积木组件及积木机器人的制作方法

1.本技术涉及积木技术领域，尤其涉及一种积木组件及积木机器人。


背景技术：

2.由积木组装成的机器人包括控制器、电机及传感器。电机及传感器的连接器插入至控制器的端口内，电机及传感器与控制器电连接。控制器可接收传感器采集的信号，并根据信号控制电机的运转。
3.现有的控制器上设置的用于连接电机的端口及用于连接传感器的端口不同，年龄较小的用户在使用时可能会插错端口，例如将电机的连接器插入到控制器的用于连接传感器的端口，将传感器的连接器插入到控制器的用于连接电机的端口，导致机器人无法正常使用，还可能会导致传感器被烧坏的情况。


技术实现要素：

4.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种积木组件。所述积木组件包括：
5.控制器，所述控制器设有至少两个复用端口，所述复用端口包括通信端子；
6.传感器，设有第一插头，所述第一插头包括输出端子，所述第一插头插入所述复用端口，所述输出端子与所述通信端子电连接，所述传感器采集的信号通过所述输出端子及所述通信端子传输至所述控制器，所述控制器根据接收的信号生成控制信号；
7.电机，设有第二插头和控制芯片，所述第二插头包括输入端子，所述第二插头插入所述复用端口，所述输入端子与所述通信端子电连接，所述控制信号通过所述通信端子及所述输入端子传输至所述控制芯片，所述控制芯片根据所述控制信号控制所述电机的输出轴的转动。
8.在一个实施例中，所述控制器还设有电源，所述复用端口包括高电平电源端子及低电平电源端子，所述高电平电源端子及所述低电平电源端子分别与所述电源电连接；
9.所述第一插头包括第一电源端子和第二电源端子，所述第一插头插入所述复用端口，所述第一电源端子与所述高电平电源端子电连接，所述第二电源端子与所述低电平电源端子电连接；
10.所述第二插头包括第三电源端子和第四电源端子，所述第二插头插入所述复用端口，所述第三电源端子与所述高电平电源端子电连接，所述第四电源端子与所述低电平电源端子电连接。
11.在一个实施例中，所述通信端子包括第一串行通信端子和第二串行通信端子；
12.所述输出端子包括第一子输出端子和第二子输出端子，所述第一插头插入所述复用端口，所述第一子输出端子和所述第一串行通信端子电连接，所述第二子输出端子和所述第二串行通信端子电连接；
13.所述输入端子包括第一子输入端子和第二子输入端子，所述第二插头插入所述复用端口，所述第一子输入端子和所述第一串行通信端子电连接，所述第二子输入端子和所
述第二串行通信端子电连接。
14.在一个实施例中，所述通信端子包括第一串行通信端子、第二串行通信端子和模拟信号输入端子；
15.所述输出端子与所述模拟信号输入端子电连接；
16.所述输入端子包括第一子输入端子和第二子输入端子，所述第二插头插入所述复用端口，所述第一子输入端子和所述第一串行通信端子电连接，所述第二子输入端子和所述第二串行通信端子电连接。
17.在一个实施例中，所述积木组件还包括执行元件，所述执行元件设有第三插头，所述第三插头包括第五电源端子和第六电源端子；所述复用端口还包括数字信号输出端子；所述控制器根据接收的信号生成数字信号，并通过所述数字信号输出端子输出；所述复用端口包括低电平电源端子，所述数字信号输出端子与所述低电平电源端子电连接；
18.所述第三插头插入所述复用端口，所述第五电源端子与所述数字信号输出端子电连接，所述第六电源端子与所述低电平电源端子相连；所述数字信号输出端输出的信号驱动所述执行元件。
19.在一个实施例中，所述执行元件包括发光件、风扇及报警器中的至少一种。
20.在一个实施例中，所述复用端口的数量为两个或两个以上。
21.在一个实施例中，所述传感器包括声音传感器、光敏传感器、距离传感器及红外线传感器中的至少一种。
22.根据本技术实施例的第二方面，提供了一种积木机器人，所述积木机器人包括上述的积木组件。
23.在一个实施例中，所述积木机器人还包括积木块，所述电机的输出轴与所述积木块相连。
24.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
25.本技术实施例提供的积木组件及积木机器人，电机内设有控制芯片，控制芯片根据控制器传输给电机的控制信号控制电机的输出轴的转动，相对于控制器根据控制信号直接控制电机的输出轴的转动的方案，可减小控制器的端口中用于与电机连接的端子的数量，在控制器内可设置的端子的数量一定的前提下，使得控制器的复用端口可以设置与传感器及电机电连接的各个端子；传感器与电机均可与复用端口的通信端子电连接来进行信号的传输，不影响电机与控制器、以及传感器与控制器之间的信号传输。可知，控制器的复用端口可与电机及传感器电连接，用户将电机及传感器与控制器的任一复用端口相连，积木组件均可正常工作，避免出现传感器或电机插错端口而导致其被烧坏的问题，可提升用户的使用体验。
26.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
28.图1为本技术一示例性实施例提供的积木组件的立体示意图；
29.图2为本技术一示例性实施例提供的控制器的复用端口的结构示意图；
30.图3为本技术一示例性实施例提供的传感器的第一插头的结构示意图；
31.图4为本技术一示例性实施例提供的电机的第一插头的结构示意图；
32.图5为本技术一示例性实施例提供的积木组件在拼接状态下的立体示意图。
具体实施方式
33.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
34.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
35.下面结合附图，对本技术实施例提供的积木组件及积木机器人进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.本技术实施例提供了一种积木组件。参见图1至图4，所述积木组件100包括控制器10、传感器20及电机30。
37.所述控制器10设有至少两个复用端口101，所述复用端口101包括通信端子11。
38.所述传感器20设有第一插头201，所述第一插头201包括输出端子21，所述第一插头201插入所述复用端口101时，所述输出端子21与所述通信端子11电连接，所述传感器20采集的信号通过所述输出端子21及所述通信端子11传输至所述控制器10，所述控制器10根据接收的信号生成控制信号。
39.所述电机30设有第二插头301和控制芯片(未图示，位于电机30内部)，所述第二插头301包括输入端子31。所述电机30包括输出轴。所述第二插头301插入所述复用端口101时，所述输入端子31与所述通信端子11电连接，所述控制信号通过所述通信端子11及所述输入端子31传输至所述控制芯片，所述控制芯片根据所述控制信号控制所述电机30的输出轴的转动。
40.本技术实施例提供的积木组件，电机30内设有控制芯片，控制芯片根据控制器传输给电机的控制信号控制电机30的输出轴的转动，相对于控制器根据控制信号控制电机的输出轴的转动的方案，可减小控制器的端口中用于与电机连接的端子的数量，使得控制器的复用端口可以设置用于与传感器及电机电连接的各个端子；传感器20与电机30均可与复用端口101的通信端子电连接来进行信号的传输，不影响电机与控制器、以及传感器与控制
器之间的信号传输。可知，控制器的复用端口可分别与电机及传感器电连接，用户将电机及传感器与控制器的任一复用端口相连，积木组件均可正常工作，避免出现传感器或电机插错端口而导致其被烧坏的问题，可提升用户的使用体验。
41.在一个实施例中，控制器内设有芯片，用于对接收到的传感器采集的信号进行处理，得到控制信号。
42.在使用上述积木组件时，传感器20插入至控制器10的一个复用端口101，电机30插入至控制器10的另一复用端口101，如图5所示。控制器10接收传感器20采集的信号，并根据接收到的信号生成控制信号，并将控制信号传输至电机30的控制芯片，从而控制芯片根据控制信号控制电机的输出轴的运转。控制信号可携带电机的转动速度信息、转动方向信息以及启停信息等，控制芯片可控制电机的输出轴的转动速度、转动方向及启停。
43.在一个实施例中，参见图2至图4，所述控制器10的通信端子11包括第一串行通信端子111和第二串行通信端子112。
44.所述传感器20的输出端子21包括第一子输出端子211和第二子输出端子212，所述第一插头201插入所述复用端口101，所述第一子输出端子211和所述第一串行通信端子111电连接，所述第二子输出端子212和所述第二串行通信端子112电连接。所述电机30的输入端子31包括第一子输入端子311和第二子输入端子312，所述第二插头301插入所述复用端口101，所述第一子输入端子311和所述第一串行通信端子111电连接，所述第二子输入端子312和所述第二串行通信端子112电连接。
45.如此，传感器20及电机30可通过复用端口101的相同的通信端子与控制器10电连接，更有助于减小复用端口101内端子的数量。
46.在另一个实施例中，所述控制器的通信端子包括第一串行通信端子、第二串行通信端子和模拟信号输入端子。
47.所述传感器的输出端子与所述模拟信号输入端子电连接。输出端子为模拟信号输出端子，输出的信号为模拟信号。所述电机的输入端子包括第一子输入端子和第二子输入端子，所述第二插头插入所述复用端口，所述第一子输入端子和所述第一串行通信端子电连接，所述第二子输入端子和所述第二串行通信端子电连接。
48.如此设置，传感器及电机可通过复用端口的不同的通信端子与控制器电连接。传感器的第一插头插入至复用端口时，该复用端口的第一串行通信端子及第二串行通信端子悬空，传感器的端子不与该复用端口的第一串行通信端子及第二串行通信端子电连接；电机的第二插头插入至复用端口时，该复用端口的模拟信号输入端子悬空，电机的端子不与该复用端口的模拟信号输入端子电连接。并且，所述控制器也可通过第一串行通信端子和第二串行通信端子与传感器进行信号传输，也即是控制器可与不同的传感器电连接。
49.图示实施例仅以传感器20的输出端子21包括第一子输出端子211和第二子输出端子212为例进行示意。输出端子包括模拟信号输出端子的实施例未进行图示。
50.在一个实施例中，所述控制器10还设有电源(未图示，位于控制器内部)，所述复用端口101包括高电平电源端子12及低电平电源端子13，所述高电平电源端子12及所述低电平电源端子13分别与所述电源电连接。
51.所述第一插头201包括第一电源端子22和第二电源端子23，所述第一插头201插入所述复用端口101，所述第一电源端子22与所述高电平电源端子12电连接，所述第二电源端
子23与所述低电平电源端子13电连接。
52.所述第二插头301包括第三电源端子32和第四电源端子33，所述第二插头301插入所述复用端口101，所述第三电源端子32与所述高电平电源端子12电连接，所述第四电源端子33与所述低电平电源端子13电连接。
53.如此设置，将传感器20的第一插头201插入到复用端口101时，控制器10的电源为传感器20供电；将电机30的第二插头301插入到复用端口101时，控制器10的电源为电机30供电。也即是，复用端口101可实现为传感器20及电机30的供电。
54.在一个实施例中，低电平电源端子13可接地。
55.在一个实施例中，所述积木组件100还包括执行元件，所述执行元件设有第三插头，所述第三插头包括第五电源端子和第六电源端子。所述复用端口101还包括数字信号输出端子14。所述控制器10根据接收的信号生成数字信号，并通过所述数字信号输出端子输出；所述复用端口包括低电平电源端子，所述数字信号输出端子与所述低电平电源端子电连接。所述第三插头插入所述复用端口，所述第五电源端子与所述数字信号输出端子电连接，所述第六电源端子与所述低电平电源端子相连。所述数字信号输出端输出的信号驱动所述执行元件。
56.如此设置，当数字信号输出端子输出的信号与低电平电源端子输出的信号差大于执行元件的工作电压时，执行元件工作；当数字信号输出端子输出的信号与低电平电源端子输出的信号差小于执行元件的工作电压时，执行元件停止工作。通过执行元件的工作可得到数字信号输出端子输出的信号的大小，比较直观。并且，也可增加用户使用积木组件的趣味性。执行元件可接收控制器输出的电能，并将电能转换为机械能或其他形式的能量。
57.在一个实施例中，所述执行元件包括发光件、风扇、报警器等。在其他实施例中，执行元件还可包括小功率电机。
58.在一个实施例中，所述复用端口的数量为两个或两个以上。如此设置，控制器可同时连接多个电机及传感器，可提升积木组件的趣味性，有助于提升用户的使用体验。
59.在一个实施例中，所述传感器包括声音传感器、光敏传感器、距离传感器及红外线传感器中的至少一种。
60.在一个实施例中，所述控制器10的复用端口包括六个端子，分别为：第一串行通信端子111、第二串行通信端子112、模拟信号输入端子113、高电平电源端子12、低电平电源端子13和数字信号输出端子14。传感器20的第一插头201可包括三个端子，分别为：模拟信号输出端子、第一电源端子22和第二电源端子23；或者，传感器20的第一插头201可包括四个端子，分别为：第一子输出端子211、第二子输出端子212、第一电源端子22和第二电源端子23。电机30的第二插头301可包括四个端子，分别为：第一子输入端子311、第二子输入端子312、第三电源端子32和第四电源端子33。
61.如此设置，传感器20的第一插头201插入控制器10的复用端口101后，传感器20可将采集的信号发送至控制器10，控制器10的电源为传感器20供电。电机30的第二插头301插入控制器10的复用端口101后，控制器10将控制信号发送至电机30，控制器10的电源为电机30供电。
62.在一个实施例中，所述第一串行通信端子111及第二串行通信端子112为i2c总线的两个信号线，第一串行通信端子111为数据线，第二串行通信端子112为控制线。
63.在一个实施例中，复用端口101的各端子设置在端口的内表面，第一插头201与第二插头301的各端子设置在其外表面。
64.本技术实施例还提供了一种积木机器人，所述积木机器人包括上述任一实施例所述的积木组件。
65.在一个实施例中，所述积木机器人还包括积木块，所述电机的输出轴与所述积木块相连。控制器根据传感器采集的信号向电机发送控制信号，电机根据控制信号控制电机的输出轴的转动，进而电机的输出轴可带动积木块运动。
66.电机上可设有连接孔，用于与积木块连接。
67.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本技术的其他实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
68.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。