[發明專利]多功能電子積木模塊

在審

• 申請號: 201611182170.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106621403A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 肖漢明;李想;石宜
• 申請（專利權）人: 常州思泰姆教育科技有限公司
• 主分類號: A63H33/08
• 分類號: A63H33/08;A63H33/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子積木技術領域，特別涉及一種多功能電子積木模塊。

背景技術

目前，隨著當今社會科學技術的發展，科學與人們的日常生活聯系越來越緊密。人類在通過高科技產品便捷生活的同時也力圖使它們變得更加人性化，“擬人化”的科技產品也越來越受到人們的推崇。

積木作為兒童啟蒙學習的益智類玩具，已經得到了眾多家長的廣泛認可。傳統積木拼接之后，無法實現人機交互體驗，因此電子積木應運而生。

為了增強趣味性，現在就提出了一種電子積木系統，包括多個相連的電子積木模塊、電源及信號發生模塊，多個電子積木模塊與電源及信號發生模塊級聯；

每個電子積木模塊包括設有功能電路的電路板和選擇性固定設置于線路板側邊的第一電連接器或/和第二電連接器；電子積木模塊可以是第二電連接器與線路板的組合，可以是第一電連接器和線路板的組合，也可以是第二電連接器、第一電連接器和線路板的組合，根據每個積木模塊的功能作用來決定組合方式。

所述電路板上設置有四路信號線路，分別是電源正極線路、電源負極線路、兩路數據信號線路；四條信號線路即能實現現有三條信號線路的傳輸功能，又能滿足更多功能電路信號傳輸的需要；相應地，在所述第一電連接器和所述第二電連接器設置有四個導電端子，分別是正電源端、負電源端和兩個數據信號端；三條信號線路能完成信號傳遞的功能模塊，電子積木模塊第二電連接器與第一電連接器內部直接連接。

電子積木模塊為設有單一功能電路的電路板，每一塊電路板設有兩路基本的供電線路VCC和GND，用于電路板的供電，另外，電路板上集成設置有兩路用于信號傳輸的數據信號線路SIGA和SIGD，主要用于傳輸控制信號，多個電子積木模塊上的功能電路用于處理數據信號線路輸出的信號，使經過該模塊后的信號具有該模塊的特性。電源通過正電源線路和負電源線路傳輸到下一級電子積木模塊中，信號源通過數據信號線路傳輸到下一級電子積木模塊，經過該級電子積木模塊后的信號具有該電子積木模塊的功能特性。下一級電子積木模塊上可以依次級聯多個電子積木模塊，進行多個功能疊加，同時根據電子積木系統拼接的功能需要，可以對各電子積木模塊的位置進行調換，實現隨意拼接。

所述電子積木系統中包括一用于實現多路模塊連接的轉換連接模塊，轉換連接模塊上設置有一個插頭和至少兩個第二電連接器或一個第二電連接器和至少兩個第一電連接器；第一電連接器和第二電連接器通過線路板上的電源正極線路、電源負極線路、數據信號線路和模擬信號線路相連；所述轉換連接模塊上設置有電壓跟隨電路。

所述轉換連接模塊上設置有一個第一電連接器和三個第二電連接器或一個第二電連接器和三個第一電連接器；四通的轉換連接模塊，使一個輸入信號轉換成三個輸出信號，便于系統功能的擴展。

所述電子積木系統還包括一編程控制所述功能電路發生的編程模塊，多個電子積木模塊與所述編程模塊級聯。

所述編程模塊包括單片機芯片、電源、USB串口驅動芯片和信號指示燈。

所述編程模塊還包括一ICSP，其與單片機芯片直接連接。

所述電路板上設有電壓跟隨電路和與電壓跟隨電路相連的功能電路，電壓跟隨電路接收數據信號線路輸入端的信號，功能電路輸出處理后的信號到數據信號線路的輸出端，功能電路為外部信號采集電路、信號處理電路和信號執行電路中的一種；每一個電子積木模塊上的功能電路為單一功能電路，其中外部信號采集電路用于采集外面信號，為傳感類器件及其電路，信號處理電路用于控制及處理各級聯模塊中的信號，使傳輸的信號具有變化，信號執行電路是用于輸出信號及反饋。所述電源及信號發生模塊設有電源和信號源。

所述外部信號采集電路為傳感器電路、麥克風電路、重力加速度電路、電容觸摸電路、傾斜角電路中的一種，信號處理電路為調頻電路、調幅電路、延時電路、定時電路、觸發電路、信號發生電路、信號傳遞電路和信號接收電路中的一種，信號執行電路為LED燈電路、蜂鳴器電路、揚聲器電路、振動器電路、電機控制電路、繼電器開關電路、顯示屏電路、打印機電路、四位數碼管電路中的一種。

所述電子積木系統還包括一編程控制所述功能電路發生的編程模塊，多個電子積木模塊與所述編程模塊級聯；所述編程模塊包括單片機芯片、電源、USB串口驅動芯片、ICSP和信號指示燈；所述編程模塊還包括單片機芯片I/O端口擴展電路部分，在有限的端口不夠用時，通過端口擴展來實現更多功能；所述編程模塊通過USB串口驅動芯片連接PC的上位機，實現單片機芯片程序的燒寫；所述編程模塊可脫機或在線使用，通過編程控制功能電路的發生，可根據自己想法編程實現對積木模塊的控制。