專利名稱：磁吸附式電子積木系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于教學(xué)實驗和電子積木玩具的磁吸附式電子積木系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)技術(shù)上用于教學(xué)實驗或電子積木玩具的電子積木系統(tǒng)一般包括一塊完整的電路基板及各種功能的器件，電路基板上預(yù)設(shè)有指定的線路及安裝孔，在使用時，將需要的功能器件搭建在電路基板上以實現(xiàn)特定的功能。但是，普通的電路基板或功能器件是不可拆分的整體，這樣的產(chǎn)品不僅局限于幾項單一功能，靈活性低，而且，一旦電路基板上任意器件出現(xiàn)故障，整個產(chǎn)品將無法正常工作，這樣對于喜歡動手拆卸或拼裝玩具的用戶來說，無法了解該產(chǎn)品中各功能模塊的結(jié)構(gòu)及功能，易失去趣味性。現(xiàn)今市場上也有針對上述不足，設(shè)計出一種可隨意拼接的電子積木系統(tǒng)，該電子積木系統(tǒng)將電路基板上的電路劃分成多個獨立的電子積木模塊，使電子積木模塊集單個或兩個功能為一體，實現(xiàn)電子積木模塊之間的隨意拼接。但是，該電子積木模塊采用常規(guī)的電路設(shè)計方式，具有多路輸入和輸出關(guān)系，具體數(shù)量的輸入輸出線路視具體功能而定，因此，必須匹配多個連接器或是通過轉(zhuǎn)接電路才能實現(xiàn)多個電子積木模塊之間的獨立拼接，該電子積木系統(tǒng)雖然在功能上實現(xiàn)了多個功能的拼接，也在一定程度上采用了較為統(tǒng)一的接口，但是其連接接口種類多樣且復(fù)雜，不利于各個模塊之間的統(tǒng)一搭建，不但增加了拼接的復(fù)雜度，而且對更多功能的拼接也有一定的局限性。并且，連接在上述提及的電子積木模塊上的連接器為常規(guī)的插頭和插座，在連接時，通過插頭與插座插拔配合，實現(xiàn)兩個模塊中電流或信號的傳輸，其中，插頭采用針孔對插式，插座采用針孔結(jié)構(gòu)，在使用上述結(jié)構(gòu)的連接器時插拔費力，并且頻繁的插拔容易造成插針彎曲，降低了連接器的使用壽命。同時，由于連接連接器傳輸線路的規(guī)格不一，不可避免需要通過電纜進行連接,更加增加了拼接過程的繁瑣性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有電子積木系統(tǒng)存在各電子積木模塊拼接局限大、拼接插拔費力和易損壞的上述問題，提供了一種可隨意級聯(lián)拼接、自動對位快速連接的磁吸附式電子積木系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是:—種磁吸附式電子積木系統(tǒng)，包括多個相連的電子積木模塊，每個電子積木模塊包括設(shè)有功能電路的電路板及連接在電路板兩側(cè)邊緣上的插頭連接器和與插頭連接器對接的插座連接器，電路板上設(shè)有三路信號線路，分別為正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路；所述插頭連接器和插座連接器均包括絕緣本體和并排設(shè)置在絕緣本體上的三個導(dǎo)電端子，絕緣本體具有一用于與另一連接器連接的對接面，絕緣本體的對接面上設(shè)有多個容納槽，容納 槽內(nèi)安裝有永磁鐵，導(dǎo)電端子貫穿絕緣本體內(nèi)部并延伸到對接面外，三個導(dǎo)電端子分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導(dǎo)電端子分別與電路板上對應(yīng)的信號線路相連；所述多個電子積木模塊中包括一個用于提供電源及信號源的電源及信號發(fā)生模塊，其它多個電子積木模塊依次與電源及信號發(fā)生模塊級聯(lián)。電子積木|吳塊為設(shè)有單一功能電路的電路板，每一塊電路板設(shè)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(shè)置有一路用于信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號線路SIGNAL，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(shù)據(jù)信號線路SIGNAL輸出的信號，使經(jīng)過該模塊后的信號具有該模塊的特性。電源及信號發(fā)生模塊用于提供電源及信號源，其數(shù)據(jù)信號線路SIGNAL輸出的高電平信號，該信號與正電源線路VCC相同。電源通過正電源線路和負電源線路傳輸?shù)较乱患夒娮臃e木模塊中，信號源通過數(shù)據(jù)信號線路傳輸?shù)较乱患夒娮臃e木模塊，經(jīng)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(lián)多個電子積木模塊，進行多個功能疊加，同時根據(jù)電子積木系統(tǒng)拼接的功能需要，可以對各電子積木模塊的位置進行調(diào)換，實現(xiàn)隨意拼接。本電子積木系統(tǒng)將帶有各種功能電路的電路板設(shè)計成三路線路，保證了電路板接口的統(tǒng)一性，避免了因接口不一造成拼接的麻煩。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的磁吸附式電子積木系統(tǒng)在電路板的輸入輸出端只設(shè)置了三路信號通道，實現(xiàn)了多個電子積木模塊與電源及信號發(fā)生模塊之間的隨意拼接和級聯(lián)，在電子積木模塊上設(shè)置磁吸附式連接器，使插頭連接器和插座連接器具有磁性，實現(xiàn)了電子積木模塊的自動對位快速連接；上述兩項的設(shè)置便于連接器、電子積木模塊的統(tǒng)一管理，避免了因連接器或信號通道的不同而造成拼接的局限性，使本實用新型的電子積木模塊可隨意自由級聯(lián)拼接，豐富了拼接的功能，實現(xiàn)了各模塊的功能疊加，更具有趣味性。優(yōu)選地，所述多個電子積木模塊中包括一用于實現(xiàn)多路模塊連接的轉(zhuǎn)換連接模塊，轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)有一個插頭連接器和至少兩個插座連接器或一個插座連接器和至少兩個插頭連接器，插座連接器和插頭連接器通過電路板上的正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路相連，所述轉(zhuǎn)換連接模塊的電路板上設(shè)有電壓跟隨電路。多個電子積木模塊可以通過插頭連接器或插座連接器順次與電源及信號發(fā)生模塊級聯(lián)，實現(xiàn)各種功能，但由于本實用新型的系統(tǒng)是依次級聯(lián)設(shè)置的，考慮到在拼接時桌面長度等因素影響，設(shè)置轉(zhuǎn)換連接模塊，避免本系統(tǒng)在拼接 時只往單一方向上的延伸，有利于系統(tǒng)拼接的便利性，使本系統(tǒng)具有擴展性，使完成復(fù)雜功能的拼接。電壓跟隨電路保證了經(jīng)過轉(zhuǎn)換連接模塊的信號不會衰減，確保了系統(tǒng)可以多級級聯(lián)拼接。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)有一個插頭連接器和三個插座連接器或一個插座連接器和三個插頭連接器。四通的轉(zhuǎn)換連接模塊，使一個輸入信號轉(zhuǎn)換成三個輸出信號，便于系統(tǒng)功能的擴展。優(yōu)選地，所述電路板上設(shè)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(shù)據(jù)信號線路輸入端的信號，功能電路輸出處理后的信號到數(shù)據(jù)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(zhí)行電路中的一種，所述電源及信號發(fā)生模塊設(shè)有電源和信號源。電壓跟隨電路用于還原來至上一級數(shù)據(jù)信號線路的輸出信號，使通過電壓跟隨器處理過的信號等同于上一級的信號，使經(jīng)過多級模塊后的信號不易衰減，保證了多級電子積木模塊拼接的穩(wěn)定性。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(lián)模塊中的信號，使傳輸?shù)男盘柧哂凶兓盘枅?zhí)行電路是用于輸出信號及反饋。優(yōu)選地，所述外部信號采集電路為傳感器電路、麥克風(fēng)電路中的一種，信號處理電路為調(diào)頻電路、調(diào)幅電路、信號發(fā)生電路、信號傳遞電路和信號接收電路中的一種，信號執(zhí)行電路為LED燈、蜂鳴器、揚聲器、振動器、電機、開關(guān)和顯示屏中的一種。優(yōu)選地，所述絕緣本體上設(shè)有防呆插件和用于與防呆插件配合連接的防呆插槽，插頭連接器上的防呆插件與插座連接器上的防呆插槽配合連接，插頭連接器上的防呆插槽與插座連接器上的防呆插件配合連接。防呆結(jié)構(gòu)的設(shè)計，避免了連接器錯接的可能，在使用時更加安全方便。優(yōu)選地，所述容納槽的數(shù)量為兩個，容納槽設(shè)置在導(dǎo)電端子的兩側(cè)邊并與導(dǎo)電端子并排設(shè)置，插頭連接器上的永磁鐵與插座連接器上的永磁鐵極性相反。兩個容納槽并排設(shè)置在導(dǎo)電端子的兩側(cè)邊，使導(dǎo)電端子在電連接時，接觸更加緊湊，避免了脫落的可能。優(yōu)選地，所述容納槽的截面為圓形。優(yōu)選地 ，所述導(dǎo)電端子包括用于電連接另一連接器的探針和用于傳遞信號的簧片，探針的另一端與簧片的連接端接觸式相連，簧片的連接端呈彎折狀，探針與簧片的連接端設(shè)置在絕緣本體內(nèi)，所述插頭連接器的探針為具有伸縮性能的彈性探針。彈性探針的設(shè)置有利于連接器的接觸式連接，保證電流或信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，彎折狀的簧片使簧片與探針之間的連接更加緊湊，不易錯位，有利于信號穩(wěn)定傳輸。優(yōu)選地，所述絕緣本體的底部兩側(cè)設(shè)有兩組安裝件，安裝件包括用于連接器焊接定位的定位件和用于連接器強化連接的鉤狀體。定位件使連接器固定的安裝在電路板上，鉤狀體保證了連接器的連接強度，使連接器與電路板之間的連接更加穩(wěn)定。

圖1是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)的原理框圖。圖2是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)另一種實施方式的原理框圖。圖3是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)中電子積木模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)中插頭連接器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)中插座連接器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)中插頭連接器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型磁吸附式電子積木系統(tǒng)中插座連接器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實用新型實施例1閃爍LED燈積木系統(tǒng)的原理框圖。圖9是本實用新型實施例2亮度可調(diào)LED燈積木系統(tǒng)的原理框圖。圖10是本實用新型實施例3亮度可調(diào)的閃爍LED燈積木系統(tǒng)的原理框圖。圖11是本實用新型中脈沖電子積木模塊中電壓跟隨電路及功能電路的部分電路原理圖。圖12是本實用新型中LED燈電子積木模塊中電壓跟隨電路及功能電路的部分電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例進一步詳細說明本實用新型，但本實用新型的保護范圍并不限于此。參照圖1，本實用新型的磁吸附式電子積木系統(tǒng)包括多個相連的電子積木模塊，多個電子積木模塊中包括一個用于提供電源及信號源的電源及信號發(fā)生模塊，其它多個電子積木模塊依次與電源及信號發(fā)生模塊級聯(lián)，其它多個電子積木模塊在圖1中分別標記為第一級電子積木模塊、第二級電子積木模塊和第N級電子積木模塊，N為自然數(shù)。電子積木模塊為設(shè)有單一功能電路的電路板，其中電源及信號發(fā)生模塊的功能電路為電源電路和信號源電路，每一塊電路板設(shè)有兩路基本的供電線路，用于電路板的供電，另外，電路板上集成設(shè)置有一路用于信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號線路，主要用于傳輸控制信號。在拼接時，根據(jù)系統(tǒng)功能的需要或拼接的需要，利用轉(zhuǎn)換連接模塊增加多路模塊連接，轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)有一個插頭連接器和至少兩個插座連接器或一個插座連接器和至少兩個插頭連接器。參照圖2，轉(zhuǎn)換連接模塊以四通接口為例進行說明，圖2中的轉(zhuǎn)換連接模塊上具有一個插頭連接器和三個插座連接器或一個插座連接器和三個插頭連接器，插頭連接器或插座連接器的設(shè)置根據(jù)系統(tǒng)中各個模塊的連接器匹配為基準，插座連接器和插頭連接器通過電路板上的正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路相連。圖2中的系統(tǒng)，將轉(zhuǎn)換連接模塊連接在電源及信號發(fā)生模塊上，換連接模塊具有三路相同的輸出，使該系統(tǒng)具有三路輸出接口，用于擴展三路模塊，同時，在使用時改變了系統(tǒng)模塊級聯(lián)的方向，避免了單一方向上延伸的問題。本系統(tǒng)在該轉(zhuǎn)換連接模塊的三路輸出接口上分別連接有電子積木模塊，而各個模塊又可以通過轉(zhuǎn)換連接模塊將經(jīng)過該模塊后的功能信號分配為多路輸出，作為后續(xù)模塊連接用，同時，各模塊上又可順次級聯(lián)其它模塊。所述轉(zhuǎn)換連接模塊的電路板上設(shè)有電壓跟隨電路，電壓跟隨電路用于還原上一級數(shù)據(jù)信號線路輸出的信號，使信號不衰減，轉(zhuǎn)換連接模塊的電壓跟隨電路的輸出和輸入端均與數(shù)據(jù)信號線路相連。參照圖3，每個電子積木模塊包括電路板3、插頭連接器I和插座連接器2，電路板3上設(shè)有電壓跟隨電路和與電壓跟隨電路相連的功能電路，電壓跟隨電路和功能電路在圖3中標記為4，插頭連接器I和插座連 接器2連接在電路板3左右兩側(cè)邊緣上。所述插頭連接器I和插座連接器2均包括絕緣本體和并排設(shè)置在絕緣本體上的三個導(dǎo)電端子，分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導(dǎo)電端子分別與電路板3上對應(yīng)的信號線路相連。每個電子積木模塊的規(guī)格統(tǒng)一，電子積木模塊的規(guī)格包括電路板3的尺寸、插頭連接器I和插座連接器2的安裝位置及導(dǎo)電端子的位置分配等，用以實現(xiàn)各個電子積木模塊之間的隨意拼接。所述電路板3上設(shè)有三路信號線路，分別為正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路，正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路分別用于傳輸正電源、數(shù)據(jù)信號和負電源。其中，正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路的輸入端分別與插頭連接器I上對應(yīng)的導(dǎo)電端子1.1相連，正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路的輸出端與插座連接器2上對應(yīng)的導(dǎo)電端子2.1相連。電源及信號發(fā)生模塊用于提供電源及信號源，電源通過正電源線路和負電源線路傳輸?shù)较乱患夒娮臃e木模塊中，信號源通過數(shù)據(jù)信號線路傳輸?shù)较乱患夒娮臃e木模塊，經(jīng)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(lián)多個電子積木模塊，進行多個功能疊加，同時根據(jù)電子積木系統(tǒng)拼接的功能，可以對各電子積木模塊的位置進行調(diào)換，實現(xiàn)隨意拼接。每一個電子功能模塊上的功能電路為單一功能電路，電壓跟隨電路將數(shù)據(jù)信號線路輸入端輸入的信號經(jīng)電壓跟隨電路處理后輸入到功能電路中，電壓跟隨電路用于還原來至上一級的輸出信號，使通過電壓跟隨器處理過的信號等同于上一級的信號，以確保進入電子功能模塊中的信號不會衰減，保證了多級電子功能模塊拼接的穩(wěn)定性。功能電路將輸入的信號做了相應(yīng)處理后輸出三路信號備用，以便下一級電子功能模塊級聯(lián)時信號的傳輸。電壓跟隨電路主要采用運算放大器及外圍電路實現(xiàn)電壓跟隨效果，為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)，在此不再贅述。功能電路為外部信號采集電路、信號處理電路和信號執(zhí)行電路中的一種，其中，夕卜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，如電壓傳感器電路、溫度傳感器電路、濕度傳感器電路和麥克風(fēng)電路等常規(guī)電路。信號處理電路用于控制及處理各級聯(lián)模塊中的信號，使傳輸?shù)男盘柧哂凶兓缯{(diào)頻電路、調(diào)幅電路、信號發(fā)生電路、信號傳遞電路和信號接收電路。信號執(zhí)行電路是用于輸出信號及反饋，信號處理電路為信號執(zhí)行電路為LED燈、蜂鳴器、揚聲器、振動器、電機、開關(guān)和顯示屏。上述提及的電源及信號發(fā)生模塊、外部信號采集電路、信號處理電路和信號執(zhí)行電路為現(xiàn)有技術(shù)中的常見技術(shù)，其具體的電路結(jié)構(gòu)在此不再贅述。參照圖4和圖6，插頭連接器I包括絕緣本體1.7和并排設(shè)置在絕緣本體1.7上的導(dǎo)電端子1.1，導(dǎo)電端子1.1數(shù)量為三個。絕緣本體1.7上設(shè)有三個導(dǎo)電端子安裝孔、兩個容納槽及設(shè)置在絕緣本體1.7底部兩側(cè)的兩組安裝件。導(dǎo)電端子安裝孔并排設(shè)置并留有間隙，用于安裝導(dǎo)電端子1.1，導(dǎo)電端子安裝孔為通孔，導(dǎo)電端子1.1通過導(dǎo)電端子安裝孔貫穿絕緣本體1.7內(nèi)部并延伸到對接面外。兩個容納槽設(shè)置在導(dǎo)電端子1.1的兩側(cè)邊并與導(dǎo)電端子1.1并排設(shè)置，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵1.2，容納槽的截面為圓形。安裝件包括用于連接器焊接定位的定位件1.5和用于連接器強化連接的鉤狀體1.6，定位件1.5使連接器固定的安裝在電路板上，鉤狀體1.6保證了連接器的連接強度，使連接器與電路板之間的連接更加穩(wěn)定。插頭連接器I的絕 緣本體1.7上還設(shè)有防呆插件1.3和用于與防呆插件1.3配合連接的防呆插槽1.4，防呆插件1.3為絕緣本體1.7上凸起的塊狀體，防呆插件1.3的體積大小與防呆插槽1.4容腔的大小匹配。所述導(dǎo)電端子1.1包括用于電連接另一連接器的探針1.8和用于傳遞信號的簧片1.9，探針1.8和簧片1.9均為連接器的鍍金觸點，用于傳遞電源和信號。探針1.8的另一端與簧片1.9的連接端接觸式相連，簧片1.9的焊接端與連接端成90度彎折，簧片1.9的連接端呈多段彎折狀，使簧片1.9的連接端與探針1.8接觸時具有彈性，保證了簧片1.9與探針1.8、探針1.8與另一連接器的良好接觸。探針1.8與簧片1.9的連接端設(shè)置在絕緣本體1.7內(nèi)，插頭連接器I的探針1.8為具有伸縮性能的彈性探針。參照圖5和圖7，插座連接器2包括絕緣本體2.7和并排設(shè)置在絕緣本體2.7上的導(dǎo)電端子2.1，導(dǎo)電端子2.1數(shù)量為三個。絕緣本體2.7上設(shè)有三個導(dǎo)電端子安裝孔、兩個容納槽及設(shè)置在絕緣本體2.7底部兩側(cè)的兩組安裝件。導(dǎo)電端子安裝孔并排設(shè)置并留有間隙，用于安裝導(dǎo)電端子2.1，導(dǎo)電端子安裝孔為通孔，導(dǎo)電端子2.1通過導(dǎo)電端子安裝孔貫穿絕緣本體2.7內(nèi)部并延伸到對接面外。兩個容納槽設(shè)置在導(dǎo)電端子2.1的兩側(cè)邊并與導(dǎo)電端子2.1并排設(shè)置，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵2.2，容納槽的截面為圓形。安裝件包括用于連接器焊接定位的定位件2.5和用于連接器強化連接的鉤狀體2.6。插座連接器2的絕緣本體2.7上還設(shè)有防呆插件2.3和用于與防呆插件2.3配合連接的防呆插槽2.4，防呆插件2.3為絕緣本體2.7上凸起的塊狀體，防呆插件2.3的體積大小與防呆插槽2.4容腔的大小匹配。所述導(dǎo)電端子2.1包括用于電連接另一連接器的探針2.8和用于傳遞信號的簧片2.9，探針2.8和簧片2.9均為連接器的鍍金觸點，用于傳遞電源和信號。探針2.8的另一端與簧片2.9的連接端接觸式相連，簧片2.9的焊接端與連接端成90度彎折，簧片2.9的連接端呈多段彎折狀，使簧片2.9的連接端與探針2.8接觸時具有彈性，探針2.8與簧片
2.9的連接端設(shè)置在絕緣本體2.7內(nèi)。插頭連接器I和插座連接器2在使用時，插頭連接器I上的防呆插件1.3與插座連接器2上的防呆插槽2.4配合連接，插頭連接器I上的防呆插槽1.4與插座連接器2上的防呆插件2.3配合連接，保證了連接器的成對連接，避免錯接的現(xiàn)象。同時，插頭連接器I上的永磁鐵1.2與插座連接器2對應(yīng)連接位上的永磁鐵2.2極性相反，使兩連接器在連接時可自動對位快速連接。為了更加詳細額描述本實用新型的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，下面通過具體實施例1、實施例2和實施例3進行說明，由于上文已詳細說明本實用新型中各個電子積木模塊的具體結(jié)構(gòu)，包括電路結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，以下實施例將不做詳細描述，其中電壓跟隨電路采用運算放大器進行電壓跟隨。實施例1、實施例2和實施例3僅為本實用新型具有代表性的例子，針對某個特定的功能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多個功能的疊加，本實用新型的保護范圍不僅僅局限于下述例子。實施例1:參照圖8，閃爍LED燈積木系統(tǒng)包括電源及信號發(fā)生模塊、LED燈電子積木模塊和脈沖電子積木模塊，LED燈電子積木模塊內(nèi)設(shè)有電壓跟隨電路和LED燈功能電路，即LED燈電子積木模塊用于LED燈的驅(qū)動，脈沖電子積木模塊內(nèi)設(shè)有電壓跟隨電路和脈沖功能電路，脈沖電子積木模塊用于產(chǎn)生脈沖。參照圖11，脈沖電子積木模塊主要包括比較器LM1、555定時器、可變電阻R和邏輯門M，比較器LMl接收數(shù)據(jù)信號線路輸出的信號，在圖11中標記為Signal In,比較器LMl的正向輸入端接收輸入信號Signal In,反相輸入端接收1/2信號Signal In，并將輸出結(jié)果輸入到邏輯門M的輸入端，可變電阻R的一端與正電源線路相連，可變電阻R的另一端與555定時器相連，555定時器輸出脈沖信號到邏輯門M中，邏輯門M接收電壓跟隨電路的輸出信號和定時器的脈沖信號，處理后并輸出具有該脈沖特性的信號Signal Out,圖11中，各輸入輸出的信號由時序信號進行描述。參照圖12, LED燈電子積木模塊包括運算放大器LM2和LED燈LI，運算放大器LM2接收數(shù)據(jù)信號線路輸出的信號,在圖12中標記為Signal In,運算放大器LM2的正向輸入端接收輸入信號Signal In,反相輸入端與運算放大器LM2的輸出端相連，運算放大器LM2的輸出端用于LED燈電子積木模塊輸出信號Signal Out，運算放大器LM2的輸出端與LED燈LI相連，LED燈LI的另一端接地。電源及信號發(fā)生模塊與脈沖電子積木模塊通過磁吸附連接器相連，LED燈電子積木模塊通過磁吸附連接器與脈沖電子積木模塊相連，用以傳遞電源及信號。LED燈電子積木模塊和脈沖電子積木模塊由電源及信號發(fā)生模塊供電，電源及信號發(fā)生模塊的數(shù)據(jù)信號線路輸出高電平信號到脈沖電子積木模塊的輸入端進入電壓跟隨電路，脈沖功能電路得到系統(tǒng)供電并產(chǎn)生一定的脈沖信號，并與電源及信號發(fā)生模塊的輸出信號通過邏輯門進行邏輯與運算，輸出信號具有該模塊特性，此時，輸出信號的頻率發(fā)生變化，并進入LED燈電子積木模塊中，LED燈電子積木模塊的電壓跟隨電路提高了信號的帶負載能力，LED燈電子積木模塊獲取信號，LED燈隨著輸入信號的頻率閃爍，即實現(xiàn)了閃爍LED燈的功能。實施例2:參照圖9，亮度可調(diào)LED燈積木系統(tǒng)包括電源及信號發(fā)生模塊、LED燈電子積木模塊和電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊，LED燈電子積木模塊內(nèi)設(shè)有電壓跟隨電路和LED燈功能電路，電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊內(nèi)設(shè)有電壓跟隨電路和電壓調(diào)節(jié)功能電路，電壓調(diào)節(jié)功能電路主要通過電位器來實現(xiàn)，電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊用于調(diào)節(jié)輸出電壓，電壓調(diào)節(jié)功能電路為現(xiàn)有技術(shù)中常用的電路，在此不再贅述。電源及信號發(fā)生模塊與電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊通過磁吸附連接器相連，LED燈電子積木模塊通過磁吸附連接器與電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊相連，用以傳遞電源及信號。完成上述拼接時，電源及信號發(fā)生模塊的電源和信號通過各自的線路由電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊的輸入端進入電壓跟隨電路，電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊得到系統(tǒng)供電并對輸出電壓進行調(diào)節(jié)，輸出調(diào)節(jié)后不同幅值的電壓信號，輸入到LED燈電子積木模塊中，LED燈電子積木模塊獲取信號，做出相應(yīng)的響應(yīng)，此時調(diào)節(jié)電位器，即可實現(xiàn)亮度可調(diào)LED燈積木系統(tǒng)的功能。實施例3:參照圖10，亮度可調(diào)的閃爍LED燈積木系統(tǒng)包括電源及信號發(fā)生模塊、多個LED燈電子積木模塊、脈沖電子積木模塊、電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊、壓力感知電子積木模塊、多個蜂鳴器電子積木模塊和多個轉(zhuǎn)換連接模塊，電源及信號發(fā)生模塊、LED燈電子積木模塊、脈沖電子積木模塊和電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊的電路結(jié)構(gòu)在實施例1和實施例2中已經(jīng)描述出，在此不再贅述。多個LED燈電子積木模塊包括第一第二和第三LED燈電子積木模塊，多個蜂鳴器電子積木模塊包括第一、第二和第三蜂鳴器電子積木模塊，多個轉(zhuǎn)換連接模塊包括第一和第二轉(zhuǎn)換連 接模塊，壓力感知電子積木模塊包括電壓跟隨電路和壓力變送器，壓力變送器接收電壓跟隨電路輸出的信號，蜂鳴器電子積木模塊包括電壓跟隨電路和與電壓跟隨電路相連的蜂鳴器，蜂鳴器接收電壓跟隨電路輸出的信號。LED燈電子積木模塊、脈沖電子積木模塊、電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊、壓力感知電子積木模塊、蜂鳴器電子積木模塊和轉(zhuǎn)換連接模塊由電源及信號發(fā)生模塊供電，上述各模塊中的電壓跟隨電路用于提高帶負載能力。電源及信號發(fā)生模塊與脈沖電子積木模塊通過磁吸附連接器相連，脈沖電子積木模塊通過磁吸附連接器與第一轉(zhuǎn)換連接模塊的輸入端相連，第一轉(zhuǎn)換連接模塊的輸出端分別與第一蜂鳴器電子積木模塊、電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊和壓力感知電子積木模塊相連，第一蜂鳴器電子積木模塊與第一 LED燈電子積木模塊相連；壓力感知電子積木模塊相連與第二轉(zhuǎn)換連接模塊的輸入端相連，第二轉(zhuǎn)換連接模塊的輸出端分別與第三LED燈電子積木模塊和第三蜂鳴器電子積木模塊相連；電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊與第二 LED燈電子積木模塊相連，第二 LED燈電子積木模塊與第二蜂鳴器電子積木模塊相連。完成上述拼接時，脈沖電子積木模塊接收電源及信號發(fā)生模塊輸出的高電平信號，經(jīng)脈沖電子積木模塊處理后輸出頻率變化的信號到第一轉(zhuǎn)換連接模塊中，第一轉(zhuǎn)換連接模塊中將接收的信號分別輸出到第一蜂鳴器電子積木模塊、電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊和壓力感知電子積木模塊中，第一蜂鳴器電子積木模塊接收頻率變化的信號，第一蜂鳴器電子積木模塊的蜂鳴器根據(jù)輸入信號的頻率響應(yīng)，同時，第一蜂鳴器電子積木模塊將該信號輸出到第一 LED燈電子積木模塊中，使LED燈根據(jù)輸入頻率閃爍。同時，電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊接收到頻率變化的信號，并且通過電位器調(diào)整輸出信號的幅值大小，電壓調(diào)節(jié)電子積木模塊輸出頻率和幅值變化的信號到第二 LED燈電子積木模塊中，此時，可調(diào)節(jié)電位的變化，使第二 LED燈電子積木模塊中的LED燈根據(jù)輸入頻率閃爍，并根據(jù)幅值響應(yīng)亮度；第二 LED燈電子積木模塊輸出頻率和幅值變化的信號到第二蜂鳴器電子積木模塊中，第二蜂鳴器電子積木模塊中的蜂鳴器蜂鳴的頻率和音量大小也隨輸出信號的變化而變化。壓力感知電子積木模塊接收到頻率變化的信號，并根據(jù)壓力變送器接收的不同壓力對輸入信號的幅值進行調(diào)整，輸出頻率和幅值變化的信號到第二轉(zhuǎn)換連接模塊中，第二轉(zhuǎn)換連接模塊中將上述信號分別輸出到第三LED燈電子積木模塊和第三蜂鳴器電子積木模塊中，根據(jù)不同的壓力，LED燈的亮度和閃爍頻率隨輸入信號的變化而變化，蜂鳴器的蜂鳴頻率和音量隨輸入信號的變化而變化。從上述實施例1、實施例2和實施例3可以看出，因各個電子積木模塊的規(guī)格統(tǒng)一、接口統(tǒng)一和電路板線路統(tǒng)一，在實現(xiàn)不同功能時，各個模塊之間彼此可隨意拼接；并且通過磁吸附連接器連接，既能實現(xiàn)拼接簡單方便，又可避免因頻繁拼接造成的連接器的損壞。上述說明中， 凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，包括多個相連的電子積木模塊，每個電子積木模塊包括設(shè)有功能電路的電路板及連接在電路板兩側(cè)邊緣上的插頭連接器和與插頭連接器對接的插座連接器，電路板上設(shè)有三路信號線路，分別為正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路； 所述插頭連接器和插座連接器均包括絕緣本體和并排設(shè)置在絕緣本體上的三個導(dǎo)電端子，絕緣本體具有一用于與另一連接器連接的對接面，絕緣本體的對接面上設(shè)有多個容納槽，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵，導(dǎo)電端子貫穿絕緣本體內(nèi)部并延伸到對接面外，三個導(dǎo)電端子分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導(dǎo)電端子分別與電路板上對應(yīng)的信號線路相連； 所述多個電子積木模塊中包括一個用于提供電源及信號源的電源及信號發(fā)生模塊，其它多個電子積木模塊依次與電源及信號發(fā)生模塊級聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述多個電子積木模塊中包括一用于實現(xiàn)多路模塊連接的轉(zhuǎn)換連接模塊，轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)有一個插頭連接器和至少兩個插座連接器或一個插座連接器和至少兩個插頭連接器，插座連接器和插頭連接器通過電路板上的正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路相連，所述轉(zhuǎn)換連接模塊的電路板上設(shè)有電壓跟隨電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)有一個插頭連接器和三個插座連接器或一個插座連接器和三個插頭連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述電路板上設(shè)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(shù)據(jù)信號線路輸入端的信號，功能電路輸出處理后的信號到數(shù)據(jù)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(zhí)行電路中的一種，所述電源及信號發(fā)生模塊設(shè)有電源和信號源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述外部信號采集電路為傳感器電路、麥克風(fēng)電路中的一種，信號處理電路為調(diào)頻電路、調(diào)幅電路、信號發(fā)生電路、信號傳遞電路和 信號接收電路中的一種，信號執(zhí)行電路為LED燈、蜂鳴器、揚聲器、振動器、電機、開關(guān)和顯示屏中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣本體上設(shè)有防呆插件和用于與防呆插件配合連接的防呆插槽，插頭連接器上的防呆插件與插座連接器上的防呆插槽配合連接，插頭連接器上的防呆插槽與插座連接器上的防呆插件配合連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述容納槽的數(shù)量為兩個，容納槽設(shè)置在導(dǎo)電端子的兩側(cè)邊并與導(dǎo)電端子并排設(shè)置，插頭連接器上的永磁鐵與插座連接器上的永磁鐵極性相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述容納槽的截面為圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電端子包括用于電連接另一連接器的探針和用于傳遞信號的簧片，探針的另一端與簧片的連接端接觸式相連，簧片的連接端呈彎折狀，探針與簧片的連接端設(shè)置在絕緣本體內(nèi)，所述插頭連接器的探針為具有伸縮性能的彈性探針。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其特征在于，所述絕緣本體的底部兩側(cè)設(shè)有兩組安裝件，安裝件包括用于連接器焊接定位的定位件和用于連接器強化連接的鉤 狀體。
專利摘要本實用新型涉及一種磁吸附式電子積木系統(tǒng)，包括多個相連的電子積木模塊，每個電子積木模塊包括電路板、插頭連接器和插座連接器，電路板上設(shè)有三路信號線路，分別為正電源線路、數(shù)據(jù)信號線路和負電源線路；插頭連接器和插座連接器均包括絕緣本體和三個導(dǎo)電端子，絕緣本體上設(shè)有多個容納槽，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵，三個導(dǎo)電端子分別與電路板上對應(yīng)的信號線路相連；多個電子積木模塊中包括一個用于提供電源及信號源的電源及信號發(fā)生模塊，其它多個電子積木模塊依次與電源及信號發(fā)生模塊級聯(lián)。本實用新型便于連接器、電子積木模塊的統(tǒng)一管理，避免了因連接器或信號通道的不同而造成拼接的局限性，實現(xiàn)了各模塊的功能疊加，更具有趣味性。
文檔編號A63H33/10GK203108212SQ201320053610
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者王嘯, 楊海源, 陳蠶法, 楊水亮 申請人:杭州速澤電子科技有限公司