CN209947172U - 一种用于实物化编程的变量模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于实物化编程的变量模块包括壳体、控制电路板、磁吸接头及用于调节变量数值的调节机构；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体侧面设有连接端口，所述磁吸接头设置在所述连接端口处，且所述磁吸接头与所述控制电路板连接；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述调节机构设置在所述上壳体的外表面，且所述调节机构与所述控制电路板连接。本实施例通过磁吸接头，用户在拼装或拆卸的过程中，基本不用费力，同时整个过程无需连线等复杂操作，更有利于拆装或拼装。

Description

一种用于实物化编程的变量模块

技术领域

本实用新型涉及机器人编程工具技术领域，尤其涉及一种用于实物化编程的变量模块。

背景技术

国务院印发《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。人工智能时代的来临，编程教育逐渐趋向于低龄化，全民创客、全员编程正在火热的进行中，学习编程是必然的趋势。

传统的编程是以编写代码为主，且编程语言多不胜数。如果让青少年学习复杂的代码语言难度太大。受儿童的英文水平的影响，理解起来也有难度，同时还需要进行大量地代码输入工作，对于初期接触编程及想学编程的儿童，基本上无法采用传统的编程方式来创作自己的程序。

随着开源平台、智能硬件和儿童编程教育发展市场的拓展，图形化编程工具也随之遍地开花。从国外知名的Scratch、Bluckly到国内各创业团队层出不穷地推出的图形化编程IDE，利用图形的可视化来引导孩子学习编程是目前的主流方式。

目前市场上的创客、STEAM编程教具等，均采用电子模块结合图形化编程软件的方式，几乎所有厂家提供的编程软件采用支持电脑或平板端的APP，青少年如果要学习编程，必须通过编程软件，必须借助电子屏幕。长期使用电子屏幕容易造成孩子视力下降等问题；并且目前针对于编程学习的工具普遍使用于9岁以上孩子，使用电脑、键鼠进行编程，对于4-9幼儿存在相当大的操作障碍及安全隐患；幼儿需要先学习电子设备的使用，再学习编程，学习门槛高。

为了解决上述问题，实物化编程应运而生，实物编程通过触觉、物理感知等技术与实物交互，再将实物逻辑转化为程序逻辑来进行编程。与直接操控电脑相比，通过操纵实物来进行创作，更容易让人投入到整个过程当中。通过实物编程系统，对程序语言的逻辑有更加直观的理解。程序不再是一行行枯燥的代码，而是一组形象甚至一组实物的组合，通过对实物的拼接组合，就可以完成普通程序语言通过键盘输入代码完成的工作。

发明内容

本实用新型旨在为实物化编程提供一种能够实现快速拼装或拆卸的，用于实物化编程的变量模块。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种用于实物化编程的变量模块，包括壳体、控制电路板、磁吸接头及用于调节变量数值的调节机构；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体侧面设有连接端口，所述磁吸接头设置在所述连接端口处，且所述磁吸接头与所述控制电路板连接；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述调节机构设置在所述上壳体的外表面，且所述调节机构与所述控制电路板连接。

作为上述方案的改进，所述调节机构为旋钮帽，所述旋钮帽的边沿设有用于与所述上壳体卡接的第一限位台阶，所述旋钮帽的内孔设有一卡痕。

作为上述方案的改进，所述上壳体设有与对应开口，作为旋钮安装位，所述旋钮帽通过所述第一限位台阶与所述旋钮安装位卡接。

作为上述方案的改进，述控制电路板上设有与所述旋钮帽对应的可转动的电子元件；所述电子元件上设有旋转杆，所述旋转杆的上表面设有一凹槽，所述旋钮帽的内孔盖合在所述旋转杆上，且所述卡痕与所述凹槽相嵌。

作为上述方案的改进，所述壳体设有两个连接端口，包括第一端口，第二端口；设置在所述第一端口处的磁吸接头为公端磁吸接头，设置在所述第二端口处的磁吸接头为母端磁吸接头；所述公端磁吸接头包括两个N磁铁，公端四路Pogo pin弹簧针、固定弹簧片及胶套；所述母端磁吸接头包括两个S级磁铁，母端四路Pogo pin弹簧针、固定弹簧片及胶套。

作为上述方案的改进，所述上壳体的内表面设有第一电路板限位台阶，导光柱及非通孔安装导向筒。

作为上述方案的改进，所述下壳体的内表面设有与所述第一电路板限位台阶对应的第二电路板限位台阶、与所述非通孔安装导向筒对应的非对称排布的安装柱，以及磁铁安装位。

作为上述方案的改进，所述控制电路板上设有与所述安装柱对应的限位孔。

作为上述方案的改进，还包括用于使所述变量模块具备背吸功能的磁铁，所述磁铁设置在所述磁铁安装位中。

作为上述方案的改进，还包括保护套，所述保护套包裹在所述壳体的侧面；所述保护套上设有用于区分所述变量模块的放置方向的凸起。

本实用新型公开的用于实物化编程的变量模块，在壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的连接端口，在连接端口处设置了一磁吸接头，采用磁吸接头作为变量模块与其他实物化模块的连接介质，通过磁吸接头可实现与其他实物化模块的磁性连接，区别与传统的插拔式连接，通过磁吸接头，用户在拼装或拆卸的过程中，基本不用费力，同时整个过程无需连线等复杂操作，更有利于拆装或拼装。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的上壳体内表面的结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的控制电路板的结构示意图。

图4是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的保护套的结构示意图。

图5是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的下壳体的结构示意图。

图6是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的旋钮帽的结构示意图。

图7是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的公端磁吸接头的结构示意图。

图8是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的变量模块的母端磁吸接头的结构示意图。

附图标记说明：旋钮帽1.1、上壳体1.2、保护套1.3、磁吸接头1.4、磁铁1.5、下壳体1.6、控制电路板1.7、第一限位台阶1.8、导光柱2.1、非通孔安装导向筒2.2、旋钮安装位2.3、第一电路板限位台阶2.4、公端磁吸接头3.1、母端磁吸接头3.2、旋转杆3.3、限位孔3.4、凹槽3.5、第一保护套开口4.1、凸起4.2、保护套边角4.3、第二保护套开口4.4、磁铁安装位5.1、安装柱5.2、第二电路板限位台阶5.3、卡痕6.1、固定弹簧片7.1、N级磁铁7.2、胶套7.3、公端四路Pogo pin弹簧针7.4、S级磁铁8.1、母端四路Pogo pin弹簧针8.2。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于实物化编程的变量模块，包括

本实用新型提供了一种壳体、控制电路板1.7、磁吸接头1.4及用于调节变量数值的调节机构；所述控制电路板1.7设置在所述壳体内，所述壳体侧面设有连接端口，所述磁吸接头1.4设置在所述连接端口处，且所述磁吸接头1.4与所述控制电路板1.7连接；所述壳体包括上壳体1.2和下壳体1.6，所述调节机构设置在所述上壳体1.2的外表面，且所述调节机构与所述控制电路板1.7连接。

变量模块，在壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的连接端口，在连接端口处设置了一磁吸接头1.4，采用磁吸接头1.4作为变量模块与其他实物化模块的连接介质，通过磁吸接头1.4可实现与其他实物化模块的磁性连接，区别与传统的插拔式连接，通过磁吸接头1.4，用户在拼装或拆卸的过程中，基本不用费力，同时整个过程无需连线等复杂操作，更有利于拆装或拼装。

如图1和图6所示在一可选的实施例中，调节机构为旋钮帽1.1，所述旋钮帽1.1的边沿设有用于与所述上壳体1.2卡接的第一限位台阶1.8，所述旋钮帽1.1的内孔设有一卡痕6.1。

以旋钮帽1.1作为调节机构，通过旋转旋钮帽1.1，来调节变量模块的变量数值，作为优选的，变量模块包括3种变量模块分别为次数模块、角度模块和距离模块、次数模块用于设置某一程序指令的运行次数，角度模块用于调节被控体的旋转角度，距离模块用于判断障碍物与被控体的距离，上述被控体可以为能够响应控制指令并作出相应动作的智能机器人或小车，变量模块通过旋钮帽1.1可以使实现多个档位的选择，可以是4个挡位也可以是8个挡位，每个档位对不同的变量数值，例如可以变量模块中的次数模块，设置为2-9,8个数值档位，当旋钮帽1.1旋转到2时，表示对应的程序需要执行两次，当旋钮帽1.1旋转到3时，表示对应的程序需要执行3次，以此类推。同样，对于变量模块中的角度模块可以设置45-315°以间隔45°为一个档位，均分8个档位，当旋钮帽1.1旋转至45°时表示被控体需要旋转45°，当旋转帽旋转至90°时，表示被控体需要旋转90°以此类推，用户通过简单拼接和旋转操作，就可以实现对变量的添加和改变；具有脱离屏幕、学习门槛低、无线连接、操作方便，容易理解等优点。

优选的，在旋钮帽1.1的边沿设置了用于与上壳体1.2卡接的第一限位台阶1.8，旋钮帽1.1的内孔设有一卡痕6.1，这两个结构设置的功能将在下文结合其余结构进行详细的说明。

如图1所示，在一可选的实施例中，所述上壳体1.2设有与所述第一限位台阶1.8对应开口，作为旋钮安装位2.3，所述旋钮帽1.1通过所述第一限位台阶1.8与所述旋钮安装位2.3卡接。

作为优选的，旋钮帽1.1的底面呈圆形，此时上壳体1.2的上会设置有一个对应的圆形开口作为旋钮安装位2.3，在安装的时候，旋钮帽1.1从上壳体1.2的内表面，沿该开口穿过上壳体1.2，此时旋钮帽1.1上的第一限位台阶1.8会抵靠在上壳体1.2开口边缘的内表面上，与旋钮安装位2.3实现卡接的效果，这样的结构设计可以防止旋钮帽1.1的脱落。当然需要说明的是，旋钮帽1.1的底面除了可以为圆形外也可以为正方形、三角形、而旋钮安装位2.3的开口形状也会随之对应的作出更改，圆形的结构设计仅仅是作为一个优选的实施例来作为展示。

如图3所示，在一可选的实施例中，所述控制电路板1.7上设有与所述旋钮帽1.1对应的可转动的电子元件；在一个可选的实施例中，可该电子元件为编码开关。所述电子元件上设有旋转杆3.3，所述旋转杆3.3的上表面设有一凹槽3.5，所述旋钮帽1.1的内孔盖合在所述旋转杆3.3上，且所述卡痕6.1与所述凹槽3.5相嵌。

旋钮帽1.1的内孔盖合在旋转杆3.3上的时候，内孔内的L型卡痕6.1，会与旋转杆3.3上的凹槽3.5相嵌，旋钮帽1.1旋转的时候，带动旋转杆3.3转动，从而控制电路板1.7会改变变量模块的数值，同时加强旋钮帽1.1不易脱落的效果，当然卡痕6.1的形状也可以有多种，可以设计为十字型，然后旋转杆3.3上的凹槽3.5对应修改即可，在此不再一一进行展开。

如图3、图7和图8所示，在一可选的实施例中，所述壳体设有两个连接端口，包括第一端口，第二端口；设置在所述第一端口处的磁吸接头1.4为公端磁吸接头3.1，设置在所述第二端口处的磁吸接头1.4为母端磁吸接头3.2；公端磁吸接头3.1包括两个N级磁铁7.2，公端四路Pogo pin弹簧针7.4、固定弹簧片7.1及胶套7.3；所述母端磁吸接头3.2包括两个S级磁铁8.1，公端四路Pogo pin弹簧针8.2、固定弹簧片7.1及胶套7.3。

优选的，两个磁吸接头1.4面对面设置，一个为公端磁吸接头3.1，一个为母端磁吸接头3.2，可以实现与公端磁吸接头3.1与其余实物化模块的母端磁吸接头3.2连接，母端磁吸接头3.2与其余实物化模块的公端的磁吸接头连接。

作为扩展的，可以不止设置两个连接端口，最多可以设置到4个连接端口，而当只有两个连接端口的情况下，两个连接端口也可以相邻设置。

如图2所示，在一可选的实施例中，所述上壳体1.2的内表面设有第一电路板限位台阶2.4，导光柱2.1及非通孔安装导向筒2.2。

为了将变量模块的工作状态，可视化的展示给用户，在电路板上设置了LED灯，并对应设置了导光柱2.1，将LED灯设置在导光柱2.1中，可以起到聚光的效果，避免由于光的漫反射，导致光线不够集中的问题。

在一个可选的实施例中，所述下壳体1.6的内表面设有与所述第一电路板限位台阶2.4对应的第二电路板限位台阶5.3、与所述非通孔安装导向筒2.2对应的非对称排布的安装柱5.2，以及磁铁安装位5.1。

非通孔安装导向筒2.2与安装柱5.2对应，在上下壳体1.6盖合时，安装柱5.2“穿入”导向筒实现上下壳体1.6的固定，采取上下盖合的方式，相对于一体化壳体的设计，便于内部电子部件的维修或替换，

在一个可选的实施例中，上壳体1.2和下壳体1.6的边角都采用圆弧型设计，避免儿童因“尖锐”的棱角受到伤害。

在一个可选的实施例中，所述控制电路板1.7上设有与所述安装柱5.2对应的限位孔3.4。

下壳体1.6的安装柱5.2穿过控制电路板1.7的限位孔3.4，控制电路板1.7的边缘抵靠在第二电路板限位台阶5.3上，当上下壳体1.6盖合的时候，控制电路板1.7的另一面的边缘抵靠在上壳体1.2的第一限位台阶1.8上，从而固定控制电路板1.7，避免主控模块，受到震荡时，内部的控制电路板1.7出现不断的“移位”导致控制电路板1.7受损的问题。此外无需粘胶等生产工序，安装简易，且不需要耗费多余的材料。

4个安装柱5.2采用非对称排布，避免了组装过程中控制电路板1.7安装方向错误的问题。

在一个可选的实施例中，还包括用于使所述变量模块具备背吸功能的磁铁1.5，所述磁铁1.5设置在所述磁铁安装位5.1中，优选的，磁铁安装位5.1为4个，相应的磁铁安装位5.1也为4个，方便教师将模块背吸在白板或黑板上进行展示型教学。

如图4所示在一可选的实施例中，还包括保护套1.3，所述保护套1.3包裹在所述壳体的侧面；所述保护套1.3上设有用于区分所述变量模块的放置方向的凸起4.2。

保护套1.3设有两个开口，分别为第一保护套开口4.1、第二保护套开口4.4、保护套1.3为硅胶套，保护套1.3具有保护套边角4.3，保护套边角4.3采用曲面设计增加了持握感，并且由于硅胶材料柔软的特性，增加了模块的抗震性；同时保护套1.3设置有凸起4.2，通过凸起4.2可以确定模块的方向。

通过实施本实用新型实施例具有如下有益效果：

(1)在壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的连接端口，在连接端口处设置了一磁吸接头，采用磁吸接头作为变量模块与其他实物化模块的连接介质，通过磁吸接头可实现与其他实物化模块的磁性连接，区别与传统的插拔式连接，通过磁吸接头，用户在拼装或拆卸的过程中，基本不用费力，同时整个过程无需连线等复杂操作，更有利于拆装或拼装。

(2)在旋钮帽上的边沿设至第一限位台阶，以及在在旋钮帽的内孔中设置卡痕，保证旋钮帽在使用过程中，不轻易脱落。

(3)通过上壳体内表面设置的第一电路板限位台阶，下壳体内表面设置的第二电路板限位台阶，以及控制电路板的限位孔的结构设置，对控制电路板起到固定作用，避免控制电路板在使用过程中，出现移位造成控制电路板的损坏

(4)上壳体和下壳体的边角都采用圆弧型设计，避免儿童因“尖锐”的棱角受到伤害。

(5)通过硅胶保护套，一方面增加了持握感，另一方面由于硅胶材料柔软的特性，增加了模块的抗震性；此外通过保护套上设置的凸起可以确定模块的方向。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于实物化编程的变量模块，其特征在于，包括壳体、控制电路板、磁吸接头及用于调节变量数值的调节机构；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体侧面设有连接端口，所述磁吸接头设置在所述连接端口处，且所述磁吸接头与所述控制电路板连接；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述调节机构设置在所述上壳体的外表面，且所述调节机构与所述控制电路板连接。

2.如权利要求1所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述调节机构为旋钮帽，所述旋钮帽的边沿设有用于与所述上壳体卡接的第一限位台阶，所述旋钮帽的内孔设有一卡痕。

3.如权利要求2所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述上壳体设有与所述第一限位台阶对应开口，作为旋钮安装位，所述旋钮帽通过所述第一限位台阶与所述旋钮安装位卡接。

4.如权利要求2所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述控制电路板上设有与所述旋钮帽对应的可转动的电子元件；所述电子元件上设有旋转杆，所述旋转杆的上表面设有一凹槽，所述旋钮帽的内孔盖合在所述旋转杆上，且所述卡痕与所述凹槽相嵌。

5.如权利要求1-4任意一项所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述壳体设有两个连接端口，包括第一端口，第二端口；

设置在所述第一端口处的磁吸接头为公端磁吸接头，设置在所述第二端口处的磁吸接头为母端磁吸接头；

所述公端磁吸接头包括两个N级磁铁，公端四路Pogo pin弹簧针、固定弹簧片及胶套；

所述母端磁吸接头包括两个S级磁铁，母端四路Pogo pin弹簧针、固定弹簧片及胶套。

6.如权利要求5所述的用于实物化编程的变量模块,其特征在于，所述上壳体的内表面设有第一电路板限位台阶，导光柱及非通孔安装导向筒。

7.如权利要求6所述用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述下壳体的内表面设有与所述第一电路板限位台阶对应的第二电路板限位台阶、与所述非通孔安装导向筒对应的非对称排布的安装柱，以及磁铁安装位。

8.如权利要求7所述用于实物化编程的变量模块，其特征在于，所述控制电路板上设有与所述安装柱对应的限位孔。

9.如权利要求7所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，还包括用于使所述变量模块具备背吸功能的磁铁，所述磁铁设置在所述磁铁安装位中。

10.如权利要求1所述的用于实物化编程的变量模块，其特征在于，还包括保护套，所述保护套包裹在所述壳体的侧面；所述保护套上设有用于区分所述变量模块的放置方向的凸起。

Images