CN220588914U - 眨眼小球式交互设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种眨眼小球式交互设备，其包括扇叶开合结构、电路板罩、电路板固定板、电路板和底座。扇叶开合结构包括两个扇叶和一个开合连接件，两个扇叶的底边相邻或相对设置，一个扇叶具有一个开合支撑槽，开合连接件形成有线圈槽套筒和两个支撑槽连接部。两个支撑槽连接部分别设置于两个扇叶的开合支撑槽中，扇叶与电路板罩转动连接。电路板固定板分别连接电路板罩和电路板，电路板固定板形成有线圈安装环槽以及形成于线圈安装环槽中间的磁铁安装孔。线圈安装环槽设置有电磁感应线圈，磁铁安装孔设置有柱状磁铁或片状磁铁，电磁感应线圈通电后能够产生随电流改变的磁场，磁铁能够在磁场的作用下靠近或远离电路板固定板。

Description

眨眼小球式交互设备

技术领域

本申请涉及交互设备技术领域，且特别涉及一种眨眼小球式交互设备。

背景技术

在展会、博物馆等场景中，为了使游览人员具有更好的参观体验，可以给游览人员配备能够与展厅及展品进行交互互动的设备。为配合展厅、博物馆等场景的需求特点，此类交互设备可以具备一定的艺术性与智能性以增强游览人员的参与感、体验感。

传统机械结构装置大多由电机、舵机等带动机构工作。例如由电机输出轴连接多级减速齿轮进行速度的降低以及扭矩的提升、输出方向的改变等。虽然该结构已普遍推广应用，但是其应用在一些精密仪器以及对设备内部体积、设备响应速度、设备运行噪音等需求较为严苛的仪器时，仍具有占用空间大、响应速度慢、运行噪音高等问题。

CN213159368U公开了一种仿真恐龙的眨眼结构，其包括第一机构和第二机构。第一机构包括眼部安装架、中间连接柱、眼球、眼睑、定位块、弧形导向杆、固定块、弧形导向筒、活动通孔、弹簧和限位条。眼部安装架的内部固定连接有两个中间连接柱，两个的中间连接柱的内部设置有眼球。第一机构和第二机构相互独立，通过电机的转动带动拨动块拨动定位块进行眨眼。

上述实用新型专利公开的仿真恐龙的眨眼结构通过电机带动拨动块拨动定位块进行实现眨眼，使用电机带动拨动块动作时可能会产生较大的噪音，不适宜应用于展会、博物馆等需要较安静工作场景。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种眨眼小球式交互设备。该设备可以应用于展会、博物馆等场景，其扇叶开合结构可以模仿“眨眼”的效果。配合电路板上的蓝牙模组等，可以实现参观游览人员与展厅、展品等的互动。

本申请提供一种眨眼小球式交互设备，其包括扇叶开合结构、电路板罩、电路板固定板、 电路板和底座，

所述扇叶开合结构包括两个扇叶和一个开合连接件，所述两个扇叶的底边相邻或相对设置，

一个所述扇叶具有一个开合支撑槽，所述开合连接件形成有线圈槽套筒和两个支撑槽连接部，所述两个支撑槽连接部分别设置于两个所述扇叶的所述开合支撑槽中，所述扇叶与所述电路板罩转动连接，

所述电路板固定板分别连接所述电路板罩和所述电路板，所述电路板固定板形成有线圈安装环槽以及形成于所述线圈安装环槽中间的磁铁安装孔，

所述线圈安装环槽设置有电磁感应线圈，所述磁铁安装孔设置有柱状磁铁或片状磁铁，所述电磁感应线圈通电后能够产生随电流改变的磁场，所述磁铁能够在所述磁场的作用下靠近或远离所述电路板固定板，

所述线圈槽套筒套设于所述线圈安装环槽的外部，所述磁铁能够带动所述开合连接件移动，进而带动所述扇叶绕所述扇叶安装凸起转动，

所述底座设置有电池，所述电池与所述电路板电连接。

在至少一个可能的实施方式中， 眨眼小球式交互设备还包括透明罩体，

所述透明罩体具有罩体卡扣，所述底座具有底座卡扣，所述罩体卡扣与所述底座卡扣配合连接，

所述透明罩体与所述底座均为半球壳，

所述罩体卡扣和所述底座卡扣为螺纹卡扣或者按压式卡扣。

在至少一个可能的实施方式中，所述扇叶具有两个扇叶安装孔或两个扇叶安装凸起，

所述电路板罩形成有四个扇叶安装凸起或四个扇叶安装孔，

所述扇叶的扇叶安装孔或扇叶安装凸起与所述电路板罩的扇叶安装凸起或扇叶安装孔转动连接。

在至少一个可能的实施方式中，所述电路板设置有核心处理单元芯片以及滚珠式振动开关或者弹簧式振动开关， 以监测所述交互设备的使用状态，进而控制所述电磁感应线圈的磁场。

在至少一个可能的实施方式中，所述电路板设置有无线蓝牙芯片，以和外部无线蓝牙信号的扫描基站通讯。

在至少一个可能的实施方式中，所述电路板罩形成有多个固定板定位柱和/或多个固定板连接孔，所述电路板固定板形成有多个电路板罩连接孔，

所述固定板定位柱连接到所述电路板罩连接孔，

所述固定板连接孔与所述电路板罩连接孔重叠后通过螺丝连接，

所述电路板固定板设置有多个底座连接槽，所述底座形成有多个连接立柱，所述连接立柱伸入所述底座连接槽，以连接所述电路板固定板与所述底座。

在至少一个可能的实施方式中，所述电路板固定板形成有一个或多个散热孔， 以便所述电路板散热及通过导线。

在至少一个可能的实施方式中，所述扇叶包括扇叶主体和垂直于所述扇叶主体的垂直支撑部，所述开合支撑槽形成于所述垂直支撑部，所述开合支撑槽由所述扇叶的底边朝向其弧边倾斜并向远离所述扇叶主体的方向延伸，所述两个支撑槽连接部能够分别推动所述开合支撑槽的上沿，使所述两个扇叶旋转而相互靠近。

在至少一个可能的实施方式中，所述电路板罩形成有扇叶容纳槽，以容纳或部分容纳所述扇叶，

所述四个扇叶安装凸起或四个扇叶安装孔分别设置于所述扇叶容纳槽的两端。

在至少一个可能的实施方式中，所述底座形成有充电接口，便于所述电池充电。

本申请提供的眨眼小球式交互设备，其扇叶开合结构可以模仿“眨眼”的效果。配合电路板上的蓝牙模组等，可以实现参观游览人员与展厅、展品的互动。该设备使用电磁线圈与磁铁带动扇叶开合结构运动，相比常规的电机、舵机驱动方式可以节省设备内部空间、减少设备噪音。

附图说明

图1为根据本申请的一个实施方式的眨眼小球式交互设备的分解结构图。

图2为根据本申请的一个实施方式的眨眼小球式交互设备的内部结构图。

图3为根据本申请的一个实施方式的两个扇叶的底部结构图。

图4A为根据本申请的一个实施方式的开合连接件的正视结构图。

图4B为根据本申请的一个实施方式的开合连接件的侧视结构图。

图5A为根据本申请的一个实施方式的电路板罩的结构示意图。

图5B为根据本申请的一个实施方式的电路板罩的底部结构示意图。

图6为根据本申请的一个实施方式的电路板固定板的结构示意图。

图7为根据本申请的一个实施方式的底座的内部结构图。

图8为根据本申请的一个实施方式的两个扇叶的结构示意图。

图9为根据本申请的一个实施方式的扇叶的活动轨迹示意图。

附图标记说明

10 透明罩体

11 罩体卡扣

20 扇叶开合结构

21 扇叶

211 扇叶安装孔

212 开合支撑槽

213 垂直支撑部

214 扇叶主体

22 开合连接件

221 线圈槽套筒

222 支撑槽连接部

30 电路板罩

31 扇叶容纳槽

32 扇叶安装凸起

33 固定板定位柱

34 固定板连接孔

40 电路板固定板

41 电路板安装柱

42 线圈安装环槽

43 底座连接槽

44 电路板罩连接孔

45 散热孔

46 磁铁安装孔

50 底座

51 底座卡扣

52 充电接口

53 连接立柱

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

本申请的实施方式提供一种眨眼小球式交互设备(下面有时简称为“交互设备”)，如图1所示，该眨眼小球式交互设备可以包括透明罩体10、扇叶开合结构20、 电路板罩30、电路板固定板40、底座50和电路板。

进一步的，如图1所示，透明罩体10与底座50可以为直径一致或接近的半球壳。透明罩体10可以形成有罩体卡扣11、底座50可以形成有底座卡扣51。罩体卡扣11可以与底座卡扣51连接，以连接透明罩体10和底座50。可以理解，罩体卡扣11和底座卡扣51可以是相配合的螺纹式卡扣，也可以是相配合的按压式卡扣。

可以理解，这里的透明包括半透明。

如图1、图2所示，扇叶开合结构20可以包括两个扇叶21，扇叶21可以为半圆形扇叶、弓形扇叶等。两个半圆形扇叶21以底边相邻或相对、弧边相远离的形式设置。可以理解，当扇叶21相邻布置时，其相邻的边缘可以形成圆角边或倒角边，使两个扇叶21转动时不会相互干涉。

如图2、图3、 图4所示，两个扇叶21上还可以分别形成两个扇叶安装孔211和一个开合支撑槽212。两个扇叶安装孔211可以设置于扇叶21的底边的两端。扇叶安装孔211的延伸方向可以与扇叶21的底边平行。开合支撑槽212可以设置于扇叶21的底边的中部。开合支撑槽212可以为斜槽，其与扇叶21的平面呈一定角度并向远离扇叶的方向延伸。具体的，如图8、图9所示，扇叶21可以包括扇叶主体214和设置在扇叶主体214的中部的垂直于扇叶主体214的垂直支撑部213。开合支撑槽212可以形成于垂直支撑部213。当扇叶21处于打开状态(例如图8所示的状态)时，两个开合支撑槽212可以呈“八”字型。即开合支撑槽212可以由扇叶21的底边朝向其弧边倾斜并向远离扇叶主体214的方向延伸。

如图4A、 图4B、 图9所示， 扇叶开合结构20还可以包括开合连接件22，开合连接件22可以形成有线圈槽套筒221和两个支撑槽连接部222。两个支撑槽连接部222可以分别设置于两个扇叶21的开合支撑槽212中。如图9所示，当开合连接件22向远离电路板固定板40的方向移动时， 两个支撑槽连接部222同样向远离电路板固定板40的方向做直线运动(如图9中的虚线直线箭头所示)。两个支撑槽连接部222可以分别推动开合支撑槽212的上沿，使得两个扇叶21可以分别绕扇叶安装孔211的中心轴线旋转而相互靠近(如图9中的虚线弧形箭头所示)。在扇叶21的转动过程中，支撑槽连接部222在开合支撑槽212内的相对位置可以随扇叶转动而改变。

如图5A、 图5B所示， 电路板罩30可以为圆台形或近似圆台形， 其底部直径可以略小于透明罩体10和底座50的直径。电路板罩30可以形成有扇叶容纳槽31，以全部或部分容纳两个扇叶21。扇叶容纳槽31的两端还可以形成有扇叶安装凸起32。四个扇叶安装凸起32可以在扇叶容纳槽31的两端相对布置。扇叶安装凸起32可以卡入扇叶21的扇叶安装孔211， 使扇叶21可以绕扇叶安装凸起32转动。如图5B所示，电路板罩30的底部还可以形成有固定板定位柱33和/或固定板连接孔34。可以理解，扇叶21也可以形成扇叶安装凸起，而电路板罩30可以形成扇叶安装孔，进而使扇叶21与电路板罩30转动连接。扇叶21与电路板罩30也可以采用其他(例如螺栓)连接结构等实现转动连接。

如图6所示， 电路板固定板40可以形成有多个电路板安装柱41， 电路板可以通过电路板安装柱41连接到电路板固定板40。示例性的， 图6中共设置四个电路板安装柱41。可以理解， 电路板安装柱41可以根据实际需要改变设置数量或设置位置。电路板固定板40的中间可以连接或形成有线圈安装环槽42，线圈安装环槽42内可以设置电磁感应线圈。线圈安装环槽42的内圈中间可以形成有磁铁安装孔46，磁铁安装孔46内可以设置有磁铁。可以理解， 电磁感应线圈能够产生磁场，磁场的磁极方向可以由通过线圈的电流方向改变。电磁感应线圈的磁场与磁铁相吸或互斥，进而使磁铁远离或靠近电路板固定板40。开合连接件22的线圈槽套筒221可以套设于线圈安装环槽42的外部，使磁铁能够抵靠到开合连接件22(包括直接抵靠以及在电磁感应线圈作用下移动后抵靠)。可以理解， 电路板上的相应位置可以形成孔或槽， 以穿过或部分穿过电路板安装柱41、线圈安装环槽42。

优选的，磁铁可以选用柱状磁铁。可以理解，磁铁也可以采用片状磁铁，此时， 开合连接件22的线圈槽套筒221内部可以形成有短柱， 以便与片状磁铁接触。

可选地，磁铁可以和开合连接件22连接到一起或分开。

进一步的，如图6、图7所示， 电路板固定板40可以形成多个底座连接槽43，底座50可以形成多个连接立柱53。多个连接立柱53可以分别伸入多个底座连接槽43， 以将电路板固定板40连接到底座50。示例性的，底座连接槽43可以为半圆形，连接立柱53可以为半圆柱形，底座连接槽43和连接立柱53的数量可以是四个，并分别均匀分布于电路板固定板40和底座50的边缘。

电路板固定板40可以形成有多个电路板罩连接孔44。示例性的，电路板固定板40可以形成有四个电路板罩连接孔44，电路板罩30可以形成两个固定板定位柱33和两个固定板连接孔34。固定板定位柱33与固定板连接孔34可以交错布置。两个电路板罩连接孔44可以分别连接到两个固定板定位柱33，以使电路板罩30定位连接到电路板固定板40。两个固定板连接孔34可以和两个电路板罩连接孔44重合， 二者可以用螺丝连接。

电路板固定板40还可以形成多个散热孔45，用于电路板固定板40连接的电路板的散热，还可以用于通过电源线、导线等。

如图7所示，底座50中可以设置有电池， 电池可以与电路板电连接以向用电元件供电。底座50的底部可以形成有充电接口52， 以便电池充电。

优选的，透明罩体10的可以为亚克力材质。扇叶21可以为塑料材质。

优选的， 该眨眼小球式交互设备的电池可以选用锂电池。 电池可以为3.3V的直流型电池。电池提供的电流可以经过电路板升压电路升压，还可以再通过电源管理芯片进行整流，以向电路板上的用电元件提供稳定的5V直流电。

优选的，该交互设备的电路板上可以设置有中央处理单元(CPU)芯片，该芯片的型号可以为例如STM32G030x6/x8型。该型号的核心处理单元芯片具有低成本、低功耗的特点，在采用电池供电时具有较长的续航时间。

优选的，该交互设备的电路板上可以设置有滚珠式振动开关或者弹簧式振动开关，可以通过振动开关(又称振动传感器)来检测振动。可以通过振动信号根据电路板上核心处理单元芯片中设定的程序改变电磁感应线圈中电流的方向，进而改变电磁感应线圈的磁性方向。示例性的，芯片可以通过二极管放大控制电路输出相对应的高低电平，进而改变电磁极性。

优选的，该交互设备的电路板上可以设置有无线蓝牙芯片。该设备使用场地、展区展品等可以根据实际需要设置无线蓝牙信号的扫描基站。示例性的，该交互设备的无线蓝牙芯片可以与外界的扫描基站等进行通讯，可以通过分析计算接收信号强度(RSSI)以及具有唯一属性的MAC地址(MediaAccess Control Address，媒体访问控制地址，也称作局域网地址、以太网地址或者物理地址)以利用信号强度与距离的关系进行距离、位置的大致信息计算判断。结合地理围栏技术(地理围栏是一种基于定位技术的应用，该技术可以在真实的地理区域上建立虚拟的边缘或者界限。相关应用程序可以依据用户的定位数据做出响应，当用户携带智能终端等设备进入或离开某个特定地理区域，或在该区域内活动时，相关设备可以接收到相应的通知或警告等信息)可以实现该交互设备的防丢、报警等功能。例如，可以利用位置信息反馈至微控制器中判断是否超出原来设置的地理围栏，通过频繁带动扇叶结构运动形成“眨眼”的效果来提醒使用者超出使用范围并且兼有防丢功能。可以在该交互设备持有者靠近某个展品时，控制交互设备工作实现“眨眼”效果的互动。无线蓝牙芯片的型号可以为例如NRF52832。

下面简单说明本实施方式提供的眨眼小球式交互设备的工作方式。

将该设备按照上述方式组装后， 电路板可以根据振动开关和/或无线蓝牙芯片的反馈，通过芯片中预先设置的程序改变电磁感应线圈产生的磁场的磁极方向。磁铁安装孔46中设置的磁铁由于磁性相吸或互斥的作用可以沿垂直于电路板固定板40的方向运动。当磁铁向远离电路板固定板40的方向移动时，磁铁可以顶起开合连接件22。开合连接件22的两个支撑槽连接部222可以分别沿一个扇叶21的开合支撑槽212滑动， 带动两个扇叶21绕扇叶安装凸起32转动而相互靠近。当磁铁向靠近电路板固定板40的方向移动时，被顶起的开合连接件22落下(向靠近电路板固定板40的方向移动)，带动两个扇叶21和/或两个扇叶21的重力的作用下绕扇叶安装凸起32转动而相互远离。形成类似“眨眼”的互动效果。

下面简单说明本申请的上述实施方式的部分有益效果。

(1)本申请的实施方式提供的眨眼小球式交互设备通过改变电磁感应线圈产生的磁场方向带动内置的磁铁改变运动状态，进而实现扇叶结构的靠近和远离。相比使用电机、舵机等改变运动状态的方式，该眨眼小球式交互设备在工作时的噪音较小，设备能耗较低。同时，该结构也便于实现设备的小型化。

(2)本申请的实施方式提供的眨眼小球式交互设备其扇叶开合结构可以模仿“眨眼”的效果。配合振动开关监测、无线蓝牙通讯技术、地理围栏技术等，可以实现参观游览人员与展厅、展品的互动，增强游览人员的游览体验。

可以理解，在本申请中，未特别限定部件或构件的数量时，其数量可以是一个或多个，这里的多个是指两个或更多个。对于附图中示出和/或说明书描述了部件或构件的数量为例如两个、三个、四个等的具体数量的情况，该具体数量通常是示例性的而非限制性的，可以将其理解为多个，即两个或更多个，但是，这不意味着本申请排除了一个的情况。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。

Claims (10)

1.一种眨眼小球式交互设备，其特征在于，包括扇叶开合结构、电路板罩、电路板固定板、电路板和底座，

所述扇叶开合结构包括两个扇叶和一个开合连接件，所述两个扇叶的底边相邻或相对设置，

一个所述扇叶具有一个开合支撑槽，所述开合连接件形成有线圈槽套筒和两个支撑槽连接部，所述两个支撑槽连接部分别设置于两个所述扇叶的所述开合支撑槽中，所述扇叶与所述电路板罩转动连接，

所述电路板固定板分别连接所述电路板罩和所述电路板，所述电路板固定板形成有线圈安装环槽以及形成于所述线圈安装环槽中间的磁铁安装孔，

所述线圈安装环槽设置有电磁感应线圈，所述磁铁安装孔设置有柱状磁铁或片状磁铁，所述电磁感应线圈通电后能够产生随电流改变的磁场，所述磁铁能够在所述磁场的作用下靠近或远离所述电路板固定板，

所述线圈槽套筒套设于所述线圈安装环槽的外部，所述磁铁能够带动所述开合连接件移动，进而带动所述扇叶转动，

所述底座设置有电池，所述电池与所述电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，还包括透明罩体，

所述透明罩体具有罩体卡扣，所述底座具有底座卡扣，所述罩体卡扣与所述底座卡扣配合连接，

所述透明罩体与所述底座均为半球壳，

所述罩体卡扣和所述底座卡扣为螺纹卡扣或者按压式卡扣。

3.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，

所述扇叶具有两个扇叶安装孔或两个扇叶安装凸起，

所述电路板罩形成有四个扇叶安装凸起或四个扇叶安装孔，

所述扇叶的扇叶安装孔或扇叶安装凸起与所述电路板罩的扇叶安装凸起或扇叶安装孔转动连接。

4.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述电路板设置有核心处理单元芯片以及滚珠式振动开关或者弹簧式振动开关，以监测所述交互设备的使用状态，进而控制所述电磁感应线圈的磁场。

5.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述电路板设置有无线蓝牙芯片，以和外部无线蓝牙信号的扫描基站通讯。

6.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述电路板罩形成有多个固定板定位柱和/或多个固定板连接孔，所述电路板固定板形成有多个电路板罩连接孔，

所述固定板定位柱连接到所述电路板罩连接孔，

所述固定板连接孔与所述电路板罩连接孔重叠后通过螺丝连接，

所述电路板固定板设置有多个底座连接槽，所述底座形成有多个连接立柱，所述连接立柱伸入所述底座连接槽，以连接所述电路板固定板与所述底座。

7.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述电路板固定板形成有一个或多个散热孔，以便所述电路板散热及通过导线。

8.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述扇叶包括扇叶主体和垂直于所述扇叶主体的垂直支撑部，所述开合支撑槽形成于所述垂直支撑部，所述开合支撑槽由所述扇叶的底边朝向其弧边倾斜并向远离所述扇叶主体的方向延伸，所述两个支撑槽连接部能够分别推动所述开合支撑槽的上沿，使所述两个扇叶旋转而相互靠近。

9.根据权利要求3所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述电路板罩形成有扇叶容纳槽，以容纳或部分容纳所述扇叶，

所述四个扇叶安装凸起或四个扇叶安装孔分别设置于所述扇叶容纳槽的两端。

10.根据权利要求1所述的眨眼小球式交互设备，其特征在于，所述底座形成有充电接口，便于所述电池充电。