CN209947175U - 一种用于实物化编程的指令模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于实物化编程的指令模块，包括壳体、封装有程序指令的控制电路板及磁吸接头；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体的侧面设置有两个连接端口分别为第一端口和第二端口；所述第一端口和所述第二端口处均设有磁吸接头，设置在所述第一端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置在所述第二端口的磁吸接头为母端磁吸接头；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的外表面设有，用于标识所述指令模块所属指令类型的标识图标。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指令模块

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指令模块。

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，用于实物化编程的指令模块。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种用于实物编程的指令模块，包括壳体、封装有程序指令的控制电路板及磁吸接头；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体的侧面设置有两个连接端口分别为第一端口和第二端口；所述第一端口和所述第二端口处均设有磁吸接头，设置在所述第一端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置在所述第二端口的磁吸接头为母端磁吸接头；

所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的外表面设有，用于标识所述指令模块所属指令类型的标识图标。

作为上述方案的改进，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。

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，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以及与所述非通孔安装导向筒对应的非对称排布的安装柱。

作为上述方案的改进，所述电路板上设有与所述安装柱对应的开孔。

作为上述方案的改进，所述上壳体的内表面还设有导光柱。

作为上述方案的改进，所述下壳体的内表面还设置有磁铁安装位。

作为上述方案的改进，还包括用于使所述指令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指令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指令模块，在壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的两个连接端口，在每一个连接端口处设置了一磁吸接头，采用磁吸接头作为指令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，此外在指令模块的上壳体的表面设置有用于标识指令模块所属类型的标识图标，使得用户通过可视化的图标就可以知道指令模块中，封装了哪一类型的程序。

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指令模块的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的指令模块的上壳体的结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的指令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指令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指令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指令模块的公端磁吸接头的结构示意图。

图7是本实用新型一实施例中一种用于实物化编程的指令模块的母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指令模块的行动模块的示意图。

附图标记说明：上壳体1.1、保护套1.2、控制电路板1.3、磁吸接头1.4、磁铁1.5、下壳体1.6、导光柱2.1、非通孔安装导向筒2.2、第一电路板限位台阶2.3、公端磁吸接头3.1、母端磁吸接头3.2、限位孔3.3、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、固定弹簧片6.1、N级磁铁6.2、胶套6.3、公端四路Pogo pin弹簧针6.4、S级磁铁7.1、母端四路Pogo pin弹簧针7.2。

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指令模块，包括

壳体、封装有程序指令的控制电路板1.3及磁吸接头1.4；控制电路板1.3设置在壳体内，壳体的侧面设置有两个连接端口分别为第一端口和第二端口；第一端口和第二端口处均设有磁吸接头1.4，设置在第一端口的磁吸接头1.4为公端磁吸接头3.1，设置在第二端口的磁吸接头1.4为母端磁吸接头3.2；

壳体包括上壳体1.1和下壳体，上壳体1.1的外表面设有，用于标识指令模块所属指令类型的标识图标。

指令模块，在壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的两个连接端口，在每一个连接端口处设置了一磁吸接头1.4，采用磁吸接头1.4作为指令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，此外在指令模块的上壳体1.1的表面设置有用于标识指令模块所属类型的标识图标，使得用户通过可视化的图标就可以知道指令模块中，封装了哪一类型的程序。

优选的，如图3所示，两个磁吸接头1.4面对面分布，使得产品结构更加合理，当然两个磁吸接头1.4也可以相邻设置。

优选的，在本实施例中，指令模块可以具体分为7个指令大类，分别为：行动指令、轨迹指令、逻辑指令、判断指令、变量指令、函数指令、智能指令；7个指令大类，再细分为17个指令模块，分别为：前进、后退、加速、左转、右转、开始循环、结束循环、if、else、定义函数、调用函数、次数、角度、距离检测、避障、巡线、圆形轨迹模块。每个指令模块的上壳体1.1表面都有对应的标识，如图8所示，列举了归属于行动指令的几个指令模块的示意图，从左到右依次为，前进指令模块，后退指令模块、左转指令模块、右转指令模块和加速指令模块。对于其他指令模块，在此不再一一展开。

如图6和图7所示，在一可选的实施例中公端磁吸接头3.1包括两个N级磁铁6.2，公端四路Pogo pin弹簧针6.4、固定弹簧片6.1及胶套6.3；母端磁吸接头3.2包括两个S级磁铁7.1，母端四路Pogo pin弹簧针7.2、固定弹簧片6.1及胶套6.3。

通过一公一母的磁吸接头设置，指令模块的公端磁吸接头3.1可以与其他实物化模块的母端磁吸接头3.2连接，指令模块的母端磁吸接头3.2可以与其他实物化模块的公端磁吸接头3.1连接，实现级联的效果。用户通过简单拼接就可以实现指令添加，各个封装有程序的指令模块，连接在一起，就可以构成一个完整的程序。

如图2所示，在一可选的实施例中，上壳体1.1的内表面设有第一电路板限位台阶2.3，及非通孔安装导向筒2.2。

如图5所示，在一可选的实施例中，下壳体的内表面设有与第一电路板限位台阶2.3对应的第二电路板限位台阶5.3以及与非通孔安装导向筒2.2对应的非对称排布的安装柱5.2。

如图3所示，在一可选的实施例中，电路板上设有与安装柱5.2对应的开孔。

非通孔安装导向筒2.2与安装柱5.2对应，在上下壳体盖合时，安装柱5.2“穿入”导向筒实现上下壳体的固定，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，

下壳体的安装柱5.2穿过控制电路板1.3的限位孔3.3，控制电路板1.3的边缘抵靠在第二电路板限位台阶5.3上，当上下壳体盖合的时候，控制电路板1.3的另一面的边缘抵靠在上壳体1.1的第一限位台阶上，从而固定控制电路板1.3，避免主控模块，受到震荡时，内部的控制电路板1.3出现不断的“移位”导致控制电路板1.3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。

需要说明的是，作为优选的，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1.3安装方向错误的问题，由于角度原因在附图中可以无法看出，因此通过文字的方式进行强调，当然改方案仅仅作为一个优选的方案，不是必须的。

如图2所示，在一优选的实施例中，上壳体1.1的内表面还设有导光柱2.1。

为了将指令模块的工作状态，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。

如图1和图5所示，在一个可选的实施例中，下壳体的内表面还设置有磁铁安装位5.1。在一个可选的实施例中，还包括用于使指令模块具备背吸功能的磁铁1.5，磁铁1.5设置在磁铁安装位5.1中。方便教师将模块背吸在白板或黑板上进行展示型教学。

在一个可选的实施例中，上壳体1.1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。

优选的，磁铁安装位5.1为4个，相应的磁铁1.5也为4个，当然磁铁1.5设置的数量仅仅是示意性的。

如图4所示在一可选的实施例中，保护套1.2包裹在壳体的侧面；保护套1.2上设有用于区分指令模块的放置方向的凸起4.2。

保护套1.2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1.2为硅胶套，保护套1.2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1.2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两个连接端口，在每一个连接端口处设置了一磁吸接头1.4，采用磁吸接头1.4作为指令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，此外在指令模块的上壳体的表面设置有用于标识指令模块所属类型的标识图标，使得用户通过可视化的图标就可以知道指令模块中，封装了哪一类型的程序。

(2)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。

(3)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。

(4)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 (9)

1.一种用于实物化编程的指令模块，其特征在于，包括壳体、封装有程序指令的控制电路板及磁吸接头；所述控制电路板设置在所述壳体内，所述壳体的侧面设置有两个连接端口分别为第一端口和第二端口；所述第一端口和所述第二端口处均设有磁吸接头，设置在所述第一端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置在所述第二端口的磁吸接头为母端磁吸接头；

所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的外表面设有，用于标识所述指令模块所属指令类型的标识图标。

2.如权利要求1所述的用于实物化编程的指令模块，其特征在于，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。

3.如权利要求1所述的用于实物化编程的指令模块,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，及非通孔安装导向筒。

4.如权利要求3所述用于实物化编程的指令模块，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以及与所述非通孔安装导向筒对应的非对称排布的安装柱。

5.如权利要求4所述用于实物化编程的指令模块，其特征在于，所述电路板上设有与所述安装柱对应的开孔。

6.如权利要求1所述用于实物化编程的指令模块，其特征在于，所述上壳体的内表面还设有导光柱。

7.如权利要求1所述用于实物化编程的指令模块，其特征在于，所述下壳体的内表面还设置有磁铁安装位。

8.如权利要求7所述的用于实物化编程的指令模块，其特征在于，还包括用于使所述指令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。

9.如权利要求1-8任意一项所述的用于实物化编程的指令模块，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指令模块的放置方向的凸起。

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