[0001] 本发明属于电子产品技术领域， 尤其涉及一种电子积木系统。

背景技术

[0002] 在人们的日常生活中， 随处可见各式各样的电子设备和电子信号， 例如， 手机 、 电脑、 WIFI、 智能、 云和物联网等等， 而且人们每天都在使用， 每天都会有 接触， 但是大部分人并不知道这些电子设备如何工作 和如何制造他们的电子设 备。 对于这些电子设备和电子信号的全部交互性， 仅限于被动消费。

[0003] 为了使人们在日常消费和使用过程中就能够切 身体验这些电子设备和电子信号 的工作过程， 玩具 DIY创意拼装和教学使用应用的智能电路模块应 运而生。 这种 智能电路模块无需专业知识， 只需要了解功能、 懂得应用， 利用简单的相互拼 装组合即可完成丰富的电子电路功能， 并通过乐高积木、 纸、 木材、 塑料、 粘 土、 3D打印技术等生活中材料进行创意模型的 DIY制作， 这样使得具有光、 声 音、 按钮和其他电子部件进行拼装， 对于儿童、 青年学生、 设计者、 非工程人 员和其他缺乏必要经验的人士来说都是较为简 单的。

[0004] 然而， 这些智能电路模块在拼装后， 仅能满足部分人群经验不足的人群的使用 ， 而无法满足一些有更高技能的人群的需求， 即无法在拼装进行更深层次的改 进。

技术问题

[0005] 本发明实施例提供一种电子积木系统， 工作模式的可选择性， 旨在解决现有技 术中智能电路模块拼装后无法同吋满足不同经 验层次人员需求的问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 本发明提供了一种电子积木系统， 包括至少一组用于提供电能的电源模块、 至 少一组与所述电源模块电性连接并用于输入数 据和信号的输入模块、 至少一组 与所述电源模块电性连接并用于接收所述输入 模块的数据和信号控制以输出相 应信号的输出模块以及至少一个选择性连接至 所述电源模块上的通信模块； 接 通或者断幵所述通信模块以使所述电子积木系 统与外部终端通讯连接或者断幵 ， 当连通所述通信模块吋， 所述电子积木系统与所述外部终端通讯连接， 通过 所述外部终端对所述输入模块进行可编程控制 ， 当断幵所述通信模块吋， 所述 电子积木系统处于离线状态， 所述输入模块与所述输出模块搭配控制。

[0007] 进一步地， 各所述电源模块、 各所述输入模块、 各所述输出模块和各所述通信 模块内均内置有独立运行的微控制单元。

[0008] 进一步地， 各所述输入模块与各所述输出模块之间的通讯 方式为数字形式。

[0009] 进一步地， 各所述电源模块、 各所述输入模块、 各所述输出模块和各所述通信 模块均设有各自与待连接装置对接的公接头和 母接头， 通过自身的所述公接头 与所述待连接装置的所述母接头连接或者自身 的所述母接头与所述待连接装置 的所述公接头连接以实现二者的信号连接。

[0010] 进一步地， 所述电子积木系统还包括用于电性连接任意两 个电子积木的连接线

， 所述电子积木为各所述电源模块、 各所述输入模块、 各所述输出模块和各所 述通信模块， 所述连接线的两端设有与所述公接头和所述母 接头对接的母连接 器和公连接器。

[0011] 进一步地， 所述公连接器与所述公接头结构相同， 所述母连接器与所述母接头 结构相同。

[0012] 进一步地， 由所述连接线连接的任意两所述电子积木之间 具有高度差。

[0013] 进一步地， 由所述连接线连接的两所述电子积木位于同一 平面上， 且两所述电 子积木的所述公接头和所述母接头之间具有间 隔空间。

[0014] 进一步地， 任意相邻的所述电源模块、 各所述输入模块、 各所述输出模块和各 所述通信模块中任意相邻的两者之间通过各自 的所述公接头和所述母接头实现 对接。

[0015] 进一步地， 一个所述电源模块至少配置有一个所述输入模 块和一个所述输出模 块。

[0016] 进一步地， 各所述通信模块内设有无线通信模块或者有线 通信模块。

[0017] 进一步地， 所述无线通信模块为与所述外部终端进行通信 连接的蓝牙装置或者 WIFI装置。

发明的有益效果

有益效果

[0018] 本发明实施例与现有技术相比的有益效果是： 该电子积木系统通过将所述电源 模块、 所述输入模块和所述输出模块相互连接， 以及选择性连接所述通信模块 ， 以组成一个具有输入和输出的功能系统， 并且当接入所述通信模块吋， 可以 通过连通或者断幵所述通信模块以使所述电子 积木系统与外部终端通讯连接或 者断幵， 即可实现所述电子积木系统的离线工作模式和 在线工作模式， 在这两 种工作模式中， 分别对应了不同的应用方式， 也即当所述电子积木系统处于离 线工作模式吋， 则该电子积木系统处于不可编程状态， 以及当所述电子积木系 统处于在线工作模式吋， 则该电子积木系统处于可编程状态。 所述电子积木系 统处于不可编程状态或者可编程状态， 以满足不同经验层次人群对所述电子积 木系统的实际使用需求。

对附图的简要说明

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例或现有技术描 述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性 的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0020] 图 1是本发明实施例一提供的电子积木系统的结� �示意图；

[0021] 图 2是本发明实施例另一提供的电子积木系统的� �构示意图；

[0022] 图 3是本发明实施例又一提供的电子积木系统的� �构示意图；

[0023] 图 4是图 3中电子积木系统于一方向的局部分解图；

[0024] 图 5是图 3中电子积木系统于另一方向的局部分解图。

[0025] 附图标记说明：

[] [表 1]

本发明的实施方式

[0026] 下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至 终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或 具有相同或类似功能的元件。 下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的， 旨在用于解释本发明， 而不能理解 为对本发明的限制。

[0027] 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语"长度"、 "宽度"、 "上"、 "下"、 "前" 、 "后"、 "左"、 "右"、 "竖直"、 "水平"、 "顶"、 "底 ""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发明和简化 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发明的限制。

[0028] 此外， 术语"第一"、 "第二 "仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重 要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此， 限定有 "第一"、 "第二 "的特 征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该 特征。 在本发明的描述中， "多个" 的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

[0029] 在本发明中， 除非另有明确的规定和限定， 术语"安装"、 "相连"、 "连接"、 "固 定"等术语应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或成 一体； 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或两个元件的相互 作用关系。 对于 本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的 具 体含义。

[0030] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本发明进行进一步详细说明。

[0031] 请参照图 1和图 2， 本发明实施例提供的电子积木系统包括至少一 组用于提供电 能的电源模块 10、 至少一组与所述电源模块 10电性连接并用于输入数据和信号 的输入模块 20、 至少一组与所述电源模块 10电性连接并用于接收所述输入模块 2 0的数据和信号控制以输出相应信号的输出模� � 30以及至少一个选择性连接至所 述电源模块 10上的通信模块 40； 接通或者断幵所述通信模块 40以使所述电子积 木系统与外部终端 50通讯连接或者断幵， 当连通所述通信模块 40吋， 所述电子 积木系统与所述外部终端 50通讯连接， 通过所述外部终端 50对所述输入模块 20 进行可编程控制， 当断幵所述通信模块 40吋， 所述电子积木系统处于离线状态 ， 所述输入模块 20与所述输出模块 30搭配控制。

[0032] 本发明实施例提供的电子积木系统通过将所述 电源模块 10、 所述输入模块 20和 所述输出模块 30相互连接， 以及选择性连接所述通信模块 40， 以组成一个具有 输入和输出的功能系统， 并且当接入所述通信模块 40吋， 可以通过连通或者断 幵所述通信模块 40以使所述电子积木系统与外部终端 50通讯连接或者断幵， 即 可实现所述电子积木系统的离线工作模式和在 线工作模式， 在这两种工作模式 中， 分别对应了不同的应用方式， 也即当所述电子积木系统处于离线工作模式 吋， 则该电子积木系统处于不可编程状态， 以及当所述电子积木系统处于在线 工作模式吋， 则该电子积木系统处于可编程状态。 所述电子积木系统处于不可 编程状态或者可编程状态， 以满足不同经验层次人群对所述电子积木系统 的实 际使用需求。

[0033] 当选择性未接入所述通信模块 40吋， 整个所述电子积木系统也是出于不可编程 状态的。

[0034] 当所述电子积木系统处于不可编程状态吋， 将各所述电源模块 10、 所述输入模 块 20和所述输出模块 30连接好后， 即可由所述输入模块 20控制所述输出模块 30 的工作， 且控制方式是固定不变的， 例如， 所述输入模块 20为幵关， 所述输出 模块 30为 LED灯， 连接好后， 按压所述输入模块 20， 即可实现所述 LED灯的幵关 。 对于这类所述电子积木系统， 可以进行随意搭配， 使用方便且应用广泛， 适 合编程经验不足或者不需要对输出模块 30的输出做相应调整的人群。

[0035] 当所述电子积木系统处于可编程状态吋， 将各所述电源模块 10、 所述输入模块 20、 所述输出模块 30和所述通信模块 40连接好后， 各个模块通过所述通信模块 4 0与外部终端 ₅₀ (例如， 手机或者平板电脑等） 通讯连接， 各个模块可以通过安 装在所述外部终端 50上的应用程序对各个模块进行工作逻辑的编� ��控制， 以控 制多个模块之间的互动。 例如， 所述输入模块 20为幵关， 所述输出模块 30为 LED 灯， 连接好后， 接入所述输入模块 20吋， 可以通过在所述外部终端 50上对所述 输入模块 20进行工作逻辑的编辑， 如把幵关更换为由大到小或者由小到大变化 ， 接入所述输出模块 30吋， 可以通过编程编辑该输出模块 30的显示状态， 例如 L ED灯的颜色变化， 通过输入模块 20由大到小或者由小到大的控制 LED灯对应不 同的颜色显示。

[0036] 在该实施例中， 所述电源模块 10、 所述输入模块 20、 所述输出模块 30和所述通 信模块 40为独立设置的电子积木， 各个不同或者相同的电子积木相互连接以构 成具有某种功能的电子积木系统。 例如， 超声波传感器单独使用吋可以用作测 距工件， 当将该超声波传感器与蜂鸣器连接在一起吋， 就可以组成一个具有语 音播报功能的报警器， 用户在使用吋可以充分发挥自己的想象来进行 各种组合

[0037] 在该实施例中， 所述电源模块 10用于提供电源， 可以是电源模块 10、 电池、 太 阳能电池或者放电保护电路； 所述输入模块 20用于进行数据和信息输入， 可以 是脉冲模块、 压力传感器模块、 接近模块、 输入记录模块、 电位计模块、 按钮 模块、 温度模块、 加速度计模块、 存储器模块、 计吋器模块等； 所述输出模块 3 0用于反馈输入信号所带来的视觉、 物理、 声音等改变， 可以是运动模块、 振动 电机模块、 风扇模块、 RGB LED模块、 LED模块、 条形光柱模块、 扬声器模块 、 直流电机、 RGB灯模块、 LED点阵模块、 灯条模块、 麦克风和扬声器模块等 ； 所述通信模块 40用于进行通信连接， 可以是有线模块或者无线通信模块 40， 所述无线通信模块 40可以是 WIFI模块或者蓝牙模块。

[0038] 请参照图 1和图 3， 进一步地， 各所述电源模块 10、 各所述输入模块 20、 各所述 输出模块 30和各所述通信模块 40内均内置有独立运行的微控制单元。 该电子积 木系统通过在各所述电源模块 10、 各所述输入模块 20、 各所述输出模块 30和各 所述通信模块 40内设置能够独立运行的微控制单元， 以使两个不同或者相同的 模块连接吋， 可以组成一个新的功能模块， 例如， 将多个 LED灯并排插接可以构 成灯带或者不同显示效果的灯。

[0039] 该电子积木系统通过将独立运行的微控制单元 内置在各所述模块中， 以使各所 述模块具有独立工作的能力， 增强了所述电子积木系统的功能扩展。 进一步地 ， 各所述输入模块 20与各所述输出模块 30之间的通讯方式为数字形式。 各所述 输入模块 20与各所述输出模块 30的通讯方式采用数字形式进行传输， 无需外接 其他转换器， 所述输入模块 20可以直接输出信号值， 减少用户的工作量； 另外 ， 采用数字通讯的方式可以实现各模块之间相互 识别， 配置更加灵活且具有故 障自诊断功能。 所谓数字形式进行通讯是指用数字形式传输消 息或用数字形式 对载波信号进行调制后再传输的通信方式。

[0040] 请参照图 3至图 5， 进一步地， 各所述电源模块 10、 各所述输入模块 20、 各所述 输出模块 30和各所述通信模块 40均设有各自与待连接装置对接的公接头 15和母 接头 25， 通过自身的所述公接头 15与所述待连接装置的所述母接头 25连接或者 自身的所述母接头 25与所述待连接装置的所述公接头 15连接以实现二者的信号 连接。 可以理解地， 各所述电源模块 10、 各所述输入模块 20、 各所述输出模块 3 0和各所述通信模块 40的所述公接头 15具有相同的结构以及所述母接头 25具有相 同的结构， 且所述母接头 25与所述公接头 15相互插接， 以使两模块间的连接互 通， 使得各个模块的公接头 15和母接头 25具有通用性， 方便连接。

[0041] 请参照图 3至图 5， 进一步地， 所述电子积木系统还包括用于电性连接任意两 个 电子积木的连接线 60， 所述电子积木为各所述电源模块 10、 各所述输入模块 20 、 各所述输出模块 30和各所述通信模块 40， 所述连接线 60的两端设有与所述公 接头 15和所述母接头 25对接的母连接器 62和公连接器 65。 该连接线 60通过设置 所述公连接器 65和所述母连接器 62， 以使所述公连接器 65和所述母连接器 62可 以与两个电子积木的所述母接头 25和所述公接头 15相互对接， 所连接的两所述 电子积木的空间位置为相互间隔， 利用连接线 60保证了两所述电子积木的正常 连接， 有利于扩展所述电子积木的使用空间， 而不仅限于各所述电子积木并排 设置的某个平面空间。

[0042] 请参照图 3至图 5， 进一步地， 所述公连接器 65与所述公接头 15结构相同， 所述 母连接器 62与所述母接头 25结构相同。 所述连接线 60的公连接器 65与各所述电 子积木的公接头 15具有相同的结构， 所述连接线 60的所述母连接器 62与各所述 电子积木的所述母接头 25具有相同的结构， 以使所述连接线 60可以随意与所述 电子积木进行插接， 保证了所述公连接器 65和所述公接头 15以及所述母连接器 6 2和所述母接头 25的通用性， 从而使得各所述电子积木实现多方向和多维度 的快 速连接， 保证了通信的准确性。 另外， 通过设置所述连接线 60以在进行所述电 子积木搭建过程中， 不受空间位置的约束， 可以随自己创意搭建出更多的积木 组合， 在课堂教学中能够体现电子积木的教育和学习 作用， 在家庭生活中， 可 以实现自己 DIY智能家居， 在户外实现大自然科学教育， 在娱乐方向实现不同创 意， 可应用的范围大大增加。

[0043] 请参照图 3至图 5， 进一步地， 由所述连接线 60连接的任意两所述电子积木之间 具有高度差。 利用所述连接线 60连接两具有高度差的所述电子积木， 以实现三 维空间的搭建， 扩展了连接的范围大小， 保证了各所述电子积木可以随意组合

[0044] 请参照图 3至图 5， 进一步地， 由所述连接线 60连接的两所述电子积木位于同一 平面上， 且两所述电子积木的所述公接头 15和所述母接头 25之间具有间隔空间 。 当所需要连接的两所述电子积木位于同一平面 上吋， 但具有一定的空间间隔 ， 无法直接实现对接， 利用所述连接线 60可以简单快捷地将它们进行连接， 保 证了连接的便捷性和可靠性。 进一步地， 任意相邻的所述电源模块 10、 各所述 输入模块 20、 各所述输出模块 30和各所述通信模块 40中任意相邻的两者之间通 过各自的所述公接头 15和所述母接头 25实现对接。 由于各模块的所述公接头 15 和母接头 25具有通用性， 相邻两所述模块以通过公接头 15和所述母接头 25直接 对接实现连接导通， 简单方便。

[0045] 在该实施例中， 各所述电子积木的外形尺寸大小为： 长度 X宽度为 24mmx24mm 、 长度 X宽度为 24mmx48mm或者长度 X宽度为 48mmx48mm。 通过设定各所述电 子积木的尺寸大小， 以保证各功能模块的电子元器件能够安装于各 模块内并正 常工作。

[0046] 请参照图 1至图 5， 进一步地， 一个所述电源模块 10至少配置有一个所述输入模 块 20和一个所述输出模块 30。 可以理解的， 所述电子积木系统通过一个所述电 源模块 10搭配至少一个输入模块 20和一个输出模块 30， 以构建一个可完成某个 功能的电子积木组合， 结构简单， 使用方便。

[0047] 请参照图 1至图 5， 进一步地， 各所述通信模块 40内设有无线通信模块 40或者有 线通信模块 40。 所述通信模块 40可以是有线通信模块 40， 也可以是无线通信模 块 40， 优选地， 所述无线通信模块 40为与所述外部终端 50进行通信连接的蓝牙 装置或者 WIFI装置。 该所述电子积木系统公告设置所述通信模块 40， 以与外部 终端 50进行通讯连接， 便于实现可编程控制。

[0048] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。