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，包括多種此類積木，如樂高tm集團銷售的產(chǎn)品，已廣為人知。與本發(fā)明相關(guān)的玩具積木類型的其他例子已在美國專利第3,005,282號和第6,645,033號中描述，所有內(nèi)容均通過引用并入此處。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、玩具積木是各個年齡段兒童極為受歡迎的玩具。這些玩具的吸引力不僅來自于構(gòu)建的簡單性和大量的不同形狀，更重要的是來自于這些積木可能組合成的無限可能性。近年來，市場上積木組件的種類不斷增加，因為基礎(chǔ)樂高tm積木的專利已過期，發(fā)明者創(chuàng)造了越來越多擴展原有設(shè)計的系統(tǒng)。新系統(tǒng)包括齒輪、燈光、電機以及越來越多的形狀。

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系統(tǒng)導(dǎo)電，但仍然需要一種簡單易行的方法。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，并且兒童在使用時無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)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種簡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型，具有一個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向下開放的腔體，類似配置的積木的圓柱形連接柱可以插入該腔體中以實現(xiàn)摩擦連接。

2、本發(fā)明的玩具積木包括至少一個從積木頂部延伸到開放腔體內(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。單個積木上規(guī)律排列的多個導(dǎo)電連接柱可以通過導(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。該連接器可以是簡單的導(dǎo)線、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特的建筑積木電子連接系統(tǒng)，通過利用壓力連接實現(xiàn)。該系統(tǒng)的設(shè)計僅允許每個導(dǎo)電連接柱承載一個電連接，從而依賴于連接積木的人來創(chuàng)建功能電路。其目的不僅是使用這些積木來創(chuàng)建作為物聯(lián)網(wǎng)(iot)中機器人或智能機器部件的復(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)腔相對于所述底表面開放且大小可容納另一個積木的頂表面并與所述另一個積木的連接柱摩擦嚙合以實現(xiàn)其間的摩擦配合，從而使得多個積木連接在一起，每個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非導(dǎo)電連接柱和至少一個導(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地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動件，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度設(shè)計為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時，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積木的頂表面時，另一個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、在一些實施例中，該玩具積木包括至少兩個導(dǎo)電連接柱。

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

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

11、在一些實施例中，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非導(dǎo)電連接柱，所述頂壁上有多個孔，均勻分布在所述多個非導(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)的多個導(dǎo)電連接柱，所述多個導(dǎo)電連接柱的每個導(dǎo)電連接柱具有頂端部分，所述頂端部分突出于所述多個孔中的一個孔，所述頂端部分的外部尺寸與所述非導(dǎo)電連接柱相匹配，所述多個導(dǎo)電連接柱中的每個導(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地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動件，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度設(shè)計為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時，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)電元件在所述多個導(dǎo)電連接柱的至少兩個導(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)腔中的多個嚙合部的至少一部分，所述嚙合部與另一個積木的所述連接柱摩擦嚙合，使得多個積木連接在一起，每個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積木的頂表面時，所述柱塞的底部因接觸另一個積木上的導(dǎo)電連接柱而被向內(nèi)推動。

13、在一些實施例中，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、在一些實施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括夾具機構(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、在一些實施例中，所述夾具機構(gòu)包括在第一個內(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，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非導(dǎo)電連接柱，所述頂壁上有多個孔，與所述多個非導(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)有多個導(dǎo)電連接柱，所述多個導(dǎo)電連接柱的每個導(dǎo)電連接柱具有頂端部分，所述頂端部分突出于所述多個孔中的一個孔，所述頂端部分的外部尺寸與所述非導(dǎo)電連接柱相匹配，所述多個導(dǎo)電連接柱中的每個導(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地安裝在筒內(nèi)的內(nèi)柱塞，所述柱塞包括止動件，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度設(shè)計為，當(dāng)所述柱塞完全從所述筒中伸出時，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)腔中的多個嚙合部的至少一部分，所述嚙合部與另一個積木的所述連接柱摩擦嚙合，使得多個積木連接在一起，每個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，所述柱塞的底部通過接觸另一積木上的導(dǎo)電連接柱而被向內(nèi)推動。

18、在一些實施例中，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、在一些實施例中，可導(dǎo)電的玩具積木還包括夾具機構(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、在一些實施例中，所述夾具機構(gòu)包括從第一底邊延伸出的夾持部，以及在第二側(cè)壁上的一個相應(yīng)對齊的空腔，當(dāng)?shù)撞坎糠直粔喝肱c頂端部分接觸時夾緊所述夾持部。