CN208799770U - 一种声音积木模块、主机装置和积木系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声音积木模块、主机装置和积木系统，声音积木模块包括至少两个标记侧面，各标记侧面上均设有声音标记，模块主体的第一模块接口包括标识端子；主机装置的主机接口包括多个主机触点，当第一模块接口与主机接口连接时，标识端子与主机接口的一主机触点连接，以及分控制单元通过标识端子将声音积木模块的模块标识信息发送至主机触点；主机装置用于根据模块标识信息以及接收模块标识信息的主机触点判定声音积木模块对应于主机装置特定方向的声音标记，然后由发声单元发出声音标记对应的声音；单个声音积木模块具有多个声音标记，可以用更少的模块实现多种声音类型，接口结构简单，所需端子、触点少，因此成本更低，可靠性更高。

Description

一种声音积木模块、主机装置和积木系统

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种声音积木模块、主机装置和积木系统。

背景技术

积木式玩具对于使用者来说比较有趣，还可以培养动手能力，因此很有吸引力。虽然目前积木式玩具越来越电子化、智能化，但是还没有可以实现由积木控制发出不同声音的积木用具。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种声音积木模块、主机装置和积木系统，可以实现由积木控制发出不同声音。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种声音积木模块，包括模块主体，所述模块主体的外周包括至少两个标记侧面，各标记侧面上均设有声音标记，所述模块主体内包括分控制单元，所述模块主体的一端设有第一模块接口，所述第一模块接口与所述分控制单元电性连接，所述第一模块接口包括标识端子；

所述第一模块接口用于连接于主机装置的主机接口，主机接口包括与所述至少两个标记侧面对应的至少两个主机触点；

当所述第一模块接口与主机装置的主机接口连接时，所述标识端子与所述至少两个主机触点中的其中一个主机触点连接，以及所述分控制单元通过所述标识端子将所述声音积木模块的模块标识信息发送至所述主机触点。

进一步地，所述模块主体的另一端设有第二模块接口，所述第二模块接口与所述分控制单元电性连接，所述第二模块接口包括多个标识触点；

当所述第一模块接口与另一声音积木模块的第二模块接口连接时，所述标识端子与所述另一声音积木模块中的一个标识触点连接，以及所述分控制单元通过所述标识端子将所述声音积木模块的模块标识信息发送至所述另一声音积木模块的所述标识触点；

所述分控制单元通过所述标识触点接收到模块标识信息后，根据所述模块标识信息以及接收所述模块标识信息的标识触点发送前传信息至所述第一模块接口。

进一步地，所述标识触点的数目与所述标记侧面的数目相等，且所述标识触点在所述第二模块接口上的位置与所述标记侧面在所述模块主体上的位置相匹配。

进一步地，当所述分控制单元通电后，所述第一模块接口的标识端子被置为高电平，并在维持高电平预设时长之后输出模块标识信息。

进一步地，所述分控制单元通过所述标识触点检测与所述第二模块接口连接的标识端子的高电平后，通过所述标识触点接收模块标识信息。

进一步地，各标识触点分别连接于所述分控制单元的一个IO口，所述IO口连接有下拉电阻。

进一步地，所述第一模块接口还包括高电平端子和低电平端子，所述第二模块接口还包括高电平触点和低电平触点，所述高电平端子、低电平端子、高电平触点和低电平触点均连接于所述分控制单元。

进一步地，所述声音标记包括声音类型标记，所述声音类型标记为音符标记、乐器标记、情景标记、动物标记、儿歌标记、故事标记或国学标记。

进一步地，所述声音标记还包括声音描述标记。

一种主机装置，包括壳体、主控制单元和主机接口，所述主控制单元位于所述壳体内，所述主机接口用于与如权利要求1-19中任一项所述的声音积木模块的第一模块接口连接，所述主机接口包括多个主机触点；

当所述主机接口连接于一所述声音积木模块的第一模块接口时，所述多个主机触点中的一个与所述第一模块接口的标识端子连接；所述主控制单元通过所述主机触点接收到所述第一模块接口发送的模块标识信息后，根据所述模块标识信息以及接收所述模块标识信息的主机触点判定所述声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记；

所述主机装置还包括发声单元，所述发声单元连接于所述主控制单元；所述发声单元用于播放所述主控制单元的音频数据，所述音频数据是根据所述声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记生成的。

进一步地，所述主控制单元通过所述主机触点接收到所述第一模块接口发送的前传信息后，根据所述前传信息以及接收所述前传信息的主机触点判定所述主机接口连接的所述声音积木模块之后声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记。

进一步地，所述主控制单元通过所述主机触点检测与所述主机接口连接的标识端子的高电平后，通过所述主机触点接收模块标识信息。

进一步地，各主机触点分别连接于所述主控制单元的一个IO口，所述IO口连接有下拉电阻。

进一步地，所述主机接口还包括供电接口，所述供电接口用于向与所述主机接口连接的声音积木模块供电。

一种积木系统，包括上述的声音积木模块，以及上述的主机装置。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过在声音积木模块的第一模块接口设置一个标识端子，在主机装置的主机接口设置多个标识触点，模块主体的外周包括至少两个标记侧面，各标记侧面上均设有声音标记；当主机接口连接于第一模块接口时，其中一个主机触点与标识端子连接，主控制单元通过这个主机触点接收到第一模块接口发送的模块标识信息后，可以根据模块标识信息以及接收模块标识信息的主机触点判定声音积木模块对应于主机装置特定方向的声音标记，然后由发声单元发出声音标记对应的声音；单个声音积木模块具有多个声音标记，可以用更少的模块实现多种声音类型，接口结构简单，所需端子、触点少，因此成本更低，可靠性更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的积木系统的结构示意图；

图2为图1中声音积木模块的结构示意图；

图3为图1中主机装置的结构示意图；

图4为图1中积木系统的电路示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的积木系统的结构示意图；

图6为图5中积木系统的电路示意图；

图7为图5中声音积木模块的结构示意图；

图8为图5中声音积木模块电气部分的结构示意图。

图中：100、声音积木模块；110、模块主体；111、标记侧面；112、声音标记；1121、声音类型标记；1122、声音描述标记；113、第一模块连接部；114、第二模块连接部；115、延伸部；120、分控制单元；130、第一模块接口；131、标识端子；132、高电平端子；133、低电平端子；140、第二模块接口；141、标识触点；142、高电平触点；143、低电平触点；200、主机装置；210、壳体；220、主控制单元；230、主机接口；231、主机触点；232、供电接口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例的积木系统包括声音积木模块100，以及主机装置200。

如图2所示，声音积木模块100包括模块主体110，模块主体110的外周包括至少两个标记侧面111，各标记侧面111上均设有声音标记112。

在本实施例中，模块主体110具有四个标记侧面111，在其他实施例中，模块主体110具有两个、三个、五个、六个、七个或八个标记侧面111。

作为优选的实施方式，如图2所示，声音标记112包括声音类型标记1121。声音类型标记1121可以为音符标记、乐器标记、情景标记、动物标记、儿歌标记、故事标记、国学标记等。

音符标记对应于音阶中的音级；乐器标记对应于乐器的声音，比如锣鼓，钢琴，喇叭，笛子等；情景标记对应于流水，风声，雷电等声音；动物标记对应于猫叫，狗叫等声音；儿歌标记对应于儿歌内容，故事标记对应于童话故事、历史故事等；国学标记对应于三字经千字文等内容。作为优选的实施方式，各种音符标记对应的音频数据保存在主机装置200中，可以减小声音积木模块100的存储容量和通信数据处理的压力。

作为优选的实施方式，声音标记112还包括声音描述标记1122，以表示声音标记112中声音类型标记1121对应类型的某一种声音。如声音类型标记1121为音符标记，对应的声音描述标记1122为“1”-“7”，那么7个声音标记112就分别表示代表音阶中的一个基本音级，读音分别为为do、re、mi、fa、sol、la、si。

如图3为主机装置200的结构示意图，图4为主机装置200和一声音积木模块100连接的电路示意图。

如图2和图4所示，声音积木模块100的模块主体110内包括分控制单元120，模块主体110的一端设有第一模块接口130，第一模块接口130与分控制单元120电性连接，第一模块接口130包括标识端子131。

如图3和图4所示，主机装置200包括壳体210、主控制单元220和主机接口230，主控制单元220位于壳体210内，主机接口230用于与声音积木模块100的第一模块接口130连接，主机接口230包括多个主机触点231，即与至少两个标记侧面111对应的至少两个主机触点231。

如图1和图4所示，当第一模块接口130与主机装置200的主机接口230连接时，标识端子131与主机接口230的至少两个主机触点231中的其中一个主机触点231连接，以及分控制单元120通过标识端子131将声音积木模块100的模块标识信息发送至该主机触点231。

模块标识信息可以为声音积木模块100的编号，对应的在主机装置200中存储有与声音积木模块100的编号对应的，表示该声音积木模块100各标记侧面111上的声音标记112。

相应的，当主机接口230连接于一声音积木模块100的第一模块接口130时，多个主机触点231中的一个与第一模块接口130的标识端子131连接。主控制单元220通过这个主机触点231接收到第一模块接口130发送的模块标识信息后，可以根据模块标识信息以及接收模块标识信息的主机触点231判定声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112。

作为优选的实施方式，主机装置200规定了使用时的正方向，即主机装置200的特定方向，优选的为面向使用者的方向。各主机触点231分别位于主机接口230的不同位置，声音积木模块100的某一标记侧面111与规定的正方向平行时，该声音积木模块100的标识端子131与相应的一个主机触点231连接。

如图1和图4所示，主机接口230连接的声音积木模块100的标识端子131连接于第二个主机触点231；主控制单元220检测出是哪一个主机触点231连接到了标识端子131，就可以知道该声音积木模块100与主机装置200之间的位置关系。

由于主机装置200定义有正方向，因此，主控制单元220就可以得出该声音积木模块100相对于主机装置200正方向的标记侧面111，即对应于主机装置200特定方向的声音标记112。从而主控制单元220就可以通过声音积木模块100的模块标识信息判断声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112。

如图1所示，声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112具体为：声音标记112中，声音类型标记1121为音符标记，声音描述标记1122为“2”。

主机装置200还包括发声单元(图未示)，发声单元连接于主控制单元220。该发声单元用于播放主控制单元220的音频数据，该音频数据是根据声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112生成的。如图1所示，主控制单元220判断出声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112后，就向发声单元发送音频数据，由发声单元发出“re”的声音。

作为优选的实施方式，主机装置200还包括按钮(图未注)，该按钮连接于主控制单元220。在使用者将声音积木模块100与主机装置200连接好后，可以按下该按钮；主控制单元220根据该按钮的信号控制发声单元播放相应的音频数据。

本实用新型实施例提供的声音积木模块100、主机装置200和积木系统，通过在声音积木模块100的第一模块接口130设置一个标识端子131，在主机装置200的主机接口230设置多个标识触点141，模块主体110的外周包括至少两个标记侧面111，各标记侧面111上均设有声音标记112；当主机接口230连接于第一模块接口130时，其中一个主机触点231与标识端子131连接，主控制单元220通过这个主机触点231接收到第一模块接口130发送的模块标识信息后，可以根据模块标识信息以及接收模块标识信息的主机触点231判定声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112，然后由发声单元发出声音标记112对应的声音；单个声音积木模块100具有多个声音标记112，可以用更少的模块实现多种声音类型，接口结构简单，所需端子、触点少，因此成本更低，可靠性更高。

作为优选的实施方式，如图3和图4所示，主机接口230还包括供电接口232，供电接口232用于向与主机接口230连接的声音积木模块100供电。相应的，第一模块接口130还包括高电平端子132和低电平端子133高电平端子132、低电平端子133均连接于分控制单元120。

因此，积木系统中可以在主机装置200安装电源(图未示)，然后通过供电接口232为与主机接口230连接的声音积木模块100供电。

作为优选的实施方式，当声音积木模块100连接至主机装置200，供电接口232通过高电平端子132、低电平端子133向分控制单元120供电，分控制单元120通电后，先将第一模块接口130的标识端子131置为高电平，并在维持高电平预设时长之后输出模块标识信息；相应的，主控制单元220通过主机触点231检测与主机接口230连接的标识端子131的高电平后，通过主机触点231接收模块标识信息。由此可以避免连接抖动造成的模块标识信息传输失败。

作为优选的实施方式，如图4所示，各主机触点231分别连接于主控制单元220的一个IO口，IO口连接有下拉电阻。采用IO口的方式进行声音积木模块100的识别判断，分控制单元120的成本可以更低，识别更快速。

作为优选的实施方式，高电平端子132、低电平端子133以及标识端子131可以采用弹针，可以保证各端子与触点的可靠连接。

实施例二

如图5和图6所示的积木系统，包括多个声音积木模块100，以及主机装置200。

主机装置200和与其直接连接的声音积木模块100之间的连接关系和数据传输关系和实施例一中的积木系统相同，在此不再赘述。

如图6和图7所示，声音积木模块100在模块主体110的另一端设有第二模块接口140，第二模块接口140与分控制单元120电性连接。第二模块接口140也包括多个标识触点141。第二模块接口140可以和主机接口230采用相同的结构，以适于与第一模块接口130的连接和声音标记112的识别。

作为优选的实施方式，标识触点141的数目与标记侧面111的数目相等，且标识触点141在第二模块接口140上的位置与标记侧面111在模块主体110上的位置相匹配。当某一声音积木模块100的第一模块接口130以不同角度关系连接于另一声音积木模块100的第二模块接口140时，其标识端子131分别与该另一声音积木模块100的不同标识触点141连接。

在本实施例中，声音积木模块100有四个标记侧面111，第二模块接口140具有四个标识触点141，分别靠近于两个标记侧面111的连接处设置。

作为优选的实施方式，图8为声音积木模块100的电气部分。模块主体110内包括分控制单元120，模块主体110的一端设有第一模块接口130，另一端设有第二模块接口140。第一模块接口130、第二模块接口140均与分控制单元120电性连接。在本实施例中，第二模块接口140设置在一电路板上，该电路板与分控制单元120所在的电路板通过柔性线路连接；因此，第二模块接口140所在电路板可以相对于分控制单元120所在的电路板转动一定角度，从而与模块主体110的端部平行，如图7所示。

如图5和图6所示，当某一声音积木模块100的第一模块接口130与另一声音积木模块100的第二模块接口140连接时，其标识端子131与该另一声音积木模块100中的一个标识触点141连接。如图6所示，后一个声音积木模块100的标识端子131与前一个声音积木模块100的第四个标识触点141连接。后一个声音积木模块100的分控制单元120通过该标识端子131将其模块标识信息发送至前一个声音积木模块100的标识触点141。

前一个声音积木模块100的分控制单元120通过标识触点141接收到后一个声音积木模块100的模块标识信息后，可以根据该模块标识信息以及接收该模块标识信息的标识触点141发送前传信息至第一模块接口130。

如图5和图6所示，前一个声音积木模块100将前传信息直接传递至主机装置200的主控制单元220。主机装置200的主控制单元220通过主机触点231接收到第一模块接口130发送的前传信息后，根据前传信息以及接收前传信息的主机触点231判定主机接口230连接的声音积木模块100之后声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112。

如图6所示，主机接口230连接的声音积木模块100的标识端子131连接于第二个主机触点231，由于主机装置200定义有正方向，因此，主控制单元220就可以知道即该声音积木模块100与主机装置200之间的位置关系，也就可以得到该声音积木模块100位于正方向的标记侧面111。

图5和图6中，前一声音积木模块100的分控制单元120从第四个标识触点141获取到后一个声音积木模块100的模块标识信息，该分控制单元120就可以得知后一声音积木模块100与该声音积木模块100之间的位置关系，即前传信息。之后就可以推导出后一声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112。

一个实施例中，这个推导过程可以由各分控制单元120完成。各分控制单元120根据所属声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112，以及后一声音积木模块100与该声音积木模块100之间的位置关系推导该后一声音积木模块100对应于主机装置200特定方向的声音标记112；然后通过标识端子131将推导出对应于主机装置200特定方向的声音标记112，即后一声音积木模块100的当前声音标记112向前传，最后到达主机装置200。此时前传信息为根据标识触点141获取的模块标识信息以及获取该模块标识信息的标识触点141推导出的后一声音积木模块100的对应于主机装置200特定方向的声音标记112。

另一实施例中，这个推导过程可以由主机装置200的主控制单元220完成。各声音积木模块100获取到与后一声音积木模块100之间的位置关系和模块标识信息后，通过标识端子131逐个模块向前传，最后传至主机装置200；此时前传信息为获取模块标识信息的标识触点141以及通过该标识触点141获取的模块标识信息。

作为优选的实施方式，使用者将多个声音积木模块100与主机装置200连接好后，可以按下按钮，主控制单元220根据该按钮的信号控制发声单元播放相应的音频数据。

由此，本实用新型实施例提供的声音积木模块100、主机装置200和积木系统，通过在声音积木模块100的第二模块接口140设置多个标识触点141，当某声音积木模块100的第一模块接口130与另一声音积木模块100的第二模块接口140连接时，其标识端子131与该另一声音积木模块100中的一个标识触点141连接，且其分控制单元120通过该标识端子131将其模块标识信息发送至该另一声音积木模块100的所述标识触点141；然后该另一声音积木模块100的分控制单元120通过所述标识触点141接收到模块标识信息后，可以根据所述模块标识信息以及接收该模块标识信息的标识触点141发送前传信息至其第一模块接口130。从而实现了主机装置200可以识别其后连接的多个声音积木模块100；使用者可以在主机装置200后连接多个声音积木模块100，使主机装置200发出发出连续的声音，如使用者自己编的音律等，增强了可玩性，可以进一步提升使用者的兴趣以及音乐素质。

作为优选的实施方式，如图6和图7所示，第二模块接口140还包括高电平触点142和低电平触点143，高电平触点142和低电平触点143均连接于分控制单元120。因此各声音积木模块100均可通过主机接口230获取电能，当没有主机装置200连接时不需耗电。

作为优选的实施方式，后一声音积木模块100的分控制单元120通电后，先将第一模块接口130的标识端子131置为高电平，并在维持高电平预设时长之后输出模块标识信息；后一声音积木模块100分控制单元120通过标识触点141检测到与第二模块接口140连接的标识端子131的高电平后，通过标识触点141接收模块标识信息；由此可以避免连接抖动造成的模块标识信息传输失败。

作为优选的实施方式，如图6所示，各标识触点141分别连接于分控制单元120的一个IO口，IO口连接有下拉电阻。采用IO口的方式进行声音积木模块100的识别判断，分控制单元120的成本可以更低，识别更快速。

作为本实用新型实施例的进一步改进，如图2和图7所示，模块主体110的一端设有第一模块连接部113，另一端设有第二模块连接部114，第一模块接口130位于第一模块连接部113，第二模块接口140位于第二模块连接部114；相邻两标记侧面111之间、标记侧面111与第一模块连接部113之间、标记侧面111与第二模块连接部114之间均包括曲面状的延伸部115。因此，声音积木模块100整体近似为球形，可以避免碰伤使用者尤其是儿童。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种声音积木模块，其特征在于：包括模块主体，所述模块主体的外周包括至少两个标记侧面，各标记侧面上均设有声音标记，所述模块主体内包括分控制单元，所述模块主体的一端设有第一模块接口，所述第一模块接口与所述分控制单元电性连接，所述第一模块接口包括标识端子；

所述第一模块接口用于连接于主机装置的主机接口，主机接口包括与所述至少两个标记侧面对应的至少两个主机触点；

当所述第一模块接口与主机装置的主机接口连接时，所述标识端子与所述至少两个主机触点中的其中一个主机触点连接，以及所述分控制单元通过所述标识端子将所述声音积木模块的模块标识信息发送至所述主机触点。

2.如权利要求1所述的声音积木模块，其特征在于：所述模块主体的另一端设有第二模块接口，所述第二模块接口与所述分控制单元电性连接，所述第二模块接口包括多个标识触点；

当所述第一模块接口与另一声音积木模块的第二模块接口连接时，所述标识端子与所述另一声音积木模块中的一个标识触点连接，以及所述分控制单元通过所述标识端子将所述声音积木模块的模块标识信息发送至所述另一声音积木模块的所述标识触点；

所述分控制单元通过所述标识触点接收到模块标识信息后，根据所述模块标识信息以及接收所述模块标识信息的标识触点发送前传信息至所述第一模块接口。

3.如权利要求2所述的声音积木模块，其特征在于：所述标识触点的数目与所述标记侧面的数目相等，且所述标识触点在所述第二模块接口上的位置与所述标记侧面在所述模块主体上的位置相匹配。

4.如权利要求2所述的声音积木模块，其特征在于：各标识触点分别连接于所述分控制单元的一个IO口，所述IO口连接有下拉电阻。

5.如权利要求1-4中任一项所述的声音积木模块，其特征在于：所述声音标记包括声音类型标记，所述声音类型标记为音符标记、乐器标记、情景标记、动物标记、儿歌标记、故事标记或国学标记。

6.如权利要求5所述的声音积木模块，其特征在于：所述声音标记还包括声音描述标记。

7.一种主机装置，其特征在于：包括壳体、主控制单元和主机接口，所述主控制单元位于所述壳体内，所述主机接口用于与如权利要求1-6中任一项所述的声音积木模块的第一模块接口连接，所述主机接口包括多个主机触点；

当所述主机接口连接于一所述声音积木模块的第一模块接口时，所述多个主机触点中的一个与所述第一模块接口的标识端子连接；所述主控制单元通过所述主机触点接收到所述第一模块接口发送的模块标识信息后，根据所述模块标识信息以及接收所述模块标识信息的主机触点判定所述声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记；

所述主机装置还包括发声单元，所述发声单元连接于所述主控制单元；所述发声单元用于播放所述主控制单元的音频数据，所述音频数据是根据所述声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记生成的。

8.如权利要求7所述的主机装置，其特征在于：所述主控制单元通过所述主机触点接收到所述第一模块接口发送的前传信息后，根据所述前传信息以及接收所述前传信息的主机触点判定所述主机接口连接的所述声音积木模块之后声音积木模块对应于所述主机装置特定方向的声音标记。

9.如权利要求7所述的主机装置，其特征在于：所述主机接口还包括供电接口，所述供电接口用于向与所述主机接口连接的声音积木模块供电。

10.一种积木系统，其特征在于：包括如权利要求1-6中任一项所述的声音积木模块，以及如权利要求7-9中任一项所述的主机装置。