电子积木及电子积木系统的制作方法

本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其是涉及一种电子积木及电子积木系统。

背景技术：

随着现代科技的不断进步，创新能力也越来越受到社会重视。益智玩具作为一种锻炼动手能力和提升创新能力的手段，被引入日常生活和学习当中，尤其是多种多样的电子积木。同时，社会现状也对电子积木系统的多样性和功能提出了更多的要求。

然而，目前市场上电子积木类产品众多，接插使用方便的功能单一；功能较多则接插使用复杂，不适合初级入门使用者，因此，降低了用户的使用体验。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电子积木及电子积木系统，以缓解上述技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电子积木，其中，该电子积木包括：壳体、主控板，以及与主控板连接的接口模块，接口模块包括电源接口和至少一个通信接口；主控板和接口模块设置在壳体内，且，壳体上设置有与电源接口和通信接口匹配的通孔；其中，电源接口用于给主控板供电，通信接口用于与外部电子模块连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，主控板包括：第一控制芯片，以及与第一控制芯片连接的电池模块、开关控制模块和灯组，电池模块还与电源接口连接，其中，灯组包括多个灯珠；电池模块用于给第一控制芯片供电；开关控制模块用于控制第一控制芯片打开或关闭；第一控制芯片用于分别对电池模块、开关控制模块和电源接口的工作状态进行监控，并根据工作状态生成对应的驱动指令发送至灯组；灯组用于根据驱动指令驱动灯珠进行亮灯提示。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，主控板还包括与第一控制芯片、电池模块、电源接口和通信接口连接的第二控制芯片；电源接口或电池模块还用于给第二控制芯片提供电能；第二控制芯片通过通信接口与外部控制系统进行通信；第二控制芯片还用于通过通信接口与外部电子模块进行通信。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，通信接口为type-c通信接口。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，电子积木还包括与第二控制芯片连接的复位键；复位键用于根据用户的复位操作生成复位信号，并将复位信号发送至第二控制芯片；第二控制芯片还用于根据复位信号进行重启。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，电子积木还包括与第一控制芯片和第二控制芯片连接的显示单元；显示单元设置在壳体的至少一个侧面上；显示单元用于对第一控制芯片或第二控制芯片中的数据进行显示。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在壳体的至少一个侧面上设置多个挂孔。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在壳体的至少一个侧面上设置多个凹形定位槽；凹形定位槽内置磁铁，用于与外部转接板连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电子积木系统，其中，该电子积木系统包括上述的电子积木，还包括至少一个外部电子模块和外部控制系统；其中，外部电子模块和外部控制系统均通过数据线与电子积木连接。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，外部电子模块至少包括以下功能模块之一：通讯模块、输入模块和输出模块。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种电子积木及电子积木系统，该电子积木包括：壳体、主控板，以及与主控板连接的接口模块，接口模块包括电源接口和至少一个通信接口；主控板和接口模块设置在壳体内，且，壳体上设置有与电源接口和通信接口匹配的通孔；其中，电源接口用于给主控板供电，通信接口用于与外部电子模块连接；该电子积木能够通过通信接口与多个不同功能的外部电子模块组合使用，减少了接插使用复杂性，进而提高了用户的使用体验。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电子积木的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电子积木的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种电子积木的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种电子积木的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种电子积木系统的结构示意图。

图标：

100-主控板；101-接口模块；102-电源接口；103-通信接口；200-壳体；201、202-通孔；203-挂孔；204-凹形定位槽；205-通孔功能描述；300-第一控制芯片；301-电池模块；302-开关控制模块；303-灯组；304-灯珠；305-第二控制芯片；306-复位键；307-显示单元；500-电子积木系统；501-电子积木；502-外部电子模块；503-外部控制系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，儿童玩具越来越电子化、智能化。例如，积木、玩具汽车、玩具火车等儿童玩具不仅具有越来越多的功能，比如各种声光功能，而且越发智能。益智玩具作为一种锻炼动手能力和提升创新能力的手段，被引入日常生活和学习当中，尤其是多种多样的电子积木。

现有市场上的电子积木，大都是将导线、灯泡、二极管、三极管、电阻、电容、各种开关、电表、电机、喇叭、集成电路等电子器件固定到塑料片(积木块)上，用子母扣做成独立可拼装的配件，在产品配置的安装地板上像拼接积木一样拼装电路组合。

这种传统的电子积木存在连接方式单一，限制了电子积木的多样化和趣味性；以及，当功能较多时则接插使用复杂，不适合初级入门使用者，因此，降低了用户的使用体验。

基于此，本实用新型实施例提供的一种电子积木及电子积木系统，可以缓解上述技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种电子积木进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种电子积木，如图1所示的一种电子积木的结构示意图，该电子积木包括：壳体(图1中未示出)、主控板100，以及与主控板100连接的接口模块101，接口模块包括电源接口102和至少一个通信接口103；为了便于理解，图1中仅示出了两个通信接口，具体地，主控板和接口模块设置在壳体内，且，壳体上设置有与电源接口和通信接口匹配的通孔；其中，电源接口用于给主控板供电，通信接口用于与外部电子模块连接。

为了便于理解，图2示出了另一种电子积木的结构示意图，其中，在如图2所示的电子积木的结构示意图中，主控板和接口模块设置在壳体200内。为了便于说明，图3示出了另一种电子积木的结构示意图，如图3所示，以包含8个通信接口为例进行说明，将上述主控板和接口模块设置在壳体200内，壳体上设置有与电源接口的通孔201与通信接口匹配的通孔202；并且，如图3所示，在壳体的外表面与每个通孔对应的位置处写有对通孔功能描述205，使得用户清楚了解到每个通孔的功能作用方便用户使用，其中，电源接口能够与外部电源连接给主控板供电，而上述8个通信接口可以与多个不同功能的外部电子模块连接，使得用户可以根据实际需求搭建个性化积木模式。

本实用新型实施例提供的一种电子积木，该电子积木包括：壳体、主控板，以及与主控板连接的接口模块，接口模块包括电源接口和至少一个通信接口；主控板和接口模块设置在壳体内，且，壳体上设置有与电源接口和通信接口匹配的通孔；其中，电源接口用于给主控板供电，通信接口用于与外部电子模块连接；该电子积木能够通过通信接口与多个不同功能的外部电子模块组合使用，减少了接插使用复杂性，进而提高了用户的使用体验。

具体地，上述8个通信接口均为type-c通信接口，其中，type-c是一种全新的usb(universalserialbus，通用串行总线)接口形式，是usb标准化组织为了解决usb接口，长期以来物理接口规范不统一，电只能单向传输等弊端而定制的全新接口，它集充电显示数据传输等功能于一身，type-c接口最大的特点是，支持正反两个方向插入，因此，在接插时没有任何方向性，使用方便不出错。

进一步，图4示出了另一种电子积木的结构示意图，如图4所示，主控板包括：第一控制芯片300，以及与第一控制芯片300连接的电池模块301、开关控制模块302和灯组303，电池模块301还与电源接口102连接，其中，灯组包括多个灯珠304；电池模块用于给第一控制芯片供电；开关控制模块用于控制第一控制芯片打开或关闭；第一控制芯片用于分别对电池模块、开关控制模块和电源接口的工作状态进行监控，并根据工作状态生成对应的驱动指令发送至灯组；灯组用于根据驱动指令驱动灯珠进行亮灯提示。

在实际使用时，开关控制模块302为与第一控制芯片300连接的开关键，如图3所示，当用户操作该开关控制模块302时可以根据用户的需求启动或关闭第一控制芯片即对上述电子积木进行开机或关机。

优选地，在如图4所示的电子积木的结构示意图中，以包含4个灯珠为例进行说明，为了方便用户直观的了解到当前电子积木的状态，在本实施例中以灯珠的亮灯数量及亮灯方式(如，旋转方向和闪烁速度)对用户进行提示，具体地，第一控制芯片分别对电池模块、开关控制模块和电源接口的工作状态进行监控，并根据工作状态生成对应的驱动指令发送至灯组，灯组根据生成的不同的驱动指令驱动灯珠进行不同方式的亮灯提示；比如，当第一控制芯片监测到开关控制模块打开时，点亮4个灯珠进行提示；之后，当第一控制芯片监测到电源接口与外部电源连接时，4个灯珠快速闪烁进行提示；最后，第一控制芯片对电池模块中的电量进行监测，其中，灯珠点亮的个数与总灯珠个数之比等于电池模块中剩余电量与总电量之比。灯珠的亮灯数量及亮灯方式可以根据实际需要进行设定，在本实施例中，不对上述灯珠的亮灯数量及亮灯方式进行限定。

如图4所示，主控板还包括与第一控制芯片、电池模块、电源接口和通信接口连接的第二控制芯片305；电源接口或电池模块还用于给第二控制芯片提供电能；第二控制芯片通过通信接口与外部控制系统进行通信；第二控制芯片还用于通过通信接口与外部电子模块进行通信。

具体地，为了使得用户根据实际需求设定丰富多彩的场景，用户可以通过通信接口将电子积木中的第二控制芯片与外部控制系统(例如，电脑、手机)通信连接，利用外部控制系统对预先存储在第二控制芯片内的运行程序进行编写，再利用通信接口将第二控制芯片与外部电子模块通信连接，以构建满足设定需求的电子模型，进而实现锻炼用户动手动脑的能力。

如图4所示，电子积木还包括与第二控制芯片连接的复位键306；复位键用于根据用户的复位操作生成复位信号，并将复位信号发送至第二控制芯片；第二控制芯片还用于根据复位信号进行重启。

具体地，如图3所示，在壳体上设置有上述复位键306，复位键根据用户的复位操作生成复位信号发送至第二控制芯片，使得第二控制芯片根据复位信号对运行程序进行重新启动。

如图4所示，电子积木还包括与第一控制芯片和第二控制芯片连接的显示单元307；显示单元设置在壳体的至少一个侧面上；显示单元用于对第一控制芯片或第二控制芯片中的数据进行显示。

为了便于理解，如图2所示，在壳体200的一个侧面上安装有上述的显示单元307，该显示单元可以为液晶显示屏，在实际使用时，该用户可以通过该显示单元了解到第一控制芯片的驱动指令或者第二控制芯片的运行程序，方便用户了解电子积木当前所处的工作状态。

在实际使用时，如图3所示，在壳体的至少一个侧面上设置多个挂孔203。

优选地，在如图3所示的电子积木的结构示意图中，以包含2个挂孔203为例进行说明，在实际使用时，可以在与安装显示单元所在侧面的相对面上设置两个挂孔203，方便竖向悬挂。

进一步，如图3所示，在壳体的至少一个侧面上设置多个凹形定位槽204；凹形定位槽内置磁铁，用于与外部转接板连接。

具体实现时，在如图3所示的电子积木的结构示意图中，以包含2个凹形定位槽204为例进行说明，同样地，可以在与安装显示单元所在侧面的相对面上设置两个凹形定位槽204，并在每个凹形定位槽内固定磁铁，使得电子积木的壳体可以与铁系材料进行吸附，比如，该凹形定位槽可以与外部转接板进行吸附固定，其中，该外部转接板为承载物理模型(比如，房子、桥梁、树等模型)的接板，在实际使用时，外部转接板内置磁铁，一面具有定位凸起，可以与凹形定位槽密切贴合，并且又可以随时方便分离；另一面固定有可以反复使用的魔术贴，只要在物理模型表面贴敷同样的魔术贴，就可以把转接板魔术贴部位与物理模型魔术贴表面牢固贴合，并且也可以方便取下，并反复操作使用。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了一种电子积木系统，如图5所示的一种电子积木系统的结构示意图，如图5所示，该电子积木系统500包括上述的电子积木501，还包括至少一个外部电子模块502和外部控制系统503；其中，外部电子模块和外部控制系统均通过数据线与电子积木连接。

优选地，在如图5所示的电子积木系统的结构示意图中，以包含2个外部电子模块502为例进行说明，通常，外部电子模块至少包括以下功能模块之一：通讯模块、输入模块和输出模块，在实际使用时，具有通讯功能的通讯模块包括以下中的一种或多种：红外发射、红外接收、蓝牙、wifi(wireless-fidelity，无线保真)、zigbee(紫蜂协议)；具有输入功能的输入模块包括以下中的一种或多种：土壤、磁力感应、亮度检测、颜色检测、火焰、超声波、红外反射、声音检测、人体感应、气体质量、温湿度检测、时钟、震动开关、电位器、摇杆、按钮；而具有输出功能的输出模块包括以下中的一种或多种：蜂鸣器、六轴、彩灯、红灯、绿灯、蓝灯、电机、舵机。

在实际使用时，可以根据用户需求将不同功能的外部电子模块通过数据线与电子积木连接，利用电子积木对上述外部电子模块进行控制或接收外部电子模块发送的功能信息，进一步，外部控制系统还可以对电子积木的运行程序进行编写以满足设计需求，再配合上述外部电子模块以搭建个性化的电子模型。

本实用新型实施例提供的电子积木系统，与上述实施例提供的电子积木具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电子积木系统的具体工作过程，可以参考前述电子积木实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。