CN210091466U - 一种实物化编程系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实物化编程系统，包括主控模块、显示模块、功放模块、以及至少一个指令模块、主控模块上设置了4个磁吸接头，显示模块和功放模块设置了一个磁吸接头，指令模块设置了2个磁吸接头，显示模块、功放模块和指令模块均通过磁吸接头与主控模块连接，在各个实物模块连接的过程中，各个模块只需要相互接近，便可以通过磁吸接头内置的磁铁进行磁性连接。通过实施本实用新型的实施例能够实现各个实物化模块之间的快速拼装或拆卸。

Description

一种实物化编程系统

技术领域

本实用新型涉及机器人编程工具技术领域，尤其涉及一种实物化编程系统。

背景技术

随着科技的发展，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实物化编程系统，代替传统的电脑编程。

为实现上述目的，本实用新型实施一种实物化编程系统，包括主控模块、显示模块和功放模块和至少一个指令模块、；

所述主控模块包括主控壳体、主控电路板，及主控磁吸接头，所述主控壳体的侧面设置有4个主控连接端口，分别为第一主控端口、第二主控端口、第三主控端口及第四主控端口；每一所述主控连接端口处设有一主控磁吸接头，各所述主控磁吸接头均与所述主控电路板连接；设置于所述第一主控端口、第二主控端口以及第三主控端口的主控磁吸接头为母端磁吸接头，设置于所述第四主控端口处的主控磁吸接头为公端磁吸接头；所述主控电路板设于所述主控壳体内；

所述指令模块包括指令壳体、封装有指令程序的指令电路板，及指令磁吸接头，所述指令壳体的侧面设置有两个指令连接端口，分别为第一指令端口和第二指令端口；每一所述指令连接端口处设有一指令磁吸接头，各所述指令磁吸接头均与所述指令电路板连接；设置于所述第一指令端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于所述第二指令端口的磁吸接头为母端磁吸接头；所述指令电路板设于所述指令壳体内；

所述显示模块，包括显示壳体，显示电路板，显示磁吸接头和显示屏；所述显示壳体设有一显示连接端口，所述显示连接端口处设有一显示磁吸接头，所述显示磁吸接头与所述显示电路板连接，且所述显示磁吸接头为公端磁吸接头；所述显示屏与所述显示电路板连接；所述显示电路板设于所述显示壳体内；

所述功放模块，包括功放壳体，功放电路板，功放磁吸接头和喇叭；所述功放壳体设有一功放连接端口，所述功放连接端口处设有一功放磁吸接头，所述功放磁吸接头与所述功放电路板连接，且所述功放磁吸接头为公端磁吸接头；所述喇叭与所述功放电路板连接；所述功放电路板设于所述功放壳体内；

所述显示模块通过所述显示磁吸接头与所述第一主控端口处的主控磁吸接头磁性连接；至少一个所述指令模块通过所述第一指令端口处的指令磁吸接头与所述第二主控端口处的主控磁吸接头磁性连接；所述功放模块通过所述功放磁吸接头与所述第三主控端口处的主控磁吸接头磁性连接。

作为上述方案的改进，还包括所述供电模块，包括供电壳体，供电电路板，供电磁吸接头和供电电源；所述供电壳体设有一供电连接端口，所述供电连接端口处设有一供电磁吸接头，所述供电磁吸接头与所述供电电路板连接，且所述供电磁吸接头为母端磁吸接头；所述供电电源与所述供电电路板连接；所述供电电路板设于所述供电壳体内；

所述供电模块通过所述供电磁吸接头与所述第四主控端口的主控磁吸接头磁吸连接。

作为上述方案的改进，还包括至少一变量模块；所述变量模块包括变量壳体、变量电路板、变量磁吸接头及用于调节变量数值的调节机构；所述变量壳体的侧面设置有两个变量连接端口，分别为第一变量端口和第二变量端口；每一所述变量连接端口处设有一变量磁吸接头，各所述变量磁吸接头均与所述变量电路板连接；设置于所述第一变量端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于所述第二变量端口的磁吸接头为母端磁吸接头；所述变量壳体包括变量上壳体和变量下壳体，所述调节机构设置在所述变量上壳体的外表面，且所述调节机构与所述变量电路板连接；所述变量电路板设置于所述变量壳体内。

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，所述显示壳体包括显示上壳体和显示下壳体，所述显示屏设置在所述上壳体的外表面，所述下壳体的内表面设置有磁铁安装位，所述磁铁安装位上设置有用于使所述显示模块具备背吸功能的磁铁。

作为上述方案的改进，所述功放壳体包括功放上壳体和功放下壳体，所述功放上壳体的外表面设置有蜂窝状的透声孔位，所述喇叭设置于所述功放壳体内，且与所述透声孔位相对应。

作为上述方案的改进，所述功放下壳体的内表面设置有磁铁安装位，所述磁铁安装位上设置有用于使所述功放模块具备背吸功能的磁铁。

作为上述方案的改进，所述供电壳体包括供电上壳体和供电下壳体，所述供电上壳体上设置有弧形排布的电量指示灯孔；所述供电下壳体的内表面上设置有磁铁安装位。

作为上述方案的改进，所述供电模块还包括充电接口。

作为上述方案的改进，所述供电模块还包用于使所述供电模块具备背吸功能的磁铁，所述磁铁设置在所述供电下壳体内表面的磁铁安装位中。

本实用新型公开的实物化编程系统，包括主控模块、显示模块、功放模块、以及至少一个指令模块、主控模块上设置了4个磁吸接头，显示模块和功放模块设置了一个磁吸接头，指令模块设置了2个磁吸接头，显示模块、功放模块和指令模块均通过磁吸接头与主控模块连接，在各个实物模块连接的过程中，各个模块只需要相互接近，便可以通过磁吸接头内置的磁铁进行磁性连接，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，更有利于拆卸或拼装。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的拼装结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的端口示意图。

图4是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的上壳体，外表面的结构示意图。

图5是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的上壳体内表面的结构示意图。

图6是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的下壳体内表面结构示意图。

图7是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的主控模块的保护套设置的结构示意图。

图8是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块的结构示意图。

图9是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块的上壳体内表面结构示意图。

图10是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块的指令电路板的结构示意图。

图11是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块的保护套的结构示意图。

图12是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块的下壳体的结构示意图。

图13是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的指令模块中的行动模块示意图。

图14是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的变量模块的结构示意图。

图15是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的变量模块的上壳体的结构示意图。

图16是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的变量模块的变量电路板的结构示意图。

图17是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的变量模块的下壳体的结构示意图。

图18是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的变量模块的旋钮帽的结构示意图。

图19是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的显示模块的示意图。

图20是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的功放模块的示意图。

图21是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的供电模块的示意图。

图22是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的公端磁吸接头的结构示意图。

图23是本实用新型一实施例中一种实物化编程系统的母端磁吸接头的结构示意图。

附图标记说明：供电模块1.1、显示模块1.2、主控模块1.3、指令模块1.4、变量模块1.5、功放模块1.6、主控按键2.1、主控上壳体2.2、主控保护套2.3、主控电路板2.4、主控连接端口2.5、主控供电电源2.6、主控磁铁2.7、主控下壳体2.8、第一主控端口3.1、第二主控端口3.2、第三主控端口3.3、第四主控端口3.4、主控充电接口3.5、主控指示灯通孔4.1、主控导光柱5.1、主控按键导向柱5.2、主控保护套压边5.3、主控安装导向筒5.4、主控磁铁安装位6.1、主控限位台阶6.2、主控安装柱6.3、卡扣部7.1、指令上壳体8.1、指令保护套 8.2、指令电路板8.3、指令磁吸接头8.4、指令磁铁8.5、指令下壳体8.6、指令导光柱9.1、指令导向筒9.2、指令上壳体限位台阶9.3、第一指令端口10.1、第二指令端口10.2、指令电路板限位孔10.3、第一保护套开口11.1、保护套凸起11.2、保护套边角11.3、第二保护套开口11.4、指令磁铁安装位12.1、指令安装柱12.2、指令下壳体限位台阶12.3、旋钮帽14.1、变量上壳体14.2、变量保护套14.3、变量磁吸接头14.4、变量磁铁14.5、变量下壳体14.6、变量电路板14.7、旋钮帽限位台阶14.8、变量导光柱15.1、变量导向筒15.2、旋钮帽安装位15.3、变量上壳体限位台阶15.4、第一变量端口16.1、第二变量端口16.2、旋转杆16.3、变量电路板限位孔16.4、凹槽16.5、变量磁铁安装位17.1、变量安装柱17.2、变量下壳体限位台阶17.3、旋钮帽内孔卡痕18.1、显示屏19.1、显示连接端口19.2、透声孔位20.1、功放连接端口20.2、电量指示灯孔21.1、供电连接端口21.2、固定弹簧片22.1、N级磁铁22.2、硅胶套22.3、公端四路Pogo pin弹簧针22.4、S级磁铁23.1和母端四路Pogo pin弹簧针23.2

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，本实用新型一实施例提供的一种实物化编程系统：包括主控模块1.3、显示模块1.2和功放模块1.6和至少一个指令模块1.4；

主控模块1.3包括主控壳体、主控电路板2.4，及主控磁吸接头，主控壳体的侧面设置有4个主控连接端口2.5，分别为第一主控端口3.1、第二主控端口 3.2、第三主控端口3.3及第四主控端口3.4；每一主控连接端口2.5处设有一主控磁吸接头，各主控磁吸接头均与主控电路板2.4连接；设置于第一主控端口3.1、第二主控端口3.2以及第三主控端口3.3的主控磁吸接头为母端磁吸接头，设置于第四主控端口3.4处的主控磁吸接头为公端磁吸接头；主控电路板2.4设于主控壳体内；

指令模块1.4包括指令壳体、封装有指令程序的指令电路板8.3，及指令磁吸接头8.4，指令壳体的侧面设置有两个指令连接端口，分别为第一指令端口10.1 和第二指令端口10.2；每一指令连接端口处设有一指令磁吸接头8.4，各指令磁吸接头8.4均与指令电路板8.3连接；设置于第一指令端口10.1的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于第二指令端口10.2的磁吸接头为母端磁吸接头；指令电路板8.3设于指令壳体内；

显示模块1.2，包括显示壳体，显示电路板，显示磁吸接头和显示屏19.1；显示壳体设有一显示连接端口19.2，显示连接端口19.2处设有一显示磁吸接头，显示磁吸接头与显示电路板连接，且显示磁吸接头为公端磁吸接头；显示屏19.1 与显示电路板连接；显示电路板设于显示壳体内；

功放模块1.6，包括功放壳体，功放电路板，功放磁吸接头和喇叭；功放壳体设有一功放连接端口20.2，功放连接端口20.2处设有一功放磁吸接头，功放磁吸接头与功放电路板连接，且功放磁吸接头为公端磁吸接头；喇叭与功放电路板连接；功放电路板设于功放壳体内；

显示模块1.2通过显示磁吸接头与第一主控端口3.1处的主控磁吸接头磁性连接；至少一个指令模块1.4通过第一指令端口10.1处的指令磁吸接头8.4与第二主控端口3.2处的主控磁吸接头磁性连接；功放模块1.6通过功放磁吸接头与第三主控端口3.3处的主控磁吸接头磁性连接。

主控模块1.3上有4个连接端口，其中有三个端口的磁吸接头是母端磁吸接头，有一个端口的磁吸接头为公端磁吸接头，通过磁吸接头与其他实物化模块进行拼装或拆卸。

具体的，主控模块1.3的3个母端磁吸接头分别与显示模块1.2、功放模块 1.6、指令模块1.4的公端磁吸接头连接，这样主控模块1.3就可以读取与其连接的指令模块1.4中的指令，并进行编译，并通过功放模块1.6和显示模块1.2，进行消息提示，例如：当主控模块1.3对于组合而成的程序进行检测，如果判断程序正确，喇叭发出正确提示音，同时显示模块1.2显示正在运行的指令图标。检测正误的结果会通过显示屏19.1和喇叭结合提醒。

需要说明的是，指令模块1.4的第二指令端口10.2即指令模块1.4的母端磁吸接头可以与另一个指令模块1.4的公端磁吸接头连接，依次进行拼装实现级联，间接的与主控模块1.3建立连接关系，而主控模块1.3则可以读取所有与其直接连接或间接连接的指令模块1.4中的程序指令，对读取到的所有程序指令进行编译组合，实现编程。而主控模在完成程序的读取和编译后，会将程序发送给受控体，受控体会根据相应的指令做出指定的动作，需要解释的是，受控体为智能机器人或智能小车。在各实物化模块拼接和拆卸的过程中，无需用力“插拔”或用多余的数据线进行连接，拼装和拆卸的过程方便迅速。

在一可选的实施例中，还包括供电模块1.1；供电模块1.1，包括供电壳体，供电电路板，供电磁吸接头和供电电源；供电壳体设有一供电连接端口21.2，供电连接端口21.2处设有一供电磁吸接头，供电磁吸接头与供电电路板连接，且供电磁吸接头为母端磁吸接头；供电电源与供电电路板连接；供电电路板设于供电壳体内；

供电模块1.1通过供电磁吸接头与第四主控端口3.4的主控磁吸接头磁吸连接。

供电模块1.1可以用于对主控模块1.3，和与其直接或间接连接的其他实物化模块进行供电，保证其他实物化模块的正常工作。

在一可选的实施例中，还包括至少一变量模块1.5；变量模块1.5包括变量壳体、变量电路板14.7、变量磁吸接头14.4及用于调节变量数值的调节机构；变量壳体的侧面设置有两个变量连接端口，分别为第一变量端口16.1和第二变量端口16.2；每一变量连接端口处设有一变量磁吸接头14.4，各变量磁吸接头14.4均与变量电路板14.7连接；设置于第一变量端口16.1的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于第二变量端口16.2的磁吸接头为母端磁吸接头；变量壳体包括变量上壳体14.2和变量下壳体14.6，调节机构设置在变量上壳体14.2的外表面，且调节机构与变量电路板14.7连接；变量电路板14.7设置于变量壳体内。

变量模块1.5可以与指令模块1.4或另一变量模块1.5进行连接，为程序的实现提供可调节的“变量”。

上述各个模块之间的连接都是通过磁吸接头进行连接，各个磁吸接头都是通过“公端”和“母端”进行配对连接后实现的，以下逐一对每个模块的结构进行一个具体的说明：

如图2，3所示，首先是主控模块1.3：

主控模块1.3包括主控壳体、主控电路板2.4，及主控磁吸接头，主控壳体的侧面设置有4个主控连接端口2.5，分别为第一主控端口3.1、第二主控端口 3.2、第三主控端口3.3及第四主控端口3.4；每一主控连接端口2.5处设有一主控磁吸接头，各主控磁吸接头均与主控电路板2.4连接；设置于第一主控端口3.1、第二主控端口3.2以及第三主控端口3.3的主控磁吸接头为母端磁吸接头，设置于第四主控端口3.4处的主控磁吸接头为公端磁吸接头；主控电路板2.4设于主控壳体内。

主控模块1.3在主控壳体的侧面设置了4个主控连接端口2.5，使得主控模块1.3可以同时连接多个其余的实物化模块，在每个主控连接端口2.5处，都设置有一主控磁吸接头，采用磁吸接头作为主控模块1.3与其他实物化模块的连接介质，通过主控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，更有利于主控模块1.3的拆卸或拼装。

在一个优选的实施例中，主控模块1.3为长方体，外形尺寸为 64.8*64.8mm*18mm，当然主控模块1.3也可正方体，长方体的结构设计，只是一个优选的设计，并不作为对主控模块1.3的形状的限定。

第一主控端口3.1用于与显示模块1.2连接，第二主控端口3.2用于与指令模块1.4连接，第三主控端口3.3用于与功放模块1.6连接，第主控四端口用于与供电模块1.1连接。需要说明的是，附图中各个端口的位置设置仅仅是示意性的，不同连接端口的位置是可以互换的，

需要说明的是，在附图3中由于角度原因，只体现了两个端，但其余两个端口的设置方式一致；

如图4、图5、图6所示：在一可选的实施例中，主控壳体包括主控上壳体 2.2和主控下壳体2.8，主控上壳体2.2的外表面设有主控按键2.1，主控按键 2.1与主控电路板2.4连接。主控模块1.3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，在主控上壳体2.2的外表面设置有一主控按键2.1，通过该主控按键2.1可以实现对主控模块1.3读取与其连接的指令模块1.4的程序的读取，对读取后的程序的编译，对读取后的程序的检测，发送编译后的程序等操作的控制。同时主控按键2.1每一次按下，可实现对于目前连接的程序框架进行检测；如果所拼搭组合的实物模块序列存在错误，显示模块1.2的显示屏19.1将进行错误指令模块1.4的提示显示。优选的，主控按键2.1呈圆饼状，采用透光设计，配合的主控按键2.1指示灯更加方便观察开关机状态，同时使得在光线较暗的情况下仍然能够进行相应的操作。

主控壳体的棱角呈圆弧状，主控上壳体2.2的外表面还设置有主控指示灯通孔4.1；

主控上壳体2.2的内表面设有与主控指示灯通孔4.1对应的主控导光柱5.1、与主控按键2.1对应的主控按键2.1安装导向柱、主控安装导向筒5.4以及主控保护套压边5.3；

主控下壳体2.8的内表面设有主控磁铁安装位6.1、与主控电路板2.4对应的主控限位台阶6.2以及非对称排布的主控安装柱6.3。

主控壳体的棱角采用圆弧状的设计结构，本产品的受众多以儿童为主，采用圆弧状的设计结构可避免“尖锐”的棱角对儿童造成意外伤害。

为了将主控模块1.3中的电源电量，及充电状态能够可视化的展示给用户，主控电路板2.4上设置有电量指示灯，且在主控上壳体2.2的外表面上设置了对应的主控指示灯通孔4.1。优选的，为了配合主控模块1.3棱角圆弧设计，采用设有4个主控指示灯通孔4.1，且呈弧状排布。

对应的，在主控上壳体2.2的内表面设有与主控指示灯通孔4.1对应的主控导光柱5.1，将电量指示灯安装在主控导光柱5.1内，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。

优选的，在主控上壳体2.2的内表面还设置有主控保护套压边5.3，主控保护套压边5.3可以对主控壳体外部的主控保护套2.3起到一个限位的作用，这个在后文在进行详细的描述。

优选的，主控上壳体2.2的内表面设置有用于实现上下主控壳体盖合的4个主控安装导向筒5.4；当然主控安装导向筒5.4的数量也仅仅是示意性的。如图所示在盖合的时候，主控下壳体2.8的导向柱，嵌入主控安装导向筒5.4中。

为保证主控按键2.1一定上下行程的移动导向，对应设置了主控按键导向柱 5.2，增加了按键使用体验感及按键寿命

优选的，在主控下壳体2.8的内表面设置有6个主控磁铁安装位6.1，分布在主控下壳体2.8内表面边缘的两侧，当然主控磁铁安装位6.1的数量，以及设置的位置也仅仅是示意性的，可以是4个、8个等，位置也可以是在主控下壳体 2.8的内表面的中央等多种分布情况，在此不一一赘述，后文再对主控磁铁安装位6.1的功能进行描述。

优选的如图6所示，图中虚线框框的位置一个主控限位台阶6.2的设计，由较长的安装柱，和较短的限位柱组成，用于对主控电路板2.4的位置进行一个限定的作用，主控电路板2.4上会对应设置有4个通孔，对应的4个主控安装柱6.3 “穿过”主控电路板2.4的4个通孔，然后主控电路板2.4抵靠在较短的限位柱上，从而固定控制电路板，避免主控模块1.3，受到震荡时，内部的主控电路板2.4出现不断的“移位”导致控制电路板受损的问题。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。

优选的，4个主控安装柱6.3采用非对称排布，避免了组装过程中电路板安装方向错误的问题。

在一可选的实施例中，在主控上壳体2.2的外表面设置有用于标识各个主控连接端口2.5类型的标识图标，如图第一主控端口3.1标识图标处为显示端口标识，用于标识该端口与显示模块1.2连接，第二主控端口3.2标识图标处为指令端口标识，用于标识该端口与指令模块1.4连接，第三主控端口3.3标识图标处为功放端口标识，用于标识该端口与功放模块1.6连接，第四主控端口3.4标识图标处为供电端口标识，用于标识该端口与供电模块1.1连接，主控按键2.1标识图标，用于标识该图标为主控按键2.1，通过设置各个标识可以避免各个模块接入错误的情况。

如图1、7所示,在一可选的实施例中，在主控壳体的侧面还设置有主控保护套2.3；主控保护套2.3设有卡扣部7.1，卡扣部7.1设于，由主控上壳体2.2 和主控下壳体2.8盖合后，在主控保护套压边5.3与主控下壳体2.8之间形成的主控限位空间内。

为了能够对主控模块1.3起保护作用，在主控模块1.3壳体的侧面设置一个主控保护套2.3，主控保护套2.3采用内孔设计，主控保护套2.3设有卡扣部7.1，主控上壳体2.2和主控下壳体2.8盖合时，主控上壳体2.2的主控保护套压边5.3 与主控下壳体2.8之间会形成一个限位空间，具体的，主控保护套2.3的卡扣部 7.1下端抵靠在主控下壳体2.8上，卡口部的上端抵靠在主控保护套2.3的压边，上下壳体盖合时，主控保护套压边5.3，将主控保护套2.3紧紧的“压在”主控下壳体2.8上，从而实现了对主控保护套2.3的固定，防止主控保护套2.3出现脱落的问题。

如图2所示，主控模块1.3还包括用于使主控模块1.3具备背吸功能的主控磁铁2.7，主控磁铁2.7设置在主控磁铁安装位6.1中，方便教师将模块背吸在白板或黑板上进行展示型教学。

如图2,在一可选的实施例中，主控模块1.3还包括主控供电电源2.6及主控充电接口3.5；主控供电电源2.6设置在主控壳体内，主控充电接口3.5设于主控壳体的侧面，主控供电电源2.6和主控充电接口3.5均与主控电路板2.4连接。

通过在主控模块1.3中内设的主控供电电源2.6，使得主控模块1.3在没有外部电源的情况下能够实现自供电，可满足连续工作4-5小时，充电时长约2小时；当然该主控供电电源2.6是可选的，如果没有主控供电电源2.6，也可通过上述的供电模块1.1对主控模块1.3进行供电，同时优选的主控充电接口3.5为 Type—C充电接口，可实现正反插功能。

在一个优选的实施例中，主控充电接口3.5与第四主控端口3.4设置在同一个侧面。

在一可选的实施例中，主控电路板2.4上设有通信模块，当主控模块1.3读取完指令模块1.4的程序指令，并编译完成后会通过主控电路板2.4上的通信模块发送相应的控制指令到受控体中，实现对受控体的控制。需要说明的是，受控体为能过响应控制指令并作出相应动作的智能机器人。优选的，通信模块为蓝牙 4.0可实现与智能化机器人的无线连接及程序下载，避免了接线后才可下载等复杂操作。

优选的，主控模块1.3具备节能保护设置，3分钟无操作，主控模块1.3控制显示模块1.2息屏待机，10分钟无操作自动进入节能保护状态，处于关机状态。

紧接着对指令模块1.4的结构进行说明：

如图8所示：指令模块1.4包括指令壳体、封装有指令程序的指令电路板8.3，及指令磁吸接头8.4，指令壳体的侧面设置有两个指令连接端口，分别为第一指令端口10.1和第二指令端口10.2；每一指令连接端口处设有一指令磁吸接头8.4，各指令磁吸接头8.4均与指令电路板8.3连接；设置于第一指令端口10.1的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于第二指令端口10.2的磁吸接头为母端磁吸接头；指令电路板8.3设于指令壳体内；

指令模块1.4，在指令壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的两个指令连接端口，在每一个指令连接端口处设置了一指令磁吸接头8.4，采用指令磁吸接头8.4作为指令模块1.4与其他实物化模块的连接介质，通过指令磁吸接头8.4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，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，更有利于拆卸或拼装，此外在指令模块1.4的指令上壳体8.1的表面设置有用于标识指令模块1.4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1.4中，封装了哪一类型的程序。

优选的，如图8、图10所示，两个指令磁吸接头8.4面对面分布，使得产品结构更加合理，当然两个指令磁吸接头8.4也可以相邻设置。

优选的，在本实施例中，指令模块1.4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、函数指令、智能指令；7个指令大类，再细分为17个指令模块1.4，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1.4的指令上壳体8.1表面都有对应的标识，如图13所示，列举了归属于行动指令的几个指令模块1.4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9、在一可选的实施例中，指令上壳体8.1的内表面设有指令上壳体限位台阶9.3，及指令导向筒9.2。

如图12所示，在一可选的实施例中，指令下壳体8.6的内表面设有与指令上壳体限位台阶9.3对应的指令下壳体限位台阶12.3以及与指令导向筒9.2对应的非对称排布的指令安装柱12.2。

如图10所示，在一可选的实施例中，指令电路板8.3上设有与指令安装柱 12.2对应的开孔，作为指令电路板限位孔10.3。

指令导向筒9.2与指令安装柱12.2对应，在上下壳体盖合时，指令安装柱 12.2“穿入”指令导向筒9.2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，

指令下壳体8.6的指令安装柱12.2穿过指令电路板限位孔10.3，指令电路板8.3的边缘抵靠在指令下壳体限位台阶12.3上，当上下壳体盖合的时候，指令电路板8.3的另一面的边缘抵靠在指令上壳体限位台阶9.3上，从而固定指令电路板8.3，避免指令模块1.4，受到震荡时，内部的指令电路板8.3出现不断的“移位”导致指令电路板8.3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，指令安装柱12.2采用非对称排布，避免了组装过程中指令电路板8.3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，当然该方案仅仅作为一个优选的方案，不是必须的。

如图9所示，在一优选的实施例中，指令上壳体8.1的内表面还设有指令导光柱9.1。

为了将指令模块1.4的工作状态，可视化的展示给用户，在指令电路板8.3 上设置了LED灯，并对应设置了指令导光柱9.1，将LED灯设置在指令导光柱9.1 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12所示，在一个可选的实施例中，指令下壳体8.6的内表面还设置有指令磁铁安装位12.1。

如图8所示：在一个可选的实施例中，指令模块1.4还包括用于使指令模块1.4具备背吸功能的指令磁铁8.5，指令磁铁8.5设置在指令磁铁安装位12.1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，指令上壳体8.1和指令下壳体8.6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。

优选的，指令磁铁安装位12.1为4个，相应的指令磁铁8.5也为4个，当然磁铁设置的数量仅仅是示意性的。

如图11所示，在一可选的实施例中，指令保护套8.2包裹在指令壳体的侧面；指令保护套8.2上设有用于区分指令模块1.4的放置方向的保护套凸起11.2。

指令保护套8.2设有两个开口，分别为第一保护套开口11.1、第二保护套开口11.4、指令保护套8.2为硅胶套，指令保护套8.2具有保护套边角11.3，保护套边角11.3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；同时指令保护套8.2设置有保护套凸起11.2，通过凸起可以确定指令模块1.4的方向。

紧接着对变量模块1.5的结构进行说明：

如图14所示，变量模块1.5包括变量壳体、变量电路板14.7、变量磁吸接头14.4及用于调节变量数值的调节机构；

变量壳体的侧面设置有两个变量连接端口，分别为第一变量端口16.1和第二变量端口16.2；每一变量连接端口处设有一变量磁吸接头14.4，各变量磁吸接头14.4均与变量电路板14.7连接；设置于第一变量端口16.1的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于第二变量端口16.2的磁吸接头为母端磁吸接头；

变量壳体包括变量上壳体14.2和变量下壳体14.6，调节机构设置在变量上壳体14.2的外表面，且调节机构与变量电路板14.7连接；变量电路板14.7设置于变量壳体内。

变量模块1.5，在变量壳体的侧面设置了用于与其他实物化模块连接的变量连接端口，在变量连接端口处设置了变量磁吸接头14.4。采用变量磁吸接头14.4 作为变量模块1.5与其他实物化模块的连接介质，通过变量磁吸接头14.4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，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，更有利于拆卸或拼装。

如图14和图18所示在一可选的实施例中，调节机构为旋钮帽14.1，旋钮帽 14.1的边沿设有用于与变量上壳体14.2卡接的旋钮帽14.1台阶，旋钮帽14.1 的内孔设有一旋钮帽内孔卡痕18.1。

以旋钮帽14.1作为调节机构，通过旋转旋钮帽14.1，来调节变量模块1.5 的变量数值，作为优选的，变量模块1.5包括3种变量模块1.5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1.5 通过旋钮帽14.1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1.5中的次数模块，设置为 2-9,8个数值档位，当旋钮帽14.1旋转到2时，表示对应的程序需要执行两次，当旋钮帽14.1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1.5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14.1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，对于距离模块，可以设置 10-40cm°以间隔10cm为一个档位，均分4个档位，当旋钮帽旋转至10cm时表示判断被控体与前方障碍物距离是否大于10cm，当旋钮帽旋转至20cm时表示判断被控体与前方障碍物距离是否大于20m，以此类推，在此不再进行赘述，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。

如图14所示，在一可选的实施例中，变量上壳体14.2设有与旋钮帽限位台阶14.8对应开口，作为旋钮帽安装位15.3，旋钮帽14.1通过旋钮帽限位台阶 14.8与旋钮帽安装位15.3卡接。

作为优选的，旋钮帽14.1的底面呈圆形，此时变量上壳体14.2的上会设置有一个对应的圆形开口作为旋钮帽安装位15.3，在安装的时候，旋钮帽14.1从变量上壳体14.2的内表面，沿该开口穿过变量上壳体14.2，此时旋钮帽14.1 上的旋钮帽限位台阶14.8会抵靠在变量上壳体14.2开口边缘的内表面上，与旋钮帽安装位15.3实现卡接的效果，这样的结构设计可以防止旋钮帽14.1的脱落。当然需要说明的是，旋钮帽14.1的底面除了可以为圆形外也可以为正方形、三角形、而旋钮帽安装位15.3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16所示，在一可选的实施例中，变量电路板14.7上设有与旋钮帽14.1 对应的可转动的电子元件；电子元件上设有旋转杆16.3，旋转杆16.3的上表面设有一凹槽16.5，旋钮帽14.1的内孔盖合在旋转杆16.3上，且旋钮帽内孔卡痕 18.1与凹槽16.5相嵌。上述电子元件可以当不限于为编码开关。

如图18所示，旋钮帽14.1的内孔盖合在旋转杆16.3上的时候，内孔内的L 型卡痕，会与旋转杆16.3上的凹槽16.5相嵌，旋钮帽14.1旋转的时候，带动旋转杆16.3转动，从而变量电路板14.7会改变变量模块1.5的数值。此外采用这种结构设计可以加强旋钮帽14.1不易脱落的效果，当然旋钮帽内孔卡痕18.1 的形状也可以有多种，可以设计为十字型，然后旋转杆16.3上的凹槽16.5对应修改即可，在此不再一一进行展开。

如图15所示，在一可选的实施例中，变量上壳体14.2的内表面设有变量上壳体限位台阶15.4，变量导光柱15.1及非通孔变量导向筒15.2。

为了将变量模块1.5的工作状态，可视化的展示给用户，在电路板上设置了 LED灯，并对应设置了变量导光柱15.1，将LED灯设置在变量导光柱15.1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17所示：在一个可选的实施例中，变量下壳体14.6的内表面设有与变量上壳体限位台阶15.4对应的变量下壳体限位台阶17.3、与变量导向筒15.2 对应的非对称排布的变量安装柱17.2，以及变量磁铁安装位17.1。

非通孔安装变量导向筒15.2与变量安装柱17.2对应，在上下壳体盖合时，变量安装柱17.2“穿入”变量导向筒15.2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，

在一个可选的实施例中，变量上壳体14.2和变量下壳体14.6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，变量电路板14.7上设有与变量安装柱17.2对应的变量电路板限位孔16.4。

变量下壳体14.6的变量安装柱17.2穿过变量电路板14.7的变量电路板限位孔16.4，变量电路板14.7的边缘抵靠在变量下壳体限位台阶17.3上，当上下壳体盖合的时候，变量电路板14.7的另一面的边缘抵靠在变量上壳体限位台阶 15.4上，从而固定变量电路板14.7，避免变量模块1.5，受到震荡时，内部的变量电路板14.7出现不断的“移位”导致变量电路板14.7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。

优选的，4个变量安装柱17.2采用非对称排布，避免了组装过程中变量电路板14.7安装方向错误的问题。

在一个可选的实施例中，变量模块1.5还包括用于使变量模块1.5具备背吸功能的变量磁铁14.5，变量磁铁14.5设置在变量磁铁安装位17.1中，优选的，变量磁铁安装位17.1为4个，相应的变量磁铁14.5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，还包括变量保护套14.3，变量保护套14.3 包裹在壳体的侧面；需要说明的是变量保护套14.3的结构设置和上文的指令保护套8.2的结构相同再次不再赘述。

以下对显示模块1.2的结构进行说明：

如图19所示：显示模块1.2，包括显示壳体，显示电路板，显示磁吸接头和显示屏19.1；显示壳体设有一显示连接端口19.2，显示连接端口19.2处设有一显示磁吸接头，显示磁吸接头与显示电路板连接，且显示磁吸接头为公端磁吸接头；显示屏19.1与显示电路板连接；显示电路板设于显示壳体内；

在一个可选的实施例中，显示壳体包括显示上壳体和显示下壳体，显示屏 19.1设置在上壳体的外表面，下壳体的内表面设置有磁铁安装位，磁铁安装位上设置有用于使显示模块1.2具备背吸功能的磁铁。

以下对功放模块1.6的结构进行说明：

如图20所示，功放模块1.6，包括功放壳体，功放电路板，功放磁吸接头和喇叭；功放壳体设有一功放连接端口20.2，功放连接端口20.2处设有一功放磁吸接头，功放磁吸接头与功放电路板连接，且功放磁吸接头为公端磁吸接头；喇叭与功放电路板连接；功放电路板设于功放壳体内。

在一个可选的实施例中，功放壳体包括功放上壳体和功放下壳体，功放上壳体的外表面设置有蜂窝状的透声孔位20.1，喇叭设置于功放壳体内，且与透声孔位20.1相对应。

在一个可选的实施例中，功放下壳体的内表面设置有磁铁安装位，磁铁安装位上设置有用于使功放模块1.6具备背吸功能的磁铁。

以下对供电模块1.1的结构进行说明：

如图21所示：供电模块1.1，包括供电壳体，供电电路板，供电磁吸接头和供电电源；供电壳体设有一供电连接端口21.2，供电连接端口21.2处设有一供电磁吸接头，供电磁吸接头与供电电路板连接，且供电磁吸接头为母端磁吸接头；供电电源与供电电路板连接；供电电路板设于供电壳体内；

供电模块1.1通过供电磁吸接头与第四主控端口3.4的主控磁吸接头磁吸连接。

在一个可选的实施例中，供电壳体包括供电上壳体和供电下壳体，供电上壳体上设置有弧形排布的电量指示灯孔21.1；供电下壳体的内表面上设置有磁铁安装位。

在一个可选的实施例中，供电模块1.1还包括充电接口。

在一个可选的实施例中，供电模块1.1还包用于使供电模块1.1具备背吸功能的磁铁，磁铁设置在供电下壳体内表面的磁铁安装位中。

以下对上文所提及的公端磁吸接头和母端磁吸接头的结构进行说明：

如图22所示，公端磁吸接头包括两个N级磁铁22.2，公端四路Pogo pin 弹簧针22.4、固定弹簧片22.1及胶套22.3。

如图23所示，母端磁吸接头包括两个S级磁铁23.1，母端四路Pogo pin 弹簧针23.2、固定弹簧片22.1及胶套22.3。

本实用新型提供了一种实物化编程系统，包括主控模块、显示模块、功放模块、以及至少一个指令模块、主控模块上设置了4个磁吸接头，显示模块和功放模块设置了一个磁吸接头，指令模块设置了2个磁吸接头，显示模块、功放模块和指令模块均通过磁吸接头与主控模块连接，在各个实物模块连接的过程中，各个模块只需要相互接近，便可以通过磁吸接头内置的磁铁进行磁性连接，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，更有利于拆卸或拼装。

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)

1.一种实物化编程系统，其特征在于，包括主控模块、显示模块和功放模块和至少一个指令模块；

所述主控模块包括主控壳体、主控电路板，及主控磁吸接头，所述主控壳体的侧面设置有4个主控连接端口，分别为第一主控端口、第二主控端口、第三主控端口及第四主控端口；每一所述主控连接端口处设有一主控磁吸接头，各所述主控磁吸接头均与所述主控电路板连接；设置于所述第一主控端口、第二主控端口以及第三主控端口的主控磁吸接头为母端磁吸接头，设置于所述第四主控端口处的主控磁吸接头为公端磁吸接头；所述主控电路板设于所述主控壳体内；

所述指令模块包括指令壳体、封装有指令程序的指令电路板，及指令磁吸接头，所述指令壳体的侧面设置有两个指令连接端口，分别为第一指令端口和第二指令端口；每一所述指令连接端口处设有一指令磁吸接头，各所述指令磁吸接头均与所述指令电路板连接；设置于所述第一指令端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于所述第二指令端口的磁吸接头为母端磁吸接头；所述指令电路板设于所述指令壳体内；

所述显示模块，包括显示壳体，显示电路板，显示磁吸接头和显示屏；所述显示壳体设有一显示连接端口，所述显示连接端口处设有一显示磁吸接头，所述显示磁吸接头与所述显示电路板连接，且所述显示磁吸接头为公端磁吸接头；所述显示屏与所述显示电路板连接；所述显示电路板设于所述显示壳体内；

所述功放模块，包括功放壳体，功放电路板，功放磁吸接头和喇叭；所述功放壳体设有一功放连接端口，所述功放连接端口处设有一功放磁吸接头，所述功放磁吸接头与所述功放电路板连接，且所述功放磁吸接头为公端磁吸接头；所述喇叭与所述功放电路板连接；所述功放电路板设于所述功放壳体内；

所述显示模块通过所述显示磁吸接头与所述第一主控端口处的主控磁吸接头磁性连接；至少一个所述指令模块通过所述第一指令端口处的指令磁吸接头与所述第二主控端口处的主控磁吸接头磁性连接；所述功放模块通过所述功放磁吸接头与所述第三主控端口处的主控磁吸接头磁性连接。

2.如权利要求1所述的实物化编程系统，其特征在于，还包括供电模块；

所述供电模块，包括供电壳体，供电电路板，供电磁吸接头和供电电源；所述供电壳体设有一供电连接端口，所述供电连接端口处设有一供电磁吸接头，所述供电磁吸接头与所述供电电路板连接，且所述供电磁吸接头为母端磁吸接头；所述供电电源与所述供电电路板连接；所述供电电路板设于所述供电壳体内；

所述供电模块通过所述供电磁吸接头与所述第四主控端口的主控磁吸接头磁吸连接。

3.如权利要求1所述的实物化编程系统，其特征在于，还包括至少一变量模块；

所述变量模块包括变量壳体、变量电路板、变量磁吸接头及用于调节变量数值的调节机构；

所述变量壳体的侧面设置有两个变量连接端口，分别为第一变量端口和第二变量端口；每一所述变量连接端口处设有一变量磁吸接头，各所述变量磁吸接头均与所述变量电路板连接；设置于所述第一变量端口的磁吸接头为公端磁吸接头，设置于所述第二变量端口的磁吸接头为母端磁吸接头；

所述变量壳体包括变量上壳体和变量下壳体，所述调节机构设置在所述变量上壳体的外表面，且所述调节机构与所述变量电路板连接；所述变量电路板设置于所述变量壳体内。

4.如权利要求1-3任意一项所述的实物化编程系统，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。

5.如权利要求1所述的实物化编程系统，其特征在于，所述显示壳体包括显示上壳体和显示下壳体，所述显示屏设置在所述上壳体的外表面，所述下壳体的内表面设置有磁铁安装位，所述磁铁安装位上设置有用于使所述显示模块具备背吸功能的磁铁。

6.如权利要求1所述的实物化编程系统，其特征在于，所述功放壳体包括功放上壳体和功放下壳体，所述功放上壳体的外表面设置有蜂窝状的透声孔位，所述喇叭设置于所述功放壳体内，且与所述透声孔位相对应。

7.如权利要求6所述的实物化编程系统，其特征在于，所述功放下壳体的内表面设置有磁铁安装位，所述磁铁安装位上设置有用于使所述功放模块具备背吸功能的磁铁。

8.如权利要求2所述的实物化编程系统，其特征在于，所述供电壳体包括供电上壳体和供电下壳体，所述供电上壳体上设置有弧形排布的电量指示灯孔；所述供电下壳体的内表面上设置有磁铁安装位。

9.如权利要求2所述的实物化编程系统，其特征在于，所述供电模块还包括充电接口。

10.如权利要求8所述的实物化编程系统，其特征在于，所述供电模块还包用于使所述供电模块具备背吸功能的磁铁，所述磁铁设置在所述供电下壳体内表面的磁铁安装位中。

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