[發(fā)明專利]一種積木式電子實(shí)驗(yàn)教具

在審

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• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN106997710A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何勝陽;廖流波;任廣輝;趙雅琴
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 畢雅鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)教具領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在諸如電路實(shí)驗(yàn)、信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、通信電子線路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、模擬電路實(shí)驗(yàn)等電子類課程的實(shí)驗(yàn)中，往往需要一個很大的實(shí)驗(yàn)面板來固定電子實(shí)驗(yàn)中的基本元件，這些基本元件包括：電阻、變阻器、電容、電感、二極管、三極管，集成電路芯片、各種功能電路、電壓表、電流表、萬用表等。這些實(shí)驗(yàn)面板的缺點(diǎn)如下：

1、這些實(shí)驗(yàn)面板往往特別笨重，不具有便攜性；

2、這些實(shí)驗(yàn)面板一般是針對某個具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的，不具備通用性；

3、對于貼片封裝的電阻、電容等基本元件已經(jīng)焊接在了實(shí)驗(yàn)面板上，當(dāng)電路模塊損壞時不方便排除故障，如果在實(shí)驗(yàn)過程中損壞無法及時更換，不利于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)工作，因此實(shí)驗(yàn)室需要常備多套備用實(shí)驗(yàn)設(shè)備防止學(xué)生在使用過程中損壞設(shè)備；

4、對于插針封裝的電阻、電容等基本元件，需要使用面包板來進(jìn)行固定和導(dǎo)電，這樣會增加電路安裝的難度，而且容易出現(xiàn)短路的情況，再加上面包板面積有限，實(shí)驗(yàn)中使用的電子元件數(shù)量也因此受限。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)面板不利于鍛煉學(xué)生的動手實(shí)踐能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的電子實(shí)驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)笨重、不具通用性、不易排除故障，元件安裝難度大且安裝受限的問題，從而提供一種積木式電子實(shí)驗(yàn)教具。

本發(fā)明所述的一種積木式電子實(shí)驗(yàn)教具，包括N個基礎(chǔ)積木模塊箱體和電路板；N為正整數(shù)；

基礎(chǔ)積木模塊箱體頂部開口，基礎(chǔ)積木模塊箱體的每個側(cè)面設(shè)有與相鄰基礎(chǔ)積木模塊箱體相固定的固定部，N個基礎(chǔ)積木模塊箱體相固定，電路板卡合在N個基礎(chǔ)積木模塊箱體頂部，電路板用于設(shè)置實(shí)驗(yàn)用電路模塊。

電路模塊包括元器件(如電阻、電容、二極管、電感等)和電路功能模塊(如萬用表、電壓表、電流表、單片機(jī)電路、FPGA電路、RLC網(wǎng)絡(luò)或儀器儀表等)

優(yōu)選的是，基礎(chǔ)積木模塊箱體每個側(cè)面的上部設(shè)有卡扣，電路板的四周設(shè)有缺口，卡扣與缺口卡合來實(shí)現(xiàn)電路板與基礎(chǔ)積木模塊箱體之間的卡合固定。

優(yōu)選的是，固定部采用凹槽和凸塊實(shí)現(xiàn)，凹槽和凸塊相吻合，通過設(shè)置于不同基礎(chǔ)積木模塊箱體的凹槽和凸塊將相鄰的基礎(chǔ)積木模塊箱體固定。

優(yōu)選的是，基礎(chǔ)積木模塊箱體有四個側(cè)面，兩個側(cè)面設(shè)有凹槽，另兩個側(cè)面設(shè)有凸塊，設(shè)有凹槽的兩個側(cè)面相鄰或相對。

優(yōu)選的是，基礎(chǔ)積木模塊箱體每個側(cè)面設(shè)置的凹槽或凸塊的數(shù)量是1-20個。

優(yōu)選的是，N個基礎(chǔ)積木模塊箱體的底面均正方形或長方形，正方形的邊長范圍是5mm～200mm，長方形的寬的范圍是5mm～200mm，長方形的長是寬的整數(shù)倍，N個基礎(chǔ)積木模塊箱體的高度相同，高度范圍是5mm～100mm。

優(yōu)選的是，卡扣的材質(zhì)為塑料。

優(yōu)選的是，教具模塊之間采用測試孔和測試導(dǎo)線的組合或排針和杜邦線的組合實(shí)現(xiàn)電氣連接。

有益效果：

本發(fā)明的教具模塊為積木形式，一個基本元件做成一個積木，信號源、示波器、萬用表、頻譜儀、單片機(jī)開發(fā)板、AD/DA板等也可以做成積木或者使用實(shí)驗(yàn)室自帶的信號源、示波器等，它們之間的連接非常方便，使用很簡便，實(shí)驗(yàn)完成后拆裝整理也很方便，一整套實(shí)驗(yàn)設(shè)備攜帶起來很方便；

由于實(shí)驗(yàn)平臺的器件均為搭載電子元件和設(shè)備的積木，因此其具備通用性，可以在電路實(shí)驗(yàn)、信號與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、通信電子線路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、模擬電路實(shí)驗(yàn)等電子類課程的實(shí)驗(yàn)中使用，不需要特別的定做實(shí)驗(yàn)面板；

在實(shí)驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)電路模塊損壞的情況，可以很方便的讓某個電子元件的教具模塊斷路，然后可以對其單獨(dú)的進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)損壞之后可以很方便的使用另一個相同的電子元件教具模塊進(jìn)行替換而不會影響到整個實(shí)驗(yàn)電路的重建，不用更換整個實(shí)驗(yàn)面板，十分方便快捷；

實(shí)驗(yàn)中不會出現(xiàn)插針封裝的電路模塊或者插針封裝的電路模塊已經(jīng)被焊接在了積木模塊中的情況，所以不會出現(xiàn)插針封裝的元件引腳互相短路的情況，更加安全。

附圖說明

圖1是一種積木式電子實(shí)驗(yàn)教具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是基礎(chǔ)積木模塊箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是2*2陣列的基礎(chǔ)積木模塊箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是基礎(chǔ)積木模塊箱體的每個側(cè)面設(shè)置4個凹槽或凸塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是基礎(chǔ)積木模塊箱體的每個側(cè)面設(shè)置4個凹槽或凸塊的主視圖；

圖7是圖6的俯視圖。

具體實(shí)施方式