JP2019181269A - 磁気的な相互接続によるモジュラー電子ビルディングシステム、およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子ビルディングブロックすなわち電子組立ブロックおよび玩具ビルディングセットすなわち玩具組立セットを提供する。【解決手段】電気的コネクタ、電気的モジュール、およびシステムが提供される。一態様では、電気的コネクタが、側面を規定するハウジングと、ハウジングに支持されかつハウジングの側面に近接して係合部分を含む導体とを含む。係合部分は、別の電気的コネクタの別の導体に係合するように適合されている。コネクタはまた、ハウジングの側面に近接し、ハウジングによって支持された磁石と、ハウジングの側面から延出する突出部と、ハウジングの側面に規定されたレセプタクルとを含む。他の態様では、電気的モジュールは、これらの電気的コネクタのうちの少なくとも1つを含む。さらなる態様では、システムが複数のこれらのモジュールを含み、およびモジュールは、選択的に連結可能である。【選択図】図19
Description
関連出願の相互参照
関連出願
[0001]本出願は、2012年11月19日出願の米国仮特許出願第61/728,103号(「Modular Electronic Building Systems with Magnetic Interconnections and Methods of Using the Same」)の優先権および利益を主張し、および2011年8月26日出願の米国仮特許出願第61/527,860号の優先権を主張する2012年8月24日出願の米国特許出願第13/593,891号(「Modular Electronic Building Systems with Magnetic Interconnections and Methods of Using the Same」)の一部継続出願である。これら開示それぞれの全体を、本願明細書に援用する。
関連出願
[0001]本出願は、2012年11月19日出願の米国仮特許出願第61/728,103号(「Modular Electronic Building Systems with Magnetic Interconnections and Methods of Using the Same」)の優先権および利益を主張し、および2011年8月26日出願の米国仮特許出願第61/527,860号の優先権を主張する2012年8月24日出願の米国特許出願第13/593,891号(「Modular Electronic Building Systems with Magnetic Interconnections and Methods of Using the Same」)の一部継続出願である。これら開示それぞれの全体を、本願明細書に援用する。
発明の分野
[0002]本発明はエレクトロニクスの分野に関し、より詳細には、電子ビルディングブロックすなわち電子組立ブロックおよび玩具ビルディングセットすなわち玩具組立セットに関する。
[0002]本発明はエレクトロニクスの分野に関し、より詳細には、電子ビルディングブロックすなわち電子組立ブロックおよび玩具ビルディングセットすなわち玩具組立セットに関する。
背景
[0003]現在、人々は、一日の多くの時間をハイテク機器と共に過ごしているが、ほとんどの人は、それらの仕組み、または自身でそれらを作製する方法を知らない。これらのデバイスの双方向性にもかかわらず、人々は、受動的に消費するにすぎない。さらに、エレクトロニクスで遊ぶ、エレクトロニクスを作り出す、またはエレクトロニクスをプロジェクト、玩具および製品に組み込むことは、恐れを伴い、時間がかかり、専門的なスキル、ならびに特殊なハードウェア/ソフトウェアプラットフォームを必要とする。人々は、電子物品を間違って接続すること、または感電死することを恐れている。これは、光、音、ボタンおよび他の電子的構成要素を備える物品の組み立てすなわちビルディングを非常に困難にし、かつ子供、若い学生、設計者、非エンジニア、および必要な経験を欠いた他の人に対しては組み立てを禁止している。しかし、小型化技術を進歩させるために、エレクトロニクスは、コスト効率的に、非熟練者に、より利用しやすくなる必要がある。
[0003]現在、人々は、一日の多くの時間をハイテク機器と共に過ごしているが、ほとんどの人は、それらの仕組み、または自身でそれらを作製する方法を知らない。これらのデバイスの双方向性にもかかわらず、人々は、受動的に消費するにすぎない。さらに、エレクトロニクスで遊ぶ、エレクトロニクスを作り出す、またはエレクトロニクスをプロジェクト、玩具および製品に組み込むことは、恐れを伴い、時間がかかり、専門的なスキル、ならびに特殊なハードウェア/ソフトウェアプラットフォームを必要とする。人々は、電子物品を間違って接続すること、または感電死することを恐れている。これは、光、音、ボタンおよび他の電子的構成要素を備える物品の組み立てすなわちビルディングを非常に困難にし、かつ子供、若い学生、設計者、非エンジニア、および必要な経験を欠いた他の人に対しては組み立てを禁止している。しかし、小型化技術を進歩させるために、エレクトロニクスは、コスト効率的に、非熟練者に、より利用しやすくなる必要がある。
[0004]それゆえ、依然として複雑な相互依存システムを作り出すことができる、単純で、使いやすく、利用しやすい電子ビルディングブロックプラットフォームを作る機会を与えるおよびその必要性があることは明らかである。そのようなプラットフォームは、学習性を高め、21世紀の実験を可能にし、かつ革新を促進する。また、創造的プロセスにおいて追加的な材料のように機能し、かつ子供および大人が、システムまたはその部分を、紙、厚紙およびネジなどの他の伝統的な材料と組み合わせて、組み込むことができるようにするシステムが必要とされている。
[0005]以下の参照文献は背景情報を提供し、かつそれら全体を参照することにより本書に援用する:Ayah Bdeir,(2009), Electronics as material: littleBits, In Proceedings of the 3rd International Conference on Tangible and Embedded Interaction(TEI ‘09), ACM, New York, NY, USA, 397-400, DOI=10.1145/1517664.1517743, http://doi.acm.org/10.1145/1517664.1517743;およびAyah Bdeir and Ted Ullrich,(2010), Electronics as material: littleBits, In Proceedings of the fifth international conference on Tangible, embedded, and embodied interaction(TEI ‘11), ACM, New York, NY, USA, 341-344, DOI=10.1145/1935701.1935781, http://doi.acm.org/10.1145/1935701.1935781。
概要
[0006]一部の例示的な態様では、専門知識を必要とせずにプログラミングの論理および回路組立を教える電子教育玩具またはビルディングシステムが提供される。モジュラーブロックビルディングシステムは、小さな磁石で相互接続された組立済みのプリント回路基板(PCB:printed circuit board)からなる。各ブロックは、1つ以上の別個の機能(例えば、LED、押しボタン、閾値による光センサーなど)を果たし、およびブロックを組み合わせて、より大きな回路を作ることができる。いくつかのブロックは、例えば機械的な力、接触、近接、無線周波数信号、環境条件などの外部的事象に応答する。他のブロックは、例えばシンセサイザー、発振器など、前もってプログラムされる。さらに他のブロックは、ワイヤーブロックのように単に電流を通過させる。さらに他のブロックは、電源ブロック/モジュールなど、電流をもたらす。
[0006]一部の例示的な態様では、専門知識を必要とせずにプログラミングの論理および回路組立を教える電子教育玩具またはビルディングシステムが提供される。モジュラーブロックビルディングシステムは、小さな磁石で相互接続された組立済みのプリント回路基板(PCB:printed circuit board)からなる。各ブロックは、1つ以上の別個の機能(例えば、LED、押しボタン、閾値による光センサーなど)を果たし、およびブロックを組み合わせて、より大きな回路を作ることができる。いくつかのブロックは、例えば機械的な力、接触、近接、無線周波数信号、環境条件などの外部的事象に応答する。他のブロックは、例えばシンセサイザー、発振器など、前もってプログラムされる。さらに他のブロックは、ワイヤーブロックのように単に電流を通過させる。さらに他のブロックは、電源ブロック/モジュールなど、電流をもたらす。
[0007]一部の態様では、システムは、多くの異なるモジュール間相互作用方法を有する複数のモジュールを含む。モジュール自体ではなく、モジュール間の相互作用は、創造的なプラットフォームのビルディングブロックを形成し得る。従来の電子キットでは、電子的構成要素は、操作の中心であり得る:抵抗器、コンデンサ、バッテリーなど。それらのキットにおいてモジュールを操作することによって、子供は、どのように電気が流れるか、どのように回路を設計するか、またはどのように構成要素を特定するかを学ぶ。しかしながら、この知識は、アプリケーション特有であり、および単一の回路のみを特徴としている。例えばiPod(商標)のタッチセンサー式ホイールの仕組み、または常夜灯の仕組み、またはセル方式携帯電話がどのように振動するか、または電話がどのように回転を検出し、その回転に応答して自動的にスクリーン上の像を回転させるのか、または双方向性を有するその人自身の物品をどのように作るのかには、ほとんどまたは全く関係しない。私たちの社会は、ますます複雑化する電子デバイス(例えば、DVDプレーヤー、MP3プレーヤー、セル方式携帯電話、煙探知機など)に夢中になっているが、現在市場にある教材は、電気をつけることができるようにするまたは電流の流れを見ることができるようにするなどの、エレクトロニクスおよび電気のごく基本的なことしか教えない。平均的な米国人に教えられているものと、その米国人によって使用および消費されているものとの間の差は広がっている。これはまた、ほとんどの電子キットおよび玩具の寿命が非常に短いことの理由であり、これらのキットおよび玩具は、使用者の日常生活に関係がない。今まで、高度なエレクトロニクスに関わる多くの複雑なことをプログラムしたりまたは学んだりする必要がなく、カスタム設計された対話行為によって、子供または大人が自分たち自身の対話型物品を作りあげることができる可能性はなかった。本モジュラーシステムを用いて、人々は、直観的に対話形式で、かつ具体的な方法でプログラムできる。
[0008]本明細書の説明および図面は、本発明の1つ以上の例示的な実施形態の説明のためのものであるが、これらに限定または制限されるとみなされるべきではない。そのようなものとして、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない、いくつもの修正例がある。以下の文章では、単語ブロックおよびモジュールは、モジュラー回路基板を示すために、同じ意味で使用され得る。
[0009]モジュールは、それらの機能に対応するカテゴリーに分割され得る。カテゴリーの例は、限定されるものではないが:電源モジュール、入力モジュール、出力モジュール、ワイヤーモジュールなどを含む。電源モジュールは、例えば、バッテリー、電源アダプター、または他の電源から電流を取り、かつその電流を、システムの他の構成要素に供給する電流に変換する。モジュールの任意のワーキング構成では、少なくとも1つの電源モジュールがあり得る。入力モジュールは、限定されるものではないが:ボタン、スイッチ、センサー、論理ブロックなどを含む。出力モジュールは、限定されるものではないが:LED、ディスプレイ、音声モジュールなどを含む。ワイヤーモジュールは、特定の機能を果たさないが、ワイヤーの延長部、構成変更器、および場合によっては論理および状態モジュールとしての役目を果たす。
[0010]例示的な一実施形態では、スタンドアロンブロックが提供され、このスタンドアロンブロックは、ほとんどまたは全くエレクトロニクスまたはプログラミングの経験のない使用者が、基本的なおよび複雑なセンサー、およびインターラクション・ベースのアナログおよびデジタル回路を構成できるようにし得る。
[0011]別の例示的な実施形態では、システムの一般的な電気的動作は以下の通りである。全てのモジュールは、標準インターフェースを含み、かつ接続時に自動的に通信し得る。各モジュールは3本の電気線路を含み、およびそのような電気線路は、全てのモジュール間でおよびそれらの至るところで相互接続される。これらの電気線路は、電源、信号およびアース用のラインを含む。電源モジュールにおいて、電源ラインおよび信号ラインは5ボルトであり、システムは低電力であり、および電源ラインおよびアースラインは、全てのモジュールで共有とされる。他の例示的な実施形態では、電源は、5ボルト以外、例えば、3V、9V、12V、15Vの交流電流(AC:alternating current)などとしてもよい。入力モジュールは、入力制御信号ラインに接続され、およびモジュールの機能に従ってそれを操作し、および修正された信号電圧を出力する。電源モジュールに接続された圧力センサーの場合、例えば、センサーモジュールは、5ボルトを信号ラインにし、およびセンサーに加えられた圧力の量すなわち大きさに依存して0〜5ボルトの電圧を出力する。出力モジュールは、電圧を光、音、ディスプレイまたは他の形態で「視覚化」することによって、信号ラインに応答する。
[0012]全てのモジュールは、組立済みであるか、予め工作すなわちエンジニアリング(pre-engineered)されており、および構成要素を簡単に使用できるようにするために必要な論理および回路を含む。例えば、LEDモジュールは、その定格電流に対応する抵抗器、回路の残りの部分に対するバッファとしての演算増幅器(OpAmp:Operation Amplifier)を含み、およびコイン電池バッテリーモジュールは放電保護回路を組み込む。一部の例示的な実施形態では、システムは、エレクトロニクスの予備知識を必要とせず、およびハードウェアまたはソフトウェアプラットフォームを全く必要としない。他の例示的な実施形態では、システムは、ハードウェアおよび/またはソフトウェアプラットフォームを含んでもよい。また、一部の例示的な実施形態では、モジュールはプログラムされる必要がなく、およびそれらを制御する中心回路を必要としないため、システムはスタンドアロンであり、およびコンピュータまたはハブを必要としない。しかしながら、例示的な一実施形態によれば、システムは、コンピュータ、ハブ、記憶装置などのデバイスに、または例えばセルラー電話、スマートフォンなどのパーソナル電子モバイルデバイスに接続されて、追加的な機能性を生み出し得るか、またはデバイスから情報を取り出すかまたは電力を回収し得る。
[0013]一部の態様では、モジュールは、次から次へと連結しかつカスケード接続するように設計される。モジュールは、電気接続性を保証する磁気コネクタを含み、かつPCB上で組み立てられて装着され得る。磁気コネクタは、雄型形態および雌型形態としてもよく、および一部の例では、磁石の北磁極面および南磁極面に対応してもよい。標準ブロックに関し、各ブロックは、標準ブロックに2つの磁気コネクタが装着され、そのコネクタの一方は1つまたは複数の磁石の北磁極面を外側に向け、および他方は1つまたは複数の磁石の南磁極面を外側に向けるようにし得る。1つのモジュールの磁気コネクタの南磁極側は、次段のモジュールの磁気コネクタの北磁極側に接続する。これにより、適切な接続および適切な極性を保証する。反発する極性は、磁石が不適切に接続されないようにして、モジュールの正しい接続を容易にする。
[0014]別の例示的な実施形態では、磁気コネクタは、2つの磁石と、射出成形されたプラスチック本体に埋め込まれた3つの導体とを含む。2つの磁石は、分極およびロッキング要素の役目を果たす一方、導体は、雄型コネクタと雌型コネクタをかみ合わせることによって、1つの回路基板から次の回路基板まで信号を送る。コネクタの雄型バージョンでは、3つの導体はスプリングプローブである。コネクタの雌型バージョンでは、導体は、スプリングプローブかまたは小型の金属板のいずれかである。どちらにしても、スプリングプローブまたは金属板は、雄型コネクタのスプリングプローブに接触し、および電気信号を回路基板に伝達する。磁気コネクタはまた、雄型および雌型の相補的な構成要素の形態のプラスチックケースの一部としてのインターロッキングシステムを特徴とする。一例では、1つのブロックに雄型突起が含まれ、および第2のブロックに雌型窪みが含まれる。突起および窪みは協働して、ブロックが互いに対して摺動しないようにする。別の例では、雄型突起および雌型窪みは各ブロックに含まれ、およびインターフェースするブロック上の雄型突起および雌型窪みが協働して、ブロックが互いに対して摺動しないようにする。
[0015]例示的な一実施形態によれば、磁気コネクタはまた、プラスチックケースの一部としてのインターロッキングシステムを特徴とし、モジュールが互いに対して左右に摺動しないようにし、およびモジュールが正しい向きで組み立てられることを保証するようにする(すなわち、逆向きに接続しないようにする)。左右の運動を阻止するために、コネクタは、雄型または雌型の側面上に突起を含むことができ、これは、対応する雌型または雄型の側面にある窪みに対応する。モジュールが接続されたら、突起は窪みに入り、およびモジュールは十分に一緒にロックされ、左右の運動が阻止される。別の実施形態では、コネクタはタブ付き特徴を含み、左右の運動を阻止し得る。例えば、図12に示すように、回路基板に最も近いコネクタの部分(「ベース」)は、コネクタから横方向に突出する丸みを帯びたタブ、およびタブに隣接する丸みを帯びた窪みの双方を含む。対応するコネクタは、丸みを帯びたタブおよび窪みを含み、それらは、2つのコネクタが結合されると、第1のコネクタの丸みを帯びたタブが、第2のコネクタの丸みを帯びた突起に挿入され、かつ第2のコネクタの丸みを帯びたタブが、第1のコネクタの丸みを帯びた突起に挿入され、それにより、2つのコネクタを一緒にロックして、左右の運動を防止するような構成にある。逆向きの接続を防止するために、コネクタは1つ以上の突起を含み得る。例えば、図12に示すように、回路基板から最も遠いコネクタの部分(「頂部」)は、一連の水平な突起を含む。2つのモジュールは、使用者によって結合されると、2つのモジュール上の水平な突起が適切に位置合わせする。さらに、図12に示すように、コネクタの底部の丸みを帯びたタブゆえに、例えば、第2のコネクタが逆向きに結合された場合、第2のコネクタの水平な突起は、第1のコネクタの丸みを帯びたタブに当たり、および2つのコネクタが適切に結合しないようにする。
[0016]前述の例示的なコネクタに加えて、コネクタに対し、多くの修正例が可能であり、修正例は、限定されるものではないが、ケース、使用される導体のタイプ、導体の数、ならびに磁石が導体の機能を果たすかどうか、磁石の数、磁石の形状、磁石の極性、コネクタがブロックの回路基板に結合する方法などを含む。
[0017]創造性を抑制するのではなく、システムが表現豊かにされかつ拡張されるようにするために、利用可能なモジュール数は多数である必要がある。概して、プロトタイピングプロセスにおいて数個のねじおよびボルトのみを有することは、あまり役に立たず、あるいは、禁止的でもあり得る。本発明は、相互接続および電圧標準による新しいモジュールを追加できるようにする。例えば、1組100個のモジュールから始めて、システムの機能性を拡張するために、本システムに適合しかつそれと協働する数百または数千の追加的なモジュールを想像および設計できる。例えば、電気皮膚センサー、ヒ素検出器、マイクロコントローラーモジュールなどのモジュールを、ならびに他の電子ブロックビルディングシステムおよびインターフェースへのアダプターボードを、潜在的に組み立てることができる。
[0018]少なくとも例示的な一実施形態は、物理的な相互作用によってプログラムされた複雑な動作を可能にするために設計された。このセットは、プログラミングの概念を初心者に紹介する論理および状態モジュールを特徴とする。そのようなモジュールの例は、AND、ORおよびNOTブロック、ならびに閾値ブロックである。これらは、使用者が、プログラミング言語を学んだり、コンピュータでコードを書いたり、またはマイクロコントローラー回路をプログラムしたりする必要がなく、使用者が設計したシステムの、ある動作をプログラムできるようにする。ここでは、プログラミングは、決定木を作るために論理モジュールを使用して行われる。また、モジュールは、動作モードを選択できるようにするスイッチ、ノブおよびボタンなどの制御手段を特徴とする。ブレンダーが、そのモータの特定の速度にそれぞれ対応し得るような3つのボタンを有しているように、本発明の一部のモジュールは、モードの選択またはそれらの動作の調整を考慮に入れている。例えば、近接センサーブロックは、モードスイッチおよび電位差計を含み得る。埋め込まれた電位差計を操作することによって、閾値レベルを設定して、入力電圧レベルがそれを超えると、モジュールが高い出力となると決定することができる。また、スイッチをフリップすることによって、モジュールが、ノーマリ・ハイからノーマリ・ローへと言変えることができ、基本的に、その所望の閾値に対する応答を反転させることができる。
[0019]全てのブロックは、空間的制約を考慮して設計され、かつブロックを簡単に、例えば、厚紙、プラスチック、パイプクリーナなどの他の材料と一体化できることが可能な最小サイズに保たれ得る。ブロックは、それらの外観ならびにサイズが使いやすく、およびそれらブロックと遊ぶおよびプロトタイピングすることが、目標に関わらず、子供も大人も同様に引き付けるようにする。
[0020]モジュールは、個々のブロックとしてまたはセットとして提供され得る。これらは、標準ブロック構成要素から、センサーセット、機械的なセット、生物学セット、音声セットなどの特別なセットまでの範囲とし得る。また、使用者は、ライブラリを拡張するために、使用者自身のモジュールまたはセットを設計しかつ組み立てることができる。
[0021]一部の態様では、電気的コネクタが提供され、かつ側面を規定するハウジングと、ハウジングによって支持されかつハウジングの側面の近くに係合部分を含む導体であって、係合部分は、別の電気的コネクタの別の導体に係合するように適合された導体と、ハウジングの側面の近くでハウジングに支持された磁石と、ハウジングの側面から延出する突出部と、ハウジングの側面に規定されたレセプタクルとを含む。
[0022]他の態様では、電気的モジュールが提供され、かつ回路基板および電気的コネクタを含む。電気的コネクタは、側面を規定するハウジングと、ハウジングによって支持されかつ結合部分および係合部分を含む導体であって、結合部分は、回路基板と係合および電気的に通信するように適合され、および係合部分は、ハウジングの側面の近くにある、導体と、ハウジングの側面の近くでハウジングによって支持される磁石と、ハウジングの側面から延出する突出部と、ハウジングの側面に規定されたレセプタクルとを含む。
[0023]さらなる態様では、システムが提供され、かつ1つの電気的モジュールから別の電気的モジュールまで電流を伝えるために選択的に連結可能な複数の電気的モジュールを含み、各モジュールは、それに関連付けられた少なくとも1つの機能性を有し、かつ電気的モジュールの別のものの電気的コネクタに結合するように適合された電気的コネクタを含み、電気的コネクタは連結され、複数の電気的モジュールの少なくとも1つの機能性は、複数の電気的モジュールの少なくとも別のものに依存する。
[0024]さらに他の態様では、システムが提供され、かつ互いに選択的に結合されるように適合された複数の電気的モジュールを含み、複数の電気的モジュールは、少なくとも第1の電気的モジュールおよび第2の電気的モジュールを含み、第1の電気的モジュールは、第1の回路基板、および第1のハウジングと、第1のハウジングによって支持されかつ第1の結合部分および第1の係合部分を含む第1の導体であって、第1の結合部分は、第1の回路基板と係合しかつ電気的に通信するように適合される、第1の導体と、第1のハウジングによって支持された第1の磁石と、第1のハウジングから延出する第1の突出部と、第1のハウジングに規定される第1のレセプタクルとを含む第1の電気的コネクタを含む。第2の電気的モジュールは、第2の回路基板、および第2のハウジングと、第2のハウジングによって支持されかつ第2の結合部分および第2の係合部分を含む第2の導体であって、第2の結合部分は、第2の回路基板と係合しかつ電気的に通信するように適合される、第2の導体と、第2のハウジングによって支持された第2の磁石と、第2のハウジングから延出する第2の突出部と、第2のハウジングに規定された第2のレセプタクルとを含む第2の電気的コネクタを含み、第1の電気的モジュールが第2の電気的モジュールに結合されると、第1の磁石は、第2の磁石に磁気的に結合され、第1の係合部分は第2の係合部分に係合し、第1の突出部は、第2のレセプタクル内に少なくとも部分的に位置決めされ、および第2の突出部は、第1のレセプタクル内に少なくとも部分的に位置決めされる。
[0025]本発明は、様々な修正構成および代替構成が可能であり、それらのいくつかを下記の図面で詳細に示す。しかしながら、本発明を特定の実施形態または形態に限定することは意図せず、むしろ、本発明は、その範囲の一部として、変更、追加および修正を網羅することが明らかである。詳細な説明および図面を検討することから、本発明の独立した特徴および独立した利点は、当業者に明らかになる。
[0053]本発明のいずれかの独立した特徴および実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用が、以下の説明に明記されたまたは図面に示された構成要素の構造および配置構成の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、および様々な方法で実践または実施できる。また、本明細書で使用される用語および専門用語は、説明のためのものであり、限定とみなされるべきではないことが理解される。例えば、「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「前」、「後」などの方向を示す用語は、限定を意図するものではなく、および本明細書の図示の例示的な実施形態を説明するために使用される。
詳細な説明
[0054]例示的な電子ビルディングシステムすなわち電子組立システム30が提供される。電子ビルディングシステム30は、予め設計された構成要素およびモジュール34と一緒に使用するためだけでなく、使用者が、デザインスタジオまたは家において、それらのモジュール34を他の伝統的なプロトタイピングおよびプレイイングアイテムと組み合わせることができるようにするためのものである。そのような材料は、例えば、紙、厚紙、木、接着剤、パイプクリーナ、フォームなどを含んでもよく、それにより、個人がエレクトロニクスのような材料を創造的プロセスにおいて取り扱うようにすることを促す。
[0054]例示的な電子ビルディングシステムすなわち電子組立システム30が提供される。電子ビルディングシステム30は、予め設計された構成要素およびモジュール34と一緒に使用するためだけでなく、使用者が、デザインスタジオまたは家において、それらのモジュール34を他の伝統的なプロトタイピングおよびプレイイングアイテムと組み合わせることができるようにするためのものである。そのような材料は、例えば、紙、厚紙、木、接着剤、パイプクリーナ、フォームなどを含んでもよく、それにより、個人がエレクトロニクスのような材料を創造的プロセスにおいて取り扱うようにすることを促す。
[0055]一部の例示的な実施形態では、システム30は、少なくとも4つの異なるタイプのモジュール34:電源;入力;出力;およびワイヤーを含み得るが;より多くのタイプのモジュール34が可能である。電源モジュール34は、システム30に電気を供給する。入力モジュール34は、データまたはそれらの周囲を解釈し、その入力をシステム30に提供する。出力モジュール34は、システム30への1つまたは複数の入力に基づいて、それらの周囲に対し視覚的、物理的、または可聴式の変更を行う。ワイヤーモジュール34は、システム30のモジュール34間での電力および通信のやり取りのルートを決める。
[0056]例示的な一実施形態によれば、第1のモジュール34が第2のモジュール34に接続されるとき、電源信号が第1のモジュール34から第2のモジュール34へ伝達される。従って、第2のモジュール34は、完全に第1のモジュール34によって動かされている。ボタンモジュール34、センサーモジュール34、または他のモジュール34が第1のモジュール34と第2のモジュール34との間のどこかに配置される場合、電流は、ボタンモジュール34またはセンサーモジュール34の作用の影響を受け得る。例えば、電流は、ボタンモジュール34のボタンが押されない限り、またはセンサーモジュール34のセンサーが作動されない限り、第1のモジュール34から第2のモジュール34まで通過しないこともある(または、代替的には、連続的に通過することもある)。同様に、センサーモジュール34が部分的にのみ作動される場合、部分的な電流のみが第1のモジュール34から第2のモジュール34へ伝達される。
[0057]各カテゴリーには、多くの異なるタイプのモジュール34が可能であり、これらモジュールは、以下を含むがそれらに限定されない:(i)電源モジュール:壁面電源モジュール、バッテリー電源モジュール、ソーラー電源モジュール、放電保護回路;(ii)入力モジュール:パルスモジュール、圧力センサーモジュール、近接モジュール、入力記録モジュール、電位差計モジュール、ボタンモジュール、温度モジュール、加速度計モジュール、メモリモジュール、タイマーモジュール;(iii)出力モジュール:作動モジュール、振動モータモジュール、ファンモジュール、RGB LEDモジュール、LEDモジュール、棒グラフモジュール、スピーカーモジュール;および(iv)ワイヤーモジュール:様々な長さのワイヤーモジュール、延長モジュール、スプリッターモジュール、およびエレクトロルミネセントワイヤーモジュール。任意の公知のタイプの回路または電子的構成要素または構成要素の組み合わせを使用してモジュール34を作製してもよく、それゆえ、そのような構成要素を使用して組み立てられたシステム30の一部分を形成する。
[0058]本明細書で説明するモジュラーシステム30は、再使用可能であり、小さくて単純な回路から大きくて複雑な回路まで拡張可能であり、および実体的な物品を操作する(論理および状態モジュール34を使用する)ことによって動作の複雑なプログラミングを可能にするのに十分に高機能である。さらに、より大きくかつより複雑なソフトウェアプログラムを作成するためにプログラマーがソフトウェアモジュールおよびライブラリを使用するのと同じように、モジュール34は、電子的構成要素のライブラリに変換され、これらを使用して、より大きくかつより複雑な構成要素またはシステムを作ることができる。実際、使用者は、モジュールライブラリをほぼ無限に拡大でき、モジュールレポジトリのために使用したい任意の新しい構成要素を追加する。
[0059]使用者は、使用者自身のモジュール34を作って、それらをライブラリの残りに追加することもできる。例えば、例示的な一実施形態によれば、使用者は、モジュール34の構成要素−例えば小型の回路基板、センサー、または他の電子的構成要素にスナップ式に嵌合するかまたは他の方法で結合する雄型磁気コネクタ38Aおよび雌型磁気コネクタ38Bであって、コネクタ38A/38Bが1つのモジュール34から別のモジュールに電流を送るようにする−を提供されてもよく、使用者は、使用者が別のソースから組み立てたまたは集めた回路基板、センサー、または出力機構から組み立てられた使用者自身の内部接続可能なモジュール34を作るために、使用できる。
[0060]別の例示的な実施形態によれば、いくつかのモジュール34を含むシステム30は、単一のキットまたはセットとして市販されてもよい。キットは、1つ以上の異なるモジュール34(電源、入力、出力、および/またはワイヤー)を含んでもよく、1つ以上の異なるタイプの各モジュール34を含んでもよく、モジュール34を保管するコンテナ、モジュールを配置または結合する実装基板または基体は、学習教材、アクセサリー、取扱説明書、または様々な他の構成要素を含み得る。例えば、キットは、いくつかの異なる入力および出力機能を実行するために、ほとんど無限の組み合わせ数において接続され得る一握りのモジュール34を含み得る(図10および図17参照)。他の例示的な実施形態では、キットはまた、限られた数の機能を実行するために、単一の組み合わせを含む、限られた数の組み合わせで組み立てられるようにされた、限られた数のモジュール34を含み得る。例えば、機能的システムに組み込まれることを意図したキットを含むために、キットは、数十または数百もの、またはそれよりも多いモジュール34を含むことができるか、またはたった2つのモジュール34(電源モジュールおよび出力モジュール)を含むことができる。あるいは、キットは、既存のモジュールライブラリを増強するためのものとしてもよく、その場合、たった1つのタイプのモジュール34、例えばワイヤーモジュール34のみまたは出力モジュール34のみなどのキットを含む。キットはまた、ある年齢層を対象としてもよく、例えば、小学生レベルのキットは、高校生レベルに設計されたキットよりも少数のおよび/またはあまり複雑でないモジュール34を含む。例示的な一実施形態では、キットは、使用者にモジュール34の1つ以上の考えられる組み合わせに関して知らせる取扱説明書、ビデオ、または他の手段を含み得る。例えば、取扱説明書は、モジュール34を、運動を検出すると可聴警報を発する電池式の運動センサーに組み立てる方法を、使用者に指示し得る。
[0061]例示的なキット、システム、およびモジュールの取り得る可能性の一面は、モジュラープラットフォームの概念を、より複雑な構成要素に広げることになり得る。例示的な一実施形態によれば、システム30は、例えば、単純な3ラインのアナログインターフェースによって高機能のデバイスに近づくように適合されている。例示的な複雑なデバイスは、限定されるものではないが、LCDディスプレイ、OLEDスクリーン、タイマー、加速度計、論理ゲート、およびその他多くのものを含み得る。これは、全てのモジュール34を予め工作しかつデバイスへの「エントリーポイント」を提供することによって、成し遂げられ得る。エントリーポイントはノブやスイッチであり、ノブまたはスイッチは、例えば、使用者が、多くの動作の中でも、パルスの強度または周波数を調整する、動作モードをフリップする、閾値を設定する、決定を行う、または構成を覚えることができるようにする。これらは、「エントリーポイント」であるとみなし得る。なぜなら、人々が、普段の生活から使用方法を知っているのと同様のデバイスに基づいているためである。本明細書で説明する例示的なモジュラーシステムは、家庭用エレクトロニクス(例えば、ブレンダー、DVDプレーヤー、目覚まし時計、ゲーム機など)から教えおよび図像を学んで、かつそれらを、これらのセミロー(semi-raw)電子モジュール34に適用し得る。このようにして、モジュラーシステム30は、電子的構成要素を、電子デバイスであるかのように取り扱い得る。これは、モジュラーシステム30の使用および作製の学習曲線が非常に低く、および使用者自身の家庭用エレクトロニクスを操作することから得た使用者の既存の知識が、使用者が相互作用によって新しい物品をプログラムできるようにするために利用され得ることを意味する。
[0062]例示的なエントリーポイントは、OLEDスクリーンモジュール34を含んでもよく、そのOLEDスクリーンモジュールは、使用者が、画像およびビデオが予めロードされたSDカードを挿入できるSDカードスロットを必要とする。OLEDスクリーンモジュール34はまた、マイクロコントローラーが搭載されていてもよく、これは、画像にアクセスしてそれを表示するためにファームウェアが予めプログラムされている。また、OLEDスクリーンモジュール34には、トグルスイッチおよびノブが組み込まれていてもよく、トグルスイッチは、固定された画像/ビデオまたはルーピングの間で選択されるか、およびノブはルーピング速度を調整する。上記の例では、回路基板およびファームウェア自体が複雑とし得る場合でも、最終的には使いやすいOLEDスクリーンモジュール34となり、子供も初心者の使用者も同様に利用しやすいとし得る適切な図像を備える。例示的なシステム30は、OLEDスクリーンの例と同様の多数の他の複雑なモジュール34の予工作および設計を可能にしかつそれを含み得る。
[0063]ここで図1および図2を参照すると、電子ビルディングシステム30の例示的なモジュールまたはブロック34が示されている(例示的なシステム30は、図3、図4、図7、図9、および図10に示されている)。図示のブロック34は、タクトスイッチモジュール34または押しボタンであり、および個別の電子的構成要素をいかにしてブロック34に変形するかの方法を示す。押しボタン構成要素42は、2つのインターフェース、入力インターフェースおよび出力インターフェースを有するプリント回路基板46に結合(例えば、はんだ付け)される。磁気コネクタが2つのインターフェースのそれぞれに装着される。一部の例示的な実施形態では、磁気コネクタは、同じタイプのコネクタとし得る。他の例示的な実施形態では、コネクタは、入力インターフェース側に雄型コネクタ38A、および出力インターフェース側に雌型コネクタ38Bを含み得る。
[0064]図1のタクトスイッチモジュール34の入力インターフェースは、前段のモジュール34の出力インターフェースと結合するように設計され、および図示のモジュール34の出力インターフェースは、次段のモジュール34の入力インターフェースと結合するように設計される。モジュール34は、電源ラインおよびアースラインのために、2つの係合するインターフェース間の接続を完成するように設計された電気トレースを特徴とする。信号ラインは、回路を作ったり遮断したりするボタン42を通って進むため、修正された信号ラインを、モジュール機能に対応する出力インターフェースに伝達する。図示の例示的な実施形態では、磁気コネクタ38A/Bは、表面実装パッドによってPCB46に結合(例えば、はんだ付け)される。上述の図面はまた、システム30のモジュラー設計、ならびにシステム30を作る接続および通信標準を示す。
[0065]電子ビルディングシステム30の例示的な構成が図3および図4に示されており、かつ図1および図2に示す例示的なタクトスイッチモジュールを含む。これらの図面および以下の図面では、異なるモジュールが共通の参照符号「34」で特定され、およびある文字(例えば、34C、34D、34Eなど)が、異なる各モジュールに関連付けられる。同じく、モジュール間の同様の構成要素が同様の参照符号で特定され、および文字が、モジュールに関連付けられる文字と対応する(例えば、モジュール34F、コネクタ38F、回路基板46Fなど)。
[0066]図3および図4では、壁面コンセントモジュール34Bと発光ダイオード(LED:light emitting diode)モジュール34Cとの間の中間に例示的なタクトスイッチモジュール34Aが示されている。タクトスイッチモジュール34Aの雄型コネクタ38Aは、下記で詳細に説明する磁気コネクタによって壁面コンセントモジュール34Bの雌型コネクタ38Bに引き付けられる。同じ結合方法を、タクトスイッチモジュール34AおよびLEDモジュール34Cに適用し、このLEDモジュールは、PCB46Cに結合(例えば、はんだ付け)されたディップパッケージLED構成要素50を含む。図示の3つのモジュール34内の磁気コネクタが、図4に示すように連結し、および使用者がスイッチモジュール34Aのタクトスイッチ42を押し下げるとき、回路が完成し、かつLED50が照明する。電源モジュール34Bは、DC電圧を電源モジュール34Bに送達する電源アダプターコネクタ54を有する。その後、電源モジュール34B内の予集積回路が、電圧を、例えば本例では5ボルトなどの必要な電圧まで下げる。タクトスイッチモジュール34Aが2つの他のモジュール間から取り外される場合、LEDモジュール34Cは電源モジュール34Bに引き付けられ、およびLED50は、常に照明されたままであることに留意されたい。上述の状況では、1つの電源ブロック(壁面コンセント)、1つの入力ブロック(スイッチ)および1つの出力ブロック(LED)がある。例示的なブロック34は、他の機能性を有する他のブロック34によって置き換えてもよいことを理解される必要がある。例えば、LEDブロック34Cは、ブザーブロックで置き換えてもよく、ボタンが押されると、ブザーが可聴音を生成する。異なる機能性を有する異なるブロックを用いて、数百の他の組み合わせが可能であり、全て、要素が迅速に反応する状態で、かつプログラミング、はんだ付けまたは回路アセンブリを全く必要とせずに、異なる回路を形成する。
[0067]ここで図5および図6を参照すると、磁気コネクタの例示的な実施形態が示されている。図示の例示的な実施形態では、コネクタは雄型磁気コネクタ38Aである。雌型コネクタが、コネクタからあまり突出しないスプリングプローブ66を有し得ることを除いて、雌型磁気コネクタは雄型コネクタと同様としてもよい。一部の例示的な実施形態では、一対の磁気コネクタ38A/Bは、PCB46に電気的に結合され、モジュール34を提供する。あるいは、任意の数(1つを含む)の磁気コネクタがPCB46に電気的に結合されてもよく、および本発明の意図された趣旨および範囲内にある。ここでは雄型バージョンの図示の例示的な磁気コネクタ38Aはハウジング58を含み、そこに、2つの磁石62が成形され、表面に磁極が露出した状態であり、モジュール34間で分極およびロッキング要素の機能を果たす。一部の例示的な実施形態では、ハウジング58は、プラスチックなどの非導電性材料で作製し得る。ハウジング58には、1つのモジュール34から次段のモジュール34への電流の伝導に関与する3つの導体またはスプリングプローブ66が埋め込まれている。さらに、および追加の支持のために、磁気コネクタ38Aは、コネクタ38Aの両側の取付タブ70によってPCB46に装着される。上述の雄型コネクタは、同じように見える雌型コネクタとかみ合うが、雌型コネクタのスプリングプローブ66は金属板で置き換えられてもよく、および磁石露出面は雄型コネクタの面に対向している。他の例示的な実施形態では、雌型コネクタのスプリングプローブ66は、雄型コネクタのスプリングプローブ66よりもコネクタハウジング58から突出しないとし得ることを除いて、雄型コネクタのスプリングプローブ66と同様とし得る。各コネクタ(雄型および雌型の双方)は、ハウジング58に突起71および窪みまたはレセプタクル72を含むことも留意されたい。コネクタが連結されると、突起71は、他のコネクタにある窪み72に挿入されてそれとかみ合うように適合される。突起71と窪み72との間のこの係合により、ブロック34が互いに対して摺動しないようにする。この設計は、ブロック34が連結して、ブロック34間の摺動を確実に阻止するようにし、かつまた、ブロック34を正しい方法で結合するのを容易にする。使用者は、他の電子的構成要素ではしばしば発生し得るように、間違いを犯すかまたは危険な電気的接続を行って、大変な思いをする。こうすることにより、ほとんどまたは全くエレクトロニクスの経験のない子供、非エンジニア、および使用者に、本電子ビルディングシステム30を利用しやすくかつ親しみやすくする。
[0068]図5および図6に示すコネクタ38Aは3つのスプリングプローブ66を含むが、1つだけまたは3つよりもっと多い数を含む任意の数のスプリングプローブ66を使用して、電流および/または1つのモジュール34から次段のモジュール34までの通信に適合し得る。例えば、コネクタ38Aは、4個、5個、6個、またはそれよりも多くの電気線路を含み得る。さらに、当業者に認識されるように、スプリングプローブ以外の多くの手段を使用して、電流および/または通信を1つのモジュール34から別のモジュール34へ送り得る。各システムでは、雌型コネクタ38Bは、雄型コネクタ38Aからのスプリングプローブ66や他の電流伝達手段を適切に受け入れるように構成され、電流が、コネクタ38A/Bとモジュール34との間で適切に送られるようにし得る。他の例示的な実施形態では、コネクタは、雌型コネクタおよび雄型コネクタを含まなくてもよく、むしろ、2つの同様に構成されたコネクタを含み、それらコネクタがかみ合い、かつ1つのモジュール34から別のモジュール34への電流および/または電気通信の伝達を促す。
[0069]図7を参照すると、モジュールまたはブロック34の別の例示的な構成が示されており、およびこの例示的な構成は、圧力センサーモジュール34Dを提供する。図示の例示的な実施形態では、電源モジュールは、例えば、コイン電池バッテリーブロックなどのバッテリーブロック34Eである。このブロック34Eでは、コインバッテリー82は、図示の例示的な電子回路によって3ボルト強から5ボルトまで増大させて送達する。回路は放電保護回路も含み、これは、システムをより使いやすくかつ使用者に安全にするために、電子ビルディングシステム30をどのように設計し得るかの例を示す。回路はまた、バッテリーの電力を無駄にしないように、使用者がバッテリーブロック34Eをオンまたはオフできるようにする埋め込みスイッチを含み得る。バッテリーブロック34Eに接続された次のブロックは、圧力センサーモジュール34Dであり、これは、圧力センサー構成要素86に加えられた圧力の量すなわち大きさを読み取り、および加えられた圧力の量に依存して0〜5ボルトの範囲の電圧を出力する。より多くの圧力が圧力センサー構成要素86に加えられると、より高い電圧が次段のモジュールに伝達される。この例では、次段のモジュールは、振動するモータブロック34F、およびLEDブロック34Gを含み、それら双方とも、それぞれ、加えられる圧力が増えるにつれて、より振動し、かつより明るく照明する。特に図3、図4、および図7は、どのように電子ビルディングシステム30がスタンドアロンであり、およびハードウェアプラットフォームまたはコンピュータが接続される必要がないことを示す。上述の例示的なシステムを、例えば、自分のバージョンのカーニバルの強度計を作製したい子供が使用できる。指やハンマーによってより強く圧力が加えられると、玩具がより振動し、およびLED98は明るくなる。
[0070]一部の例示的な実施形態では、各モジュール34は、モジュール34の安全かつ簡単な動作を容易にするために、制御および保護回路を含み得る。さらに、各モジュール34は、結合されたモジュール34のシステム30全体での、全体的な電流消費量を削減するために、バッファ構成で使用された演算増幅器構成要素を含み得る。これは、電力を著しく損失させることなく、複数のモジュール34のカスケードを容易にすること、ならびに所望され得るようにシステム30を拡張することを支援する。他の例示的な実施形態では、システム30は、結合されたモジュール34のシステム全体にブースターモジュールを含み、電力供給ラインを通って流れる電流および/または電力を増やし、かつシステム30の全てのモジュール34の適切な機能を保証し得る。
[0071]モジュール34をカスケード接続することによって個別の動作を生じることができること以上に、電子ビルディングシステム30は、制御手段によってモジュール34の一定の動作および美観のプログラミングすることを可能にする。図8には、例示的に、光の三原色(赤緑青)(RGB:red green blue)のLEDブロック34Hが示されている。このモジュール34Hでは、RGB LED102の出力色は、モジュール34Hに設けられた3つの電位差計またはノブ106の組み合わせの値によって制御される。スクリュードライバー110または他のデバイスを使用して各電位差計(1つは赤用、1つは緑用、1つは青用)の値を変更することによって、使用者はLED102を所望の色に調整できる。他の例示的な実施形態では、このブロック34Hの電位差計106は、回路基板自体の外側に設けられることができ、およびRGB LED102の色は外部で修正できる。さらなる例示的な実施形態では、電位差計は、ノブまたは他の手動で調整可能なデバイスを含んでもよく、それにより、調整を行う道具が必要なくなる。
[0072]図9に、制御手段によって電子ビルディングシステム30における動作をプログラミングするさらに別の例を示す。ここでも、使用者は、全くコードライティングを行わずに、物理的要素を操作することによって、回路の動作をプログラムできる。図示の例示的な実施形態では、9ボルトのバッテリー114が示され、および電源モジュール341の一部であり、この電源モジュールは、閾値構成要素を含む温度センサーモジュール34Jに接続され、これにオーディオモジュール34Kが続く。この例では、温度センサーモジュール34Jは、伝統的なセンサーモジュールよりも上級である。ブロック34Jは、温度閾値を設定するように調整され得る電位差計118が特徴である。温度センサー122によって検出された温度が設定温度閾値を上回る場合、モジュール34Jは、高い読み取り値を出力する。これは、複雑な回路構成を可能にするために、より単純なアナログブロックに論理を組み込む例である。この例では、温度センサーモジュール34Jからの高い読み取り値の出力によってオーディオモジュール34Kを作動させて、スピーカー126が、高い読み取り値に関連する事前に録音されたメッセージを流すようにする。例えば、この例示的な回路は、エアコンディショニングをオンにするためにアラームが欲しい人によって使用され得る。温度が事前設定閾値温度を超えると、オーディオモジュール34Kは、メッセージ「ACをオンにするべき時です!」を再生する。同様に、オーディオモジュール34Kは、代わりにファンモジュールで置き換えてもよく、温度センサーモジュール34Jから高温の読み取り信号を受信すると作動し得る。
[0073]一部の例示的な実施形態では、温度センサーモジュールは、ブロック34Jの動作を「ノーマリ・ロー」から「ノーマリ・ハイ」にフリップできるモードスイッチ130を組み込み得る。最初に説明した構成(ノーマリ・ローであった)とは対照的に、「ノーマリ・ハイ」設定は、温度が閾値を超えるときを除いて、モジュール34Jに、高い読み取り値を出力させる。これは、オーディオモジュール34Kが、部屋が暖かくなるまで反復的に再生し、暖かくなると、オーディオモジュール34Kがオーディオの出力をやめることを意味する。事前プログラムされたブロック、論理ブロックおよび状態ブロックに加えて、これらの制御手段は、プログラミングまたはエレクトロニクス知識が無くても、システム30を、複雑なプロトタイプおよび回路にできるようにさせる。
[0074]ここで図10を参照すると、例示的なキット132が示されている。図示の例示的な実施形態では、キット132は、複数のモジュールまたはブロック34、およびモジュール34が配置、支持、およびまたは接続され得る基体または実装基板134を含み得る。実装基板134は、任意のサイズとしてもよく、および任意の材料で作製され得る。一部の例示的な実施形態では、実装基板134は非導電性材料製である。さらに、キット132は、使用されていないときにモジュール34が格納され得るコンテナ138を含み得る。複数のブロック34および基体134は、新しいモジュールおよびキットを作製または獲得することによって使用者が追加するキットまたはライブラリの始まりとしてもよく、これら全てを、電子ビルディングシステム30の一部として組み合わせる。先の説明および図面は、システムによって可能にされる構成およびモジュールの例の役目を果たすことを意図する。これらは、決して、制限または限定ではなく、および当業者は、本明細書の実施形態、方法、および例の変形例、組み合わせ、および均等物の存在を理解および認識する。
[0075]図11〜16を参照して説明すると、モジュール34L、34M、34N、34P、34Q、および34Rは、使用者へ各モジュールの機能を迅速に視覚的に示すように独自に構成され得る。モジュールは、任意の方法で独自に構成され、かつモジュールの機能性を特定する任意の特徴を有し得る。さらに、モジュール34の任意の部分は、独自に構成され、かつ独自の構成特徴を表す任意の特徴を有し得る。例えば、モジュールは、色分け、パターニングによってモジュールを独自に特定する特徴を有してもよいし、または形状、ハウジング、相互接続または結合などの独自の構造を含んでもよい。図示の例示的な実施形態は、独自に構成するモジュールの例示的な方法としてコネクタ38の色分けを明示し、モジュールの機能に関する視覚的表示をもたらす。しかしながら、色分けコネクタ38のこの図示の例示的な実施形態は、限定を意図するものではなく、モジュールは、任意の方法で独自に構成されてもよく、および本発明の趣旨および範囲内にあることを理解される必要がある。独自の構成および特徴によって特定されたモジュールの機能性は、任意のタイプまたはレベルの機能性とし得る。例えば、独自の構成は、モジュールが入力モジュール、電源モジュール、ワイヤーモジュール、出力モジュールなどであることを示し得る。他の例では、モジュールの独自の構成は、より具体的なもの、例えば、LEDモジュール、9ボルトのバッテリーモジュール、電池バッテリーモジュール、電位差計モジュール、スイッチモジュール、圧力センサーモジュール、パルスモジュール、ボタンモジュール、振動モータモジュール、ワイヤーモジュールなどとし得る。
[0076]図示の例示的な実施形態では、色分けは、使用者に、モジュールのタイプ、モジュールの機能性の迅速な視覚的な確認を提供し、ならびに、使用者が、どの色の組み合わせが可能であるかを学ぶことができるようにする。図11〜16において様々な色を有するコネクタ38を表すために、コネクタ38は、異なる方法で陰影がつけられる。様々な色を示すための異なる方法での陰影付きコネクタ38は、様々な色を表す例示的な方法であり、および限定を意図しない。異なる色を表す他の方法が考慮され、およびそのような全てのものが本発明の趣旨および範囲内にあるものとする。さらに、コネクタ38は、任意の色を有することができ、および図面に含まれる例示的な色および関連の陰影に限定されない。
[0077]図11に示すような例示的な一実施形態によれば、ワイヤーモジュール34Lは、オレンジ色のコネクタ38Lを含み得る。使用者は、取扱説明書を読むと、オンライン取扱説明書を受信すると、またはトライアルアンドエラーによって、オレンジ色のコネクタ38Lは、使用者が組み立てようとするシステム30に依存して、他のオレンジ色のコネクタ38Lに、出力モジュールの緑色のコネクタ38M、38N(図12は棒グラフ34Mを示し、および図13は振動モータ34Nを示す)に、および/または入力モジュールのピンク色のコネクタ38P、38Q(図14はパルスモジュール34Pを示し、および図15は圧力センサー34Qを示す)に接続してもよいことを学ぶ。各システム30は、おそらく電源モジュール(図16は壁面コンセントモジュール34Rを示す)を必要とし、これは、例示的な一実施形態によれば、青に色分けされたコネクタ38Rを含む。この図示の例示的な実施形態では、および例示的なシステムに関連するキット132を示す図17を参照すると、キット132は、青色の電源モジュール34R、1つ以上のオレンジ色のワイヤーモジュール34L、複数のピンク色の入力モジュール34P、34Q、34S、34T、および複数の緑色の出力モジュール34M、34N、34U、34Vを含む。他の例示的なキットは、任意の考えられる機能性を含む任意の数のモジュール34を含み、および本発明の意図した趣旨および範囲内にあるとし得る。
[0078]ここで図18を参照すると、複数の例示的なモジュール34W、34X、および34Y、およびモジュールを結合しかつ支持する実装基板または基体148を含む、別の例示的なシステム30が示されている。図18に示すシステム30は、本明細書で説明した任意のタイプのモジュール、または任意のタイプの機能性を有する任意の他のタイプのモジュールを含むことができる。それゆえ、図18に関連して本明細書で図示しかつ説明した例示的なモジュールは、限定を意図するものではない。実装基板148は、任意のサイズとし、および任意の材料で作製し得る。一部の例示的な実施形態では、実装基板148は4インチ×12インチとし得る。他の例示的な実施形態では、実装基板148は任意の非導電性材料製とし得る。さらなる例示的な実施形態では、実装基板148は、所望の適用に適切な所望のサイズまで、小さい部分に分割されてもよいし、または他の方法で分離されてもよい。そのような実施形態では、実装基板148は、ある材料で作製されて、実装基板148を小さな部分に分割または分離できるような構成を有し得るか、または実装基板148は、穿孔、厚さの薄い領域、または他の構造特徴を含んで、実装基板148を小さな部分に分割または分離するのを容易にするのを促す予め決められた位置を提供し得るかのいずれかである。
[0079]上記で説明した通り、モジュールは、様々な異なるタイプの機能性を有するように適合され、かつ所望の機能性を果たすために、適切なコネクタ、回路基板、および回路基板に結合された関連の電気的構成要素を含む。図示の例示的な実施形態に示すモジュールは、例示および例証目的のためのものであり、および限定を意図するものではない。例示的な図示のモジュールは、壁面コンセントモジュール34W(電力)、棒グラフモジュール34X(入力)、およびLEDモジュール34Y(出力)を含む。
[0080]ここで図19〜21を参照すると、各モジュール34Xおよび34Yが示され、かつそれぞれ、一対のコネクタ152と、モジュールの所望の機能性に適切な回路基板156とを含む。モジュールは、適切な電気的構成要素を含んで、モジュールの所望の機能性を果たし得る。各コネクタ152は、連結された2つの部分160’、160’’(図21参照)で構成されたハウジング160、一対の磁石164、および複数の導体168を含む。ハウジング160の2つの部分は、例えば、熱かしめ、超音波溶接、接着、圧入、摩擦嵌合、締まり嵌め、スナップ嵌めまたは他の確実なロック方法などの様々な方法で連結されてもよく、および、例えば、プラスチック(例えば、ABSプラスチック)、または他の非導電性材料などの様々な異なる材料で作製され得る。ハウジングの第1の部分160’は空洞172を規定し、そこにハウジングの第2の部分160’’を受け入れる。空洞172は、第2の部分160’’に対し相補的な形状になっており、2つの部分160’、160’’が連結されると、第2の部分160’’の頂面176が確実に第1の部分160’の頂面180と実質的に同一平面になるようにし(図20および図21参照)、かつ、第2の部分160’’の側面184が第1の部分160’の側面188と同一平面となるようにする。
[0081]ハウジングの第1の部分160’はまた、その側面196に一対の磁石用孔192(図21参照)を規定し、そこに磁石164が支持される。図示の実施形態では、磁石164はシリンダー形状であり、それにより、磁石164の長手方向範囲に垂直な平面に沿って断面を取ると円形断面をもたらす。それゆえ、ハウジングの第1の部分160’に規定された磁石用孔192は円形形状である。磁石164は任意の形状を有してよいこと、および磁石用孔192は、同様に、磁石164の形状に相補的な任意の形状を有してよいことが理解される必要がある。例えば、磁石の断面形状が正方形である場合、ハウジングの第1の部分の磁石用孔は正方形とし得る。他の例示的な実施形態では、磁石用孔は、磁石形状に相補的ではない形状を有してもよい。そのような実施形態では、磁石用孔は、磁石が磁石用孔を通過してコネクタのハウジング160から逃げないようにする任意の形状とし得る。例えば、磁石はシリンダー形状であり、それにより円形断面をもたらしてもよく、および磁石用孔は正方形であり、その正方形が、磁石が孔を通過できないように十分に小さいサイズであるようにしてもよい。
[0082]さらに、ハウジングの第1の部分160’は、その側面196に導体用孔200を規定し、そこに導体168の一部分を受け入れて支持する(下記でより詳細に説明する)。図示の例示的な実施形態では、導体用孔200は円形形状であり、そこに受け入れられる導体168の一部分の形状に相補的である。磁石用孔192と同様に、導体用孔200は任意の形状を有してもよく、かつそこに受け入れらる導体168の一部分の形状に相補的としてもよい。
[0083]ハウジングの第1の部分160’は、さらに、その底面208に複数の導体用スロット204(図21参照)を規定し、ハウジング160が組み立てられると、そこに導体168を受け入れる。各導体用スロット204は、第1の寸法を有する上部端212と、第1の寸法よりも小さい第2の寸法を有する底部端216と、上部端212から下部端216まで、大から小へと先細になるテーパ付き側面220とを含む。導体用スロット204の形状は、導体168の形状に相補的であり、ハウジング160が組み立てられたときに導体168に対して十分な支持をもたらす。
[0084]さらに、ハウジングの第1の部分160’は、その底面208から下方に延在する一対の突出部224を含み、コネクタ152を、モジュール34の回路基板156に結合する。図示の例示的な実施形態では、突出部224はシリンダー形状であり、および回路基板156に規定された孔228(図20参照)に挿入し得る。突出部224を回路基板の孔228に挿入するのに続いて、突出部224は変形されて、それらが回路基板156の孔228から引き出されないようにする。突出部224は、様々な異なる方法、例えば、突出部224の溶解または加熱、曲げ、粉砕、または回路基板156の孔228から引き出されないように突出部224を十分に変形させる任意の他の方法で変形させ得る。
[0085]ハウジング160はまた、その側面にレセプタクル232を規定し、および側面から延出しかつレセプタクル232に隣接して位置決めされた突出部236を含む。そのようなレセプタクル232および突出部236は、各コネクタハウジング160に含まれ、およびモジュール34の適切な位置合わせおよび連結を支援する。レセプタクル232は、突出部236の形状に相補的な形状にされて、突出部236がレセプタクル232に受け入れられると、突出部236がレセプタクル232を実質的に満たすようにする。モジュール34Xおよび34Yなどの2つのモジュール34を連結すると、コネクタ152は、他のコネクタ152上のレセプタクル232と実質的に位置合わせされた各コネクタ152上の突出部236によって位置合わせされ、および2つのコネクタ152上の4つの磁石164の磁力がコネクタ152を一緒に引くのに十分となるまで、モジュール34Xおよび34Yは一緒に動かされ、それにより、突出部236をレセプタクル232に挿入する。接続すると、コネクタ152の突出部236およびレセプタクル232は協働して、モジュール34Xおよび34Yの互いに対する著しい側方運動および垂直運動を禁止する。
[0086]引き続き図19〜21を参照すると、ハウジングの第1の部分160’は、そこから下方に延在しかつ実装基板148に規定された相補的な形状のレセプタクル244と係合するように適合された一対の取付部材240を含む(図18参照)。取付部材240およびレセプタクル244は、実装基板148への装着時に、モジュール34に適切な支持をもたらすように構成されている。図示の例示的な実施形態では、取付部材240は、4分の1円弧で構成された形状を有し、および実装基板148上のレセプタクル244は、円形形状である(例えば、取付部材240に関して図19参照)。隣接するモジュール34上の2つのコネクタ152が連結される場合、2つのコネクタ152上の2つの取付部材240が半円を形成し、実装基板148のレセプタクル244に摩擦嵌合し得る。回路基板156は、モジュール34と実装基板148との間に適切な間隔をもたらすように構成された様々な長さおよび幅を有し得る。例えば、図18に示すように、モジュール34Yに含まれた回路基板156は、コネクタ152が回路基板156の各端部に配置されるような長さを有し、回路基板156の一方の端部の取付部材240は、回路基板156の対向端部の取付部材240が配置されるレセプタクル244からレセプタクル4個分離間されたレセプタクル244内に配置される。別の言い方をすると、モジュール34Yの回路基板156の対向端部上のコネクタ152間には3つのレセプタクル244がある。別の例では、図18に示すモジュール34Xに含まれた回路基板156の長さは、モジュール34Yの回路基板の長さよりも長い。モジュール34Xに関し、回路基板156の各端部に配置されたコネクタ152は、モジュール34Xの回路基板156の対向端部上の取付部材240が配置されるレセプタクル244からレセプタクル5個分離間したレセプタクル244に配置される。この例では、モジュール34Yの回路基板156の対向端部のコネクタ152間には4個のレセプタクル244がある。それゆえ、回路基板156は、様々な長さを備え得る一方、また、実装基板148のレセプタクル244間の適切な間隔に適合する。
[0087]さらに、図19に示すように2つのコネクタ152が連結されると、回路基板156の外縁面157がコネクタ152の外面151と実質的に同一平面に配置され得る。あるいは、回路基板の外縁面はコネクタの外面の内側または外側に配置され得る。換言すると、そのような代替例では、外縁面はコネクタの外面と同一平面ではない。
[0088]引き続き図19〜21を参照すると、導体168は、加えられた力を受けて導体168の運動を可能にするバネ特性を有する。導体168の運動を促すこのバネ特性は、モジュール34の操作中、本モジュール34に結合された隣接するモジュール34上の導体168との接触を維持するのを助ける。そのような操作は、モジュール34に加えられる力を生じ、モジュール34を互いに対して動かす。一部の実施形態では、隣接するモジュール上の導体168は異なる長さを有し、導体168が、異なる距離でハウジング160から延在するようにし得る。例えば、図19に示す導体168の長さは、図20に示す導体168の長さよりも長い。そのような実施形態では、図19に示すような導体168を有するコネクタ152は、図20に示すような導体168を有するコネクタ152に結合されてもよく、および対応する導体168は、互いに対してバネ力(または付勢力)を加え、2つのコネクタ152が連結されている間、結合された組の導体168の位置を実質的に維持し得る。換言すると、先の実施形態に関し上記で説明した通り、コネクタ152は、雄型コネクタまたは雌型コネクタとでき、それらは、他のタイプのコネクタ(例えば、それぞれ雌型コネクタまたは雄型コネクタ)とかみ合うように連結され得る。図示の例示的な実施形態では、各導体168は、それぞれの導体用孔200内に位置決めされた係合部分248(図21参照)、下方に延在しかつ回路基板156に係合しかつそれと電気的に通信するように適合された結合部分252、および係合部分248と結合部分252との間に延在する中間部分256(図21参照)を含む。係合部分248は、本モジュール34に結合された隣接するモジュール34の導体168に係合するように適合されている。導体168が導電性材料製であることに起因して、電流は、本モジュール34の導体168を通ってその回路基板156まで流れる。各導体168は、導体168の端部間に位置決めされた拡大部分260(図21参照)を含み、この拡大部分は、それぞれの導体用スロット204に収まる。拡大部分260は、導体用スロット204に相補的な形状を有して、ハウジング160が組み立てられたとき、導体168に対し垂直および水平支持をもたらす。図示の例示的な実施形態では、拡大部分260は、導体用スロット204のテーパ付き面220と相補的なテーパ付き部分264(図21参照)を含む。
[0089]ここで図22および図23を参照すると、2つの連結されたモジュール34に支持部材268が結合されて、結合されたモジュール34に追加的な支持をもたらす。一部の例示的な実施形態では、実装基板148の代わりに支持部材268を使用して、モジュール34に追加的な支持を提供する。他の例示的な実施形態では、支持部材268は、支持部材268および実装基板148の双方が2つの連結されたモジュール34に支持を提供できるように、構成され得る。図示の例示的な実施形態では、支持部材268は、その頂面276に規定された一対のレセプタクル280を含み、連結されたモジュール34の取付部材240を受け入れる。支持部材268のレセプタクル280は、同様のサイズ、形状にされ、および実装基板148のレセプタクル244のように離間される。支持部材268はまた、高さHを有し、2つのモジュール34が互いにおよび支持部材268に結合されると、支持部材268の頂面276がハウジング160の底面288と実質的に同一平面となって、それとかみ合うかまたは係合する。また、図示の例示的な実施形態では、支持部材268の幅W1は、2つの連結されたコネクタ152の幅W2と実質的に同様であり、および長さL1は、2つの連結されたモジュール34の長さL2と実質的に同様である。あるいは、支持部材268が、連結されたモジュール34に支持をもたらす限り、支持部材268は、図示の例示的な実施形態とは異なる構成を有してもよい。システム30の複数のモジュール34が連結されるとき、支持部材268は、システム30の各対の連結されたコネクタ152に結合され得る。それゆえ、システム30は、任意の数の支持部材268を含み、および本発明の意図した趣旨および範囲内にある。
[0090]本明細書で開示した例示的なシステム30は、他のタイプのシステムと協働するように適合され、例示的なシステム30の機能性および特徴を他のタイプのシステムにもたらす。例示的なシステム30は、任意のタイプの他のシステムと協働し、かつ本発明の意図した趣旨および範囲内である。図24および図25を参照すると、本発明の例示的なシステム30の例示的な実装基板148は、例えば、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステム292などの玩具ビルディングブロックシステム292と協働するように示されている。図示の例示的なシステムは限定を意図するものではなく、むしろ、例示および例証目的のためである。図示の例示的な実施形態では、実装基板148は、例示的なLEGO(登録商標)ビルディングブロックシステム292と協働するように構成され、特に、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステム292に結合するように構成されている。実装基板148の第1の側面296(例えば、頂部側)は、モジュール34のコネクタ152を受け入れるために適切に離間した複数のレセプタクル244を含む。実装基板148の第2の側面298(例えば、底部側)は複数の突出部300を含み、そこに空洞304が規定されており、それら空洞は互いに適切に離間して、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステム292への結合を容易にする。上記で示す通り、本発明のシステム30は、任意のタイプの他のシステムに結合し、その結果、実装基板148の第2の側面298は、実装基板148が結合しようとする任意のタイプの他のシステムに適合するように任意の方法で構成され得る。
[0091]本明細書で開示しかつ図1〜25に示したシステムの様々な例示的な実施形態の構造、特徴、機能性、および他の特徴は、任意の方法および任意の組み合わせで互いに組み合わせてもよく、およびそのような方法および組み合わせは全て、本発明の趣旨および範囲内にあるものとすることが理解される必要がある。例えば、1つまたは複数のアダプターまたは脚部材が、コネクタの高さを調整するために含まれることができ、異なるコネクタの実施形態を共通の回路基板に結合できるようにするか、または異なる回路基板/コネクタの組み合わせが連結され得るようにする。例えば、アダプターは、コネクタ38Aの底部に結合され(図5参照)、コネクタ38Aの長さまたは高さを増すことができ、コネクタ38Aが、コネクタ152と一緒に回路基板156に結合され得るようにする。別の例では、アダプターは、コネクタ38Mの底部に結合され(図12参照)、回路基板に対してコネクタ38Mの長さまたは高さを増し、コネクタ38Mが、コネクタ152を有する異なる回路基板156に結合され得るようにする。そのようなアダプターは、例えば、コネクタ38Aまたはコネクタ38Mの底部に接着結合される。一部の実施形態では、アダプターは、上述の取付部材240と同様の取付部材または部分を含むことができ、アダプターは、実装基板(例えば、図18に示す実装基板148)に規定された相補的な形状のレセプタクル(例えば、上述のレセプタクル244)に係合できる。
[0092]モジュール34の実施形態を、回路基板(例えば、回路基板46および156)の一方の端部または2つの対向端部または縁に結合されたコネクタ(例えば、コネクタ38および152)を有するとして示しかつ説明するが、他の実施形態では、モジュール34は、回路基板の3つ以上の端部または縁に結合されたコネクタを含み得る。例えば、図26A〜26Dは、それぞれ、回路基板および1つ以上のコネクタを含むモジュールの上面図の概略図である。図26A〜26Dのモジュールは、本明細書で説明するようなコネクタおよび/または回路基板の様々な異なる実施形態を含み得る。
[0093]図26Aは、回路基板356Aと、回路基板356Aの単一の縁または端部部分に結合された1つのコネクタ352Aとを含むモジュール334Aを示す。図26Bは、回路基板356Bと、回路基板356Bの単一の縁または端部部分に結合された2つのコネクタ352Bとを含むモジュール334Bを示す。図26Cは、回路基板356Cと、回路基板356Cの3つの異なる縁または端部部分に結合された3つのコネクタ352Cとを含むモジュール334Cを示す。図26Dは、回路基板356Dと、回路基板356Dの4つの異なる縁または端部部分に結合された4つのコネクタ352Dとを含むモジュール334Dを含む。
[0094]図27Aおよび図27Bは、コネクタの側部の縁または側面に関して回路基板の側部の縁を示すモジュールの実施形態の概略図である。図27Aは、回路基板456Aと、回路基板456Aに結合された2つのコネクタ452Aとを有するモジュール434Aを示す。この実施形態では、コネクタ452Aが回路基板456Aに結合されると、回路基板456Aの側部の縁457Aは、コネクタ452Aの側部の縁または側面451Aの内側に配置される。図示しないが、他の実施形態では、回路基板の側部の縁は、コネクタの側部の縁または側面の外側に配置され得る。図27Bは、回路基板456Bと、回路基板456Bに結語された2つのコネクタ452Bとを有するモジュール434Bを示す。この実施形態では、コネクタ452Bが回路基板456Bに結合されると、回路基板456Bの側部の縁457Bは、コネクタ452Bの側部の縁または側面451Bと実質的に同一平面に配置される。
[0095]上述した通り、モジュールおよびシステムの多くの例において、多数のモジュールは連結されて、システムの様々な機能性を達成し得る。モジュールは、カスケード式に結合されてもよく、システムに1つのモジュールを含むことによって、第1の方法で下流のモジュールの機能性に影響を及ぼし、かつシステムに異なるモジュールを含むことによって、第1の方法とは異なる別の方法で、下流のモジュールの機能に影響を及ぼし得る。すなわち、システムにおいて連結されたモジュールは互いに依存性を有し、その機能性およびシステム全体に影響を及ぼし得る。この概念を実証する単純な例は、限定を意図するものではないが、3つのモジュール:電源モジュール、ボタンモジュール、およびLEDモジュールを含むシステムである。ボタンモジュールおよびLEDモジュールは電源モジュールに依存し、およびLEDモジュールはボタンモジュールに依存する。電源モジュールへのボタンモジュールおよびLEDモジュールの依存性を実証するために、以下を考慮する:電源モジュールが電力を全く提供しない場合、ボタンモジュールもLEDモジュールもそれらの意図した方法で動作できない。同様に、ボタンモジュールへのLEDモジュールの依存性を実証するために、回路を閉鎖するようにボタンが押し下げられないまたは他の方法で作動されない場合、LEDモジュールは照明されず、およびボタンが押し下げられる場合、LEDモジュールは照明される。換言すると、システムでのカスケード式モジュールは、下流のモジュールの動作および機能性に影響を及ぼす。
[0096]上記の説明は、実例および説明のために提供されたものであり、および包括的であること、または本発明を開示の正確な形態に限定することを意図していない。記述は、考慮される特定の使用に好適であるように、当業者が様々な実施形態および様々な修正形態において本発明を用いることができるように、本発明の原理およびそれらの実際の適用を説明するように選択された。本発明の特定の構造を図示しかつ説明したが、他の代替的な構造が当業者には明らかであり、かつ本発明の意図した範囲内にある。
Claims (21)
- 第1の側面と、前記第1の側面に対向する第2の側面と、第1の端部と、前記第1の端部に対向する第2の端部とを有する第1の回路基板;
前記第1の回路基板の前記第1の側面および前記第2の側面の一方に装着された第1のコネクタ;および
前記第1の回路基板の前記第1の端部および前記第2の端部の一方に装着された第2のコネクタ
を含む装置であって、
前記第1のコネクタは、第2の回路基板に結合されたコネクタ上の導体に係合するように構成された少なくとも1つの導体を含み、前記第2のコネクタは、第3の回路基板に結合されたコネクタ上の導体に係合するように構成された少なくとも1つの導体を含む、装置。 - 前記第1のコネクタが、実装基板に規定された複数の開口部の第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板に規定された複数の開口部の第2の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含み、前記第2のコネクタが、前記実装基板に規定された前記複数の開口部の第3の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板に規定された前記複数の開口部の第4の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含む、請求項1に記載の装置。
- 複数の開口部を規定する第1の側面と、複数の突出部を含む第2の側面とを有する実装基板
をさらに含み、
前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタは、前記実装基板の前記第1の側面に取り外し可能に結合されるようにそれぞれ構成され、
前記実装基板の前記第2の側面は、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステムに取り外し可能に結合されるように構成されている、請求項1に記載の装置。 - 前記第1のコネクタが第1の高さを有し、および実装基板に規定された異なる開口部に受け入れられるようにそれぞれ構成された第1の取付部材および第2の取付部材を含み、前記装置が、
前記第1の取付部材の底面に結合されるように構成された第1のアダプター;および
前記第2の取付部材の底面に結合されるように構成された第2のアダプター、
をさらに含み、
前記第1のアダプターおよび前記第2のアダプターが前記第1のコネクタに結合されるとき、前記第1のコネクタが第2の高さを有し、前記第2の高さは前記第1の高さよりも高い、請求項1に記載の装置。 - 前記回路基板は第1の回路基板であり、前記第2のコネクタは第1の取付部材および第2の取付部材を含み、前記装置は、
第2の回路基板;および
前記第2の回路基板の端部に装着されたコネクタであって、第1の取付部材および第2の取付部材を含む、コネクタ
をさらに含み、
前記第2のコネクタの前記第1の取付部材は、実装基板に規定された複数の開口部の第1の開口部に受け入れられるように構成され、および前記第2の電気的コネクタの前記第2の取付部材は、前記複数の開口部の第2の開口部に受け入れられるように構成されて、前記第1の回路基板を前記実装基板に取り外し可能に結合し、
前記第2の回路基板に装着された前記コネクタの前記第1の取付部材は、前記第1の開口部に受け入れられるように構成され、および前記第2の回路基板に装着された前記コネクタの前記第2の取付部材は、前記第2の開口部に受け入れられるように構成されて、前記第2の回路基板を前記実装基板に取り外し可能に結合する、請求項1に記載の装置。 - 前記第1のコネクタの前記少なくとも1つの導体が、前記第2の回路基板の前記コネクタ上の前記第1の導体に係合するように構成された係合部分と、前記係合部分とモノリシックに形成された結合部分とを有する、請求項1に記載の装置。
- 第1の回路基板;
前記第1の回路基板に装着された第1のコネクタであって、側面を有する第1のコネクタ;
第2の回路基板;および
前記第2の回路基板に装着された第2のコネクタであって、前記第2のコネクタは側面を有し、前記第2のコネクタは、前記第1のコネクタに取り外し可能に結合されるように構成され、前記第1のコネクタの前記側面および前記第2のコネクタの前記側面が実質的に同じ平面で位置合わせされる、第2のコネクタ
を含む装置。 - 前記第1のコネクタが前記第2のコネクタに取り外し可能に結合されるとき、前記第1のコネクタが、少なくとも1つの導体を含む前面を有し、前記導体が、前記第2のコネクタの前面にある導体に係合するように構成されている、請求項7に記載の装置。
- 前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタがそれぞれ、垂直方向に延在する第1の細長い部分と、水平方向に延在する第2の細長い部分とを含む前面を有し、前記第1のコネクタが前記第2のコネクタに結合されると、前記第1のコネクタの前記第1の細長い部分は、前記第2のコネクタの前記第1の細長い部分に接触するように構成され、前記第1のコネクタの前記第2の細長い部分は、前記第2のコネクタの前記第2の細長い部分に接触するように構成されている、請求項7に記載の装置。
- 複数の開口部を規定する第1の側面と、複数の突出部を含む第2の側面とを有する実装基板
をさらに含み、
前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタは、前記実装基板の前記第1の側面に取り外し可能に結合されるようにそれぞれ構成され、
前記実装基板の前記第2の側面は、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステムに取り外し可能に結合されるように構成されている、請求項7に記載の装置。 - 前記第1のコネクタが、実装基板に規定された複数の開口部の第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板に規定された前記複数の開口部の第2の開口部に受け入れられるように構成されて、前記第1の回路基板を前記実装基板に取り外し可能に結合する第2の取付部材とを含み、
前記第2のコネクタが、前記実装基板の前記第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板の前記第2の開口部に受け入れられるように構成されて、前記第2の回路基板を前記実装基板に取り外し可能に結合する第2の取付部材とを含む、請求項7に記載の装置。 - 前記第1のコネクタが、第1の高さを有し、および実装基板に規定された異なる開口部に受け入れられるようにそれぞれ構成された第1の取付部材および第2の取付部材を含み、前記装置が、
前記第1の取付部材の底面に結合されるように構成された第1のアダプター;および
前記第2の取付部材の底面に結合されるように構成された第2のアダプター
をさらに含み、
前記第1のアダプターおよび前記第2のアダプターが前記第1のコネクタに結合されるとき、前記第1のコネクタが第2の高さを有し、前記第2の高さは前記第1の高さよりも高い、請求項7に記載の装置。 - 前記第1のコネクタが、支持部材に規定された第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記支持部材に規定された第2の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含み、
前記第2のコネクタが、前記支持部材の前記第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記支持部材の前記第2の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含み、前記支持部材が、前記第2のコネクタに結合された前記第1のコネクタを維持するように構成されている、請求項7に記載の装置。 - 第1の端部および第2の端部を有する回路基板;
前記回路基板の前記第1の端部に結合された第1のコネクタであって、前記第1のコネクタは、第1の取付部材および第2の取付部材を有し、前記第1の取付部材は、実装基板に規定された第1の開口部に受け入れられるように構成され、前記第2の取付部材は、前記実装基板に規定された第2の開口部に受け入れられるように構成され、前記実装基板は、前記実装基板の長さおよび幅に沿って複数の開口部を規定し、前記複数の開口部は前記第1の開口部および前記第2の開口部を含む、第1のコネクタ;および
前記回路基板の前記第2の端部に結合された第2のコネクタであって、前記第2のコネクタは、前記複数の開口部の第3の開口部に受け入れられるように構成された第3の取付部材と、前記複数の開口部の第4の開口部に受け入れられるように構成された第4の取付部材とを含む、第2のコネクタ
を含む装置であって、
前記回路基板、前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタが、合計長を有し、および前記実装基板にまとめて取り外し可能に結合されるように構成されて、(1)前記第1の取付部材および前記第2の取付部材がそれぞれ、前記実装基板の第1の位置に規定された前記第1の開口部および前記第2の開口部のそれぞれに受け入れられ、および(2)前記第3の取付部材および前記第4の取付部材がそれぞれ、前記実装基板の第2の位置に規定された前記第3の開口部および前記第4の開口部のそれぞれに受け入れられるようにし、前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離は、前記回路基板、前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタの前記合計長に実質的に一致する、装置。 - 頂面および底面を含む前記実装基板であって、前記頂面が前記複数の開口部を規定し、前記底面が、LEGO(登録商標)ビルディングブロックシステムに結合されるように構成された複数の突出部を規定する、前記実装基板
をさらに含む、請求項14に記載の装置。 - 前記回路基板が第1の回路基板であり、前記装置が、
第2の回路基板;および
前記実装基板の前記第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板の前記第2の開口部に受け入れられるように構成され、前記第2の回路基板を前記実装基板に取り外し可能に結合する第2の取付部材とを含む、前記第2の回路基板に結合されたコネクタ
をさらに含む、請求項14に記載の装置。 - 前記第1のコネクタが、少なくとも1つの導体を含む前面を有し、前記導体は、第2の回路基板に結合されたコネクタの前面にある導体に係合するように構成されている、請求項14に記載の装置。
- 前記第1のコネクタが第1の高さを有し、前記装置が、
前記第1の取付部材の底面に結合されるように構成された第1のアダプター;および
前記第2の取付部材の底面に結合されるように構成された第2のアダプター
をさらに含み、
前記第1のアダプターおよび前記第2のアダプターが前記第1のコネクタに結合されるとき、前記第1のコネクタが第2の高さを有し、前記第2の高さは前記第1の高さよりも高い、請求項14に記載の装置。 - 前記第1のコネクタおよび前記第2のコネクタがそれぞれ第1のハウジング部分を含み、前記第1のハウジング部分は第2のハウジング部分に超音波で結合される、請求項14に記載の装置。
- 第1の回路基板;
前記第1の回路基板に装着された第1のコネクタ;および
前記第1の回路基板に装着された第2のコネクタ
を含む装置であって、
前記第1のコネクタは少なくとも1つの導体を含み、前記導体は、第2の回路基板に結合されたコネクタにある導体に係合するように構成され、
前記第1のコネクタは、実装基板に規定された複数の開口部の第1の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板に規定された複数の開口部の第2の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含み、前記第2のコネクタは、前記実装基板に規定された前記複数の開口部の第3の開口部に受け入れられるように構成された第1の取付部材と、前記実装基板に規定された前記複数の開口部の第4の開口部に受け入れられるように構成された第2の取付部材とを含む、装置。 - 前記第2のコネクタが導体を含み、前記導体は、第3の回路基板に結合されたコネクタ上の導体に係合するように構成されている、請求項20に記載の装置。
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