CN100375644C - 情绪数字化智能玩具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种情绪数字化智能玩具，要解决的技术问题是使玩具对自身的体位变化具有感知能力和情绪化反应能力，提升玩具的趣味性和智能化水平。采用以下技术方案：一种情绪数字化智能玩具，所述情绪数字化智能玩具具有体位传感器，体位传感器接微处理器的输入端，微处理器的输出端接扬声器，所述体位传感器包括导电球，导电球设置在外壳内，外壳的一半是金属罩公共极，另一半是塑料壳，其内壁设有开关触片，所述体位传感器外壳整体呈八面体，金属罩公共极和塑料壳分别呈金字塔形四面体，开关触片有五组；导电球为滚珠，其外壁为低阻值的碳性导电橡胶层，金属罩公共极和开关触片涂有碳或银涂层。

Description

情绪数字化智能玩具

技术领域

本发明涉及一种玩具，特别是一种情绪数字化智能玩具。

背景技术

现有市场销售的各种智能类玩具，功能比较简单，智能化水平较低，这些玩具对于自身体位处于何种状态，如直立、倒立、左侧卧、右侧卧、趴下或仰卧没有感知能力，对于其体位变化更没有情绪化的反应能力，使用者不能与玩具进行交流，无法满足消费者与之互动游戏的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种情绪数字化智能玩具，要解决的技术问题是使玩具对自身的体位变化具有感知能力和情绪化反应能力，提升玩具的趣味性和智能化水平。

本发明采用以下技术方案：一种情绪数字化智能玩具，所述情绪数字化智能玩具具有体位传感器，体位传感器接微处理器的输入端，微处理器的输出端接扬声器，所述体位传感器包括导电球，导电球设置在外壳内，外壳的一半是金属罩公共极，另一半是塑料壳，其内壁设有开关触片，所述体位传感器外壳整体呈八面体，金属罩公共极和塑料壳分别呈金字塔形四面体，开关触片有五组；导电球为滚珠，其外壁为低阻值的碳性导电橡胶层，金属罩公共极和开关触片涂有碳或银涂层。

本发明微处理器的灯光输出接口连接指示灯的一端，指示灯的另一端接地；微处理器的电机输出接口连接电机的一端，电机的另一端接正极；微处理器的输入端连接有录放音模组和触摸开关。

本发明的录放音模组连接有功能选择开关、话筒、按键开关，功能选择开关接微处理器的输入端。

本发明扬声器的一端接正极，其另一端接第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，基极接微处理器的输出端；电机的一端接正极，电机的另一端接第二三极管、第三三极管和第四三极管的集电极，第二三极管、第三三极管和第四三极管的发射极接地，基极接微处理器的电机输出接口。

本发明的指示灯有二个，电机有三个，触摸开关有五个；微处理器选用UT457340-720Z，扬声器选用φ29*16 Ω 0.25W，指示灯选用φ3SR，电机选用SW-130，录音芯片选用AMFRA6009，触摸开关选用十字单点软导电胶，功能选择开关选用SS13D01G4，话筒选用6*5电容咪，按键开关选用6*6*5方形按制，第一三极管、控制电机的三极管选用8050D。

本发明与现有技术相比，体位传感器接微处理器的输入端，微处理器的输出端接扬声器，体位传感器感应玩具自身的体位变化，并将信号传递给微处理器，扬声器根据微处理器的信号发出不同的声音，作出情绪数字化的反应，玩具同时会向使用者提出各种要求，开展互动游戏，更富有人性化特征，提高了玩具的智能水平，增加了玩具的趣味性。

附图说明

图1是本发明实施例的电路原理图。

图2是本发明实施例的结构示意图。

图3是本发明实施例的塑料外壳的主视图。

图4是图3的后视图。

图5是图3的A-A剖视图。

图6是本发明实施例体位传感器的结构示意图。

图7是本发明实施例导电球的结构示意图。

图8是本发明实施例开关触片结构示意图。

图9是本发明控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明的情绪数字化智能玩具的微处理器的输入端连接体位传感器、功能选择开关、五个触摸开关；功能选择开关连接录放音模组，录放音模组连接话筒、按键开关；扬声器的一端接正极，其另一端接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极接地，基极接微处理器的输出端；微处理器的灯光输出接口连接二个指示灯的一端，指示灯的另一端接地；三个电机M1、M2和M3的一端接正极，另一端分别接第二三极管Q2、第三三极管Q3和第四三极管Q4的集电极，其发射极接地，基极接微处理器的电机输出接口。

微处理器选用UT457340-720Z，扬声器选用φ29*16Ω0.25W，指示灯选用φ3SR，电机选用SW-130，录音芯片选用AMFRA6009，触摸开关选用十字单点软导电胶，功能选择开关选用SS13D01G4，话筒选用6*5电容咪，按键开关选用6*6*5方形按制，第一、第二、第三和第四三极管选用8050D。

如图2所示，本发明的情绪数字化智能玩具包括玩具本体1、玩具本体1上设置有指示灯10、电机11和塑料外壳2，如图3、图4和图5所示，塑料外壳2内设有电脑控制电路板3、体位传感器4、扬声器8、录放音模组5，话筒9、公共电池仓12，塑料外壳2上设有触摸开关组、功能选择开关7。电脑控制电路板3包括微处理器和分立元器件，用于存储语音资料和控制程序，接受外界指令，作出正确反应；体位传感器4采用三维六方位八面体滚珠开关，开关触点和导电球体均进行了防氧化层工艺技术处理，能够灵敏地感知玩具的体位状态及变化，准确地向电脑控制电路板3传递相关信息，再由电脑控制电路板3发出情绪数字化的指令。例如让玩具仰卧、侧卧，玩具的嘴巴会一张一合地望着天“数星星”或者给你“讲故事”，之后很舒服地打着“呼噜”睡着了。而让玩具倒立、趴下，玩具会感觉“难受”而大喊大叫，手脚也会乱摆，还会要求你把它“抱起来”帮它纠正体位。录放音模组5包括可擦洗有记忆功能的录音芯片和分立元件，用于录制和存储玩具使用者的录音资料，该录音资料与电脑控制电路板3存储的语音资料经控制程序交替播放，从而实现玩具本体1与使用者互动。

如图6所示，体位传感器4包括导电球17，导电球设置在外壳内，外壳的一半是金属罩公共极15，另一半是塑料壳14，其内壁设有开关触片16；外壳整体呈八面体，金属罩公共极15和塑料壳14分别呈金字塔形四面体，开关触片16有五组。

如图5所示：塑料壳14内壁的开关触点36感应仰卧，触点37感应侧卧，触点38感应倒立，触点39感应趴下。

如图6和图7所示，导电球17为滚珠22，其外壁涂有碳涂层21，如图8所示，金属罩公共极15和开关触片16涂有碳或银涂层20。

体位传感器4呈三维六方位八面体形状，导电球体17在体位传感器4壳体内运动，对应触发代表“趴下、仰卧、左侧卧、右侧卧、倒立”体位状态的“前、后、左、右、上”五组方位的开关触片16；每组都是由一个单独的金属片和公共极组成。其中的单独金属片引出线分别连接在微处理器的五个输入端口。公共极连接在电脑语音电路板的VDD端口。第六组代表“直立”体位状态的“下”方位不设实体开关，而是由微处理器生成程序开关。原理是：导电球体1 7向下自由滚动，如果没有停留在“前、后、左、右、上”五组方位开关的位置，必滚落在“下”的方位，也就是落入金字塔形四面金属罩公共极15之内，微处理器控制的第六组程序开关随即自动开启。

体位传感器4克服了传统的金属片和钢球导电方式所存在的弊端：金属表面极易发生氧化造成开关接触不良，同时钢珠的运动也会产生噪声。采用喷涂导电性能稳定的碳涂层或银涂层的工艺技术，对金属开关触片16和金字塔形四面体金属罩公共极15的金属表面进行防氧化处理：先喷涂低阻值碳浆或银浆，再经过高温烘烤固化处理，使金属表面形成一层均匀牢固并且导电性能稳定的防氧化层20。对导电球体17，采取封装防氧化层的工艺技术：将低阻值碳性导电橡胶层21均匀地封装在金属球体22的外部，或直接用低阻值碳性导电橡胶制成导电球体。导电橡胶球具有良好导电性能不会氧化，又弱化了球体在传感器内运动的声音。

微处理器同时包含了电脑语音资料库和电脑识别控制程序。微处理器的VDD端口接在公共电池仓1 2的正极上，VSS端口接在公共电池仓12的负极上。

微处理器连接的录放音模组储存的可擦洗录音与微处理器的语音交叉作用协同工作：启动微处理器时，微处理器即向录放音模组输出一个启动信号，录放音模组收到信号即播放录音，同时向微处理器回应一个抑制信号，直至录音播放完毕。微处理器收到录放音模组发回的抑制信号后，所有程序停止，并一直处于待机状态。至录放音模组抑制信号结束，即恢复正常并自动开启第一个程序，从而实现两个芯片之间的互动。

触摸开关组每一按键中的一条引出线分别连接在所述电脑主芯片的相应输入端口，另一引出线连接在所述电脑主芯片的VDD端口。

话筒用于接受外界发声，话筒与录放音模组的MIN、MOUT端口相连。录放音模组的录音端口接录音按键开关，触发端口接微处理器的I/O端口。

录放音模组与微处理器共用一个扬声器，扬声器一端引出线与录放音模组的声音输出端口相连并与微处理器的VDD端口相并连；另一端引出线与录放音模组的另一声音输出端口相连并与微处理器声音输出点COUT串接的第一三极管集电极相并联。

灯光组一端与微处理器的灯光输出接口相连，另一端接地。微处理器根据设定的程序发出相应指令：设置在玩具眼睛的灯光随着语音的强弱而相应变化，而另一灯光则在开机时常亮，关机时熄灭。

电机组一端与微处理器的电机输出接口相连，另一端与公共电池仓12的正极相连。微处理器根据设定的程序发出相应指令：设置在玩具嘴部的驱动电机在玩具唱歌、说话、学习的时候启动，打呼噜、听音乐和静音的时候停止，使玩具的嘴巴张合停顿有致，体现出生动有趣的人性化特征；设置在玩具肩部、腰部的驱动电机在玩具处于倒立、趴下的体位启动，使之手摇摆，脚乱踢，形象地表现玩具强烈抗议时的愤怒情绪特性。

塑料外壳2设4.5V～6V的公用电池仓12。公共电池仓12的电池片由正片、正负连片、负片组成，其中的一个正负连片有一个引出脚，从此处引出的电源线与分别从正片引出的正线及从负片引出的负线配合，可同时满足微处理器的4.5V电源要求和录放音模组对6V电源的要求。

功能选择开关7可以选择本机处于关闭电源状态、智能玩具状态、智能玩具状态加录放音功能三种状态中的任一状态进行自由切换。

如图2和图3所示，居于玩具本体1胸部的按键是电脑控制电路板3启动/停止主开关触点31。正中偏下的按键对应位于玩具的肚子是乐曲开关触点34，乐曲开关的右侧是学唐诗开关触点32，乐曲开关的左侧是学英语开关触点33。塑料外壳2的两侧按键是笑声开关触点35，伸入玩具本体1的掖窝，触摸玩具掖窝就会引起哈哈大笑。

从图4中，可以看到体位传感器4居于塑料外壳2内部中间偏下的位置。

如图9所示，本发明的情绪数字化智能玩具的控制方法包括以下步骤：一、上电，微处理器初始化后进入睡眠模式；二、微处理器判断睡眠模式是否被唤醒，是则判断触摸开关的触点31是否被触发，二者任一不是则回到睡眠模式，触点31被触发则播放欢迎词和歌曲，15秒后，进入语音提示；三、微处理器进入激活模式，判断触点32、33、34、35、36、37、38或39是否触发；四、微处理器执行播送唐诗、播放英语、播放中外乐曲、发出儿童笑声、表达要睡觉声音、讲故事、呼救声或难受呼叫应用程序；五、一种应用程序执行完成后，微处理器继续判断是否有触发的触点，若有继续执行应用程序，没有则关机。

本发明的情绪数字化智能玩具的使用方法流程：

一、触摸开关的触点31：为主开关，按一下启动，再按一下关机。开启后播放欢迎同和歌曲，15秒后，进入语音提示。说话和有歌词时，电机动作，驱动玩具的嘴巴一张一合。

二、触摸开关的触点32：唐诗10首，第一次触发，连续播放完10首唐诗，单击一次，向前跳进一首，15秒后，进入语音提示；在任意一首唐诗结束而下一首未开始前，双击按键，则重复播放一次当前的这首唐诗，15秒后，进入语音提示。

三、触摸开关的触点33：英语24个词组，第一次触发，连续播放完24个词组英语，单击一次，向前跳进一个词组，15秒后，进入语音提示；在任意一个词组结束而下一个词组未开始前，双击按键，则重复播放一次当前的这个词组，15秒后，进入语音提示。

四、触摸开关的触点34：中外乐曲，第一次触发，连续播放20首，乐曲之间间隔2.5秒，单击一次，向前跳进一首，15秒后，进入语音提示；在任意一首乐曲结束而下一首乐曲未开始前，双击按键，则重复播放一次当前的这首乐曲，15秒后，进入语音提示。

五、触摸开关的触点35：儿童笑声，间隔15秒，进入语音提示。

六、体位传感器开关触片的触点36：仰卧，玩具发出“天上星，亮晶晶；数星星；数来数去数不清”的声音，运用电脑程序减慢语速，表达玩具开始出现困意，语句内容重复，语速进一步减慢，自然衔接到玩具困了要睡觉，儿童音调打哈欠，打呼噜8秒，自动关机。电机随语音节奏动作；打“呼噜”，电机不动。触点36断开后，延时1秒，程序开关启动，自动进入乐曲播放。

七、体位传感器开关触片的触点37：侧卧，玩具发出“这样休息好舒服，给你讲个故事吧！”的声音，运用电脑程序减慢语速，表达玩具开始出现困意，语句内容重复，语速进一步减慢，自然衔接到玩具困了要睡觉，儿童音调打哈欠，打哈欠，打呼噜8秒，自动关机。电机随语音节奏动作；打“呼噜”，电机不动。触点37断开后，延时1秒，程序开关启动，自动进入乐曲播放。

八、体位传感器开关触片的触点38：倒立，玩具发出“哎呀，帮帮我吧，快来人哪，太难受啦，我受不了啦！”的声音，反复呼喊40秒后自动关机。触点38断开后，延时1秒，程序开关启动，自动进入乐曲播放。

九、体位传感器开关触片的触点39：趴下，玩具发出“鼻子压扁了，把我抱起来！”的声音，反复呼喊40秒后自动关机。触点39断开后，延时1秒，程序开关启动，自动进入乐曲播放。

十、乐曲播放：如果触点36、37、38或39断开0.5秒再恢复通路状态，则原触点的功能连续进行，如果断开1秒以上，则说明玩具处于直立体位状态，再延时0.5秒进入乐曲播放，乐曲播放后15秒进入语音提示。

十一、语音提示，具备以下条件的，自动进入语音提示：1、触点31、32、33、34或35的功能结束，出现语音空白15秒。2、乐曲播放结束，出现语音空白15秒。符合上述两种情况，自动进入提示内容。语音提示分三段：1、间隔15秒，第一段提示：“你怎么不和×××玩了？”(×××是玩具的名称，下同)“再和×××玩一会儿吧！”  2、再间隔12秒，第二段提示：“再和×××玩一会儿吧！”“求求你，”“求求你，”“再和×××玩一会儿吧！”3、再间隔12秒，第三段提示：“你再不和×××玩，我就生气啦！五、四、三、二、一，哼！不和你玩了！”——自动关机。

第一电机只在语音输出时工作，在音乐、打呼噜、语音停顿时不工作，第二电机、第三电机只在触点38、触点39工作状态时工作，其它状态不工作；第一指示灯在有声音时随音量点亮，不闪烁，第二指示灯在开机后，有声音输出时和待机状态下均闪烁。

录放音模组由可擦洗有记忆功能的录音芯片、分立元件组成，用于录制和存储玩具使用者的录音资料，在更换电池的情况下录音资料也不会消失。该录音资料与电脑控制电路板3存储的语音资料经控制程序交替播放，进而实现使用者的录音与玩具本体1的语音互动。用录放音模组录音时，先将功能选择开关7切换到智能玩具状态加录放音功能状态。按下录放音模组的录音按键开关19，录音指示灯闪亮，录音即可进行。录音指示灯熄灭，录音即结束。录放音模组采用可擦洗有记忆功能的录音芯片，使用者可反复录制，直至认为录音内容满意为止。例如，可以录制生日祝词，作为珍贵的礼物馈赠亲友；可以录制奶声奶气的儿童声音作为珍贵记录，使之毕生形影相随。使用录放音模组放音，须按启动/停止主开关，微处理器即开启并向录放音模组输出一个启动信号。录放音模组收到启动信号即播放录音，同时向微处理器发出一个抑制信号。微处理器收到录放音模组发出的抑制信号后，所有程序停止，并一直处于待机状态。至录放音模组放音完毕抑制信号结束，微处理器即自动开启第一个语音程序，从而实现录音芯片与电脑主芯片的互动。在玩具本体1使用过程中，不论处于“趴下、仰卧、左侧卧、右侧卧、倒立”五种体位的任何一种体位，只要恢复“直立”体位，玩具即播放录音，录音播放完毕，程序即自动开启第一个语音程序，播放“快乐小伙伴，数码×××”。从而不断展示录音功能，又不重复语音功能，提高了玩具的趣味性，实现了使用者的个性化录音功能与玩具的情绪化语音功能交叉互动。将功能选择开关7切换到智能玩具状态，录放音模组的录音资料被记忆保存。按启动/停止主开关，微处理器即开启第一个语音程序，播放“快乐小伙伴，数码×××”。在玩具本体1使用过程中，不论处于“趴下、仰卧、左侧卧、右侧卧、倒立”五种体位的任何一种体位，只要恢复“直立”体位，玩具即播放“快乐来自×××”并从微处理器中随机抽取播放一首乐曲。

一对灯光安装在玩具眼睛的塑料材质内，使眼睛随着语音的强弱而发生明暗变化。而另一灯光以指示灯形态安装在胸前，开机时一直闪亮。

一个电机驱动摇舌机构，玩具唱歌、说话、学习的时候启动，打呼噜、听音乐和静音的时候停止，使玩具嘴巴张合适度、生动有趣；设置在玩具肩部、腰部的驱动电机平时不动作，当玩具处于倒立、趴下的体位状态即启动，用手摇摆脚踢打的动作，形象地表达其愤怒情绪。

Claims (5)

1.一种情绪数字化智能玩具，其特征在于；所述情绪数字化智能玩具具有体位传感器，体位传感器接微处理器的输入端，微处理器的输出端接扬声器，所述体位传感器包括导电球，导电球设置在外壳内，外壳的一半是金属罩公共极，另一半是塑料壳，其内壁设有开关触片，所述体位传感器外壳整体呈八面体，金属罩公共极和塑料壳分别呈金字塔形四面体，开关触片有五组；导电球为滚珠，其外壁为低阻值的碳性导电橡胶层，金属罩公共极和开关触片涂有碳或银涂层。

2.根据权利要求1所述的情绪数字化智能玩具，其特征在于：所述微处理器的灯光输出接口连接指示灯的一端，指示灯的另一端接地；微处理器的电机输出接口连接电机的一端，电机的另一端接正极；微处理器的输入端连接有录放音模组和触摸开关。

3.根据权利要求2所述的情绪数字化智能玩具，其特征在于：所述录放音模组连接有功能选择开关、话筒、按键开关，功能选择开关接微处理器的输入端。

4.根据权利要求3所述的情绪数字化智能玩具，其特征在于：所述扬声器的一端接正极，其另一端接第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，基极接微处理器的输出端；电机的一端接正极，电机的另一端接第二三极管、第三三极管和第四三极管的集电极，第二三极管、第三三极管和第四三极管的发射极接地，基极接微处理器的电机输出接口。

5.根据权利要求4所述的情绪数字化智能玩具，其特征在于：所述指示灯有二个，电机有三个，触摸开关有五个；微处理器选用UT457340-720Z，扬声器选用φ29*16Ω0.25W，指示灯选用φ3SR，电机选用SW-130，录音芯片选用AMFRA6009，触摸开关选用十字单点软导电胶，功能选择开关选用SS13D01G4，话筒选用6*5电容咪，按键开关选用6*6*5方形按制，第一三极管、控制电机的三极管选用8050D。

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