模块、与所述集线器模块电性连接的传感器模块、分别与所述主控模块电性连接的WIFI通信模块、2.4GHz无线通信模块、USB转串口模块、电机驱动模块、中的一种或者多种,所述集线器模块分别电性连接所述主控模块以及所述接插件。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,可充电电源模块包括可充电电池、指示模块及并联在可充电电池的两个输出端之间的充电电路,所述指示模块具有串联的LED及限流电阻,且连接所述充电电路的输入端或者输出端以对是否在进行充电进行指示。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,可充电电池两输出端的额定输出电压为24V,所述直流电源转换模块具有第一转换电路和第二转换电路以分别将所述可充电电池的额定输出电压转换为5V和3.3V,所述USB转串口模块包括两个USB接口,这两个USB接口分别具有连接至所述5V和3.3V的输出端子以用于分别输出5V和3.3V。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,主控模块通过芯片STM32X103VCT6实现。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,集线器模块通过芯片STM8L151K6U6实现。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,多层板结构为三层。
优选的,在本实用新型的堆叠型拼插式电子积木中,元件块包括蜂鸣器模块、红外传感器模块及RGB灯模块。
实施本实用新型的堆叠型拼插式电子积木,具有以下有益效果:本实用新型的电子积木的底板采用堆叠式的多层板结构,有效减小了底板的占用面积,在增大可用于布置面积的同时,结构更加紧凑,电子积木更加实用美观;同时,各层板之间通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递,这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型,通过将U型的开口方向识别板间插接方向,能够防止错插。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作优选说明,附图中:
图1是本实用新型的堆叠型拼插式电子积木一实施例的最上层板的结构图;
图2是本实用新型的堆叠型拼插式电子积木一实施例的其他板的结构图;
图3是本实用新型堆叠型拼插式电子积木一实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
同时参考图1以及图2,本实施例的堆叠型拼插式电子积木具有底座,该底座为堆叠式的三层板结构,最上层板1如图1所示,中间层板2以及最下层板3如图2所示。最上层板1上具有可插拔的连接元件块的接插件12以及插针11,元件块可拆卸的连接在接插件12上,元件块根据所包含的电子器件可划分为不同种类,元件块中包含电子器件,可以是电阻、电容、电感、传感器、通信模块、电机、显示屏、发光器件、蜂鸣器、滤波器、稳压器等等中的任意一种或者多种的组合。
中间层板2以及最下层板3上安装有用于配合插设在最上层版上的元件块进行工作的元器件,不同种类的原件块连接在接插件12上后与这些元器件之间可以组合出不同的电路,进而实现不同的功能,最上层板1与中间层板2、中间层板2与最下层板3之间均通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递,这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型。同一块板上具有的插针及插孔相对设置于板的两面,插针及插孔一体成型,他们的之间的中间部分固定安装于板上。插针及插孔均由导电材料制成,既可以传输电源,也可以传输信号,且当前板上的插针与插入的插孔的孔径大小相适配,满足易于插拔以及插入后可导电导信号的设计要求。即通过上述的插针插孔相配合,最上层板1上安装的元器件(当存在时)及插接的元件块可与中间层板2及最下层板3上安装的元器件进行信号的传输以及电源的传输。在板间插接时,由于这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型,可通过将U型的开口方向识别板间插接方向,能够防止错插。例如:设计时可将所有板的板间插接方向设置为板间的U型开口朝向一致,如此能够有效避免差错。插针及插孔采用单排设计(即在板的某一侧的边缘上只具有一排插针及插孔),插针及插孔所半包围的区域用于布置上述的接插件或者是上述的元器件,如此能够进减少插拔所利用的力度,更加利于插拔。
参考图3,其为本实用新型堆叠型拼插式电子积木一实施例的电路原理图。该电子积木在中间层板2与最下层板3上的元器件有主控模块41、集线器模块42、USB转串口模块43、WIFI通信模块44、电机驱动模块45、传感器模块46、接插件47(即上述的插针插孔部分)、可充电电源模块48及直流电源转换模块49,主控模块41分别电性连接集线器模块42、USB转串口模块43、WIFI通信模块44及电机驱动模块45以分别控制它们进行工作。由于底板上需要设置一些传感器来采集数据,接插件47连接的元件块也需要跟主控模块41之间进行通信以向主控模块41传递数据或者从主控模块41获取数据,保证各个元件块的正常进行,因此传感器模块46以及接插件47均电性连接至主控模块41。集线器模块42将从传感器模块46以及接插件47接收到信号(尤其是并行的信号)转换为串口信号后与主控模块41之间进行串口通信,如此可以避免同时受到传感器模块46以及接插件47中两个或者两个以上信号后造成信号的传输冲突,其中一些元件块需要具有地址,在进行信号的传输时,同时关联发送其地址,以供主控模块41进行识别。可充电电源模块48包括可充电电池、指示模块及并联在可充电电池的两个输出端之间的充电电路,指示模块具有串联的LED及限流电阻,且连接充电电路的输入端或者输出端以获取电压/电流从而对是否在进行充电进行指示。可充电电池两输出端的额定输出电压为24V,直流电源转换模块具有第一转换电路和第二转换电路以分别将所述可充电电池的额定输出电压转换为5V和3.3V,USB转串口模块包括两个USB接口,这两个USB接口分别具有连接至所述5V和3.3V的输出端子以用于分别输出5V和3.3V。充电时,外接输入电源通过USB将电源传输至充电电路,以实现充电,同时USB转串口模块43将主控模块41发送的串口信号传送至USB接口以将信号传输至连接至USB接口的外接设备、元件块等,同时将连接至USB接口的外接设备、元件块等发送的信号转换为串口信号后发送至主控模块41进行处理。应当理解的是,图3中的一些模块可以根据实际需要进行增减,本实用新型不限定于此。
主控模块41通过芯片STM32X103VCT6实现,主控模块41的性能要求是至少支持4路硬件UART(预留2路);预留8路硬件PWM;至少支持2路I2C;至少支持1路硬件SPI;至少支持8路模拟输入;外部中断8路;AVR、STM32电平标准采用3.3V;集线器模块通过芯片STM8L151K6U6实现。
可充电电源模块48中的可充电电池采用的是锂电池,锂电池具有2路24V的输出,以分别实现上述5V和3.3V的电压转换,最大输出电流至少为1A,USB转串口模块43采用的是USBTTL,USB转串口通信模块,因此其还可以与计算机通信,USB转串口模块43的性能要求是采用micro-USB接口。2.4GHz无线通信模块采用的是2.4GHz无线传输,无线串口,2.4G无线通信模块的性能要求是采用NRF24L01实现,板载微小封装MCU,板载天线IPEX座,nRF24无线模块至少成对使用,配套设计电脑端。WIFI通信模块44需要连接WiFi设备,串口透传ESP8266模块;集线器模块42的性能要求板载MCU,支持4路I2C传感器,支持2路数字接口传感器,与主控模块41采用UART通信;电机驱动模块45采用的是直流电机(马达)控制器,电机驱动模块45的采用的是PWM控制电机转速,I/O控制电机转向,与主控的通信接口采用UART,控制命令格式参考舵机控制板,支持4路直流减速电机驱动,电机驱动芯片与电机供电分开,动力部分设置手动独立开关,具有电机转向指示灯——双LED。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (9)
1.一种堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,包含底座,该底座为堆叠型的多层板结构,其中最上层板上具有可插拔的连接元件块的接插件,其他板上安装有用于配合插设在最上层版上的元件块进行工作的元器件,各层板之间通过安装在板边缘的插针插入与其相邻板边缘上安装的插孔中进行板与板之间的信号与电源的传递,这些插针及插孔在各自所在的板上排列成U型。
2.根据权利要求1所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,同一块板上具有的插针及插孔相对设置于板的两面,插针及插孔一体成型。
3.根据权利要求1所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述其他板上安装的元器件有主控模块、集线器模块及用于给所述堆叠型拼插式电子积木供电的可充电电源模块,还包括用于将可充电电源模块的电源转换为其他电压的直流电源转换模块、与所述集线器模块电性连接的传感器模块、分别与所述主控模块电性连接的WIFI通信模块、2.4GHz无线通信模块、USB转串口模块、电机驱动模块中的一种或者多种,所述集线器模块分别电性连接所述主控模块以及所述接插件。
4.根据权利要求3所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述可充电电源模块包括可充电电池、指示模块及并联在可充电电池的两个输出端之间的充电电路,所述指示模块具有串联的LED及限流电阻,且连接所述充电电路的输入端或者输出端以对是否在进行充电进行指示。
5.根据权利要求4所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述可充电电池两输出端的额定输出电压为24V,所述直流电源转换模块具有第一转换电路和第二转换电路以分别将所述可充电电池的额定输出电压转换为5V和3.3V,所述USB转串口模块包括两个USB接口,这两个USB接口分别具有连接至所述5V和3.3V的输出端子以用于分别输出5V和3.3V。
6.根据权利要求3所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述主控模块通过芯片STM32X103VCT6实现。
7.根据权利要求3所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述集线器模块通过芯片STM8L151K6U6实现。
8.根据权利要求1所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述多层板结构为三层。
9.根据权利要求1所述的堆叠型拼插式电子积木,其特征在于,所述元件块包括蜂鸣器模块、红外传感器模块及RGB灯模块。
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