CN209900719U - 一种用于智能电子积木的电子接头式基础模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于智能电子积木的电子接头式基础模块，包括：壳体以及设置在壳体内的电路板以及电池，其中，壳体的表面设置有多个积木插接结构；电路板设置有电子接头，壳体上开设有与电子接头相匹配的第一通孔，使得电子接头暴露在壳体的外部；电路板还设置有电源电路以及无线信号发射电路；电源电路的输入端与电池电连接，电源电路的输出端与电子接头电连接；无线信号发射电路的输入端与电子接头电连接。实现了与外部操控构件的操作或者外部传感器自适应性的连接，可手动制备形成一个新的遥控器成品或者是无线传感器成品，并且还可以与其他积木模块拼接，增添了智能电子积木的趣味性。

Description

一种用于智能电子积木的电子接头式基础模块

技术领域

本实用新型涉及智能电子积木，特别涉及一种用于智能电子积木的电子接头式基础模块。

背景技术

传统积木拼接完成的模型通常是静止，缺乏趣味性和创新性，而智能电子积木可以实现运动、发声、发光等功能，能够更好的调动青少年儿童的兴趣，也有助于激发青少年儿童动手能力以及对机械原理、电子原理有初步的感受及认知。

目前，智能电子积木中有采用无线遥控器、无线传感器等这类发射信号控制类型的电子装置，通过发射无线信号对马达、舵机、LED灯、蜂鸣器等这种执行类型的电子装置实行控制。

然而，上述无线遥控器、无线传感器等这类控制类型的电子装置都是以一种独立形式存在的，每一个装置中都设置有一套独立的电路，每一个装置都是已经制备完好的成品，其自身不适宜再拆卸拼装了，少了动手乐趣，并且这样装置的体积一般也相对较大，且这些装置独立存在，无法与纯结构类的积木模块相拼接，这样一来，用户难以根据自己的需求和想法进行自由拆装、拼接，这就难以更进一步地调动用户的使用热情，也在一定程度上限制了智能电子积木产品在市场上被更加广泛人群所喜爱。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于智能电子积木的电子接头式的基础模块。

本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块，具有这样的特征，包括：壳体以及设置在壳体内的电路板以及电池，其中，壳体的表面设置有积木插接结构；电路板设置有电子接头，壳体上开设有与电子接头相匹配的第一通孔，使得电子接头暴露在壳体的外部；电路板还设置有电源电路以及无线信号发射电路；电源电路的输入端与电池电连接，电源电路的输出端与电子接头电连接；无线信号发射电路的输入端与电子接头电连接。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，电源电路包括二极管D4和开关SW1；开关SW1的A端引脚空置；二极管D4的负极连接开关SW1的COM引脚，二极管D4的正极为电源电路的输入端，与电池电连接；开关SW1的B端引脚为电源电路的输出端，与电子接头电连接。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，开关SW1为拨动开关，壳体上开设有与开关SW1的拨动柄相匹配的第二通孔，使得开关SW1的拨动柄暴露在壳体的外部。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，无线信号发射电路为红外发射电路、蓝牙发射电路中的任意一种。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，无线信号发射电路为蓝牙发射电路，包括电容C3、电感L1、电容C13、电容C15、电容C4、电感L3、电容C9、电感L2、电容C14、电容C10和蓝牙天线；电容C13的两端均与电子接头电连接；电感L1的一端连接电容C13的一端和电容C4的一端，电感L1的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；电容C15的一端连接电容C13的另一端和电感L3的一端，电容C15的另一端接地；电容C9的一端接地，另一端连接电容C4的另一端、电感L3的另一端、电感L2的一端；电感L2的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端与蓝牙天线电连接；电容C14的一端也连接于电感L2的另一端，电容C14的另一端接地。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，电池为充电电池；电路板设置有充电接口，壳体上开设有与充电接口相匹配的第三通孔，使得充电接口暴露在壳体的外部；电路板还设置有充电电路，充电电路的输入端与充电接口电连接，充电电路的输出端与电池电连接。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，充电电路包括充电芯片U4、电容C12、电容C22、发光二极管D3、发光二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R10；充电芯片U4的GND引脚接地；电阻R10的一端连接充电芯片U4的PRO G引脚，另一端接地；电容C12的一端连接充电芯片U4的BAT引脚，另一端接地；电容C22的一端连接充电芯片U4的VCC引脚，另一端接地；电阻R6的一端连接充电芯片U4的VCC引脚，另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极连接充电芯片U4的CHR G引脚；发光二极管D3的正极连接充电芯片U4的VCC引脚，负极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地；充电芯片U4的BAT引脚是充电电路的输出端，与电池电连接；充电芯片U4的VCC引脚是充电电路的输入端，与充电接口电连接。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，充电电池为锂离子电池。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，壳体呈长方体，具有四个侧面以及相对立的两个端面；壳体相邻的两个侧面上均设置有第一积木插接结构，第一积木插接结构由至少一个第一插柱以及围在第一插柱外周的方框状挡筋组成；壳体另外相邻的两个侧面上均设置有第二积木插接结构，第二积木插接结构由呈矩形阵列设置的至少四个第二插柱组成。

在本实用新型提供的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，还可以具有这样的特征：其中，壳体的至少一个端面上设置有第三积木插接结构，第三积木插接结构由呈直线等距设置的多个插孔组成。

本实用新型的作用与效果：

本实用新型所涉及的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块，包括壳体、电路板以及电池，电路板设置有电子接头，该电子接头暴露在壳体外部，这样现有技术中的按压开关、摇杆、旋钮、滑动开关等类现有的操控构件或是压力传感器、距离传感器、声音传感等现有的传感器，都可通过相配合的电子接口轻松地与该电子接头连接，由于电路板设置有相配套的电源电路以及无线信号发射电路，并且电源电路以及无线信号发射电路均与电子接头连接，当现有的外部操控构件或传感器接入电子接头时，电源电路就可以对该外部操控构件或传感器进行供电，而用户对该外部操控构件的操作或者外部传感器感应到的信号，都通过无线信号发射电路最终以无线信号的形式发送。这样就相当于只需要一个基础模块便可根据需要随意与现有的操控构件或传感器搭配，从而形成一个新的遥控器成品或者是无线传感器成品，而且这种成品不是一成不变的，只要用户需要可随时进行安装、拆卸或更换，并且该安装、拆卸仅仅是与基础模块的电子接头的插接、拔断，操作十分简单方便，如此一来，既满足了用户自行设计的需求，又不至于操作太难而影响用户使用。

另外，由于该基础模块的壳体上设置有第一积木插接结构、第二积木插接结构、第三积木插接结构这多种积木插接结构，因此，该基础模块可实现与其他多种类型的积木模块的自由拼接，使得积木游戏更加自由，满足了用户积木拼接的需求，增添了动手乐趣。

另外，本实用新型的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块中，供电的电池为充电电池供电，并且在电路板设置有配套的充电电路，从而可以对充电电池实现充电功能，这样避免了像传统的玩具遥控器这类装置需要经常更换电池的困扰，本实用新型基础模块的电路布局合理，充电方便，使得即使是在充电状态下，也不影响到正常的供电以及信号发射，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中用于智能电子积木的电子接头式基础模块的三维结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中用于智能电子积木的电子接头式基础模块的俯视图；

图3是本实用新型的实施例中用于智能电子积木的电子接头式基础模块的仰视图；

图4是本实用新型的实施例中用于智能电子积木的电子接头式基础模块的前视图；

图5是图4在A-A截面的剖面图；

图6是本实用新型的实施例中用于智能电子积木的电子接头式基础模块的左视图；

图7是图6在B-B截面的剖面图；

图8是本实用新型的实施例中电源电路的电连接示意图；

图9是本实用新型的实施例中无线发射电路的电连接示意图；

图10是本实用新型的实施例中充电电路的电连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型用于智能电子积木的电子接头式基础模块作具体阐述。

如图1和图5所示，本实施例中的智能电子积木的电子接头式基础模块100包括：壳体10、电路板20、电池30。

如图5和图7所示，壳体10由采用注塑成型工艺制成的上壳体11和下壳体12组成，组装后的壳体如图1所示，壳体10整体呈长方体，具有上端面、下端面以及四个侧面。如图5所示，上壳体11的下端设置有三个带有螺钉孔的连接柱111，下壳体12上设置有贯穿下端面的呈直线等距设置的三个插孔121，三个插孔121与三个连接柱111相配合插接，插接后，在将螺钉插入插孔121内与连接柱111的螺钉孔螺纹连接固定，这样实现上壳体11与下壳体12的组装。

壳体10的前侧面和右侧面上均设置有第一积木插接结构，第一积木插接结构由至少一个第一插柱以及围在第一插柱外周的方框状挡筋组成，如图1和图4所示，在本实施例中，第一积木插接结构10a由一个第一插柱围在该第一插柱外周的方框状挡筋组成，但并不以此为限制，在其他实施例中，第一积木插接结构也可以由呈直线排列或矩形阵列排布的多个第一插柱以及围在多个第一插柱外周的方框状挡筋组成。壳体10的左侧面和右侧面上均设置有第二积木插接结构，第二积木插接结构由呈矩形阵列设置的至少四个第二插柱组成，第二积木插接结构与第一积木插接结构结构相匹配，在本实施例中，如图6所示，第二积木插接结构10b由呈矩形阵列设置的四个第二插柱组成，与第一积木插接结构10a的恰好配合插接，但并不以此为限制，在其他实施例中，第二积木插接结构也由呈矩形阵列设置的其他数目的第二插柱组成，比如，当第一积木插接结构10a设置两个第一插柱时，第二积木插接结构10b的第二插柱设置六个。通过壳体10侧面的第一积木插接结构10a和第二积木插接结构10b可实现多个基础模块100之间相互拼接，也可以实现基础模块100与其他相配合结构的积木相互拼接。

壳体10的三个插孔121除了用于供螺钉通过之外，插孔本身具有一定的深度，该三个插孔121还作为第三积木插接结构，可用于与带有插销结构的积木通过插接拼合在一起。

如图2和图5所示，上壳体11设置有贯穿上端面的第一通孔112，如图3和图5所示，下壳体12设置有贯穿下端面的第二通孔122，第三通孔123、第四通孔124。

如图5所示，电路板20和电池30均设置在壳体10内，电池30通过导线与电路板20电连接。电池30为充电电池，优选采用3V～12V的锂离子电池。电路板20设置有电子接头21、充电接口22，电子接头2与第一通孔112相配合，如图1或2所示暴露在壳体10的外部，便于连接。充电接口22与第三通孔123相配合，如图3所示暴露在壳体10的外部。电路板20设置有电源电路、无线信号发射电路、充电电路，电源电路的输入端与电池30电连接，电源电路的输出端与电子接头21电连接，无线信号发射电路的输入端也与电子接头21电连接。充电电路的输入端与充电接口22电连接，充电电路的输出端与电池30电连接。电子接头21的种类型号不受限制，满足电信号传输需求的任意一种均可，比如USB、DDR，VGA、RJ11，RJ45等。充电接口22的种类型号不受限制，满足充电需求的任意一种均可，比如Mini USB、Dock、Type C等。

图8是本实用新型的实施例中电源电路的电连接示意图。

如图8所示，电源电路包括二极管D1、二极管D4和开关SW1。开关SW1为拨动开关，型号是SSSS810701。二极管D1、二极管D4均采用型号B5817WS二极管。开关SW1的拨动柄与壳体10下端面的第二通孔122相匹配，如图2所示，开关SW1的拨动柄暴露在壳体的外部，可以在第二通孔122内拨动。开关SW1的A端引脚(即图8中1引脚)空置；二极管D1的正极连接充电接口22，负极连接开关SW1的COM引脚(即图8中2引脚)。二极管D4的正极为电源电路的输入端，与电池30电连接，二极管D4的负极连接开关SW1的COM引脚。开关SW1的B端引脚(即图8中3引脚)为电源电路的输出端，与电子接头21电连接。如图8所示，当开关SW1的拨动柄拨向A端时，开关SW1的A端引脚和COM引脚之间导通，由于A端引脚空置，此时处于电路处于停止工作状态；当开关SW1的拨动柄拨向B端时，开关SW1的COM引脚和B端引脚之间导通，电路处于工作状态。电源电路不仅可以通过二极管D4从电池30获得电能，在进行充电时，电源电路也能直接通过二极管D1从充电接口22获得电能，使基础模块可以边充电边工作。

图9是本实用新型的实施例中无线发射电路的电连接示意图。

无线信号发射电路可采用红外发射电路、蓝牙发射电路中的任意一种。如图9所示，在本实施例中，无线信号发射电路为蓝牙发射电路，包括电容C3、电感L1、电容C13、电容C15、电容C4、电感L3、电容C9、电感L2、电容C14、电容C10和蓝牙天线23。电容C3、电容C13、电容C15、电容C4、电容C9、电容C14、电容C10均采用2pF的电容；电感L1、电感L2、电感L3均采用1nH的电感；蓝牙天线23采用型号AT3216的陶瓷天线。电容C13的两端均与电子接头21电连接；电感L1的一端连接电容C13的一端和电容C4的一端，电感L1的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；电容C15的一端连接电容C13的另一端和电感L3的一端，电容C15的另一端接地；电容C9的一端接地，另一端连接电容C4的另一端、电感L3的另一端、电感L2的一端；电感L2的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端与蓝牙天线23电连接；电容C14的一端也连接于电感L2的另一端，电容C14的另一端接地。无线信号发射电路工作时，实现将从电子接头21传输的电信号通过蓝牙天线23以无线信号的形式发送。

图10是本实用新型的实施例中充电电路的电连接示意图。

如图10所示，充电电路包括充电芯片U4、电容C12、电容C22、发光二极管D3、发光二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R10。充电芯片U4型号为LP4060B5F；电容C12、电容C22采用0.5～1.5μF的电容；电阻R6、电阻R7、电阻R10采用1～2KΩ的电阻；发光二极管D3为LED-GREEN-0603；发光二极管D5为LED-RED-0603。充电芯片U4的GND引脚(图10中所示2引脚)接地；电阻R10的一端连接充电芯片U4的PRO G引脚(图10中所示5引脚)，另一端接地；电容C12的一端连接充电芯片U4的BAT引脚(图10中所示3引脚)，另一端接地；电容C22的一端连接充电芯片U4的VCC引脚(图10中所示4引脚)，另一端接地；电阻R6的一端连接充电芯片U4的VCC引脚，另一端连接发光二极管D5的正极，发光二极管D5的负极连接充电芯片U4的CHR G引脚(图10中所示1引脚)；发光二极管D3的正极连接充电芯片U4的VCC引脚，负极连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地；充电芯片U4的BAT引脚是充电电路的输出端，与电池30电连接；充电芯片U4的VCC引脚是充电电路的输入端，与充电接口22电连接。当充电接口22连接外部电源开始充电时，发光二极管D3和发光二极管D5均发光；电充满后，发光二极管D5熄灭，发光二极管D3仍然发光；将充电接口22与外部电源断开后，发光二极管D3熄灭。由于壳体上设置有第四通孔124(如图3所示)，所以可以在壳体外部看到发光二极管的亮灯情况，从而得知充电状态。

本实施例的用于智能电子积木的电子接头式的基础模块100的使用如下：

基础模块100与现有的按压开关、摇杆、旋钮、滑动开关等类现有的操控构件或是压力传感器、光敏传感器、距离传感器、温度传感器、声音传感器等现有的传感器配合连接，具体为：只需要将这些现有的操控构件或传感器通过导线等方式电连接一个与电子接头21相配合的电子接口，再通过该电子接口与电子接头21插接，即可实现基础模块100与现有的现有的操控构件或传感器连接。当现有的外部操控构件或传感器接入电子接头21时，这样电源电路就可以对该外部操控构件或传感器进行供电，而用户对该外部操控构件的操作或者外部传感器感应到的信号，都通过无线信号发射电路最终以无线信号的形式发送。相当于只需要一个基础模块与现有的操控构件或传感器搭配，就可以获得一个新的遥控器成品或者是无线传感器成品，而且这种成品不是一成不变的，可根据用户需要可随时进行安装、拆卸或更换，并且该安装、拆卸仅仅是与电子接头的插接、拔断，操作十分简单方便，满足了用户自行设计的需求，给智能电子积木增添了趣味。

用户还可通过该基础模块100的第一积木插接结构、第二积木插接结构、第三积木插接结构实现与其他多种类型的积木模块的自由拼接，使得积木游戏更加自由，满足了用户积木拼接的需求，增添了动手乐趣。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于，包括：

壳体以及设置在所述壳体内的电路板以及电池，

其中，所述壳体的表面设置有多个积木插接结构；

所述电路板设置有电子接头，所述壳体上开设有与所述电子接头相匹配的第一通孔，使得所述电子接头暴露在所述壳体的外部；

所述电路板还设置有电源电路以及无线信号发射电路；

所述电源电路的输入端与所述电池电连接，所述电源电路的输出端与所述电子接头电连接；

所述无线信号发射电路的输入端与所述电子接头电连接。

2.如权利要求1所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述电源电路包括二极管D4和开关SW1；

所述开关SW1的A端引脚空置；

所述二极管D4的负极连接所述开关SW1的COM引脚，

所述二极管D4的正极为所述电源电路的输入端，与所述电池电连接；

所述开关SW1的B端引脚为所述电源电路的输出端，与所述电子接头电连接。

3.如权利要求2所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述开关SW1为拨动开关，

所述壳体上开设有与所述开关SW1的拨动柄相匹配的第二通孔，使得所述开关SW1的拨动柄暴露在所述壳体的外部。

4.如权利要求1所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述无线信号发射电路为红外发射电路、蓝牙发射电路中的任意一种。

5.如权利要求4所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述无线信号发射电路为蓝牙发射电路，包括电容C3、电感L1、电容C13、电容C15、电容C4、电感L3、电容C9、电感L2、电容C14、电容C10和蓝牙天线；

所述电容C13的两端均与所述电子接头电连接；

所述电感L1的一端连接所述电容C13的一端和所述电容C4的一端，所述电感L1的另一端连接所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端接地；

所述电容C15的一端连接所述电容C13的另一端和所述电感L3的一端，所述电容C15的另一端接地；

所述电容C9的一端接地，另一端连接所述电容C4的另一端、所述电感L3的另一端、所述电感L2的一端；

所述电感L2的另一端与所述电容C10的一端连接，所述电容C10的另一端与所述蓝牙天线电连接；

所述电容C14的一端也连接于所述电感L2的另一端，所述电容C14的另一端接地。

6.如权利要求1所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述电池为充电电池；

所述电路板设置有充电接口，所述壳体上开设有与所述充电接口相匹配的第三通孔，使得所述充电接口暴露在所述壳体的外部；

所述电路板还设置有充电电路，所述充电电路的输入端与所述充电接口电连接，所述充电电路的输出端与所述电池电连接。

7.如权利要求6所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述充电电路包括充电芯片U4、电容C12、电容C22、发光二极管D3、发光二极管D5、电阻R6、电阻R7、电阻R10；

所述充电芯片U4的GND引脚接地；

所述电阻R10的一端连接所述充电芯片U4的PRO G引脚，另一端接地；

所述电容C12的一端连接所述充电芯片U4的BAT引脚，另一端接地；

所述电容C22的一端连接所述充电芯片U4的VCC引脚，另一端接地；

所述电阻R6的一端连接所述充电芯片U4的VCC引脚，另一端连接所述发光二极管D5的正极，所述发光二极管D5的负极连接充电芯片U4的CHR G引脚；

所述发光二极管D3的正极连接充电芯片U4的VCC引脚，负极连接所述电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端接地；

所述充电芯片U4的BAT引脚是所述充电电路的输出端，与所述电池电连接；

所述充电芯片U4的VCC引脚是所述充电电路的输入端，与所述充电接口电连接。

8.如权利要求6或7所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述充电电池为锂离子电池。

9.如权利要求1所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述壳体呈长方体，具有四个侧面以及相对立的两个端面；

所述壳体相邻的两个侧面上均设置有第一积木插接结构，每个所述第一积木插接结构由至少一个第一插柱以及围在所述第一插柱外周的方框状挡筋组成；

所述壳体的另外相邻的两个侧面上均设置有第二积木插接结构，每个所述第二积木插接结构由呈矩形阵列设置的至少四个第二插柱组成。

10.如权利要求9所述的用于智能电子积木的电子接头式基础模块，其特征在于：

其中，所述壳体的至少一个端面上设置有第三积木插接结构，所述第三积木插接结构由呈直线等距设置的多个插孔组成。

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