TWM561563U - 具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木 - Google Patents

Abstract

本創作係一種具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，該電子積木包括一殼體及至少一磁性連接組，其中，該殼體係由絕緣塑化材料製成，其內設有一容置空間，供安裝相關之電子元件、電路板及/或電池；各該磁性連接組分別包括二磁鐵及二導電彈片，該等磁鐵係彼此間隔地固定在該殼體上，且各該磁鐵之兩對應磁極表面係分別外露至該殼體之外側表面及該容置空間；各該導電彈片之一端係分別固定至該電子元件、電路板或電池之一電極，各該導電彈片之另一端則係穩固地抵靠至對應之各該磁鐵，以使各該磁鐵成為不同電極的電力導通接點，使得該電子積木能透過其上之各該磁性連接組，與另一電子積木之外側表面上對應之各該磁性連接組，相互吸附銜接成為一體，進而令該等電子積木內之各該電子元件、電路板或電池能依序電力導通，執行相對應的動作。

Description

具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木

本創作係關於一種具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，尤指該等電子積木能透過其上所設之至少一磁性連接組，而彼此相互吸附銜接成為一體，進而令該等電子積木內之電子元件、電路板或電池能依序電力導通，執行相對應的動作，使得該等電子積木間不僅組合及拆解變得更為簡單、輕鬆且容易之外，尚令該等電子積木內之電子元件、電路板或電池間的電力導通，據以執行相對應動作的能力，變得更為精準且快速。

按，「電子積木」係一種在積木結構內裝設有由電容、電阻、電感、發光二極體、電池...等電子元件所組成之不同控制電路，使得該等電子積木之組合具備能執行各種不同動作及功能之各式電子積木組，期令孩童們能依實際需求，透過堆疊組合對應的電子積木，學習各種電子、電路及機構學上的基本原理，進而激發孩童們在學習上之興趣，且將該等電子積木視為極具趣味的教具，而樂於嘗試及學習其中所隱含之電學、電子學、力學或物理學的基礎理論。請參閱第1A及1B圖所示，係習知電子積木的示意圖，該電子積木1包括一積木本體10、複數個電力導通元件13、一電路板14及一功能元件15，其中，該積木本體10之頂部凸設有複數個中空狀 之凸柱11，其底部則凹設有複數個開口12，該等凸柱11之構形係與該等開口12之構形相匹配，以在複數個電子積木1相互堆疊時，不同電子積木1間之凸柱11及開口12能彼此相互嵌接，而組合成一體。

查，復請參閱第1A及1B圖所示，在該等習知電子積木1中，各該電力導通元件13係固定於該積木本體10內，其頂端分別設有一上接點131，其底部則設有一下接點132，各該上接點131能伸入且定位至該凸柱11中，各該下接點132則伸入且定位至該積木本體10內對應於各該開口12之位置；該電路板14係固定於該積木本體10內，且分別與該等電力導通元件13相電氣連接，該電路板14上設有該功能元件15(如：發光二極體)。如此，在複數個電子積木1相互堆疊並嵌接組合成一體時，該等上接點131即能隨著對應之該等凸柱11及開口12間的相互嵌接，而電氣連接至對應之該等下接點132，據此，即能讓複數個電子積木1內之各該電路板14及各該功能元件15依序電氣導通組合成為一具有特定功能之完整電路。

例如：當使用者將三個電子積木1相互堆疊並嵌接組合成一體時，若該等電子積木1內之功能元件15分別為電池、電阻及發光二極體，則完成堆疊組合之該等電子積木1內之前述功能元件15將能透過其內之電力導通元件13，共同形成一完整的電路，進而令該發光二極體能投射出光亮，因此，使用者僅需透過更換不同的電子積木1，以調整整體電路中的電池容量與電阻大小，即能據以增大或減小該發光二極體所產生之光亮強度，從而以寓教娛樂之方式，趣味地呈現出電路學及電子學的基礎學理及實務觀念。

雖然，誠如前述，電子積木確實具備寓教娛樂的優點，但是， 截至目前為止，由於市售之各式電子積木在其結構的設計上，仍存在諸多瑕疵及缺點，導致侷限了各該電子積木之使用及應用領域，究其原因，實乃該等電子積木間用以實現相互連接及電力導通的機構係彼此獨立，導致連接機構及電力導通機構過於複雜，不僅令製造及組裝成本居高不下，亦造成該等電子積木在組合及拆解上之不便利，甚至，令該等電子積木在反覆組合及拆解後極易發生嵌接或電力導通元件之耗損，進而導致該等電子積木內的不同功能元件15間極易發生電力導通不良或不穩定的問題，進而使得彼此間無法進行正常溝通及執行預期之連動功能(例如：令該等電子積木上不同的燈泡能依順序逐一發亮、或在偵測到有人經過時啟動喇叭發出音響...等)。有鑑於此，如何完全改變人們對電子積木的傳統思維，而讓該等電子積木上分別負責相互連接及電力導通的機構能彼此整合成為一能兼顧相互連接及電力導通且全然創新的機構，以使得該等電子積木間之組合及拆解不僅變得更為簡單、輕鬆且容易之外，尚令該等電子積木內之電子元件、電路板或電池能依序電力導通，據以執行相對應動作的能力，變得更為精準且快速，即成為本創作在此亟欲解決的重要課題。

有鑑於前述傳統電子積木在機構設計、製造及使用上存在的諸多缺失及問題，創作人憑藉著多年來專業從事各式電子積木之研發及製作經驗，經過不斷地研究與測試後，終於設計出本創作之一種具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，期能有效一舉改善前述習知電子積木的各項缺失及問題，進而能大幅提昇電子積木在組合及拆解上之方便性及效率性，且令電子積木之整體結構變得更為簡化，進而 能大幅降低電子積木在製造及組裝上之生產成本，且能大幅提昇電子積木在後續維修及保養上之方便性及效率性，使得該等電子積木間在逐一完成組合的同時，能令該等電子積木內之電子元件、電路板或電池能依序電力導通，且據以精準且快速地執行相對應之動作。

本創作之一目的，係提供一種具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，該電子積木包括一殼體及至少一磁性連接組，其中，該殼體係由絕緣塑化材料製成，其內設有一容置空間，供安裝相關之電子元件、電路板及/或電池；各該磁性連接組分別包括二磁鐵及二導電彈片，該等磁鐵係彼此間隔地固定在該殼體上，且各該磁鐵之兩對應磁極表面係分別外露至該殼體之外側表面及該容置空間；各該導電彈片之一端係分別固定至該電子元件、電路板或電池之一電極，各該導電彈片之另一端則係抵靠至對應之各該磁鐵，以使至各該磁鐵成為不同電極的電力導通接點，進而使得該電子積木能透過其上之各該磁性連接組，與另一電子積木上對應之各該磁性連接組，相互吸附銜接組合成為一體，進而令該等電子積木內之各該電子元件、電路板或電池能依序電力導通，執行對應之動作。

本創作之另一目的，係在本創作之前述電子積木中，各該磁性連接組中之二磁鐵的兩對應磁極係彼此相反，俾在對應之各該磁性連接組相互吸附銜接成為一體時，能有效增加其間之磁通量，而使二電子積木間能產生更佳之吸附銜接組合效果。

為便 貴審查委員能對本創作之結構特徵、組裝方式及技術功能有進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

1‧‧‧電子積木

10‧‧‧積木本體

11‧‧‧凸柱

12‧‧‧開口

13‧‧‧電力導通元件

131‧‧‧上接點

132‧‧‧下接點

14‧‧‧電路板

15‧‧‧功能元件

〔本創作〕

2‧‧‧電子積木

20‧‧‧殼體

21‧‧‧磁性連接組

200‧‧‧容置空間

212‧‧‧導電彈片

22‧‧‧電路板

211‧‧‧磁鐵

A1‧‧‧凸柱

A10‧‧‧電力導通接點

A2‧‧‧凹槽

A20‧‧‧另一電力導通接點

第1A~1B圖係習知之電子積木示意圖；第2圖係本創作之電子積木之外觀示意圖；第3圖係本創作之電子積木之局部剖面結構示意圖；及第4圖係本創作之電子積木之磁性連接組及電路板之結構示意圖。

本創作係具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，請參閱第2~4圖所示，係本創作之一較佳實施例，該電子積木2包括一殼體20及至少一磁性連接組21，其中，該殼體20係由絕緣塑化材料製成，其內設有一容置空間200，供安裝相關之電路板22、電子元件、及/或電池...等，復請參閱第3及4圖所示，各該磁性連接組21分別包括二磁鐵211及二導電彈片212，該等磁鐵211係彼此間隔地固定在該殼體20上，且各該磁鐵211之兩對應磁極(即，N及S極)表面係分別外露至該殼體20之外側表面及該容置空間200，各該導電彈片212之一端係分別固定至該電路板22、電子元件、及/或電池...等之一電極，各該導電彈片212之另一端則係抵靠至對應之各該磁鐵211，以使各該磁鐵211成為不同電極的電力導通接點，使得該電子積木2能透過其上之各該磁性連接組21，與另一電子積木2上對應之各該磁性連接組21，相互吸附銜接組合成為一體，進而令該等電子積木2內之各該電路板22、電子元件或電池...等能依序電力導通，而執行相對應的動作。

復請參閱第3及4圖所示，在本創作之前述較佳實施例中，各該磁性連接組21中之二磁鐵211的兩對應磁極係彼此相反，如此，當本創作之該電子積木2透過其上之各該磁性連接組21，與另一電子積木2上對應之各該磁性連接組21，相互吸附銜接組合成為一體時，即能有效增加對應之各該磁性連接組21間之磁通量，以使得二電子積木2上對應之各該磁性連接組21間能產生更佳之吸附及銜接效果，進而令任二完成銜接組合之該等電子積木2不致輕易鬆開而分解，以確保該等電子積木2內之各該電路板22、電子元件或電池...等能依序穩定地維持在電力導通的狀態，而穩定地執行相對應的動作。

在本創作之前述較佳實施例中，該電子積木2之殼體20構形在外型上與傳統積木之殼體構形並無不同，且業者亦可使用時下既存的積木產品(如：樂高公司生產之傳統積木)，加以改造，而成為本創作之電子積木2的殼體20結構，合先陳明。據此，為了相容於傳統積木，且令使用者能根據其個人之使用需求，將本創作之電子積木2與傳統積木相搭配使用，在本創作之其它實施例中，復請參閱第2及3圖所示，該電子積木2之殼體20頂部尚凸設有複數個凸柱A1，各該凸柱A1內尚嵌設有一柱狀體，該電子積木2之底部則凹設有複數個凹槽A2，在各該其它實施例中，該柱狀體係由導電材質(如：不鏽鋼)沖壓而成，其頂面係外露在各該主凸柱A1之頂面，故，能直接據以作為一電力導通接點A10，各該凹槽A2內分別設有另一電力導通接點A20，在本實施例中，該另一電力導通接點A20係一金屬薄膜彈片(Metal dome array)且該電力導通接點A10及該另一電力導通接點A20係分別與各該電子積木2內之各該電路板22、電子元件或電池...等相電氣連 接，且各該凸柱A1之構形係與各該凹槽A2之構形相匹配，以使彼此能相互嵌接成為一體。

復請參閱第2~4圖所示，在本創作之前述實施例中，各該電子積木2內之各該電路板22、電子元件或電池...等，可依各該電子積木2之功能性需求，而針對各該電路板22、電子元件或電池做不同之設計搭配，使其成為不同之功能模組，該功能模組可為發光模組(如：發光二極體)、攝像模組(如：攝影鏡頭)、麥克風模組、揚聲器模組(如：喇叭)或感測模組(如：紅外線感測器)...等，據此，在該等電子積木2透過其上之該等凸柱A1(或凹槽A2)或該等磁性連接組21，銜接組合成一體的情況下，該等電子積木2內不同之功能模組即能透過該等電力導通接點A10、A20或該等磁性連接組21，而能依序電力導通，而相互傳遞電源訊號及控制訊號，進而執行相對應不同功能的動作。

如此，使用者即能依個人之實際需要，選擇各種具備不同功能模組之該等電子積木2，透過其上之該等磁性連接組21，將該等電子積木2自由銜接組裝成為所需之造型，且令該電子積木2之組合成為一種能自由擴充功能且快速組合、拆解之智慧型裝置。例如：使用者可選擇分別具有「紅外線偵測器」、具有「喇叭」及具有「攝影鏡頭」之數個電子積木2，並依其個人之喜好及實際需求，將該等電子積木2逐一銜接組合成為所需之造型，嗣，僅需在其中之一具主控能力之電子積木2中存入特定之控制程序(如：將控制程序寫入該主電子積木2內之一記憶體中)，即能令該電子積木2先驅動該紅外線偵測器，定期偵測該等電子積木2周遭之環境，俟偵測到有人靠近至一預定範圍時，即會開啟該攝影鏡頭錄影存像，特別是，若判 斷出有人逗留在該預定範圍超過一預定時間時，尚能驅動該喇叭發出聲響(如：警報聲)示警。

如此，本創作新穎之電子積木2，藉由其上所具有之磁力連接及電力導通機構，不僅令能彼此整合成為一體，並能使該電子積木2之整體結構變得極為簡潔，進而能大幅降低其在製造及組裝上之成本居，除此之外，由於該等電子積木2完全係藉由磁力相互銜接組合成為一體，因此，不但在組合及拆解上極為便利，且在該等電子積木2之組合及拆解過程中，也完全不會對其上之連接及電力導通元件發生磨擦耗損的問題，進而能有效地確保該等電子積木2內的不同功能元件間能維持穩定且極佳的電力導通及訊號傳輸效果，進而使得該等電子積木2之組合能精準地執行預期之連續動作。

以上所述，僅為本創作之若干較佳實施例，惟，本創作之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士，在參閱本創作之技術內容後，可輕易思及之變化，均應不脫離本創作之保護範疇。

Claims (5)

1. 一種具磁力連接及電力導通機構以能自由組裝及擴充功能之電子積木，該電子積木包括：一殼體，係由絕緣塑化材料製成，其內設有一容置空間，供安裝相關之電子元件、電路板及/或電池；及至少一磁性連接組，各該磁性連接組分別包括二磁鐵及二導電彈片，該等磁鐵係彼此間隔地固定在該殼體上，且各該磁鐵之兩對應磁極表面係分別外露及內露至該殼體之外側表面及該容置空間；各該導電彈片之一端係分別固定至該電子元件、電路板或電池上之一電極，各該導電彈片之另一端則係抵靠至對應之各該磁鐵，以使各該磁鐵成為不同電極的電力導通接點，使得該電子積木能透過其上之各該磁性連接組，與另一電子積木上對應之各該磁性連接組，相互吸附銜接成為一體，進而令該等電子積木內之各該電子元件、電路板或電池能依序電力導通，執行相對應的動作。
2. 如請求項1所述之電子積木，其中，各該磁性連接組中之二磁鐵的兩對應磁極係彼此相反，俾在對應之各該磁性連接組相互吸附銜接成為一體時，能有效增加其間之磁通量，而使二電子積木間能產生更佳之吸附銜接效果。
3. 如請求項1或2所述之電子積木，其中，該殼體之外側表面上尚凸設有複數個凸柱或凹槽；各該凸柱或凹槽之構形係彼此匹配，以使該電子積木能透過各該凸柱或凹槽，與另一電子積木之外側表面上對應之各該凹槽或凸柱，相互嵌接組合成為一體。
4. 如請求項3所述之電子積木，其中，各該凸柱內嵌設有由導電材料沖壓而成之一柱狀體，該柱狀體之頂面係外露在各該凸柱之頂面，以作為一 電力導通接點。
5. 如請求項4所述之電子積木，其中，各該凹槽內分別設有另一電力導通接點，該另一電力導通接點係一金屬薄膜彈片，且該電力導通接點及該另一電力導通接點係分別與各該電子積木內之各該電路板、電子元件或電池相電氣連接，以在對應之該凹槽及凸柱，相互嵌接組合成一體時，令對應之該電力導通接點及該另一電力導通接點能相互導通。