CN103985288B - 多功能盲文语音装置 - Google Patents

Abstract

本发明多功能盲文语音装置，属于机械控制和盲人教育领域，是一种能够实现盲文语音字典、语音触摸学习和按键字典的盲文教学用具。包括机械部分和电子部分；机械部分包括外形部分、传动组部分以及定位零件，外形部分由顶盖和底壳通过合页连接组成，传动组部分包括舵机座、舵机、舵盘、齿轮、凸块、齿条、滑槽、滑块、滑槽座，舵机通过螺钉固定在舵机座中，舵机座的输出轴通过花键与舵盘相连接，舵盘与齿轮通过啮合的方式固定在一起，凸块与齿条啮合在一起，滑块与齿条、滑槽与滑槽座分别固定在一起。通过语音识别控制、人机对话，大大简化了操作。

Description

多功能盲文语音装置

技术领域

本发明属于机械控制和盲人教育领域，是一种能够实现盲文语音字典、语音触摸学习和按键字典的盲文教学用具。

背景技术

在中国，视力残障者有1233万人，约占残疾人总人口的14.86%。盲人教育还存在诸多问题，远落后于普通人教育，而盲人青少年的教育问题是其中的一个重大问题，我们在调查过程中发现盲校的孩子的学习情况不容乐观，孩子们学习方法是传统的学习方式——盲人点阵汉字，这种学习方法不仅需要专业的盲文老师，并且比较费时，而本发明恰恰可以弥补这样的缺点，能够满足盲人对于盲文学习的需求，在减轻盲校老师们负担的同时，还可以提高盲童们学习盲文的兴趣，很好的改善了目前的现状，让盲人群体更好的融入社会。

目前专利登记的现有两款类似的产品，名为盲文学习机和盲文电子词典，其专利号分别为201210388043.2和200920004019.8。其中盲文学习机的作用是帮助盲人在盲文学习中及时复习，训练盲文阅读的目的，主要是学习功能；盲文电子词典是一种盲文学习的辅助工具，可以根据通过按键输入找出对应读音。但是两者的操作较为复杂，功能比较单一，均未能投入市场或应用于实际。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一款操作简便、集多功能于一身、帮助盲人学习盲文的多功能盲文语音装置。

本发明所采用的技术方案是：多功能盲文语音装置，其特征在于：包括机械部分和电子部分；机械部分包括外形部分、传动组部分以及定位零件，外形部分由顶盖和底壳通过合页连接组成，传动组部分包括舵机座、舵机、舵盘、齿轮、凸块、齿条、滑槽、滑块、滑槽座，舵机通过螺钉固定在舵机座中，舵机座的输出轴通过花键与舵盘相连接，舵盘与齿轮通过啮合的方式固定在一起，凸块与齿条啮合在一起，滑块与齿条、滑槽与滑槽座分别固定在一起，工作过程中，舵机带动齿轮旋转，通过齿的啮合使得齿条、滑块与凸块在滑槽中上下直线运动，模拟出盲字中点的凸起与否，定位零件包括语音识别芯片底座、舵机控制器底座、单片机底座、电池座、放音模块底座以及小底板，语音识别芯片底座通过螺钉连接将语音识别芯片固定在底壳上，舵机控制器底座通过螺钉连接将舵机控制器固定在底壳上，单片机底座将单片机固定在底壳上，放音模块底座将放音模块固定在底壳，电池座将电池固定在底壳上，6个小底板将固定有12个舵机的12个舵机座固定在底壳的中心部分，其中每个小底板上均匀固定着2个舵机和舵机座；电子部分包括语音识别芯片、放音模块、舵机控制器、舵机、电池、单片机、音响、手动查询按键、模式转换开关、耳机插孔、音量调节旋钮、USB下载充电口，语音识别芯片具有语音识别功能，可实现人机对话，并且具备8个IO口控制功能，控制8个IO口向单片机发送高低电平信号，控制8个IO口作为程序下载和串口通讯，语音识别成功后，配置文件中的“5位识别码”将通过8个IO口进行输出，供单片机接受识别；放音模块具有MP3点播功能，采用并行模式通过PL与8个IO口进行通讯，放音模块根据放音模块各管脚的电平高低来播放指定音乐，舵机控制器采用的是32位ARM内核的处理芯片，可同时同步控制本学习机使用的全部12个舵机，内置512K储存芯片，可储存上百个动作组，使用调试软件调试好每个盲文所对应的动作组后，下载到舵机控制器内，单片机则可通过串口向舵机控制器发送命令执行动作；舵机可以通过舵机控制器发送指令实现转动；电池经变压变流后实现对整台设备的供电，音响将放音模块的声音信号公放出来；手动查询按键是手动查询功能的信号输入源，单片机处理此信号后向放音模块发出指令，使其放出对应盲文读音。

作为一种优选方式：拨动模式转换开关可以实现课程学习与语音查询功能之间的转换，耳机插孔可以供操作者插入耳机使用，通过旋转音量调节旋钮，可以实现音量的调节，USB下载充电口，是下载和充电的外接接口。

本发明的有益效果是：通过语音识别控制、人机对话，大大简化了操作；集学习、手动查询、语音查询于一身，实现一机多用；集成度高，结构紧凑，轻盈便携。

附图说明

图1是本发明的外观示意图；

图2是本发明的传动组部分示意图；

图3是本发明电子部分示意图；

其中，1、上盖，2、底壳，3、舵机座，4、舵机，5、舵盘，6、齿轮，7、凸块，8、齿条，9、滑槽，10、滑块，11、滑槽座，12、合页，13、放音模块，14、语音识别芯片底座，15、语音识别芯片，16、舵机控制器底座，17、舵机控制器，18、音响，19、单片机底座，20、单片机，21、小底板，22、放音模块底座，23、电池，24、电池座，25、扩音网格，26、手动查询按键，27、模式转换开关，28、耳机插孔，29、音量调节旋钮，30、USB下载充电口。

具体实施方式

本发明主要由机械、电子两大部分组成：

Ⅰ、机械部分主要由外形部分、传动组部分以及定位零件组成。如图1所示，外形部分包括顶盖1、底壳2组成，两者的作用是封闭内部零部件，并为内部零件提供合适的安装位置，顶盖1与底壳2通过合叶12实现可拆卸连接。如图2所示，传动组部分包括舵机座3、舵机4、舵盘5、齿轮6、凸块7、齿条8、滑槽9、滑块10、滑槽座11组成，舵机4通过螺钉固定在舵机座3中，舵机4的输出轴通过花键与舵盘5相连接，舵盘5与齿轮6通过胶合的方式固定在一起，凸块7与齿条8胶合在一起，滑块10与齿条8、滑槽8与滑槽座9分别固定在一起。工作过程中，舵机4带动齿轮6旋转，通过齿的啮合使得齿条8、滑块10与凸块7在滑槽9中上下直线运动，模拟出盲字中点的凸起与否。定位零件包括语音识别芯片底座14、舵机控制器底座16、单片机底座19、电池座24、放音模块底座22以及小底板21。语音识别芯片底座14通过螺钉连接将语音识别芯片15固定在底壳2上，舵机控制器底座16通过螺钉连接将舵机控制器17固定在底壳2上，单片机底座19将单片机20固定在底壳2上，放音模块底座22将放音模块13固定在底壳2上，电池座24将电池23固定在底壳上。

Ⅱ、如图3所示，电子部分由语音识别芯片15、放音模块13、舵机控制器17、舵机4、电池23、单片机20、音响18、手动查询按键26、模式转换开关27、耳机插孔28、音量调节旋钮29、USB下载充电口30组成。语音识别芯片15具有语音识别功能，可实现人机对话，并且具备8个IO口控制功能，可向单片机发送高低电平信号。同时模块固件程序已经配置该串口为默认的通讯端口，可以作为程序下载和串口通讯功能，语音识别成功后，配置文件中的“5位识别码”将通过该端口进行输出，供单片机接受识别；放音模块13具有MP3点播功能，采用并行模式通过PL与8个IO口控制模块的动作，放音模块根据放音模块各管脚的电平高低来播放指定音乐。舵机控制器17采用的是32位ARM内核的处理芯片，可同时同步控制本学习机使用的全部12个舵机，内置512K储存芯片，可储存上百个动作组。使用调试软件调试好每个盲文所对应的动作组后，下载到控制器内，单片机则可通过串口（RXD/TXD）向该模块发送命令执行动作；舵机4可以通过舵机控制器17发送指令实现转动；电池23经变压变流后实现对整台设备的供电。音响18将放音模块13的声音信号公放出来；手动查询按键26是手动查询功能的信号输入源，单片机20处理此信号后向放音模块13发出指令，使其放出对应盲文读音；拨动模式转换开关27可以实现课程学习与语音查询功能之间的转换；耳机插孔28可以供操作者插入耳机使用；通过旋转音量调节旋钮29可以实现音量的调节；USB下载充电口30是本设备下载和充电的外接接口。

本发明加上了电池座23与电池座24，配合自行设计的变压变流电路，使得下载程序的USB下载端口30同时具备了充电功能，使得整台设备可以在无电源插线的情况下正常运行，极大的提高了便携性能，增强了实用性。

本发明增设了盲文语音查询功能，在制作之初，由于单片机20的管脚数量有限，无法令语音识别芯片全功能工作，只能实现语音识别控制，后在电路设计中加入了锁存器使得串口功能得到了扩展，通过编程调试，实现了盲字的语音查询功能。

本发明的实用方法如下：

学习功能：电源开关闭合后，语音识别芯片15播放提示音，使用者与之对话选择学习课程。语音识别芯片15识别后控制8个IO口将信息传送至单片机20，单片机20处理后则执行该课程的程序，同时通过串口和8个IO向舵机控制器17与放音模块13发送命令，控制舵机4依次执行之前编辑好的动作组并播放指定语音。课程结束后，各模块初始化等待使用者新的命令。例如当使用者选择“拼音课程一”时，语音识别芯片15的端口PA0将由低电平变成高电平（3.3V），单片机20则通过串口向舵机控制器17发送“//UartSendStr("#1GC1\r\n");//执行第一个动作组，循环执行1次”的命令，同时将其中连接放音模块13的P0口从低电平变成高电平，供放音模块13识别，延时10秒后，继续执行动作组2到10直至该课程结束。

按键字典功能：使用者按下陌生盲文对应的手动查询按键26后，单片机20可根据各按键的0、1信号在编写的字库里找到对应的盲文，并通过IO口的高低电平变化来控制放音模块13播放指定音频。

语音字典功能：当使用者忘记某个盲文的排列时，可将学习机调到该功能模式。使用者只需向学习机说出该盲文的读音，语音识别芯片15识别后，通过串口向单片机20发送一组“5位识别码”，例如识别到命令序号为1的拼音“b”的命令后，模块串口将依次输出《A100000000》的识别码。单片机20接收后，再将该盲文对应动作组的命令发送至舵机控制器17，令舵机4执行动作。语音识别芯片15与舵机控制器17利用锁存器实现与单片机20之间的信号发送与接收。

Claims (2)

1.多功能盲文语音装置，其特征在于：包括机械部分和电子部分；机械部分包括外形部分、传动组部分以及定位零件，外形部分由顶盖和底壳通过合页连接组成，传动组部分包括舵机座、舵机、舵盘、齿轮、凸块、齿条、滑槽、滑块、滑槽座，舵机通过螺钉固定在舵机座中，舵机座的输出轴通过花键与舵盘相连接，舵盘与齿轮通过啮合的方式固定在一起，凸块与齿条啮合在一起，滑块与齿条、滑槽与滑槽座分别固定在一起，工作过程中，舵机带动齿轮旋转，通过齿的啮合使得齿条、滑块与凸块在滑槽中上下直线运动，模拟出盲字中点的凸起与否，定位零件包括语音识别芯片底座、舵机控制器底座、单片机底座、电池座、放音模块底座以及小底板，语音识别芯片底座通过螺钉连接将语音识别芯片固定在底壳上，舵机控制器底座通过螺钉连接将舵机控制器固定在底壳上，单片机底座将单片机固定在底壳上，放音模块底座将放音模块固定在底壳，电池座将电池固定在底壳上，6个小底板将固定有12个舵机的12个舵机座固定在底壳的中心部分，其中每个小底板上均匀固定着2个舵机和舵机座；电子部分包括语音识别芯片、放音模块、舵机控制器、舵机、电池、单片机、音响、手动查询按键、模式转换开关、耳机插孔、音量调节旋钮、USB下载充电口，语音识别芯片具有语音识别功能，可实现人机对话，并且具备8个IO口控制功能，控制8个IO口向单片机发送高低电平信号，控制8个IO口作为程序下载和串口通讯，语音识别成功后，配置文件中的“5位识别码”将通过8个IO口进行输出，供单片机接受识别；放音模块具有MP3点播功能，采用并行模式通过PL与8个IO口进行通讯，放音模块根据放音模块各管脚的电平高低来播放指定音乐，舵机控制器采用的是32位ARM内核的处理芯片，可同时同步控制本学习机使用的全部12个舵机，内置512K储存芯片，可储存上百个动作组，使用调试软件调试好每个盲文所对应的动作组后，下载到舵机控制器内，单片机则可通过串口向舵机控制器发送命令执行动作；舵机可以通过舵机控制器发送指令实现转动；电池经变压变流后实现对整台设备的供电，音响将放音模块的声音信号公放出来；手动查询按键是手动查询功能的信号输入源，单片机处理手动查询功能的信号输入源信号后向放音模块发出指令，使其放出对应盲文读音。

2.根据权利要求1所述的多功能盲文语音装置，其特征在于：拨动模式转换开关可以实现课程学习与语音查询功能之间的转换，耳机插孔可以供操作者插入耳机使用，通过旋转音量调节旋钮，可以实现音量的调节，USB下载充电口，是下载和充电的外接接口。