CN111428517A - 一种便携式智能指向型翻译装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式智能指向型翻译装置，包括本部语音收放模块和外部语音收放模块，其中，本部语音收放模块用于采集佩戴者的语音信号和播放对话者经翻译后的语音信号，外部语音收放模块用于采集非佩戴者的语音信号和播放佩戴者经翻译后的语音信号；本发明设有固定轴、固定球体和万向轴，万向轴内设有若干永久磁铁，固定球体内设有若干电磁铁。本发明可以代替人工翻译，让翻译变得的更加简单快捷；本发明具有智能指向功能，在对话过程中能够智能识别对话者的位置，通过永久磁铁与电磁铁的吸引力，使外部语音收放模块始终正对说话者，增强了语音采集的效果。

Description

一种便携式智能指向型翻译装置
技术领域
本发明属于翻译领域，具体涉及一种便携式智能指向型翻译装置。
背景技术
目前在工作、生活中需要翻译的话，一般需要雇请一个翻译员，或者通过电脑翻译软件进行。雇请一个翻译员需要较高的翻译费用，有时候翻译员也很紧缺；采用电脑翻译软件翻译不便于携带，而且不能做到实时翻译。
公开号为CN 110765786A的发明专利公开了一种翻译系统、耳机翻译方法及翻译设备。上述翻译系统包括首先耳机获取源语音数据，翻译设备将接收到的源语音数据翻译成目标语音数据，然后耳机接收所述翻译设备发送的所述目标语音数据，并将所述目标语音数据在所述扬声设备上播放，从而实现智能翻译，快捷高效地获取到翻译结果，无需依靠人工获取翻译结果，节省了大量的人力资源。但是使用时需双方均佩戴有该翻译装置，不能够与未佩戴的人进行沟通对话，且耳机接收源语音数据是往往会因为佩戴耳机的位置不同而导致采集数据的效果不同。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明公开了一种便携式智能指向型翻译装置，一方面可以随时随身携带，降低了翻译成本，同时具有智能指向功能，让翻译变得的更加简单快捷。
技术方案：本发明采用如下技术方案：一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，包括本部语音收放模块和外部语音收放模块，其中，本部语音收放模块用于采集佩戴者的语音信号和播放对话者经翻译后的语音信号，外部语音收放模块用于采集非佩戴者的语音信号和播放佩戴者经翻译后的语音信号；
所述本部语音收放模块包括第一本部发声模块、第二本部发声模块、本部语音采集模块和功率放大模块；
所述外部语音收放模块包括外部发声模块、若干外部语音采集模块和功率放大模块。
优选的，所述翻译装置还包括：
微处理器模块，用于对语音信号进行识别处理；
存储模块，用于存放各种语言的翻译数据；
按键模块，用于设置工作模式和目标语言种类；
无线通信模块，用于实现双机模式下不同翻译装置之间的语音信号传递；
实时时钟模块，用于提供系统工作的时钟信号。
优选的，所述第一本部发声模块和第二本部发声模块结构相同且通过第一连接臂连接，第一本部发声模块和本部语音采集模块通过第二连接臂连接，所述外部语音收放模块设于第二连接臂一端且与本部语音采集模块相对。
优选的，所述第二连接臂设有固定轴，固定轴设有固定球体，所述外部语音收放模块背面设有万向轴，万向轴设有球形腔，所述外部语音收放模块和第二连接臂之间通过固定球体和球形腔活动连接。
优选的，所述万向轴内设有若干永久磁铁，所述永久磁铁在与万向轴的端面平行且过球形腔球心的平面上均匀分布，所述永久磁铁朝里的磁极端的极性相同；
所述固定球体设有与永久磁铁数量相同的电磁铁，所述电磁铁在与固定轴的端面平行且不过固定球体球心的平面上均匀分布，所述电磁铁朝外的磁极端的极性相同且与永久磁铁朝里的磁极端的极性相反。
优选的，所述电磁铁与固定球体球心的连线与电磁铁分布平面的夹角为15°～60°。
优选的，所述外部语音收放模块未正对对话者时，微处理器通过若干外部语音采集模块采集到语音信号的时间识别出角度偏离，然后调节电磁铁的电流，通过电磁铁与永久磁铁之间的吸引力来控制万向轴和固定球体的相对位置，直至外部语音收放模块正对对话者。
优选的，所述翻译装置的工作模式分为单机模式和双机模式。
优选的，所述单机模式下，设对话双方分别为甲和乙，其中，甲佩戴所述翻译装置，乙未佩戴所述翻译装置，
甲说话通过本部语音采集模块接收到语音信号，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成乙能听懂的目标语言，然后转换成语音信号，经功率放大模块放大后再通过外部发声模块发声，乙通过外部发声模块听到翻译出来的语言；
乙发出的声音信号通过外部语音采集模块采集接收，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成甲能听懂的目标语言，然后转换成语音信号，经功率放大模块放大后再通过第一本部发声模块和第二本部发声模块同时发声，甲通过第一本部发声模块和第二本部发声模块听到翻译出来的语言。
优选的，所述双机模式下，设对话双方分别为甲和乙，其中，甲和乙均佩戴所述翻译装置，
甲说话被甲的本部语音采集模块采集接收，并传递给甲的微处理器模块，甲的微处理器模块将其翻译成目标语言，转换成语音信号，然后通过无线通信模块发出，再被乙的无线通信模块接收，并将其传递给乙的微处理器模块处理，经乙的功率放大模块放大后通过乙的第一本部发声模块和第二本部发声模块发声，被乙听到。
有益效果：本发明具有如下有益效果：
1、本发明可以代替人工翻译，让翻译变得的更加简单快捷，一方面可以随时随身携带，另一方面也降低了翻译成本，通过本发明，两个不同语种的人几乎可以面对面的交流，没有障碍，使得翻译变得更加简单；
2、本发明具有智能指向功能，在对话过程中能够智能识别对话者的位置，通过永久磁铁与电磁铁的吸引力，使外部语音收放模块始终正对说话者，增强了语音采集的效果，避免了因对话双方的位置而导致的语音采集效果不佳。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明外部语音收放模块的局部结构示意图；
图3为本发明本部语音收放模块的局部结构示意图；
图4为第一永久磁铁和第二永久磁铁在万向轴中的分布图；
图5为第三永久磁铁和第四永久磁铁在万向轴中的分布图；
图6为永久磁铁在平面上的分布图；
图7为第一电磁铁和第二电磁铁在固定球体中的分布图；
图8为第三电磁铁和第四电磁铁在固定球体中的分布图；
图9为电磁铁在平面上的分布图；
图10为指向型外部语音收放模块工作情形图1；
图11为指向型外部语音收放模块工作情形图2；
图12为指向型外部语音收放模块工作情形图3；
图13为本发明的控制电路结构框图；
其中，第一连接臂1；第一本部发声模块2；第二本部发声模块3；第二连接臂4；本部语音采集模块5；外部语音收放模块6；外部发声模块7；第一外部语音采集模块8；第二外部语音采集模块9；第三外部语音采集模块10；第四外部语音采集模块11；固定轴12；固定球体13；万向轴14；球形腔15；第一永久磁铁16；第二永久磁铁17；第三永久磁铁18；第四永久磁铁19；第一电磁铁20；第二电磁铁21；第三电磁铁22；第四电磁铁23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图13所示，本发明公开了一种便携式智能指向型翻译装置，包括：
本部语音收放模块，用于采集佩戴者的语音信号和播放与其对话者经翻译后的语音信号；
外部语音收放模块6用于采集非佩戴者的语音信号和播放佩戴者经翻译后的语音信号；
微处理器模块，用于对语音信号进行识别处理；
存储模块，用来存放各种语言的翻译数据，各种语种的数据库等等，以便于微处理器模块能够访问、查询、调用并翻译；
按键模块，用于设置本装置的工作模式，比如设计为单机模式、双机模式，目标语言种类等；
无线通信模块，用于实现对话双方均戴上本发明的使用情形，即双机模式下不同翻译装置之间的语音信号传递；
实时时钟模块，用于提供系统工作的时钟信号，检测语音信号到达各个外部语音采集模块的时间。
本部语音收放模块包括第一本部发声模块2、第二本部发声模块3、本部语音采集模块5和功率放大模块；外部语音收放模块6包括外部发声模块7、若干外部语音采集模块和功率放大模块。
如图1所示，本发明的一种实施例中，本发明采用与耳机类似的结构，直接戴在头上：第一本部发声模块2和第二本部发声模块3结构相同，设置在人耳处且通过第一连接臂1连接，本部语音采集模块5设置在人嘴处，通过第二连接臂4与第一本部发声模块2连接，外部语音收放模块6与本部语音采集模块5设于第二连接臂4同一端且与本部语音采集模块5相对。
本发明有单机模式和双机模式两种不同的工作方式，其中，单机模式下本发明工作过程如下：
设有甲、乙两人采用不同语言交流，只需要其中一人戴上本发明即可完成不同语言交流。设甲戴上本发明后，甲说话通过本部语音收放模块中的本部语音采集模块5接收到甲说话发出的语音信号，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成乙能听懂的目标语言(可通过按键模块事先设定目标语言种类)，然后转换成语音信号，再通过外部语音收放模块6中的功率放大模块放大后，通过外部发声模块7发声，乙可以通过外部发声模块7听到翻译出来的语言；
乙通过外部发声模块7听到翻译出来的语言后，就可以回答交流，乙发出的声音信号通过外部语音收放模块6中的若干外部语音采集模块采集接收，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成甲能听懂的目标语言(可通过按键模块事先设定目标语言种类)，然后转换成语音信号，再通过本部语音收放模块中的功率放大模块放大后，通过第一本部发声模块2和第二本部发声模块3同时发声，甲可以通过第一本部发声模块2和第二本部发声模块3听到翻译出来的语言；
依次重复以上过程，完成单机模式下甲、乙两人用不同的语言交流。
双机模式下本发明工作过程如下：
设有甲、乙两人采用不同语言交流，当两个人均戴上本发明后，本部语音收放模块开启工作，外部语音收放模块6停止工作。甲说话，被甲的本部语音收放模块中的本部语音采集模块5采集接收，并传递给甲的微处理器模块，甲的微处理器模块将其翻译成目标语言，转换成语音信号，然后通过甲的无线通信模块发出，再被乙所戴本发明的无线通信模块接收，并将其传递给乙的微处理器模块处理，通过乙的功率放大模块放大，然后驱动乙的第一本部发声模块2和第二本部发声模块3发声，被乙听到；
乙听到声音后，开始应答，乙说话，通过乙的本部语音收放模块中的本部语音采集模块5接收，并传递给乙的微处理器模块，微处理器模块将其翻译成目标语言，转换成语音信号，然后通过乙的无线通信模块发出，无线信号再被甲所戴本发明的无线通信模块接收，并将其传递给甲的微处理器模块处理，通过甲的功率放大模块放大，然后驱动甲的第一本部发声模块2和第二本部发声模块3发声，被甲听到；
依次重复以上过程，完成双机模式下甲、乙两人用不同的语音交流。
在单机模式下，本发明的外部语音收放模块6能够智能识别对话者所在的位置，并自动调节方向，即：智能指向功能。智能指向功能可以让外部语音采集模块6智能找到说话者，并将其正对说话者，这样可以采集到更为清晰的语音。
为了实现智能指向功能，本发明的外部语音收放模块6的外端面镶嵌4个外部语音采集模块，分别是第一外部语音采集模块8、第二外部语音采集模块9、第三外部语音采集模块10和第四外部语音采集模块11，分别分布在外端面的四周位置；在外部语音收放模块6的外端面的中心位置还设有外部发声模块7。
如图1-3所示，本发明还设有固定轴12、固定球体13和万向轴14，其中，外部语音收放模块6的另一端面连接万向轴14，万向轴14的内部设有大小与固定球体13相当的球形腔15，固定球体13可以安装在球形腔15中，装好后，万向轴14可以绕着球形腔15的球心O自由转动。固定轴12固定在第二连接臂4的一端，与本部语音采集模块5相对。固定球体13安置在固定轴12的另一端，在固定球体13的内部还设有第一电磁铁20、第二电磁铁21、第三电磁铁22和第四电磁铁23，在万向轴14的实体内还设有第一永久磁铁16、第二永久磁铁17、第三永久磁铁18和第四永久磁铁19。如图5-10所示。磁铁分布如下所述：
第一永久磁铁16、第二永久磁铁17、第三永久磁铁18和第四永久磁铁19分布在万向轴14的实体内：如图4、5、6所示，在万向轴14上确定一平面α，平面α平行于万向轴14的端面并且过球形腔15的球心O，在平面α上且在万向轴14的实体内沿交叉圆均匀分布第一永久磁铁16、第二永久磁铁17、第三永久磁铁18和第四永久磁铁19，位置分别为上、下、左、右，设这些永久磁铁极性均为S的磁极端朝里。
第一电磁铁20、第二电磁铁21、第三电磁铁22和第四电磁铁23分布在固定球体13内部：如图7、8、9所示，在固定球体13内部设有一平面β，平面β平行于固定轴12的端面，但不过固定球体13的球心O′，四个电磁铁均匀分布在平面β与固定球体13相交的圆面四周，位置分别为上、下、左、右，其表面与球面相切，设这些电磁铁通电时极性均为N的磁极端朝外，与永久磁铁朝里的磁极端相反。每个电磁铁与球心O′的连线与平面β的夹角均为θ，15°＜θ＜60°，在本实施例中，θ取30°。
智能指向功能实现方法如下：如图10所示，当甲乙两人分别正对着说话翻译时，由于外部语音收放模块6中包括4个外部语音采集模块，分别是第一外部语音采集模块8、第二外部语音采集模块9、第三外部语音采集模块10和第四外部语音采集模块11。设置四个语音采集模块就是为了能识别乙所在的位置。由于乙在说话的时候发出的声波信号传递到每个语音采集模块的时间先后不同，即可判断乙所处的位置，通过给电磁铁通不同的电流使其与对应永久磁铁的作用力不同来改变万向轴14的位置，从而改变外部语音收放模块6的方位，使其达到四个外部语音采集模块同时正对乙人的目的。
具体实施例如下：如图10所示，当甲乙两人正对着说话时，此时乙正好正对着外部语音收放模块6，此时由于乙的嘴部到四个外部语音采集模块的距离相同，当乙说话时，声波将同时到达四个外部语音采集模块，这将被微处理器模块监测并识别到。此时微处理器模块将控制四个电磁铁电流大小相等，即：四个电磁铁发出的磁性大小相同，因此永久磁铁与电磁铁的受力相同，永久磁铁与电磁铁将保持相同的距离。此时外部语音收放模块6的轴线与固定轴12、固定球体13的轴线重合。
如图11所示，当甲乙两人没有正对着说话时，由于他们错开了一个角度，此时，显然外部语音收放模块6没有正对着乙，角度偏离会影响外部语音采集模块的语音采集效果。此时微处理器模块首先将识别这种角度偏离，由于微处理器模块能够识别到声波先经l1到达第一外部语音采集模块8，后经l2到达第二外部语音采集模块9，因此可以判断出乙的嘴部到第一外部语音采集模块8的距离l1小于到第二外部语音采集模块9的距离l2，因此微处理器将会增加第三电磁铁22的电流或减小第四电磁铁23的电流，此时第三永久磁铁18与第三电磁铁22之间的吸引力(磁极相异)变大，或者第四永久磁铁19与第四电磁铁23的吸引力(磁极相异)减小，因此外部语音收放模块6将会偏离一定角度，直到l1与l2的距离相等为止，此时的情形如图12所示。需要说明的是，l1与l2的距离不同导致微处理器调整第三电磁铁22或第四电磁铁23的电流大小是一个闭环控制，这种控制直到l1与l2的距离相等为止。
同理，微处理器还会判断乙的嘴部到第三外部语音采集模块10、第四外部语音采集模块11的距离是否相等，如果不相等，微处理器也会调整第一电磁铁20和第二电磁铁21电流的大小，从而控制外部语音收放模块6的空间角度，直到乙的嘴部到第三外部语音采集模块10、第四外部语音采集模块11的距离相等为止。
结合以上可知，不管乙处在任何位置，微处理器模块总可以通过声波到达每个外部语音采集模块的先后来判断外部语音收放模块6是否与乙的人脸正对，否则将调整四个电磁铁的电流，直到外部语音收放模块6与乙的人脸正对着为止。
因此，以上调整的最终结果就是：外部语音收放模块6与乙的人脸始终正对着。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，包括本部语音收放模块和外部语音收放模块(6)，其中，本部语音收放模块用于采集佩戴者的语音信号和播放对话者经翻译后的语音信号，外部语音收放模块(6)用于采集非佩戴者的语音信号和播放佩戴者经翻译后的语音信号；
所述本部语音收放模块包括第一本部发声模块(2)、第二本部发声模块(3)、本部语音采集模块(5)和功率放大模块；
所述外部语音收放模块(6)包括外部发声模块(7)、若干外部语音采集模块和功率放大模块。
2.根据权利要求1所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述翻译装置还包括：
微处理器模块，用于对语音信号进行识别处理；
存储模块，用于存放各种语言的翻译数据；
按键模块，用于设置工作模式和目标语言种类；
无线通信模块，用于实现双机模式下不同翻译装置之间的语音信号传递；
实时时钟模块，用于提供系统工作的时钟信号。
3.根据权利要求2所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述第一本部发声模块(2)和第二本部发声模块(3)结构相同且通过第一连接臂(1)连接，第一本部发声模块(2)和本部语音采集模块(5)通过第二连接臂(4)连接，所述外部语音收放模块(6)设于第二连接臂(4)一端且与本部语音采集模块(5)相对。
4.根据权利要求3所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述第二连接臂(4)设有固定轴(12)，固定轴(12)设有固定球体(13)，所述外部语音收放模块(6)背面设有万向轴(14)，万向轴(14)设有球形腔(15)，所述外部语音收放模块(6)和第二连接臂(4)之间通过固定球体(13)和球形腔(15)活动连接。
5.根据权利要求4所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述万向轴(14)内设有若干永久磁铁，所述永久磁铁在与万向轴(14)的端面平行且过球形腔(15)球心的平面上均匀分布，所述永久磁铁朝里的磁极端的极性相同；
所述固定球体(13)设有与永久磁铁数量相同的电磁铁，所述电磁铁在与固定轴(12)的端面平行且不过固定球体(13)球心的平面上均匀分布，所述电磁铁朝外的磁极端的极性相同且与永久磁铁朝里的磁极端的极性相反。
6.根据权利要求5所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述电磁铁与固定球体(13)球心的连线与电磁铁分布平面的夹角为15°～60°。
7.根据权利要求5所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述外部语音收放模块(6)未正对对话者时，微处理器通过若干外部语音采集模块采集到语音信号的时间识别出角度偏离，然后调节电磁铁的电流，通过电磁铁与永久磁铁之间的吸引力来控制万向轴(14)和固定球体(13)的相对位置，直至外部语音收放模块(6)正对对话者。
8.根据权利要求2所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述翻译装置的工作模式分为单机模式和双机模式。
9.根据权利要求8所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述单机模式下，设对话双方分别为甲和乙，其中，甲佩戴所述翻译装置，乙未佩戴所述翻译装置，
甲说话通过本部语音采集模块(5)接收到语音信号，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成乙能听懂的目标语言，然后转换成语音信号，经功率放大模块放大后再通过外部发声模块(7)发声，乙通过外部发声模块(7)听到翻译出来的语言；
乙发出的声音信号通过外部语音采集模块采集接收，传递给微处理器模块进行识别处理，并将其翻译成甲能听懂的目标语言，然后转换成语音信号，经功率放大模块放大后再通过第一本部发声模块(2)和第二本部发声模块(3)同时发声，甲通过第一本部发声模块(2)和第二本部发声模块(3)听到翻译出来的语言。
10.根据权利要求8所述的一种便携式智能指向型翻译装置，其特征在于，所述双机模式下，设对话双方分别为甲和乙，其中，甲和乙均佩戴所述翻译装置，
甲说话被甲的本部语音采集模块(5)采集接收，并传递给甲的微处理器模块，甲的微处理器模块将其翻译成目标语言，转换成语音信号，然后通过甲的无线通信模块发出，再被乙的无线通信模块接收，并将其传递给乙的微处理器模块处理，经乙的功率放大模块放大后通过乙的第一本部发声模块(2)和第二本部发声模块(3)发声，被乙听到。
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