專利名稱：磁吸附式電子功能模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種應用于教學實驗和電子積木玩具的磁吸附式電子功能模塊。
背景技術：
傳統(tǒng)技術上用于教學實驗或電子積木玩具的電子功能模塊一般包括一塊完整的電路基板及各種功能的器件，電路基板上預設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構及功能，易失去趣味性?，F(xiàn)今市場上也有針對上述不足，設計出一種可隨意拼接的電子功能模塊，該電子功能模塊將電路基板上的電路劃分成多個獨立的電子模塊，使電子功能模塊集單個或兩個功能為一體，實現(xiàn)電子功能模塊之間的隨意拼接。但是，該電子功能模塊采用常規(guī)的電路設計方式，具有多路輸入和輸出關系，必須匹配多個連接器或是通過轉(zhuǎn)接電路才能實現(xiàn)多個模塊之間的獨立拼接，該模塊雖然在功能上實現(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功能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，插座采用針孔結構，在使用上述結構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問題是 針對現(xiàn)有電子功能模塊存在拼接局限大、拼接插拔費力和易損壞的上述問題，提供了一種可隨意拼接、自動對位快速連接的磁吸附式電子功能模塊。為解決上述問題，本實用新型的技術方案是:—種磁吸附式電子功能模塊，所述電子功能模塊包括設有功能電路的電路板及連接在電路板兩側邊緣上的插頭連接器和與插頭連接器對接的插座連接器，所述電路板設有三路信號線路，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置在絕緣本體上的三個導電端子，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有多個容納槽，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵，導電端子貫穿絕緣本體內(nèi)部并延伸到對接面外，三個導電端子分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導電端子分別與電路板上對應的信號線路相連。[0008]相比較于現(xiàn)有技術，本實用新型的磁吸附式電子功能模塊采用磁吸附式連接器，使插頭連接器和插座連接器具有磁性，實現(xiàn)了電子功能模塊的自動對位快速連接；同時，電路板在輸入輸出端只設置了三路信號通道，便于連接器、電子功能模塊的統(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功能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，所述電路板上設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。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，使經(jīng)過多級模塊后的信號不易衰減，保證了多級電子功能模塊拼接的穩(wěn)定性。每一個電子功能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?，信號?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、開關和顯示屏中的一種。優(yōu)選地，所述絕緣本體上設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。防呆結構的設計，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，容納槽設置在導電端子的兩側邊并與導電端子并排設置，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。兩個容納槽并排設置在導電端子的兩側邊，使導電端子在電連接時，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設有兩組安裝件，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功能模塊的結構示意圖。圖2是本實用新型磁吸附式電子功能模塊的拼接電路原理框圖。圖3是本實用新型磁吸附式電子功能模塊中插頭連接器的結構示意圖。圖4是本實用新型磁吸附式電子功能模塊中插座連接器的結構示意圖。圖5是本實用新型磁吸附式電子功能模塊中插頭連接器的爆炸結構示意圖。[0021]圖6是本實用新型磁吸附式電子功能模塊中插座連接器的爆炸結構示意圖。
具體實施方式

以下結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功能模塊包括電路板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1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置在絕緣本體上的三個導電端子，分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導電端子分別與電路板3上對應的信號線路相連。每個電子功能模塊的規(guī)格統(tǒng)一，電子功能模塊的規(guī)格包括電路板3的尺寸、插頭連接器I和插座連接器2的安裝位置及導電端子的位置分配等，用以實現(xiàn)各個電子功能模塊之間的隨意拼接。所述電路板3上設有三路信號線路，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，數(shù)據(jù)信號線路的輸出信號與正電源線路的信號相同。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上對應的導電端子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上對應的導電端子2.1相連。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。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，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，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?，如調(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。信號執(zhí)行電路是用于輸出信號及反饋，信號執(zhí)行電路為LED燈、蜂鳴器、揚聲器、振動器、電機、開關和顯示屏。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)有技術中的常見技術，其具體的電路結構在此不再贅述。參照圖2，利用本實用新型的電子功能模塊實現(xiàn)閃爍LED燈積木系統(tǒng)，閃爍LED燈積木系統(tǒng)包括電源及信號發(fā)生模塊、LED燈電子功能模塊和脈沖電子功能模塊，LED燈電子功能模塊內(nèi)設有電壓跟隨電路和LED燈功能電路，即LED燈電子功能模塊用于LED燈的驅(qū)動，脈沖電子功能模塊內(nèi)設有電壓跟隨電路和脈沖功能電路，脈沖電子功能模塊用于產(chǎn)生脈沖，電源及信號發(fā)生模塊用于提供電源和信號源。電源及信號發(fā)生模塊與脈沖電子功能模塊通過磁吸附連接器相連，LED燈電子功能模塊通過磁吸附連接器與脈沖電子功能模塊相連，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脈沖電子功能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，輸出具有該模塊功能的信號即頻率變化的信號。此時，經(jīng)脈沖電子功能模塊處理后的信號進入LED燈電子功能模塊中，LED燈電子功能模塊獲取信號，做出相應的響應，即實現(xiàn)了閃爍LED燈的功能。因各個電子功能模塊的規(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。參照圖3和圖5，插頭連接器I包括絕緣本體1.7和并排設置在絕緣本體1.7上的導電端子1.1，導電端子1.1數(shù)量為三個。絕緣本體1.7上設有三個導電端子安裝孔、兩個容納槽及設置在絕緣本體1.7底部兩側的兩組安裝件。導電端子安裝孔并排設置并留有間隙，用于安裝導電端子1.1，導電端子安裝孔為通孔，導電端子1.1通過導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。兩個容納槽設置在導電端子1.1的兩側邊并與導電端子1.1并排設置，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或其它電子器件上，鉤狀體1.6保證了連接器的連接強度，使連接器與電路板或其它電子器件之間的連接更加穩(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4和圖6，插座連接器2包括絕緣本體2.7和并排設置在絕緣本體2.7上的導電端子2.1，導電端子2.1數(shù)量為三個。絕緣本體2.7上設有三個導電端子安裝孔、兩個容納槽及設置在絕緣本體2.7底部兩側的兩組安裝件。導電端子安裝孔并排設置并留有間隙，用于安裝導電端子2.1，導電端子安裝孔為通孔，導電端子2.1通過導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。兩個容納槽設置在導電端子2.1的兩側邊并與導電端子2.1并排設置，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。上述說明中 ，凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術中的常規(guī)技術手段。
權利要求1.一種磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述電子功能模塊包括設有功能電路的電路板及連接在電路板兩側邊緣上的插頭連接器和與插頭連接器對接的插座連接器，所述電路板設有三路信號線路，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置在絕緣本體上的三個導電端子，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有多個容納槽，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵，導電端子貫穿絕緣本體內(nèi)部并延伸到對接面外，三個導電端子分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導電端子分別與電路板上對應的信號線路相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述電路板上設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。
3.根據(jù)權利要求2所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述外部信號采集電路為傳感器電路、麥克風電路中的一種，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、開關和顯示屏中的一種。
4.根據(jù)權利要求1 所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述絕緣本體上設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。
5.根據(jù)權利要求1所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述容納槽的數(shù)量為兩個，容納槽設置在導電端子的兩側邊并與導電端子并排設置，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。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述容納槽的截面為圓形。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述導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。
8.根據(jù)權利要求1所述的磁吸附式電子功能模塊，其特征在于，所述絕緣本體的底部兩側設有兩組安裝件，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功能模塊，包括電路板及連接在電路板上的插頭連接器和插座連接器，電路板設有三路信號線路，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有多個容納槽，容納槽內(nèi)安裝有永磁鐵，導電端子貫穿絕緣本體內(nèi)部并延伸到對接面外，三個導電端子分別為正電源端、數(shù)據(jù)信號端和負電源端，三個導電端子分別與電路板上對應的信號線路相連。本實用新型的插頭連接器和插座連接器具有磁性，實現(xiàn)了電子功能模塊的自動對位快速連接；電路板只設置了三路信號通道，便于連接器、電子功能模塊的統(tǒng)一管理。
文檔編號G09B23/18GK203118309SQ20132005358
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權日2013年1月29日
發(fā)明者陳蠶法, 王嘯, 楊海源, 楊水亮 申請人:杭州速澤電子科技有限公司