CN203043564U

CN203043564U - 磁电互控驱动电路及应用磁电互控驱动的电子积木

Info

Publication number: CN203043564U
Application number: CN 201220573370
Authority: CN
Inventors: 殷荣忠
Original assignee: Dongguan Zoke Education Co ltd
Current assignee: Dongguan Zoke Education Co ltd
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-11-02

Abstract

本实用新型涉及电子积木玩具技术领域，尤其是指磁电互控驱动电路及应用磁电互控驱动的电子积木。电源积木块、开关积木块、干簧管积木块、三极管积木块、电感线圈积木块和旋转器插接于绝缘底盘上，并通过金属导片连通；旋转器的转子设有至少一块永久磁铁。当接通电源，用外力拨动旋转器，永久磁铁接近干簧管，干簧管受磁力感应吸合导通，三极管也导通，电流流过电感线圈产生磁场，磁排斥力推动旋转器；当永久磁铁远离干簧管，干簧管断开，三极管和电感线圈随即不通电流，旋转器不受磁力作用在惯性作用下再将永久磁铁送到干簧管位置，干簧管再次吸合导通，旋转器继续转动。本实用新型提供了一种全新的电磁驱动模式，耗电量小，符合绿色环保的概念。

Description

磁电互控驱动电路及应用磁电互控驱动的电子积木

技术领域

本实用新型涉及电子积木玩具技术领域，尤其是磁电互控驱动电路及应用磁电互控驱动的电子积木。

背景技术

目前，人们为了从小开发儿童的智力及培养他们的科普兴趣，设计出各种各样的玩具，其中为了培养小孩对电学知识的了解，设计出一种电子积木玩具，但现有的电子积木玩具的驱动模式多为电动机驱动，而这些电动方式在实际应用中耗电量大、控制驱动的方式单一；不符合绿色环保的概念。

发明内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种全新的不需电动机就能驱动部件工作且节能高效的电子积木，实现了电动机之外的另一种驱动模式，本实用新型的电磁驱动方式，只需要10-50mA的电流就可以连续快速工作，用电量只有现有电动机的1/10左右，而且比现有的电子积木更有耐用性、安全性、观赏性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

磁电互控驱动电路，包括电源、干簧管、电感线圈及三极管，所述三极管的输入端与电源正极连接；三极管的输出端与电感线圈连接，所述电源、三极管和电感线圈互相连接构成第一回路；当三极管为NPN 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管、电感线圈与三极管的基极互相连接构成第二回路；当三极管为PNP 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管与三极管的基极互相连接构成第二回路；所述磁电互控驱动电路设置有转子模块，该转子模块设置有至少一块永久磁铁，当转子模块的永久磁铁接近干簧管，干簧管的极片吸合导通，三极管导通，电流通过电感线圈后，电感线圈产生与永久磁铁相排斥的磁场，转子模块受到磁排斥力被推动旋转。

其中，该电路的第二回路还包括有发光二极管和所述的三极管，所述三极管的输入端与电源正极连接，三极管的基极与干簧管连接，三极管的输出端与发光二极管的一端连接，其另一端与电源负极连接。

其中，该电路还包括限流电阻和开关，所述限流电阻与干簧管串联连接，所述开关与电源串联。

采用上述磁电互控驱动电路的电子积木，其特征在于：包括：

绝缘底盘，供积木块插接在其表面；

多块导片积木块，其表面设有金属连接片；

三极管积木块；干簧管积木块；电感线圈积木块；电源积木块；

旋转器，该旋转器设置有至少一块永久磁铁；

所述电感线圈积木块与三极管积木块的输出端连接，所述电源积木块、电感线圈积木块和三极管积木块互相连接构成第一回路；所述干簧管积木块与三极管积木块的基极连接，所述电源积木块、干簧管积木块与三极管积木块的基极互相连接构成第二回路；

当干簧管积木块与电感线圈积木块平行插接在绝缘底盘上，则旋转器安装在干簧管积木块与电感线圈积木块之间；

当干簧管积木块与电感线圈积木块层叠设置，则旋转器安装于电感线圈积木块或干簧管积木块的上方。

其中，当干簧管积木块与电感线圈积木块平行插接在绝缘底盘上，所述旋转器为一旋转陀螺；所述旋转陀螺包括一个陀螺支架和陀螺转子，陀螺支架设置在干簧管积木块与电感线圈积木块之间；陀螺转子通过其中心轴设置于陀螺支架上，陀螺转子分为左右两个半圆，在两个半圆内部对称安装有大小一致的永久磁铁。

其中，当干簧管积木块与电感线圈积木块层叠设置，所述旋转器为旋转风车，所述旋转风车包括风车支架和具有三个风扇叶的旋转体，所述旋转体通过轴套垂直悬置于风车支架上，每个风扇叶的端部各固定安装有一块永久磁铁。

进一步的，所述第二回路还包括上述的三极管积木块和发光二极管积木块，所述三极管积木块的输入端与电源积木块连接，三极管积木块的基极与干簧管积木块连接，三极管积木块的输出端与发光二极管积木块的一端连接，发光二极管积木块的另一端与电源积木块的负极连接。

其中，该电子积木还包括限流电阻积木块和开关积木块，所述限流电阻积木块与干簧管积木块串联连接，开关积木块与电源积木块串联连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种磁电互控驱动电子积木，电源积木块、开关积木块、干簧管积木块、三极管积木块、电感线圈积木块、旋转器插接于绝缘底盘上并通过导片连通，旋转器的转子上装有至少一块永久磁铁。当接通电源开关，用外力拨动旋转器，旋转器的永久磁铁接近干簧管，干簧管受磁力感应使得两极片吸合导通，三极管导通，电流流过电感线圈，并产生与转子磁铁相排斥的磁场，磁排斥力推动旋转器使其旋转；当旋转器上的永久磁铁远离干簧管后，干簧管的两极片弹开，停止导通，电感线圈不产生磁场，但旋转器在惯性作用下再将永久磁铁送到干簧管位置，干簧管再次吸合导通，电感线圈也再次产生磁场，磁排斥力推动旋转器，这样周而复始，旋转器不停转动。

本实用新型提供了一种全新的电磁驱动模式，与现有的电子积木相比，本实用新型利用磁铁和电感线圈相互作用而驱使旋转器转动以及控制电路的通断，耗电量小，符合绿色环保的概念，让少年儿童对电磁学有进一步的认识，增强他们对电磁技术的学习的兴趣。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一的磁电互控驱动电路图。

图2为本实用新型的实施例一的另一个磁电互控驱动电路图。

图3为实施例一的磁电互控驱动电路对应的电子积木拼装图。

图4为实施例一的另一个磁电互控驱动电路对应的电子积木拼装图。

图5为本实用新型的实施例二的磁电互控驱动电路图。

图6为实施例二的磁电互控驱动电路对应的电子积木拼装图。

图7为实施例二的磁电互控驱动电路对应的电子积木立体拼装图。

在图1至图7中的附图标记包括：

1—三极管积木块 2—干簧管积木块 3—电感线圈积木块

4—旋转陀螺 5—旋转风车 6—永久磁铁

7—电源积木块 8—开关积木块 9—限流电阻积木块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。参见图1至图7，以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

应用于电子积木的磁电互控驱动电路，包括电源、干簧管、电感线圈及三极管，所述三极管的输入端与电源正极连接；三极管的输出端与电感线圈连接，所述电源、三极管和电感线圈互相连接构成第一回路；如图1和图2所示，当三极管为NPN 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管、电感线圈与三极管的基极互相连接构成第二回路；如图5所示，当三极管为PNP 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管与三极管的基极互相连接构成第二回路；所述磁电互控驱动电路设置有转子模块，该转子模块设置有至少一块永久磁铁，当转子模块的永久磁铁接近干簧管，干簧管的极片吸合导通，三极管导通，电流通过电感线圈后，电感线圈产生与永久磁铁相排斥的磁场，转子模块受到磁排斥力被推动旋转。

在本实用新型中，该电路还包括限流电阻和开关，所述限流电阻与干簧管串联连接，所述开关与电源串联。通过干簧管的电流越小，干簧管两个极片每次闭合造成的损坏就越小，使用的寿命就会越长。而且干簧管与三极管的基极连接，通过基极的电流比较小，因而干簧管的电流也比较小，间接地保护干簧管。

在本实用新型的电路中可单独使用NPN三极管或PNP三极管，也可以同时使用NPN三极管和PNP三极管。图1所示的电路单独使用NPN三极管，图5所示的电路单独使用PNP三极管，图2所示的电路同时使用NPN三极管和PNP三极管。

实施例一。

如图3和图4所示为采用上述磁电互控驱动电路的电子积木，所述磁电互控驱动电路中的各种元器件嵌设在积木块表面，包括：

绝缘底盘，供积木块插接在其表面；

多块导片积木块，其表面设有金属连接片；

三极管积木块1；干簧管积木块2；电感线圈积木块3；电源积木块7；

旋转器，该旋转器设置有至少一块永久磁铁；

所述电感线圈积木块3与三极管积木块1的输出端连接，所述电源积木块、电感线圈积木块3和三极管积木块1互相连接构成第一回路；所述干簧管积木块2与三极管积木块1的基极连接，所述电源积木块、干簧管积木块2与三极管积木块1的基极互相连接构成第二回路。

在本实施例一中，干簧管积木块2与电感线圈积木块3平行插接在绝缘底盘上，旋转器安装在干簧管积木块2与电感线圈积木块3之间；而且所述的旋转器为一旋转陀螺4；所述旋转陀螺4包括一个陀螺支架和陀螺转子，陀螺支架设置在干簧管积木块2与电感线圈积木块3之间；陀螺转子通过其中心轴设置于陀螺支架上，陀螺转子分为左右两个半圆，在两个半圆内部对称安装有大小一致的永久磁铁6。

陀螺转子的两个半圆分别设为A半圆与B半圆，当用外力拨转陀螺转子，A半圆的永久磁铁6转至离干簧管最近的位置时，B半圆的永久磁铁6也正好对准电感线圈。干簧管受磁力感应后，其内部的两极片吸合导通，三极管也就导通；流过三极管的电流通过电感线圈后，电感线圈产生与陀螺转子的永久磁铁6相排斥的磁场，陀螺转子的永久磁铁6受到磁排斥力，陀螺转子被迅速推动作旋转运动，当A半圆的永久磁铁旋离干簧管的位置后，干簧管的极片弹开，三极管停止导通；当B半圆的永久磁铁6旋转至干簧管位置时，A半圆的永久磁铁6也正好与电感线圈对准，干簧管再次吸合，三极管再次导通，电感线圈再次产生排斥磁场将转子推动旋转；就这样周而复始，旋转陀螺4不断被磁力推动旋转。

接通电源后，旋转陀螺4在陀螺支架上不停的旋转，但不是由电动机带动陀螺转子，而由电感线圈产生与永久磁铁相斥的磁场，通过磁斥力推动转子，实现电磁互控；同时也非常直观地观察到磁力特性现象，本实用新型达到娱教合一的效果。

进一步的，所述第二回路还包括上述的三极管积木块1和发光二极管积木块，所述三极管积木块1的输入端与电源积木块7连接，三极管积木块1的基极与干簧管积木块2连接，三极管积木块1的输出端与发光二极管积木块的一端连接，发光二极管积木块的另一端与电源积木块7的负极连接。

当干簧管受磁力感应后两极片吸合导通，三极管也就导通，陀螺转子下方的发光二极管发亮；当干簧管的极片弹开，三极管停止导通，发光二极管熄灭；再当永久磁铁6旋转至干簧管位置时，干簧管再次吸合，三极管再次导通，发光二极管也再次点亮；就这样周而复始，旋转陀螺4不断被磁力推动旋转，发光二极管随着不断闪亮。

在实用新型的本实施例一中，该电子积木还包括限流电阻积木块9和开关积木块8，所述限流电阻积木块9与干簧管积木块2串联连接，开关积木块8与电源积木块7串联连接。干簧管的电流越小，干簧管两个极片每次闭合造成的损坏就越小，使用的寿命就越长。正常情况下，限流电阻使得通过该干簧管的电流大小在1mA以下，这样就大大地延长了干簧管的使用寿命。

实施例二。

实施例二的工作原理与实施例一的工作原理是一致的，两者的区别在于干簧管积木块2与电感线圈积木块3的装置位置以及旋转器不同，因此在实施例二中不再具体阐述电路原理以及电子积木的工作原理。

如图6、图7所示的电子积木拼装图为本实施例二的磁电互控驱动电子积木，其对应的电路图为图5；由图可知本实施例二的干簧管积木块2与电感线圈积木块3层叠设置。如果干簧管积木块2插接在电感线圈积木块3的上方，在理论上也是可以的，由于电感线圈的磁场不是很大的，若电感线圈在下方的话，对旋转器的推动力比较小，甚至无法利用惯性使得旋转器在不受磁排斥力的作用下继续转动。作为优选的，所述的电感线圈积木块3插接在干簧管积木块2的上方，旋转器安装在电感线圈积木块3的上方，电感线圈所产生的磁场更加强，对旋转器的磁排斥力更大。

在本实用新型的实施例二中，所述旋转器为旋转风车5，所述旋转风车5包括风车支架和具有三个风扇叶的旋转体，所述旋转体通过轴套垂直悬置于风车支架上，每个风扇叶的端部各固定安装有一块永久磁铁6。

如图6和图7所示，该旋转风车5设有三个风扇叶，在每个风扇叶的端部各固定安装有一块永久磁铁6，通过轴套将风扇叶垂直悬放在风车支架上，将干簧管积木块2和电感线圈积木块3交叉拼装于旋转风车5的正下方，干簧管与限流电阻串联连接后，再与PNP三极管的基极相连；电感线圈则与PNP三极管的输出端进行连接；旋转风车5的三个风扇叶分别为A风扇叶、B风扇叶和C风扇叶，当用外力拨转风扇叶，A风扇叶转至与干簧管的上方时，干簧管受到A风扇叶端部的永久磁铁6的磁力感应后，干簧管的两极片吸合导通，三极管也就导通，流过三极管的电流通过电感线圈后，电感线圈产生与风扇叶端部的永久磁铁6相排斥的磁场，风扇叶受到磁排斥力被迅速推动风车旋转。当A风扇叶旋离干簧管位置后，干簧管极片弹开，三极管停止导通；再当B风扇叶或C风扇叶旋转到干簧管的上方时，也是同样的原理产生磁排斥力推动风车旋转；这样周而复始，风车不断被磁力推动旋转。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.磁电互控驱动电路，其特征在于：包括电源、干簧管、电感线圈及三极管，所述三极管的输入端与电源正极连接；三极管的输出端与电感线圈连接，所述电源、三极管和电感线圈互相连接构成第一回路；当三极管为NPN 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管、电感线圈与三极管的基极互相连接构成第二回路；当三极管为PNP 三极管，所述三极管的基极与干簧管连接，所述电源、干簧管与三极管的基极互相连接构成第二回路；所述磁电互控驱动电路设置有转子模块，该转子模块设置有至少一块永久磁铁，当转子模块的永久磁铁接近干簧管，干簧管的极片吸合导通，三极管导通，电流通过电感线圈后，电感线圈产生与永久磁铁相排斥的磁场，转子模块受到磁排斥力被推动旋转。

2.根据权利要求1所述的磁电互控驱动电路，其特征在于：该电路的第二回路还包括有发光二极管和所述的三极管，所述三极管的输入端与电源正极连接，三极管的基极与干簧管连接，三极管的输出端与发光二极管的一端连接，其另一端与电源负极连接。

3.根据权利要求1所述的磁电互控驱动电路，其特征在于：该电路还包括限流电阻和开关，所述限流电阻与干簧管串联连接，所述开关与电源串联。

4.采用上述磁电互控驱动电路的电子积木，其特征在于：包括：

绝缘底盘，供积木块插接在其表面；

多块导片积木块，其表面设有金属连接片；

旋转器，该旋转器设置有至少一块永久磁铁；

5.根据权利要求4所述的磁电互控驱动的电子积木，其特征在于：当干簧管积木块与电感线圈积木块平行插接在绝缘底盘上，所述旋转器为一旋转陀螺；所述旋转陀螺包括一个陀螺支架和陀螺转子，陀螺支架设置在干簧管积木块与电感线圈积木块之间；陀螺转子通过其中心轴设置于陀螺支架上，陀螺转子分为左右两个半圆，在两个半圆内部对称安装有大小一致的永久磁铁。

6.根据权利要求4所述的磁电互控驱动的电子积木，其特征在于：当干簧管积木块与电感线圈积木块层叠设置，所述旋转器为旋转风车，所述旋转风车包括风车支架和具有三个风扇叶的旋转体，所述旋转体通过轴套垂直悬置于风车支架上，每个风扇叶的端部各固定安装有一块永久磁铁。

7.根据权利要求5或6所述的磁电互控驱动的电子积木，其特征在于：所述第二回路还包括上述的三极管积木块和发光二极管积木块，所述三极管积木块的输入端与电源积木块连接，三极管积木块的基极与干簧管积木块连接，三极管积木块的输出端与发光二极管积木块的一端连接，发光二极管积木块的另一端与电源积木块的负极连接。

8.根据权利要求4～7任意一项所述的磁电互控驱动的电子积木，其特征在于：该电子积木还包括限流电阻积木块和开关积木块，所述限流电阻积木块与干簧管积木块串联连接，开关积木块与电源积木块串联连接。