本發(fā)明涉及兒童積木玩具，更具體地涉及可教學(xué)的電子積木玩具和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、玩具積木或積木套件，包括多種此類(lèi)積木，如樂(lè)高tm集團(tuán)銷(xiāo)售的產(chǎn)品，已廣為人知。與本發(fā)明相關(guān)的玩具積木類(lèi)型的其他例子已在美國(guó)專(zhuān)利第3,005,282號(hào)和第6,645,033號(hào)中描述，所有內(nèi)容均通過(guò)引用并入此處。這些玩具積木通常由空心方形塊組成，頂部平坦，具有稱(chēng)為“釘子”的圓柱形凸起的連接件，突出于頂部。連接柱以規(guī)則的行列形式均勻間隔分布在積木上方。朝下的空心內(nèi)腔形成塊的底部，內(nèi)部包含連接件，設(shè)計(jì)成能夠落在底下積木的釘子之間，從而與釘子和積木側(cè)面形成摩擦連接。

2、玩具積木是各個(gè)年齡段兒童極為受歡迎的玩具。這些玩具的吸引力不僅來(lái)自于構(gòu)建的簡(jiǎn)單性和大量的不同形狀，更重要的是來(lái)自于這些積木可能組合成的無(wú)限可能性。近年來(lái)，市場(chǎng)上積木組件的種類(lèi)不斷增加，因?yàn)榛A(chǔ)樂(lè)高tm積木的專(zhuān)利已過(guò)期，發(fā)明者創(chuàng)造了越來(lái)越多擴(kuò)展原有設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。新系統(tǒng)包括齒輪、燈光、電機(jī)以及越來(lái)越多的形狀。

3、盡管已嘗試創(chuàng)建一種積木系統(tǒng)，以便讓積木能夠有效地通過(guò)系統(tǒng)導(dǎo)電，但仍然需要一種簡(jiǎn)單易行的方法。大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備集中于創(chuàng)建一種可導(dǎo)電的安全的積木，避免短路，并且兒童在使用時(shí)無(wú)需了解電子工作原理。相比之下，本發(fā)明提供了一種教學(xué)設(shè)備和系統(tǒng)，使用戶(hù)能夠完全控制電路，從而創(chuàng)造出更多的靈活性和電子導(dǎo)電積木的潛在用途。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)化的模塊化接觸式導(dǎo)電玩具積木。該玩具積木是一種可以與相似配置的積木互連的類(lèi)型，具有一個(gè)頂部帶有圓柱形連接柱的空心箱形結(jié)構(gòu)，側(cè)面與頂部共同定義一個(gè)向下開(kāi)放的腔體，類(lèi)似配置的積木的圓柱形連接柱可以插入該腔體中以實(shí)現(xiàn)摩擦連接。

2、本發(fā)明的玩具積木包括至少一個(gè)從積木頂部延伸到開(kāi)放腔體內(nèi)的壓力加載的導(dǎo)電連接柱，以與插入其中的連接柱形成壓力連接。單個(gè)積木上規(guī)律排列的多個(gè)導(dǎo)電連接柱可以通過(guò)導(dǎo)電連接器連接。連接柱之間的導(dǎo)電連接器可以在塑料中形成或卡入到位。該連接器可以是簡(jiǎn)單的導(dǎo)線(xiàn)、金屬片或電路板，可能包含或不包含嵌入的組件。

3、本發(fā)明提供了一種完全獨(dú)特的建筑積木電子連接系統(tǒng)，通過(guò)利用壓力連接實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)僅允許每個(gè)導(dǎo)電連接柱承載一個(gè)電連接，從而依賴(lài)于連接積木的人來(lái)創(chuàng)建功能電路。其目的不僅是使用這些積木來(lái)創(chuàng)建作為物聯(lián)網(wǎng)(iot)中機(jī)器人或智能機(jī)器部件的復(fù)雜電路，還用于教學(xué)電子電路的工作原理。

4、一方面，本發(fā)明提供一種可導(dǎo)電的玩具積木，包括：具有頂表面和底表面的主體，所述頂表面上凸設(shè)有多個(gè)均勻間隔的連接柱；由所述主體限定的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔相對(duì)于所述底表面開(kāi)放且大小可容納另一個(gè)積木的頂表面并與所述另一個(gè)積木的連接柱摩擦嚙合以實(shí)現(xiàn)其間的摩擦配合，從而使得多個(gè)積木連接在一起，每個(gè)連接柱都在相鄰積木的所述內(nèi)腔內(nèi)摩擦嚙合；其中，所述連接柱包括至少一個(gè)非導(dǎo)電連接柱和至少一個(gè)導(dǎo)電連接柱；其中，所述導(dǎo)電連接柱包括：外部尺寸與所述非導(dǎo)電連接柱相匹配的頂端部分；從所述頂端部分向下延伸進(jìn)入所述內(nèi)腔的伸縮部件，所述伸縮部件具有外筒和可滑動(dòng)地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動(dòng)件，以防止所述柱塞完全從所述筒中抽出，所述柱塞被偏置為從所述筒向外延伸；以及所述伸縮部件的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時(shí)，所述柱塞的底部位于接近所述底表面的所述內(nèi)腔內(nèi)，當(dāng)所述積木連接到另一個(gè)積木的頂表面時(shí)，另一個(gè)積木上的連接柱與所述柱塞的底部接觸并將所述柱塞向內(nèi)推。

5、在一些實(shí)施例中，該玩具積木還包括連接到所述柱塞的彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

6、在一些實(shí)施例中，該玩具積木還包括位于所述伸縮部件內(nèi)并連接到所述柱塞上的螺旋彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

7、在一些實(shí)施例中，該玩具積木包括至少兩個(gè)導(dǎo)電連接柱。

8、在一些實(shí)施例中，該玩具積木還包括導(dǎo)電元件，用于連接至少兩個(gè)導(dǎo)電連接柱。

9、在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電連接柱包括環(huán)狀部，該部分沿著導(dǎo)電連接柱的伸縮部件頂部附近延伸，形成一個(gè)環(huán)形通道，該通道位于環(huán)狀部與頂部之間，并且環(huán)形通道位于內(nèi)腔內(nèi)。

10、在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電元件被設(shè)置在至少兩個(gè)導(dǎo)電連接柱的環(huán)形通道中。

11、在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)電元件包括集成電路板，所述集成電路板具有用于連接至少兩個(gè)導(dǎo)電連接柱的電路。

12、另一方面，本發(fā)明提供一種可導(dǎo)電的玩具積木，包括：具有頂壁和側(cè)壁的外部主體，所述頂壁限定頂表面，所述側(cè)壁限定底邊，頂壁和側(cè)壁圍成內(nèi)腔；從頂表面突起并均勻分布在上面的多個(gè)非導(dǎo)電連接柱，所述頂壁上有多個(gè)孔，均勻分布在所述多個(gè)非導(dǎo)電連接柱的相鄰的非導(dǎo)電連接柱之間；在所述內(nèi)腔內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)電連接柱，所述多個(gè)導(dǎo)電連接柱的每個(gè)導(dǎo)電連接柱具有頂端部分，所述頂端部分突出于所述多個(gè)孔中的一個(gè)孔，所述頂端部分的外部尺寸與所述非導(dǎo)電連接柱相匹配，所述多個(gè)導(dǎo)電連接柱中的每個(gè)導(dǎo)電連接柱還具有在所述內(nèi)腔內(nèi)從頂端部分向下延伸的伸縮部件，所述伸縮部件具有外筒和可滑動(dòng)地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動(dòng)件，以防止所述柱塞完全從所述筒中抽出，所述柱塞被偏置為從所述筒向外延伸；且所述伸縮部件的的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時(shí)，所述柱塞的底部位于接近所述底表面的所述內(nèi)腔內(nèi)；在所述內(nèi)腔內(nèi)靠近所述頂壁的導(dǎo)電元件，所述導(dǎo)電元件在所述多個(gè)導(dǎo)電連接柱的至少兩個(gè)導(dǎo)電連接柱之間提供電路；在所述內(nèi)腔內(nèi)靠近所述導(dǎo)電元件的內(nèi)部構(gòu)件，所述內(nèi)部構(gòu)件具有均勻間隔的突起，所述突起延伸到所述內(nèi)腔內(nèi)，均勻間隔的突起限定了所述內(nèi)腔中的多個(gè)嚙合部的至少一部分，所述嚙合部與另一個(gè)積木的所述連接柱摩擦嚙合，使得多個(gè)積木連接在一起，每個(gè)連接柱都在相鄰積木的所述內(nèi)腔內(nèi)摩擦嚙合；當(dāng)所述積木連接到另一個(gè)積木的頂表面時(shí)，所述柱塞的底部因接觸另一個(gè)積木上的導(dǎo)電連接柱而被向內(nèi)推動(dòng)。

13、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括與所述柱塞連接的彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

14、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括位于所述伸縮部件內(nèi)并連接到所述柱塞上的螺旋彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

15、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括夾具機(jī)構(gòu)，與所述外部主體和所述內(nèi)部構(gòu)件協(xié)作，以將所述內(nèi)部構(gòu)件固定在所述內(nèi)腔內(nèi)的所述外部主體上。

16、在一些實(shí)施例中，所述夾具機(jī)構(gòu)包括在第一個(gè)內(nèi)腔內(nèi)的側(cè)壁上的夾持部，當(dāng)所述內(nèi)部構(gòu)件被壓入第一內(nèi)腔時(shí)，所述夾持部夾住所述內(nèi)部構(gòu)件。

17、再一方面，本發(fā)明還提供一種可導(dǎo)電的玩具積木，包括：頂端部分，具有頂壁和第一側(cè)壁，所述頂壁限定頂表面，所述第一側(cè)壁限定第一底邊，所述頂壁和所述第一側(cè)壁圍成第一內(nèi)腔，用于容納電子元件；底部部分，具有限定頂邊和第二底邊的第二側(cè)壁，所述第二側(cè)壁圍成第二內(nèi)腔；所述底部部分連接到所述頂端部分，使得所述頂邊與所述第一底邊接觸，所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁對(duì)齊，以形成統(tǒng)一的積木；從頂表面向外突出并均勻分布在上面的多個(gè)非導(dǎo)電連接柱，所述頂壁上有多個(gè)孔，與所述多個(gè)非導(dǎo)電連接柱中的相鄰的非導(dǎo)電連接柱均勻間隔；內(nèi)腔內(nèi)有多個(gè)導(dǎo)電連接柱，所述多個(gè)導(dǎo)電連接柱的每個(gè)導(dǎo)電連接柱具有頂端部分，所述頂端部分突出于所述多個(gè)孔中的一個(gè)孔，所述頂端部分的外部尺寸與所述非導(dǎo)電連接柱相匹配，所述多個(gè)導(dǎo)電連接柱中的每個(gè)導(dǎo)電連接柱還具有在所述第一內(nèi)腔和所述第二內(nèi)腔內(nèi)從頂端部分向下延伸的伸縮部件，所述伸縮部件具有外筒和可滑動(dòng)地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動(dòng)件，以防止所述柱塞完全從所述筒中抽出，所述柱塞被偏置為從所述筒向外延伸；且所述伸縮部件的的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時(shí)，所述柱塞的底部位于接近第二底邊定義的第二內(nèi)腔的底面內(nèi)；所述第二內(nèi)腔內(nèi)有均勻間隔的突起，突起在內(nèi)腔內(nèi)延伸，均勻間隔的突起限定了所述內(nèi)腔中的多個(gè)嚙合部的至少一部分，所述嚙合部與另一個(gè)積木的所述連接柱摩擦嚙合，使得多個(gè)積木連接在一起，每個(gè)連接柱都在相鄰積木的所述內(nèi)腔內(nèi)摩擦嚙合；當(dāng)所述積木連接到另一積木的頂表面時(shí)，所述柱塞的底部通過(guò)接觸另一積木上的導(dǎo)電連接柱而被向內(nèi)推動(dòng)。

18、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括與所述柱塞連接的彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

19、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括位于所述伸縮部件內(nèi)并連接到所述柱塞上的螺旋彈簧，以使所述柱塞偏置向筒外延伸。

20、在一些實(shí)施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括夾具機(jī)構(gòu)，與頂端部分和底部部分協(xié)作，以將頂端部分固定在底部部分上。

21、在一些實(shí)施例中，所述夾具機(jī)構(gòu)包括從第一底邊延伸出的夾持部，以及在第二側(cè)壁上的一個(gè)相應(yīng)對(duì)齊的空腔，當(dāng)?shù)撞坎糠直粔喝肱c頂端部分接觸時(shí)夾緊所述夾持部。