CN101604484A - 一种早教机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于早期教育产品，提供了一种早教机。所述早教机包括主机面板、控制电路、输出装置和卡片；所述主机面板设有卡片槽，所述卡片为双面卡片且一端作为插入端；所述卡片槽两侧分别设有可识别卡片正反面地址的正面插入口和反面插入口，当所述卡片正面使用时，卡片插入端插入到卡片槽一侧的正面插入口，当所述卡片反面使用时，卡片插入端插入到卡片槽另一侧的反面插入口。这样，一张双面卡片相当于两张单面卡片，可以节省制作成本以及方便用户使用。

Description

一种早教机

技术领域

本发明属于早期教育产品，尤其涉及一种早教机。

背景技术

在现有技术中，早教机所采用的卡片有单面卡片和将两张单面卡片背靠背粘贴在一起形成双面卡片两种。单面卡片是在卡片的一侧有数个穿孔，在早教机卡片凹槽的一侧设有卡片识别开关组，把卡片插入早教机，卡片识别开关组通过识别卡片穿孔的位置和个数，识别卡片信息；单面卡片的制作需要许多的卡片原料，这就造成制作成本高，且由于卡片数量多使携带使用不方便。采用两张单面卡片背靠背粘贴成一张形成的双面卡片，不仅比单面卡片增加成本，而且使用时间长了，两张卡片中间会裂缝，脱落，并且上下反面的双面卡片，不符合学前儿童的使用习惯。

总之，现有早教机所采用的卡片的制作成本高且使用不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种早教机，旨在解决现有技术下，早教机的制作成本高且使用不方便的问题。

本发明是这样实现的，一种早教机，包括：主机面板、控制电路、输出装置和卡片；所述主机面板设有卡片槽，所述卡片为双面卡片且一端作为插入端；所述卡片槽两侧分别设有可识别卡片正反面地址的正面插入口和反面插入口，当所述卡片正面使用时，卡片插入端插入到卡片槽一侧的正面插入口，当所述卡片反面使用时，卡片插入端插入到卡片槽另一侧的反面插入口。

本发明的有益效果是，在本发明中一张双面卡片相当于两张单面卡片，可以节省制作成本以及方便用户使用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种早教机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种早教机使用的卡片的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种卡片的打孔位置的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种卡片槽的识别开关结构

图5是本发明实施例提供的一种早教机的电路结构图；

图6是本发明实施例提供的一种早教机的控制单元电路结构图；

图7是本发明实施例提供的一种早教机的存储设备电路结构图；

图8是本发明实施例提供的一种早教机的音频输出装置电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，通过将卡片制作为双面卡片，并使卡片槽有两个插入口，卡片从一面切换到另一使用面时可以左右翻转后直接插入到插入口实现。这样可以减少制作成本及方便用户使用。

图1示出了本发明实施例提供的一种早教机的具体结构；为了便于描述，这里只示出了与本发明相关的部分。图1中的标记解释如下：11表示主机面板；12表示金属网膜；13表示控制电路；14，16表示卡片插入口；15表示卡片凹槽里的方形突块；17表示面板到控制电路板的导线；18表示金属网膜到控制电路板的导线；19表示卡片槽。

早教机中包括主机面板11、控制电路13、输出装置和卡片；该主机面板11设有卡片槽19；卡片为双面卡片，双面卡片的一端作为插入端；卡片槽19两侧分别设有可识别卡片正反面地址的正面插入口和反面插入口；当该卡片正面使用时，卡片插入端插入到卡片槽19一侧的正面插入口；当该卡片反面使用时，卡片插入端插入到卡片槽19另一侧的反面插入口。卡片的具体情况如下所述。在本发明实施例中，将一张双面卡片相当于两张单面卡片使用，从而节省卡片的制作成本且减少了卡片数量，给用户带来便利。

本领域的技术人员可以理解，早教机识别插入的卡片的方式有很多种。在本发明实施例中提供三种识别方式，一种是通过在双面卡片两面的插入端都设有隐形码，卡片槽的正面插入口和反面插入口内装有光学识别装置，所述光学识别装置通过隐形码识别卡片正面使用或反面使用的状态信息及卡片信息；另一种是通过在双面卡片的插入端正反面均印制有条形码，卡片槽在插入口内设有条形码识别装置，该条形码识别装置通过条形码识别卡片正面使用或反面使用的状态信息及卡片信息；还有一种是通过在双面卡片的插入端设有一定的穿孔，卡片槽在插入口内装有卡片识别开关组可以通过识别双面卡片的插入端的穿孔，以获得状态信息及卡片信息。

本领域的技术人员可以理解，卡片识别开关组识别卡片的张数信息和正反面使用状态的实现方式有很多种。在本发明实施例中提供一种较佳的实施方式，将卡片识别开关组两侧的开关分为两类，第一类开关命名为“张特征码识别开关”，可以识别每张卡片的张特征码信息，假设此类开关每侧均有N个，左侧的开关命名为K_1i(i≤N)，右侧的开关命名为K_2i，K_1i与K_2i对称分布且通过导线连通；第二类开关命名为“正反面识别开关”，其结合“张特征码识别开关”的信息可以识别每张卡片正反面的“页特征码”，从而得到卡片的正反面使用信息，第二类开关有且仅有一个，位于卡片识别开关组的左侧第N+1个开关位置，命名为K_N+1。将卡片上对应于开关K_1i与K_2i的位置定义为M_i(i≤N)，与K_N+1对应的位置定义为M_N+1，M_i为打孔和不打孔两种状态之一种，M_N+1位置不打孔，当卡片从左侧正面朝上插入卡片槽时，M_i与K_1i对应重合，M_N+1与K_N+1对应重合，如果M_i为打孔状态，则K_1i断开，M_i取值为“1”，反之，则M_i取值为“0”，由此可知，机器可识别的卡片为2^N张；由于M_N+1位置永不打孔，则卡片从左侧正面朝上插入时，对应的K_N+1开关连通，故M_N+1恒为信号“0”(而卡片从右侧反面朝上插入时，对应的K_N+1开关断开，故M_N+1恒为信号“1”)，假设开关K₁₁至K_N+1位置对应由低位至高位的二进制编码，则相应地得到一组由低至高位的M_i序列值为“M_N+1M_NM_N-1...M_i...M₁”，此时可根据求和公式

得到卡片对应于序列“M_NM_N-1...M_i...M₁”的“张特征码”；将张特征码结合M_N+1之值(左侧正面插入时M_N+1＝0，反之为1)，根据公式得出卡片对应于序列“M_N+1M_NM_N-1...M_i...M₁”的“页特征码”，由页特征码公式可知，当卡片正面朝上从左侧插入时(M_N+1＝0)，卡片的“页特征码”恒等于卡片的“张特征码”，此种情况简称“正面页特征码”，即

反之，当卡片反面朝上从右侧插入时(M_N+1＝1)，

由此可知，卡片的反面页特征码与正面页特征码的差额为2^N。

下面描述各特征码和卡片印刷页码之间的关系，当页特征码＜2^N时，卡片印刷页码＝(张特征码*2)-1，即奇数页；当页特征码＞2^N时，卡片印刷页码＝(张特征码*2)，即偶数页。

下面举例说明，假设N＝9，则最多可识别卡片2⁹＝512张，卡片槽左侧的开关K₁₁至K₁₉和右侧的开关K₂₁至K₂₉为“张特征码识别开关”，左侧的开关K₁₀为“正反面识别开关”，卡片信息和各特征码的对应关系如下表：

早教机的卡片槽19设计有两个插入口，这样可以方便用户在切换使用面时按照平时左右翻页的方式翻动双面卡片再插入到插入口。早教机的卡片的插入端可以在卡片的正面正向朝上放置时的上端部或下端部设有缺口；卡片的插入端当然还可以在其它任意位置设置有缺口，均可以方便用户识别卡片的插入端；卡片槽19可以设计为卡片凹槽，并且在插入口设置有突块以配合卡片插入端的缺口，这样可以保证卡片插入端插入卡片槽19插入口的深度，从而避免了卡片插入过长或过短的现象发生，更加方便用户使用。

早教机的定位功能可以采用触摸电容的方式实现，即通过手指靠近或触摸卡片，使电容感应盘产生电压信号，通过电压信号来识别手指触摸卡片的位置。采用触摸电容的方式实现定位功能的早教机需要包括：位于卡片槽下方设有根据卡片上的文字及图片位置对应分布的电容感应盘，每个所述电容感应盘都通过金属导线连接到控制电路。

采用触摸电容的方式实现定位功能早教机工作，用户需要获取卡片上的信息时，用手指靠近或触摸到卡片上该信息的位置，卡片槽下面对应分布在该位置的电容感应盘的电容发生变化，该电容变化引起该电容感应盘的电压变化；该电容感应盘的电压变化传到控制电路；控制电路根据该电容感应盘的电压变化信息获得手指靠近或触摸到卡片的位置信息，并根据位置信息调出卡片该位置对应的文字或图片信息，然后由输出装置输出。从上面用户使用过程中，可以发现用户不需要按压卡片，便可以获取卡片上的信息。这样长期使用对早教机不会造成损伤，而且通过与卡片对应的电容感应盘可以快速准确地实现定位。

上述电容感应盘以上述分布方式封装在网膜中，以更好地固定电容感应盘的位置。该网膜可以是塑料的或其它绝缘的网膜。该电容感应盘也可以直接印制在电路板上。

早教机的定位功能还可以采用电磁感应的方式实现，具体实现方式如下所述。

早教机采用电磁感应方式实现定位功能时，需要包括有电磁感应笔，以及位于卡片槽面板下面的电磁感应网膜12。在用户使用时，将电磁感应笔靠近或点击插入到卡片槽上面的卡片，电磁感应网膜12就可以感知到电磁感应笔相对电磁感应网膜12的位置，以获得电磁感应笔靠近或点击卡片的位置信息并将该位置信息输出。用户通过电磁感应可以快速准确定位，并且可以在使用过程中不会损伤到早教机。

早教机中主机面板11和金属网膜12分别通过导线17和18连接到控制电路13。控制电路13接收电磁感应网膜12输出的位置信息，然后将与电磁感应网膜12输出的位置信息对应的卡片上文字或图片信息通过输出装置输出给用户。这样便实现了早教机的基本功能。在图1中没有示出输出装置，本领域的技术人员可以理解输出装置可以是音频输出装置或音视频多媒体输出装置等。

电磁感应网膜12感知电磁感应笔所在的位置信息的方式可以是以下两种：电磁感应笔发射信号给所述电磁感应网膜12，使所述电磁感应网膜12获得电磁感应笔靠近或点击卡片的位置信息；或者所述电磁感应笔接收电磁感应网膜12发射的信号，使所述电磁感应网膜12感知电磁感应笔靠近或点击卡片的位置信息。

电磁感应笔可以设置有开关，在电磁感应笔的笔尖点击放置在卡片槽上的卡片时，开关闭合以发射信号给电磁感应网膜12或接收来自电磁感应网膜12的信号。

图2示出了本发明实施例提供的一种早教机使用的卡片。21表示卡片正面A面；22表示卡片反面B面，23，24表示卡片穿孔。在图2中，卡片的正面A面正向朝上时，双面卡片的插入端在左边，双面卡片插入到卡片凹槽19的左边插入口，早教机的卡片槽19内左边的卡片识别开关组就可以根据插入端的穿孔识别出卡片信息，用户可以正常使用双面卡片的正面A面。同理，在用户要使用双面卡片的反面B面时，卡片的反面B面正向朝上时，双面卡片的插入端在右边，将双面卡片插入到卡片凹槽19的右边插入口便可进行使用。

本领域的技术人员可以理解，卡片识别开关组识别卡片的张数信息和正反面使用状态的实现方式有很多种。在本发明实施例中提供一种较佳的实施方式，将卡片识别开关组两侧的开关分为两类，第一类开关命名为“张特征码识别开关”，可以识别每张卡片的张特征码信息，假设此类开关每侧均有N个，左侧的开关命名为K_1i(i≤N)，右侧的开关命名为K_2i，K_1i与K_2i对称分布且通过导线连通；第二类开关命名为“正反面识别开关”，其结合“张特征码识别开关”的信息可以识别每张卡片的“页特征码”，从而得到卡片的正反面使用信息，第二类开关有且仅有一个，位于卡片识别开关组的左侧第N+1个开关位置，命名为K_N+1。将卡片上对应于开关K_1i与K_2i的位置定义为M_i(i≤N)，与K_N+1对应的位置定义为M_N+1，M_i为打孔和不打孔两种状态之一种，M_N+1位置不打孔，当卡片从左侧正面朝上插入卡片槽时，M_i与K_1i对应重合，M_N+1与K_N+1对应重合，如果M_i为打孔状态，则K_1i断开，M_i取值为“1”，反之，则M_i取值为“0”，由此可知，机器可识别的卡片为2^N张；由于M_N+1位置永不打孔，则卡片从左侧正面朝上插入时，对应的K_N+1开关连通，故M_N+1恒为信号“0”(而卡片从右侧反面朝上插入时，对应的K_N+1开关断开，故M_N+1恒为信号“1”)，假设开关K₁₁至K_N+1位置对应由低位至高位的二进制编码，则相应地得到一组由低至高位的M_i序列值为“M_N+1M_NM_N-1...M_i...M₁”，此时可根据求和公式

得到卡片对应于序列“M_NM_N-1...M_i...M₁”的“张特征码”；将张特征码结合M_N+1之值(左侧正面插入时M_N+1＝0，反之为1)，根据公式

得出卡片对应于序列“M_N+1M_NM_N-1...M_i...M₁”的“页特征码”，由页特征码公式可知，当卡片正面朝上从左侧插入时(M_N+1＝0)，卡片的“页特征码”恒等于卡片的“张特征码”，此种情况简称“正面页特征码”，即

反之，当卡片反面朝上从右侧插入时(M_N+1＝1)，

由此可知，卡片的反面页特征码与正面页特征码的差额为2^N。

图3是本发明实施例提供的一种卡片的打孔位置的示意图；图4是本发明实施例提供的一种卡片槽的识别开关结构。图3和图4示出了上述卡片的打孔位置与卡片槽的识别开关结构之间的对应关系。

下面描述各特征码和卡片印刷页码之间的关系，当页特征码＜2^N时，卡片印刷页码＝(张特征码*2)-1，即奇数页；当页特征码＞2^N时，卡片印刷页码＝(张特征码*2)，即偶数页。

下面举例说明，假设N＝9，则最多可识别卡片2⁹＝512张，卡片槽左侧的开关K₁₁至K₁₉和右侧的开关K₂₁至K₂₉为“张特征码识别开关”，左侧的开关K₁₀为“正反面识别开关”，卡片信息和各特征码的对应关系如下表：

图5示出了本发明实施例提供的一种早教机的电路结构。早教机的各个部分根据图5所示的方式进行电连接后便可以实现其基本功能。本领域的技术人员可以理解，早教机可以根据需要设置其它功能，使用其它的电路连接结构，只要其卡片和/或卡片槽为本发明提供的卡片和/或卡片槽就不脱离本发明保护的范围。

图6示出了本发明实施例提供的一种早教机的控制单元电路结构；图7示出了本发明实施例提供的一种早教机的存储设备电路结构；图8示出了本发明实施例提供的一种早教机的音频输出装置电路结构图。本领域的技术人员可以理解，输出装置可以是音频输出装置或音视频多媒体输出装置等。

图1至图8所示的本发明实施例提供的一种早教机。在使用该早教机时，用户把卡片插入到卡片槽19，插入口内的卡片开关识别组根据卡片的开孔位置和个数产生卡片的编码信息，通过面板上的金属导线17将编码信息传到控制电路13，这样控制电路13就可以识别出当前放入的卡片。面板11下面是一个电磁感应网膜12，当感应笔点击放置在卡片凹槽19上的卡片时，感应笔尖上的开关打开，产生磁场，通过磁场的变化，电磁感应网膜12上相应位置的网孔会产生电流信号，金属导线18将该信号传递到控制电路13上，控制电路13就可以识别卡片的点击部位。最后，根据放置的卡片和点击的卡片位置，控制电路调出相应的程序，就可以发出对应的声音或显示对应的图片。

综上所述，在本发明实施例中，通过双面卡片及带两个插入口的卡片槽配合卡片使用，可以降低卡片制作成本及方便用户使用；通过光学识别装置识别卡片插入端的隐形码或条形码识别装置识别卡片插入端的条形码，可以快速准确获取卡片信息及卡片状态信息；通过识别开关组识别卡片插入端的穿孔信息获取卡片信息及卡片状态信息，可以低成本实现对卡片的识别；卡片的插入端设有缺口，并相应地在卡片凹槽的两侧分别设有与所述卡片插入端缺口位置和大小相匹配的突块，可以保证卡片插入端插入卡片槽插入口的深度，从而避免了卡片插入过长或过短的现象发生，更加方便用户使用；卡片插入端的缺口设置在上端部或下端部，卡片可以更加美观；早教机还包括有电磁感应笔和位于卡片槽下面的电磁感应网膜，通过电磁感应实现定位功能，可以更加准确快速地实现定位，且长期使用也不会损伤到早教机；在电磁感应笔设置有开关，在笔尖点击放置在卡片槽上的卡片时，开关闭合以发射或接收信号，可以更加使定位功能更加精确。早教机还可以是通过位于卡片槽下方且根据卡片上的文字和/或图片位置对应分布的电容感应盘感应用户选取的位置信息，方便地实现定位功能。该电容感应盘可以封装在网膜中或印制在电路板上，这样将电容感应盘更好地固定在一个位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种早教机，包括：主机面板、控制电路、输出装置和卡片；所述主机面板设有卡片槽，其特征在于，所述卡片为双面卡片且一端作为插入端；所述卡片槽两侧分别设有可识别卡片正反面地址的正面插入口和反面插入口，当所述卡片正面使用时，卡片插入端插入到卡片槽一侧的正面插入口，当所述卡片反面使用时，卡片插入端插入到卡片槽另一侧的反面插入口。

2、如权利要求1所述的早教机，其特征在于，所述卡片的插入端有隐形码，所述卡片槽的正面插入口和反面插入口内装有光学识别装置，所述光学识别装置通过隐形码识别卡片正面使用或反面使用的状态信息及卡片信息。

3、如权利要求1所述的早教机，其特征在于，所述卡片的插入端正反面设有条形码，所述卡片槽的正面插入口和反面插入口内装有条形码识别装置，所述条形码识别装置通过条形码识别卡片是正面使用或反面使用的状态信息及卡片信息。

4、如权利要求1所述的早教机，其特征在于，所述双面卡片的插入端有穿孔；所述卡片槽在正面插入口和反面插入口内分别装有卡片识别开关组识别双面卡片的插入端的穿孔，获得卡片正面使用或反面使用的状态信息及卡片信息。

5、如权利要求1至4任一权利要求所述的早教机，其特征在于，所述卡片的插入端设有缺口，相应地，所述卡片凹槽的两侧分别设有与所述卡片插入端缺口位置和大小相匹配的突块。

6、如权利要求5所述的早教机，其特征在于，所述卡片插入端的缺口设置在上端部或下端部。

7、如权利要求1至4任一权利要求所述的早教机，其特征在于，所述早教机还包括：电磁感应笔；

位于卡片槽面板下面的电磁感应网膜，用于在电磁感应笔靠近或点击插入到卡片槽上面的卡片时，感知电磁感应笔相对电磁感应网膜的位置，以获得电磁感应笔靠近或点击卡片的位置信息并将所述位置信息输出。

8、如权利要求7所述的早教机，其特征在于，所述电磁感应笔设置有开关，在笔尖点击放置在卡片槽上的卡片时，开关闭合以发射或接收信号。

9、如权利要求1至4任一权利要求所述的早教机，其特征在于，所述早教机还包括：位于卡片槽下方且根据卡片上的文字和或图片位置对应分布的电容感应盘，每个所述电容感应盘都通过金属导线连接到所述控制电路。

10、如权利要求9所述的早教机，其特征在于，所述电容感应盘封装在网膜中或印制在电路板上。

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