CN1306257A - 互动型儿童益智系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种互动型儿童益智系统,由主机、益智毯、副机和附件组成。所述益智毯包括毯子、益智卡输入器和感应器,毯子有多块小拼图拼接而成,益智卡输入器安装在益智毯上,用于读出益智卡的内容,并将卡片上的信息传输到主机,感应器用于识别对应的卡片是否摆放好及那个卡片正被儿童注意;所述的主机包括信息的接收、分析及处理装置;所述附件包括配套益智卡和教学光盘,益智卡有两面,正面为儿童学习内容,反面是相对应内容的磁条或条形码。通过主机与副机、主机与儿童的相互互动关系达到吸引儿童兴趣进行游戏,接受益智教育的目的。

Description

互动型儿童益智系统

本发明涉及一种互动型儿童益智系统。

市场上的儿童益智产品按功能大致可分为以下几代：

第一代是积木类：经典的儿童益智玩具，对儿童智力各方面发展都有很好地促进作用，有很好的借鉴意义。但是市场上的产品过多的雷同重复，并且许多产品并不适用于幼龄儿童。

第二代是幼教机类：由主机和相关配套的教材或卡片组成，通过触摸卡片特定区域发声引导儿童识字识图。优点是教材丰富，简单易行，但是教学方式过于刻板，缺乏儿童与教学内容及幼教机的相互沟通。

在此基础上还有一些衍生产品，如把卡片与主机结合做成拼图方式；积木组合附加主题化、多样化和模块化等各有特点。现在有一种升级产品叫做光笔语言机设计较为成功。在原有幼教机的基础上引入光电识别技术，简化了操作，增加了学习的灵活性，是新一代益智产品的雏形，但是价格较贵，外型也偏成人化，功能也仅限于学习未能将学习融会于游戏中，无法满足儿童心理需求。

本发明是针对1-4岁的学龄前儿童开发设计的，但同样适合于年龄稍大的儿童。这一时期的儿童智力发展有以下的几个特点。

*儿童的思考具有一定的目的性和预见性，具有丰富的想象力，集中表现在象征性游戏及创造性游戏之中；

*游戏是幼儿的主导活动，他们通过游戏进行学习和相互学习，这一时期儿童行为的另一特点是共同的游戏；

*儿童语言能力发展极为迅速(注：3岁800-1000词，4岁1600-2000词)，儿童已能掌握各类词语，逐步明确词义，并具有一定的概括能力。这一时期对儿童的语言训练会对今后的智力发展起到相当的促进作用；

*幼儿期是“音乐脑”的推理能力和空间想象能力开始形成的时期，专家强调：“只有当大脑右半球即‘音乐脑’也充分得到利用时，这个人才最有创造力。”

这个时期的儿童正是长身体和长知识的重要阶段，儿童对外界事物的好奇心很大，无论什么都要提出个为什么，这也是对儿童进行智力教育的好时机，这一时期的儿童在心理和生理上有很大的共性，可以通过示例和诱导的方法，通过游戏这种儿童感兴趣的手段对儿童进行益智教育。

如上所述，现有产品还不能充分满足这一点。

本发明的目的就是为了解决以上问题，提出一种互动型儿童益智产品，为儿童创造一个健康、快乐的环境，寓教于乐，开发儿童早期智力，促进儿童生理及心理发展。

为实现上述发明目的，本发明提出的一种互动型儿童益智系统为实现上述发明目的，包括主机1、益智毯2、副机3和附件。

所述益智毯2包括毯面、益智卡输入器(包括信息传输总线)和感应器，毯面上由多块小拼图拼接构成；益智卡输入器用于接收益智卡上的内容；感应器用于识别相应的拼图是否已摆放好和感应哪块拼图正被儿童注意(如可用压力传感器，当某块拼图受压时，说明该块拼图正受儿童注意)，信息传输总线则将该块拼图上的信息传送到主机1；

附件包括配套的益智卡片和教学光盘，益智卡上的内容分为两面，正面是儿童学习的内容，背面是磁卡或条形码，其中所存储的内容与益智卡正面的教学内容相对应，教学光盘内容与益智卡内容相对应供主机读取；

所述主机1包括信息接收装置、信息分析装置和信息处理装置；所述信息接收装置用于接收来自益智毯上信息传输总线传来的信息，并送到信息分析装置分析接收卡片的内容与光盘内容相比较以确定卡片含义后，由信息处理装置控制主机从光盘读出教学内容和做出相应的动作。这是主机与儿童动作(注意力)的互动。

为了进一步增加系统的互动性，系统中还设置有一个副机3，该副机3上有无线接收装置、发声装置，主机1上则还有一个无线发射装置；当主机发声的同时或稍做延迟后通过无线发射装置向副机发送无线信号，副机上的无线接收信号收到信息后通过发声装置发声，形成副机跟随主机发声的效果，副机发声内容与主机的不同，只是对主机的跟随，即达到“主机叫，副机跟着叫”的效果，这是主机与副机的互动。

为了能正确感应儿童的注意力集中在哪块拼图上，可在副机上设置与主机上的感应器相对应的致感装置，使主机感应器能感应副机的位置，通过副机的位置确定儿童正在注意的拼图。可在副机上设置一个磁块，拼图下面设置磁传感器，当副机放到某一拼图上时，磁传感器就感应到副机，从而达到儿童将副机放在哪块拼图上，主机就发哪块拼图的读音的效果。

所述主机1上的信息接收装置中还有用于接收儿童发音的电信号接收装置，该信号由副机转化儿童读音，传给主机，通过信息分析装置、信息处理装置后主机1复读儿童的发音。这样就可以帮助儿童辨别自己发声与标准发音的不同，以纠正自己的发音，并且又增加了一层“儿童与主机互动”。

在主机1上还有动作装置，在发音的同时做出动作，如摇头、扇动耳朵以增加游戏的气氛。

所述主机1上有光盘驱动器，该光盘驱动器依次与信息分析装置、信息处理装置相连，用于主机将接收卡片内容与光盘内容相比较，以确定卡片含义。

由于本发明涉及的一种游戏系统，而不是专门的教学装置，所以其主要功能应在于寓“教”于“玩”。因此，将主机1、副机3安装于卡通形象(如小狗、小猫、小矮人等)体内，分别如图2、图3所示，而毯面上的拼图也应生动有趣，图文的内容也应简单易学。

所述主机1上有红外感应器11，用于探测儿童所在位置和距离。图1、2中各标号的含义：1、主机；2、益智毯；3、副机；11、红外感应器；12、光盘驱动器；13、机壳；14、光盘；15、单片机模块；21、益智卡；22、读卡器。

采用以上手段，在儿童通过本系统进行游戏时，注意力会放在益智游戏本身上，通过主机与副机、主机与儿童的相互互动关系达到吸引儿童兴趣进行游戏，接受益智教育的目的。其互动性主要表现在：

1)儿童注意到某个拼图时，主机就发声读出该益智卡的内容；

2)主机与副机的互动当卡片信息传入到益智毯，主机发声并且反馈信号到副机，控制副机发声，形成“主机发声，副机跟着发声”的效果。

3)儿童与主机的互动儿童了解卡片内容后，可以朗读卡片内容，副机接收儿童的声音，并将其以电信号的方式传给主机放大，协助儿童纠正发音，形成“儿童读，主机跟读”的效果。

这种互动型、寓教于乐的新型游戏系统充分照顾了儿童的特点，可以开发儿童大脑功能，促进儿童心理及生理健康发展。

图1是本发明实施例互动型儿童益智游戏系统示意图。

图2是本发明实施例主机在玩偶内部的放置示意图。

图3是本发明实施例主机功能示意图。

图4是本发明实施例系统操作流程示意图。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。

互动儿童益智系统力图建立这样一个环境：儿童与主机(大狗宝宝)及副机(小狗汪汪)是好朋友，他们经常在一起做游戏，在他们之间发生着很多有趣的事。

当儿童走近宝宝，并说：“宝宝，你好！”后，大狗宝宝会说：“你好，今天真高兴，我们一起做游戏吧！”，汪汪同时也会向儿童汪汪叫，表示欢迎：

1．儿童将汪汪放置于益智毯上的卡片上时，宝宝会说：“我知道他是什么。”或“哈，我认识这张卡片上的字。”等等，然后读出卡片内容，汪汪也发声“汪汪”，响应宝宝；

当进行测试时，宝宝会提示儿童将汪汪放在正确的卡片上，如果儿童放在正确的卡片上时，宝宝会说：“哇！你好高杆，聪明极了！”，然后提示进行下一个题目；如果儿童回答错了，宝宝会说：“真遗憾，它(答案)在别的地方，让我们一起在找它一次。”如果儿童回答对了，宝宝会说：“我就知道，你比我想象的聪明得多。”

2．儿童根据宝宝的读音发声时，汪汪将对儿童读音放大；帮助家长纠正儿童发音。

3．智能护婴，当儿童离开益智毯一定的距离，宝宝会说：“你别走，我们的游戏还没有做完呢，好朋友怎么能说走就走呢？”声音一次比一次加大。如果儿童重新回到益智毯上，宝宝会说：“你真好，让我们再开始吧。”；如果儿童始终没有回来，宝宝将会用一种频率逐渐加快，声音逐渐加大的声音提醒父母注意。

经过一定的时间后，互动儿童益智系统将转入待机状态或自动断电。

以下是对本实施例有关内容的补充说明。

益智毯是幼儿进行游戏及益智教育的地方。毯面应该足够的大、柔软舒适，有丰富的色彩和具有吸引力的图案，合适儿童活动并能吸引他的注意力；毯面是由多块小拼图拼结构成，为便于使用前的安装拼结，拼板的尺寸应适合抓握；拼板间的咬合及转折部分不应尖利，但应有足够的强度以确保各个拼板牢固连接。

毯面在总体尺寸上可以满足99百分位的一岁至二岁儿童身体尺寸的需要。儿童在益智毯上可以自由伸展身体的各个部位，绒布毯面可以给儿童身体柔软而确定的支撑，同时益智毯突起的边缘除了有效划分活动空间范围，同时可以提供儿童心理上的受保护感，使其以轻松愉快的心情边学边玩。

通常情况下，益智卡片放在益智卡输入器上，输入器可在工作状态下读取卡片磁条上的信息，并将信息传输入主机供处理。要求信息接收准确可靠、性价比高、体积小、触点可扩充以满足益智教学中多选择性要求等；益智卡输入器上有定位柱，有助于正确放置卡片。

主机可将其功能划分为信息接收模块、信息处理模块及信息输出模块。

信息接收模块主机要接收三种类型的信息：

*从益智毯处传来的包含卡片内容的信号。

*从光盘驱动器传来的配套光盘上的信号。此部分信号由配套光盘内容而各异，主机将接收卡片内容与光盘内容相比较，以确定卡片含义；

*接收的外界信号。接收儿童发音及红外信号，实现主机跟读复读、儿童与主机的交互及智能护婴功能。

信息分析模块主机要完成接收并存储由输入部分传入的信息，完成信息的分析并判断、并向各个外部执行单元发出相应的控制信号。由集成在线路板上专门的单片机处理系统实现。

信息处理模块主要接收分析模块输出的控制信息，并根据控制信息做出相应的动作或发出声响，完成主机对外部信息的反应。该模块可分为声音处理及机械动作处理两部分。在声音处理部分中，主机会根据输入的控制信号相应发声，由声音处理芯片和附带的音箱组成。

在主机发出声音的同时会做出辅助简单的动作，如眨眼、扇动耳朵增加游戏气氛，对强化效果有很好的帮助。这些功能是由机械动作处理部分完成的，声音和动作是内部相互协调的，以保持信号的一致性。

此外，主机还具有随机拟人发声，在儿童进行益智游戏的过程中，主机除了完成常规的交互发声外，还会随机模仿拟人发声，增加游戏的趣味性及儿童对产品的认同感。

声控开机及智能拟人发声声控开机通过语音识别原理实现，具体只针对特定儿童特定的发声做出反应，其他的声音无效，体现“我的益智毯”，满足儿童心理；系统可内部固化多种发声，除与游戏操作相关的固定发声外，可随机发声吸引儿童注意。

智能护婴通过红外监测原理实现。通过主机附带的红外监视器感测儿童所在的位置，根据儿童位置的不同，主机将会做出不同的反映：当儿童离开互动益智游戏系统时，主机将召唤儿童或提醒父母注意。

下面通过具体操作对本发明作进一步阐述：

一、常规操作

1．准备工作

先将益智毯与主机通过电缆相连接，采用市电供电，儿童可通过声音控制互动益智游戏系统开机加电自检，如果系统正常主机会放出提示音乐，并开始游戏；

2．游戏过程

游戏时，儿童可将选择好的卡片放在益智毯上的益智卡读取器上，此时主机检测卡片是否放好，无误就进行下一步操作，否则提示进行修正；

当儿童将副机放到卡片上时，主机将读取副机所在卡片位置上的内容，并放大读出。如：儿童把副机放到标有“A”字母的卡片上时，主机接收信息后识别出卡片上的字母是“A”，于是主机给出信号，使扬声器发声读出“A”的声音。这样，儿童便知道识别卡上的字母是“A”。当主机发声后，副机响应发声，形成主机与副机的互动，但副机所发出的声音只是单一固化的汪汪叫声，与卡片内容无关；当儿童朗读卡片内容后，副机将对儿童读声以电信号的方式传给主机放大，实现儿童与主机的互动。

二、智能护婴系统

当智能护婴系统开启时，当儿童离开益智毯一定的距离，主机会发声召唤儿童并提醒父母注意。具体如下：

将互动益智游戏系统的智能护婴系统设置为开启状态，主机将监视正面120度及距离4米的扇形范围。当儿童在此范围时，系统不对儿童动作做出反应，但当儿童离开此范围时，主机将以两种方式发出提示信息：在儿童离开毯面60秒钟内，主机将发出声音召唤儿童回到毯子上来，如果60秒钟后儿童仍没有回来，接下的60秒主机将提示父母注意。如果10分钟内无外界信号输入，互动益智游戏系统将转入待机状态或自动断电。

Claims (9)

1、一种互动型儿童益智系统，其特征是：包括主机(1)、益智毯(2)、副机(3)和附件；

所述益智毯(2)包括毯子、益智卡输入器和感应器，毯子由多块小拼图拼接而成，益智卡输入器用于接受益智卡片的内容，并将卡片上的信息传输到主机，感应器可识别对应的卡片是否摆放好及那个卡片正被儿童注意；

所述的主机包括信息的接收、分析及处理装置，信息接收装置接收从益智毯处传来的信息，并送到信启、分析装置分析接收卡片的内容与光盘内容相比较以确定卡片含义后，信息处理装置控制主机做出相应的动作，读出卡片内容同时做出一些辅助性的机械动作；

附件包括配套益智卡和光盘。益智卡正面为儿童学习内容，反面是对应内容的磁条或条形码；

副机具有无线接收装置、发声装置。在主机发声后，主机将通过无线发射装置向副机发出信号，副机将根据信号由发声装置发声，形成“主机发声、副机跟着发声”的效果。副机的发声只是对主机发声做出反应，其内容与主机发声内容无关；

同时儿童重复主机的读音后，副机会将儿童的读音以电信号方式传给主机放大，利于纠正儿童发音，同时实现主机与儿童之间的互动。

2、如权利要求1所述的互动型儿童益智系统，其特征是：副机通过触压益智毯上益智卡输入器上的感应器使感应器能判断出副机的位置，同时通过副机的位置上确定儿童正在注意的卡片。

3、如权利要求1或2所述的互动型儿童益智系统，其特征是：在主机(1)上有动作装置，在主机发声的同时动作。

4、如权利要求1或2所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有光盘驱动器(2)，该光盘驱动器(2)依次与信息分析装置、信息处理装置相连，用于播放光盘信息。

5、如权利要求3所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有光盘驱动器(2)，该光盘驱动器(2)依次与信息分析装置、信息处理装置相连，用于播放光盘信息。

6、如权利要求1或2所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有红外感应器(11)，用于探测儿童所在的位置和距离。

7、如权利要求3所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有红外感应器(11)，用于探测儿童所在的位置和距离。

8、如权利要求4所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有红外感应器(11)，用于探测儿童所在的位置和距离。

9、如权利要求5所述的互动型儿童益智系统，其特征是：所述主机(1)上有红外感应器(11)，用于探测儿童所在的位置和距离。

Images