一种益智电子积木的制作方法

1.本发明涉及电子智慧教育产品相关领域，具体是设计一种益智电子积木。


背景技术：

2.积木通常是木头或塑料的长方体玩具，一般在表面装饰着字母或图画，可以进行不同的排列或进行各种模型搭建。儿童在玩耍过程中不但锻炼动手能力，而且在拼接积木的过程中可以感知到物体的数量和空间位置关系；但是目前的积木使用过程中依旧暴露出一些问题，儿童对积木进行一些较复杂的拼接时，需要家长或者老师在一旁辅助，这样才能利用积木完成一些有趣的拼接，整个过程中积木并不能与儿童很好的互动，综合来说，现有积木交互性差，益智效果不理想。针对目前积木使用过程中所暴露的问题，有必要对积木进行结构上的改造与优化。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种益智电子积木，可提高儿童与积木的交互性，同时儿童在使用益智电子积木过程中也能有效的将动手能力和学习能力有机结合。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种益智电子积木，包括一个主控积木块和若干数据积木块，所述积木块的侧壁连接安装有密封板，所述积木块的内部固定放置有pcb板，所述pcb板的上表面焊接固定有单片机，所述pcb板的两端均设有磁吸组件，所述磁吸组件包括有磁铁块和接线触点；所述密封板的表面开设有接口孔；所述接口孔为长条形通孔；所述磁吸组件贯穿并固定于接口孔；所述主控积木块与数据积木块之间以及相邻数据积木块与数据积木块之间通过磁吸组件的磁铁块保持吸合连接，同时通过磁吸组件的接线触点保持电性连接和数据通信；所述接线触点的针脚数量均不低于四个。
5.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块的内部还设有蓝牙模块，蓝牙模块与单片机保持电性连接。
6.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块的内部还设有线性稳压器，线性稳压器与蓝牙模块保持电性连接。
7.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块的上侧表面贯穿设有按压开关，所述按压开关与单片机保持电性连接。
8.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述蓝牙模块与手机终端或电脑终端保持通信连接。
9.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，通过所述蓝牙模块将依次拼接的数据积木块对应数据上传到终端，在终端中进行多媒体交互。
10.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述数据积木块的内部均设有pcb板、单片机。
11.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块、数据积木块均为空心长方体构件，所述主控积木块、数据积木块、密封板为树脂构件。
12.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块的内部还放置有电源，电源放置在pcb板异于单片机的一侧，所述pcb板与单片机保持电性连接。
13.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块的内部所述电源，通过磁吸组件的接线触点给依次连接的数据积木块提供电力支持。
14.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述主控积木块、数据积木块的上表面均贯穿设有指示灯，且所述指示灯与单片机保持电性连接。
15.作为本发明的一种益智电子积木优选技术方案，所述指示灯通过电阻与电源保持电性连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本设备的积木块分为主控积木块与数据积木块，主控积木块与数据积木块以及数据积木块与数据积木块之间通过磁吸组件的接线触点保持电性连接和数据通信，同时通过磁吸组件的磁铁块实现两个积木块在拼接过程中完成自动吸合和位置校准，使得连接触点保持稳定的电性连接，同时使得主控积木块与依次拼接的数据积木块们之间保持稳定的通信连接，当主控积木块上的控制开关被触发时，向相邻的数据积木块下发空的数据包，数据积木块接收到数据包后，打包自身数据到数据包中，并判断有没有下一个数据积木块：如果有下一个数据积木块，则继续下发数据包，下个数据积木块接受到数据包后，重复上一个数据积木块的打包自身数据并判断是否继续下发的流程；如果没有下一个数据积木块，则把打包自身数据后的最终数据包，按照数据包下发路径，将数据包原路回传到主控积木块。主控积木块通过蓝牙模块将接收到的数据包发送到终端，通过终端解析数据包内容，然后进行多媒体交互，这样不但增加了儿童拼接积木的趣味性，而且也能有效提升儿童的学习能力。
17.主控积木块的内部还增设有线性稳压器，线性稳压器在电源给积木块内部电力部件供电的过程中，起到了稳压的作用，有效的避免电力部件因为电压过大而损坏，有效的提升积木块内部电力部件的实用寿命。
18.主控积木块内部的电源可以对所有积木块内部的电力部件进行供电，在积木块不需要外界电源保持电力连接情况下依旧可以运行，便于儿童在不同区域玩耍，有效的避免儿童靠近市电，保护儿童的安全。
19.主控积木块的上表面贯穿设有按压开关，便于对积木中的电源以及数据通信进行控制，主控积木块与数据积木块之间的上表面均设有指示灯，在积木块通电拼接时指示灯会亮起，对儿童进行指示提醒，确认当前数据积木块是否正常连接，更便于儿童使用积木。
附图说明
20.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
21.图1为本发明的积木拼接结构示意图。
22.图2为本发明中的积木内部结构示意图。
23.图中：1、主控积木块；2、数据积木块；3、密封板；4、磁铁块；5、接线触点； 6、按压开关；7、指示灯；8、pcb板；9、单片机；10、接口孔；11、磁吸组件。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
25.如图1至图2所示，本发明所述的一种益智电子积木，包括主控积木块1和数据积木块2，主控积木块1和数据积木块2的侧壁连接安装有密封板3，主控积木块1和数据积木块2的内部均固定放置有pcb板8，pcb板8的上表面焊接固定有单片机9，pcb板8的两侧均设有磁吸组件11，磁吸组件11包括有磁铁块4和接线触点5；接线触点5的针脚数量为不低于四个；密封板3的表面开设有接口孔10；接口孔10为长条形通孔；磁吸组件11贯穿并固定于接口孔10；主控积木块1的一侧连接有数据积木块2，主控积木块1与数据积木块2以及相邻数据积木块2之间均通过磁吸组件11的磁铁块4保持吸合连接；主控积木块1的内部还设有蓝牙模块，蓝牙模块与单片机9保持电性连接，主控积木块1与数据积木块2之间以及相邻数据积木块2之间均通过磁吸组件11的接线触点5保持通信连接以及电力连接。积木块使用过程中，主控积木块1与数据积木块2保持连接，多个数据积木块2可以依次连接，通过磁吸组件自动吸附拼接的方式，便于儿童玩耍和操作，提高儿童的兴趣，令儿童在玩耍积木过程中，学到知识，进而提升儿童的学习能力。
26.本技术方案中在数据积木块2的表面上，可以在除了含有磁吸组件的侧表面外其它表面上绘制不同的图案，例如侧面分别绘制字母、数字、小动物等图案，这样可以实现数据积木块的复用；具体的，主控积木块1的内部还设有线性稳压器，线性稳压器与蓝牙模块保持电性连接，本实施例中线性稳压器使得电压保持稳定，避免过高的电压对蓝牙模块造成损伤。
27.具体的，主控积木块1的上表面贯穿设有按压开关6，按压开关6与单片机9保持电性连接，本实施例中，按压开关6对所有连接数据积木进行电力和数据通信的控制。
28.具体的，每个接线触点5的针脚数量不低于四个，本实施例中主控积木块1与数据积木块2以及数据积木块之间通过接线触点的连接保持通信以及电力连接。
29.具体的，蓝牙模块与手机终端或电脑终端保持通信连接，本实施例中蓝牙模块使得主控积木1可以与终端设备保持连接，终端设备接收到主控积木块1的蓝牙模块传输的数据，在终端进行数据解析，根据终端的设置进行相应的多媒体交互。
30.具体的，主控积木块1、数据积木块2的内部均设有pcb板8、单片机9，本实施例中主控积木块1与按照一定顺序连接的若干数据积木块2通过磁吸组件实现单片机9的串联，通过单片机9之间的通信确定数据积木块拼接内容。
31.具体的，主控积木块1、数据积木块2均为空心长方体构件，主控积木块1、数据积木块2、密封板3为树脂构件，本实施例中长方体体结构更便于积木块的拼接、堆叠，便于儿童进行操作，树脂构件具有良好的无毒特性，避免儿童咬合积木块时导致中毒，进一步保护儿童。
32.具体的，主控积木块1的内部还放置有电源，电源放置在pcb板8异于单片机9的一侧，pcb板8与单片机9保持电性连接，本实施例中电源为可充电电池，便于对积木块内部的电子部件进行供电，在没有外界供电的情况下，可以保证积木块的通电运行。
33.具体的，主控积木块1、数据积木块2的上表面均贯穿设有指示灯7，且指示灯7与单片机9保持电性连接，本实施例中指示灯7可以在积木块通电时对儿童进行提示，提示目前积木块是否正常拼接。
34.具体的，指示灯7通过电阻与电源保持电性连接，本实施例中电阻有效的避免通过指示灯7的电压过大，提升指示灯的实用寿命。
35.本技术方案中可在终端中集成数字算法、英语拼读、汉语拼音、成语学习、汉字识读等学习功能，当儿童把积木块拼接完成后，触发主控积木的开关6时，数据积木块中的内容会上传到主控积木块，主控积木块通过蓝牙模块把数据上报到终端，根据终端预设的模式，与儿童进行多媒体交互。
36.例如：若终端当前是数字运算模式，其中有一个主控积木块和七块数据积木块相连接，七块数据积木块表面分别绘制数字1，运算符＋，数字2，数字9，运算符＝，数字3，数字7。进行如下拼接：主控积木块与绘制数字1的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制数字1的积木块的另一侧与绘制运算符 的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制运算符 的积木块的另一侧与绘制数字2的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制数字2的积木块的另一侧与绘制数字9的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制数字9的积木块的另一侧与绘制运算符=的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制运算符=的积木块的另一侧与绘制数字3的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制数字3的积木块的另一侧与绘制数字7的积木块的一侧通过磁吸组件连接。拼接完成后，触发主控积木块开关，数据积木块生成的数据通过蓝牙模块上报到终端，终端接收到数据后，解析数据。终端根据预设模式，进行多媒体交互：发音“1 29 =37 错误”。这样简单操作就完成了一次关于数学运算的多媒体学习，在整个拼接过程中儿童只需要完成积木的拼接积木，触发主控积木块的数据上报开关，就能对拼接的内容进行感知，这样儿童玩耍的过程中促进儿童对数字认知以及数学算式的学习。
37.若终端当前是英语模式，其中有一个主控积木块和三块数据积木块相连接，三块数据积木块表面分别绘制字母t，字母a，字母e。分别进行如下拼接：主控积木块与绘制字母e的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制字母e的积木块的另一侧与绘制字母a的积木块的一侧通过磁吸组件，绘制字母a的积木块的另一侧与绘制字母t的积木块的一侧通过磁吸组件。拼接完成后，触发主控积木块的数据上报开关，数据积木块生成的数据通过蓝牙模块上传到终端，终端接收到数据后，解析数据。终端根据预设的英语模式，进行多媒体交互：发音
ꢀ“
eat 吃”。同样这四块积木块如果进行如下连接：主控积木块与绘制字母t的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制字母t的积木块的另一侧与绘制字母e的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制字母e的积木块的另一侧与绘制字母a的积木块的一侧通过磁吸组件连接。拼接完成后，触发主控积木块的数据上报开关，数据积木块生成的数据通过蓝牙模块上传到终端，终端接收到数据后，解析数据。终端根据预设的英语模式，进行多媒体交互：发音
ꢀ“
tea 茶”。儿童在整个积木简单拼接的活动，不但是一次玩耍的过程，也是英语学习的过程。
38.若终端当前是拼音模式，其中有一个主控积木块和两个数据积木块相连接，两块数据积木块表面分别绘制拼音t，拼音
á
。分别进行如下拼接：主控积木块与绘制拼音t的积木块的一侧通过磁吸组件连接，绘制拼音t的积木块的另一侧与绘制拼音
á
的积木块的一侧通过磁吸组件连接。拼接完成后，触发主控积木块的数据上报开关，数据积木块生成的数据
通过蓝牙模块上报到终端，终端接收到数据后，解析数据。终端根据预设拼音模式，进行多媒体交互：发声拼音
ꢀ“
t
á”
。儿童通过这样简单的拼接可以完成一次拼音学习，这样可以实现儿童在玩耍过程中学习的效果。
39.实例中单片机9、线性稳压器以及蓝牙模块为已经公开的广泛运用于日常生活的已知技术，本技术方案中采用的单片机的型号为stc8h1k08，本技术方案中采用的线性稳压器的型号为spx3819，本技术方案中采用的蓝牙模块的型号为e104
‑
bt02。
40.本发明的工作原理及使用流程：本发明中该积木块使用时主控积木块1与数据积木块2串联连接在一起，主控积木块1与数据积木块2以及若干积木块2之间，通过磁吸组件11的磁铁块4进行吸合连接，使得两个积木块侧表面通过磁吸组件11的接线触点5保持电力连接和数据通信，在主控积木块1通电使用过程中主控积木块1内部的电源对单片机9与蓝牙模块以及依次连接的数据积木块内电力部件进行供电，线性稳压器对电压进行稳压，使得输出电压为3v，避免积木块内部部件电压过高而损坏，积木在使用过程中，用户通过按压按压开关6给数据积木内部的各个电力部件通电，积木内部通电时其指示灯7发光亮起，对儿童进行提示，提示此模块已经保持电路接通，在积木使用过程中进而使得主控积木块1与数据积木块的2内部的单片机9保持通信连接，每个积木块接收到上一个积木块的数据后，在原来的数据基础上装填自身数据并打包下发给下一个拼接的数据积木块，直到最后一个数据积木块装填完自身数据后，将最终的数据包原路回传给主控积木块，主控积木块通过蓝牙模块将数据包上传给终端，终端设备解析接收到的数据包从而确定数据积木块的数量以及排列顺序。
41.主控积木块1中还增加有蓝牙模块，通过蓝牙模块可以使得主控积木块1与手机终端或电脑终端保持通信连接，将对应的拼接的数据积木块的数据发送到终端软件中，通过终端解析接收到的数据，与儿童进行多媒体交互，有效的提升儿童的学习能力。
42.以上所述仅为本发明的优选方案，并非作为对本发明的进一步限定，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的各种等效变化均在本发明的保护范围之内。