TWM546015U

TWM546015U - 在積木外側表面設置一金屬層之電子積木組

Info

Publication number: TWM546015U
Application number: TW106202397U
Authority: TW
Inventors: 陳育偉; 高林于
Original assignee: 陳育偉; 高林于; 歐琺創智股份有限公司
Priority date: 2017-02-18
Filing date: 2017-02-18
Publication date: 2017-07-21
Also published as: US10183227B2; US20180236368A1

Description

在積木外側表面設置一金屬層之電子積木組

本創作係關於電子積木組，尤指一種在積木的外側表面設置一金屬層，且該積木之中空柱體內設有複數個感應接點，該金屬層與該等感應接點兩者能電氣連接至相異極性之電極電路的電子積木組。

按，「電子積木」係一種在積木內部設置電容、電阻、電感、發光二極體等各種不同功能之電子元件，令幼童能透過堆疊積木的方式，學習電路的基本原理，進而激發學習興趣之趣味教具。由於早期業者多半把「電子積木」視為「免焊萬用電路板(solderless breadboard，即俗稱之麵包板)」的一種變形產品而已，而未將其視為一種「智慧型裝置」進行設計，因此，前述電子積木產品大多僅能傳輸電力，意即，前述電子積木係在其內設有一金屬傳導件，令複數個電子積木相堆疊時，能藉由該等金屬傳導件的連接而能依序傳輸電力。

然而，僅能傳輸電力的電子積木產品大多功能單一，因此，樂高玩具(LEGO)公司與美國麻省理工學院(MIT)共同研發而成出「MINDSTORMS」之電子積木產品，又，「MINDSTORMS」包括了「頭腦」積木RCX、感應系統(如：用以偵測光線、溫度和碰觸等外界環境因素的感應器)、紅外線傳輸器及700個傳統樂高積木塊，其中，使用者能利用紅外線傳輸器，將在個人電腦上編程好的程式軟體傳輸且儲存至「頭腦」積木RCX後，再使該「頭腦」積木RCX與感應系統相電氣連接，且將該等傳統樂高積木塊組裝至該「頭腦」積木RCX上，以形成所需的機器人態樣，如此，即可使該機器人能根據使用者的程式軟體運作，而執行對應之程序。

然而，申請人發現，該「頭腦」積木RCX是額外透過傳輸線連接至對應的元件上，以能傳輸訊號與電力，因此，當使用者於操作或遊戲過程中，不慎拉扯該傳輸線，將會造成傳輸線斷裂之情事，令該「頭腦」積木RCX無法正常使用，導致使用者需花費大量的維修金錢與時間；此外，申請人更發現，無論是傳統僅能傳輸電力的電子積木，或是該「頭腦」積木RCX，均是將正極電路與負極電路的接點設置於同一電路板上，且使用者必須採用特定的組裝方式，才能夠正確地傳輸電力，此舉，無疑會造成使用者組裝上的困擾，且會提高產品的不便性。承前所述可知，電子積木雖具有寓教於樂的優點，但在使用上仍有許多侷限，故，如何有效改善前述問題，以提供使用者更為良好的使用經驗，即成為本創作之一重要課題。

有鑑於現有的電子積木之結構，仍具有改善空間，因此，創作人憑藉著多年來的實務經驗，經過多次的研究、測試與改良後，終於設計出本創作之一種在積木外側表面設置一金屬層之電子積木組，期能有效提升使用者組裝或遊戲電子積木的良好使用經驗。

本創作之一目的，係提供一種在積木外側表面設置一金屬層之電子積木組，包括一主積木及一輔積木，其中，該主積木內設有至少一主電路板，該主電路板包括二相異極性之主電極電路(如：正極電路、負極電路)，該等主電極電路分別接收二相異極性的電力，該主積木之頂部凸設有複數個主中空柱體，各該主中空柱體之底部分別設有一主感應接點，各該主感應接點係電氣連接至其中一個主電極電路，該主積木之頂部外側表面佈設有一主金屬層，該主金屬層則電氣連接至另一個主電極電路，另，該輔積木內至少裝設一輔電路板，該輔電路板包括二相異極性之輔電極電路，該輔積木之底部凸設有至少一第一感應件，且其底部外側表面設有第一輔金屬層，且該第一感應件係電氣連接至其中一個輔電極電路，該第一輔金屬層則電氣連接至另一個輔電極電路，當該輔積木嵌接至該主積木時，各該第一感應件會伸入至對應的主中空柱體，且電氣連接至對應的主感應接點，該第一輔金屬層則會抵接至該主金屬層，以使該輔電路板能接收該主積木所傳來之電力，如此，藉由將正極電路、負極電路所對應之連接位置(即，主感應接點、主金屬層)分設於主積木的不同區域之結構，即能達成令輔積木具有萬向組裝之能力。

為便貴審查委員能對本創作目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本創作〕

1‧‧‧主積木

10‧‧‧主電路板

11‧‧‧主中空柱體

111‧‧‧主感應接點

12‧‧‧電池

14‧‧‧主金屬層

15‧‧‧主微處理器

2‧‧‧輔積木

20‧‧‧輔電路板

201‧‧‧第一感應件

202‧‧‧第一輔金屬層

21‧‧‧輔中空柱體

211‧‧‧輔感應接點

22‧‧‧功能模組

24‧‧‧第二輔金屬層

25‧‧‧輔微處理器

26‧‧‧輔凹槽

第1圖係電子積木組之組裝示意圖；第2圖係主積木之剖面示意圖；及第3圖係輔積木之剖面示意圖。

本創作係一種在積木外側表面設置一金屬層之電子積木組，在一實施例中，請參閱第1~2圖所示，該電子積木組至少包括一主積木1及一輔積木2，在此特別一提者，本創作之主積木1與輔積木2的外觀，能夠與傳統積木的態樣相同(如：樂高公司所生產之積木)，或是能依設計需求而調整其形狀，如：長方形、正方形、圓形等，合先陳明。另，該主積木1內設有至少一主電路板10及一電池12，該主電路板10包括二相異極性之主電極電路，例如：正極電路、負極電路，且該等主電極電路分別電氣連接至該電池12之二相異極性的電極接點，例如：正極接點、負極接點，意即，正極電路會連接至正極接點，負極電路則會連接至負極接點，在此特別一提者，在電路板上設有正極電路與負極電路，且其分別連接至電池12對應的正極接點與負極接點，係為習知技術，該領域之通常知識者，當能在掌握本創作後續之整體技術特徵後，自行調整前述電路形態，故不予贅述。

復請參閱第1~2圖所示，在該實施例中，該主積木1之頂部凸設有複數個主中空柱體11，各該主中空柱體11內之底部分別設有一主感應接點111，其中，該主感應接點111能為金屬薄膜彈片(Metal dome array)，但在本創作之其它實施例中，業者能夠根據產品需求，調整該主感應接點111的態樣，又，各該主感應接點111係電氣連接至其中一個主電極電路(如：正極電路)，且能接收該電池12經由正極接點所傳來之電力；另，該主積木1之頂部外側表面佈設有一主金屬層14，該主金屬層14能夠以電鍍、黏貼、蒸鍍...等方式，形成與該主積木1上，且該主金屬層14能電氣連接至另一個主電極電路(如：負極電路)，意即，該等主感應接點111與該主金屬層14兩者所電氣連接之主電極電路，彼此間的極性相異。

復請參閱第1及3圖所示，在該實施例中，該輔積木2內至少裝設一輔電路板20，該輔電路板20包括二相異極性之輔電極電路，例如：正極電路、負極電路，該輔積木2之底部凸設有至少一第一感應件201，其中，該第一感應件201能夠為單針彈簧連接器(Pogo pin)，但在本創作之其它實施例中，業者能夠根據產品需求，調整該第一感應件201的態樣，又，各該第一感應件201係電氣連接至其中一個輔電極電路(如：正極電路)，以能接收該輔電極電路傳來之電力；另，該輔積木2之底部外側表面佈設有一第一輔金屬層202，該第一輔金屬層202係電氣連接至另一個輔電極電路(如：負極電路)，意即，各該第一感應件201與該第一輔金屬層202兩者所電氣連接之輔電極電路，彼此間的極性相異，在此特別一提者，第3圖所繪製之第一感應件201、第一輔金屬層202與輔電路板20三者間的連接關係，僅為一示意圖，該第一感應件201、第一輔金屬層202兩者並不會構成短路，合先陳明。

復請參閱第1~3圖所示，當該輔積木2嵌接至該主積木1時(如第1圖所示)，各該第一感應件201會伸入至對應的主中空柱體11，且電氣連接至對應的主感應接點111，該第一輔金屬層202則會電氣連接至該主金屬層14，以形成一迴路，使得該輔電路板20能接收到該主積木1之電池12所傳來的電力，如此，由於本創作之主積木1與輔積木2兩者間，對應於正極電路的連接位置(即，主感應接點111、第一感應件201)與對應於負極電路的連接位置(即，主金屬層14、第一輔金屬層202)，是分別位在不同區域，而非如同習知電子積木一般，是侷限在同一區域(如同一個電路板)中，大幅提高業者設計相關電路上的便利性，此外，使用者亦能夠隨意地將輔積木2組裝至主積木1之頂部的任意位置，而不需如同習知電子積木一般，需特別考慮某個中空柱體內對應正極電路，某個中空柱體內對應負極電路等問題。

另，在該實施例中，復請參閱第1~3圖所示，由於主感應接點111係位在主中空柱體11內之底部，主金屬層14則是位在主積木1之頂部外側表面，因此，各該主感應接點111之水平高度會低於該主金屬層14的水平高度，又，為配合前述主積木1之結構，該第一感應件201之長度會超過該第一輔金屬層202，意即，該第一感應件201底端的水平高度會低於該第一輔金屬層202之水平高度，以使該第一感應件201能伸入且抵接至主感應接點111，該第一輔金屬層202則能抵接至主金屬層14，此外，當使用者錯誤放置輔積木2之組裝位置，使得該第一感應件201抵接至主金屬層14時，由於該第一輔金屬層202之水平高度較高，而無法抵接至主金屬層14或抵接至主感應接點111，故能有效避免發生短路之情事，大幅提高使用上的安全性。

復請參閱第2及3圖所示，在該實施例中，該輔積木2之底部凹設有複數個輔凹槽26，各該輔凹槽26之構形能分別與各該主中空柱體11之構形相互嵌接，以使該輔積木2能透過該等輔凹槽26，嵌接至該主積木1上之該等主中空柱體11，另，在該實施例中，該輔積木2之頂部凸設有複數個輔中空柱體21，各該輔中空柱體21之底部分別設有一輔感應接點211(如：金屬薄膜彈片)，各該輔感應接點211係電氣連接至該輔電路板20其中一個輔電極電路(如：正極電路)，該輔積木2之頂部外側表面佈設有一第二輔金屬層24，該第二輔金屬層24則電氣連接至另一個輔電極電路(如：負極電路)，在此特別一提者，業者能夠在該輔積木2內設有多個電路板，且該等電路板能以排線或其它線路相連接，以形成本創作所述之輔電路板20，如此，使用者便能夠將多個輔積木2堆疊成預定的形狀，如：汽車、大樓、船、機器人...等。同理，復請參閱第2圖所示，在本創作之其它實施例中，本創作之主電路板10亦能夠由多個電路板相電氣連接而形成，且該主積木1之底部亦能夠增設有對應之感應件、金屬層、凹槽...等結構，如此，輔積木2除了能夠組裝至該主積木1的頂部外，亦能夠組裝至該主積木1的底部，令本創作之電子積木組具有更高的應用性。

再者，復請參閱第1~3圖所示，在該實施例中，該主積木1內設有一主微處理器15，該主微處理器15係電氣連接至該主電路板10上，且能接收該電池12傳來之電力，又，該輔積木2內則設有一輔微處理器25及至少一功能模組22(如：喇叭、麥克風、藍牙模組、攝影模組...等)，該輔微處理器25與各該功能模組22係分別與該輔電路板20相電氣連接，當該輔積木2嵌接至該主積木1時，該主積木1與該輔積木2能透過對應的主感應接點111、主金屬層14、第一感應件201與第一輔金屬層202，形成電氣連接，此時，該輔積木2中的元件(如：輔微處理器25與功能模組22)能接收該電池12傳來之電力，同時，該輔微處理器25亦能接收該主微處理器15傳來之一控制訊號，並根據該控制訊號來控制該功能模組22執行對應的程序(如：發出聲音、錄影...等)。此外，在本創作之其它實施例中，該輔積木2亦能夠不設有該輔微處理器25，而僅設有功能模組22，其中，該功能模組22之特性能夠為接收到電力後，即自行運作(如：發光、錄音、播放聲音...等)，亦能夠直接接收該主微處理器15傳來之控制訊號，並執行對應之程序。

復請參閱第1~3圖所示，在本創作之其它實施例中，業者亦能夠僅將電池12設在輔積木2中，當該輔積木2嵌接至該主積木1時，該輔積木2中的電池12之電力，能經由對應之第一感應件201與主感應接點111，及對應之第一輔金屬層202與主金屬層14，傳送至該主積木1中的元件(如：主微處理器15)，同時，該輔積木2中的元件(如：輔微處理器25、功能模組22)亦能夠直接接收到該電池12之電力，又，當該輔積木2中僅設有電池12與功能模組22時，該功能模組22能在接收到電池12之電力後，執行對應程序；或者，當該輔積木2中設有電池12、功能模組22與輔微處理器25的情況下，則在輔積木2嵌接至主積木1時，該輔微處理器25能接收主微處理器15傳來的控制訊號後，控制該功能模組22執行對應程序。

除了前述實施例之外，業者亦可採用無線輸電技術，在本創作之其它實施例中，業者能夠在主積木或輔積木中不設有電池，而是在電路板上設有電力接收裝置，且該電力接收裝置上具有二相異極性的電極接點，各該電極接點能夠連接至對應的電極電路(如：主電極電路或輔電極電路)，如此，在實際使用上，使用者僅需將該主積木或輔積木放置於具有電力發射裝置的電池後，該電力發射裝置會將電池之電力轉換成特定能量(如：電場、磁場、電磁波...等)，使得該電力接收裝置能夠接收來自該電力發射裝置傳來之能量，令該電力接收裝置將前述能量再轉換成電力，並透過其上的電極接點，傳輸至前述之主電極電路、電極接點、主感應接點、主金屬層、第一感應件、第一輔金屬層、輔電極電路等結構上，以達到傳輸電力之功效，意即，只要該主電極電路或輔電極電路能夠接收相異極性的電力，則無論電池是設在主積木、輔積木的內部與外部，或是透過有線或無線方式傳輸電力均可。

按，以上所述，僅係本創作之較佳實施例，惟，本創作所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本創作所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本創作之保護範疇。