CN202136800U - 一种用于幼儿教育的互动语音玩具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于幼儿教育的互动语音玩具；其包括识别容器和玩具本体，玩具本体设置有保存ID码的记忆芯片，识别容器设置有MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、用于控制MCU控制电路工作的输入控制电路，当玩具本体靠近识别容器时，玩具本体接收到载波信号后发射携带ID码的无线信号，识别容器获得无线信号的ID码，读取对应该ID码的语音，驱动声音放大电路发出对应该ID码的声音；幼儿将玩具本体靠近识别容器即可发出声音，将语言教育置于娱乐之中，有利于培育幼儿的语言表达能力和思维能力，且其结构简单，成本低廉，特别适合幼儿的早期教育。

Description

一种用于幼儿教育的互动语音玩具

技术领域

本实用新型涉及玩具技术领域，尤其涉及一种用于幼儿教育的互动语音玩具。 

背景技术

玩具是幼儿、儿童的成长伙伴，它能促进幼儿、儿童的身体和智力的发育。现有的专利号为“200820108425.4”、名称为“可播放媒体文件的互动玩具”的中国专利，其包括互动物品及玩偶，互动物品表面设置有与该互动物品或在该互动物品上所具有的文字/图形内容相对应的微型图像编码；玩偶设置有可容置互动物品的容置部，该容置部内设置有可显微放大互动物品表面并从中拾取微型图像编码的光学影像的光学模块，玩偶内部设置有与光学模块连接的电子设备部，该电子设备部可以利用上述微型图像编码调取与上述互动物品或在该互动物品上所具有的文字/图形内容相关的媒体文件播放输出。本互动玩具适合智力发展到一定程度的儿童的学习教育，其结构复杂，玩耍方式复杂，不适合幼儿的早期教育，且该互动玩具使用光学模块，成本较高。 

发明内容

本实用新型提供一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其结构简单，玩耍方式简单，特别适合幼儿的早期教育。 

一种用于幼儿教育的互动语音玩具，包括识别容器和玩具本体，玩具本体设置有保存ID码的记忆芯片，识别容器设置有MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、用于控制MCU控制电路工作的输入控制电路，载波产生电路的输出端与MCU控制电路的载波输入端连接，MCU控制电路的载波输出端与载波发射电路的载波输入端连接，载波发射电路的信号输出端与检波电路的输入端连接，检波电路的输出端与整形放大电路的输入端连接，整形放大电路的输出端与MCU控制电路的信号输入端连接，MCU控制电路的信号输出端与声音放大电路的输入端连接，输入控制电路的输出端与MCU控制电路的控制输入端连接； 

载波产生电路产生载波信号，载波发射电路发射载波信号，当玩具本体靠近识别容器时，玩具本体接收到载波信号后发射携带ID码的无线信号，载波发射电路接收到无线信号后发送到检波电路，检波电路从无线信号中取出低频信号，整形放大电路对低频信号进行放大，MCU控制电路获得该低频信号中的ID码，MCU控制电路存储有对应该ID码的语音信号，MCU控制电路读取对应该ID码的语音信号并发送到声音放大电路，声音放大电路发出对应该ID码的声音。

其中，MCU控制电路包括芯片U1，电容C9、C12；U1的型号为ATMEGA8，C9的正极、C12的一端、U1的第20管脚与电源VCC连接，C9的负极、C12的另一端均接地。 

其中，载波产生电路包括电阻R9，电容C5、C6、C7、C8、C11，晶振Y1；C5的正极、C6的一端、R9的一端、U1的第7管脚与电源VDD连接，R9的另一端、C8的一端与U1的第1管脚连接，Y1连接在U1的第9管脚和U1的第10管脚之间，C7的一端连接U1的第9管脚，C11的一端连接U1的第10管脚，C5的负极、C6的另一端、C7的另一端、C11的另一端、C8的另一端、U1的第8管脚均接地。 

其中，载波发射电路包括天线AT2，NPN型的三极管Q1，PNP型的三极管Q2，电阻R14、R15，电容C16；R15的一端连接U1的第17管脚，R15的另一端、Q1的基极与Q2的基极连接，Q1的集电极连接电源VCC，Q1的发射极、AT2的一端与Q2的发射极连接，AT2的另一端、R14的一端与C16的一端连接，R14的另一端为载波发射电路的输出端，C16的另一端、Q2的集电极均接地。 

其中，检波电路包括二极管D1、D2、D3，电阻R13、R16、R17，电容C13、C14、C15；D1的正极与R14的另一端连接，D1的负极与C14的一端、C15的一端、R17的一端连接，C14的另一端、R13的一端、D2的负极、D3的正极、C13的一端与R16的一端连接，R13的另一端为检波电路的输出端，D2的正极、D3的负极、C13的另一端、R16的另一端、C15的另一端、R17的另一端均接地。 

其中，整形放大电路包括运算放大器LM358，电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12，电容C2、C3、C4、C10；C2的正极、C3的一端、LM358的第8管脚与电源VCC连接，LM358的第3管脚与R13的另一端连接，LM358的第2管脚、R11的一端、R12的一端与C10的一端连接，LM358的第1管脚、R12的另一端、C10的另一端与C4的一端连接，C4的另一端与R4的一端连接，R4的另一端、R7的一端、R8的一端与LM358的第6管脚连接，R7的另一端、R5的一端、R6的一端与LM358的第5管脚连接，LM358的第7管脚与U1的第14管脚连接，R6的另一端与电源VCC连接，C2的负极、C3的另一端、R11的另一端、LM358的第4管脚、R8的另一端、R5的另一端均接地。 

其中，声音放大电路包括功放芯片U2、电容C28、可调电阻R19、扬声器SP1；U2的型号为1309，U2的VSS管脚、C28的负极均接地，U2的SPKP管脚与SP1的一端连接，U2的VDD管脚、U2的PASEN管脚、C28的正极与电源VCC连接，U2的SPKN管脚、SP1的另一端与R19的一端连接，U2的RGAIN管脚与R19的另一端连接，U2的PWMN_CE管脚与U1的第19管脚连接，U2的PWMN_ANA管脚与U1的第18管脚连接。 

其中，输入控制电路包括开关S2、S3、S4、S5、S6、S7；U1的第16管脚与S2的一端、S3的一端、S4的一端连接，U1的第15管脚与S5的一端、S6的一端、S7的一端连接，U1的第26管脚与S2的另一端、S5的另一端连接，U1的第27管脚与S3的另一端、S6的另一端连接，U1的第28管脚与S4的另一端、S7的另一端连接。 

其中，识别容器还包括电源控制电路，电源控制电路包括芯片U3，电阻R3，电容C1、C25，开关S1，电池BT1；U3的型号为HT7333，U3的VOUT管脚、R3的一端与电源VCC连接，U3的VIN管脚、电源DVDD、S1的一端与C25的一端连接，BT1的正极与S1的另一端连接，R3的另一端、C1的正极与电源VDD连接，U3的GND管脚、C25另一端、BT1的负极、C1的负极均接地；玩具本体的记忆芯片的型号为EM4100或EM4102。 

其中，玩具本体设置为球形结构，识别容器设置为盆形结构，玩具本体的表面设置有对应该ID码的声音相适应的图案。 

本实用新型有益效果：一种用于幼儿教育的互动语音玩具，包括识别容器和玩具本体，玩具本体设置有保存ID码的记忆芯片，识别容器设置有MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、用于控制MCU控制电路工作的输入控制电路，当玩具本体靠近识别容器时，玩具本体接收到载波信号后发射携带ID码的无线信号，识别容器获得无线信号的ID码，读取对应该ID码的语音，驱动声音放大电路发出对应该ID码的声音。幼儿将玩具本体靠近识别容器即可发出声音，将语言教育置于娱乐之中，幼儿在玩耍过程中学习，有利于培育幼儿的语言表达能力和思维能力，其结构简单，玩耍方式简单，特别适合幼儿的早期教育，且本实用新型电路简单，性能可靠，成本低廉，可为家长节约购置费用。 

附图说明

图1为本实用新型实施例的MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、输入控制电路、电源控制电路的方框示意图。 

图2为本实用新型实施例的MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、输入控制电路、电源控制电路的电路图。 

图3为本实用新型实施例的识别容器的结构示意图。 

图4为本实用新型实施例的玩具本体的结构示意图。 

具体实施方式

参见图1图2图3图4，以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。 

本实施例的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，包括识别容器11和玩具本体12，玩具本体12设置有保存ID码的记忆芯片，识别容器11设置有MCU控制电路102、载波产生电路103、载波发射电路104、检波电路105、整形放大电路106、声音放大电路107、用于控制MCU控制电路102工作的输入控制电路101，载波产生电路103的输出端与MCU控制电路102的载波输入端连接，MCU控制电路102的载波输出端与载波发射电路104的载波输入端连接，载波发射电路104的信号输出端与检波电路105的输入端连接，检波电路105的输出端与整形放大电路106的输入端连接，整形放大电路106的输出端与MCU控制电路102的信号输入端连接，MCU控制电路102的信号输出端与声音放大电路107的输入端连接，输入控制电路101的输出端与MCU控制电路102的控制输入端连接。 

载波产生电路103产生载波信号，载波信号发送到载波发射电路104，载波发射电路104发射载波信号，当玩具本体12靠近识别容器11时，玩具本体12接收到载波信号后发射携带ID码的无线信号，载波发射电路104接收到无线信号后发送到检波电路105，检波电路105从无线信号中取出低频信号，整形放大电路106对低频信号进行放大，MCU控制电路102获得该低频信号中的ID码，MCU控制电路102存储有对应该ID码的语音信号，MCU控制电路102读取对应该ID码的语音信号并发送到声音放大电路107，声音放大电路107发出对应该ID码的声音。比如预先保存ID码00001对应语音“苹果”，当识别容器11接收到ID码00001时，即可发出语音“苹果”。 

本实施例中玩具本体12设置为球形结构，识别容器11设置为盆形结构，玩具本体12的表面设置有对应该ID码的声音相适应的图案。比如，玩具本体12的ID码为00001，ID码00001对应语音“苹果”，玩具本体12的表面设置苹果图案；当幼儿将球形的玩具本体12丢进盆形的识别容器11时，识别容器11获得该玩具本体ID码，读取对应该玩具本体ID码的语音，然后发出“苹果”的声音。一套互动语音玩具可以有多个玩具本体12，它们分别设置不同的图案。玩具本体12的表面可以设置水果图案、动物图案、数字图案、字母图案等。图案设置在玩具本体12的表面，将可见、可听、可玩结合于一体，增加本玩具对幼儿的吸引力。 

作为另一个优选的实施方式，玩具本体12设置为椭圆形结构，识别容器11设置为桶形结构；或者玩具本体12设置为球形结构，识别容器11设置为篮球筐形状结构；或者玩具本体12设置为球形结构，识别容器11设置为动物形状结构。本实用新型并不限定玩具本体12和识别容器11的具体形状，只要它们适合幼儿玩耍即可。 

记忆芯片可通过印刷、注塑或贴纸等方式设置于玩具本体12。为了便于更换教育课程，也可将记忆芯片设置为可拔插结构，当要进行字母教育时，插上字母语音对应ID号的记忆芯片，当要进行数字教育时，插上数字语音对应ID号的记忆芯片。 

本互动语音玩具还可进行简单加减乘除、测试等玩法。比如，采用语音提示的方式，引导幼儿拿到正确的标识有字母的玩具本体12，并放入识别容器11内，当玩具本体12放入识别容器11时，给出正确或错误的提示，并引导进行下一次动作；例如，控制识别容器11先发出“请取字母a”声音，当幼儿将标识字母a的玩具本体12放入识别容器11时，识别容器11发出“字母a，正确”的声音。通过识别容器11的MCU控制电路102控制语音输出是常用技术，在此不再赘述。 

MCU控制电路102包括芯片U1，电容C9、C12；U1的型号为ATMEGA8，C9的正极、C12的一端、U1的第20管脚与电源VCC连接，C9的负极、C12的另一端均接地。当然，U1还可以使用同等功能的芯片代替ATMEGA8，同样可以实现本实用新型的目的。ATMEGA8是高性能、低功耗的8位AVR微处理器，采用先进的RISC 结构，具有131条指令，32个8位通用工作寄存器，ATMEGA8应用广泛，且成本较低。 

载波产生电路103包括电阻R9，电容C5、C6、C7、C8、C11，晶振Y1；C5的正极、C6的一端、R9的一端、U1的第7管脚与电源VDD连接，R9的另一端、C8的一端与U1的第1管脚连接，Y1连接在U1的第9管脚和U1的第10管脚之间，C7的一端连接U1的第9管脚，C11的一端连接U1的第10管脚，C5的负极、C6的另一端、C7的另一端、C11的另一端、C8的另一端、U1的第8管脚均接地。Y1的频率为32.768MHz，本载波产生电路103可产生125 MHz的载波。载波产生电路103还可以采用其它电路结构，只要能实现产生载波功能即可。 

载波发射电路104包括天线AT2，NPN型的三极管Q1，PNP型的三极管Q2，电阻R14、R15，电容C16；R15的一端连接U1的第17管脚，R15的另一端、Q1的基极与Q2的基极连接，Q1的集电极连接电源VCC，Q1的发射极、AT2的一端与Q2的发射极连接，AT2的另一端、R14的一端与C16的一端连接，R14的另一端为载波发射电路104的输出端，C16的另一端、Q2的集电极均接地。载波发射电路104还可以采用其它电路结构，只要能实现载波发射功能即可。 

检波电路105包括二极管D1、D2、D3，电阻R13、R16、R17，电容C13、C14、C15；D1的正极与R14的另一端连接，D1的负极与C14的一端、C15的一端、R17的一端连接，C14的另一端、R13的一端、D2的负极、D3的正极、C13的一端与R16的一端连接，R13的另一端为检波电路105的输出端，D2的正极、D3的负极、C13的另一端、R16的另一端、C15的另一端、R17的另一端均接地。检波电路105还可以采用其它电路结构，只要能实现检波功能即可。 

整形放大电路106包括运算放大器LM358，电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12，电容C2、C3、C4、C10；C2的正极、C3的一端、LM358的第8管脚与电源VCC连接，LM358的第3管脚与R13的另一端连接，LM358的第2管脚、R11的一端、R12的一端与C10的一端连接，LM358的第1管脚、R12的另一端、C10的另一端与C4的一端连接，C4的另一端与R4的一端连接，R4的另一端、R7的一端、R8的一端与LM358的第6管脚连接，R7的另一端、R5的一端、R6的一端与LM358的第5管脚连接，LM358的第7管脚与U1的第14管脚连接，R6的另一端与电源VCC连接，C2的负极、C3的另一端、R11的另一端、LM358的第4管脚、R8的另一端、R5的另一端均接地。当然，运算放大器还可以使用其它同等功能的芯片代替LM358。整形放大电路106还可以采用其它电路结构，只要能实现放大功能即可。 

声音放大电路107包括功放芯片U2、电容C28、可调电阻R19、扬声器SP1；U2的型号为1309，U2的VSS管脚、C28的负极均接地，U2的SPKP管脚与SP1的一端连接，U2的VDD管脚、U2的PASEN管脚、C28的正极与电源VCC连接，U2的SPKN管脚、SP1的另一端与R19的一端连接，U2的RGAIN管脚与R19的另一端连接，U2的PWMN_CE管脚与U1的第19管脚连接，U2的PWMN_ANA管脚与U1的第18管脚连接。当然，U2还可以使用其它同等功能的芯片代替1309。声音放大电路107还可以采用其它电路结构，只要能实现声音放大功能即可。 

输入控制电路101包括开关S2、S3、S4、S5、S6、S7；U1的第16管脚与S2的一端、S3的一端、S4的一端连接，U1的第15管脚与S5的一端、S6的一端、S7的一端连接，U1的第26管脚与S2的另一端、S5的另一端连接，U1的第27管脚与S3的另一端、S6的另一端连接，U1的第28管脚与S4的另一端、S7的另一端连接。输入控制电路101还可以采用其它电路结构，只要能实现控制功能即可。 

识别容器11还包括电源控制电路108，电源控制电路108包括芯片U3，电阻R3，电容C1、C25，开关S1，电池BT1；U3的型号为HT7333，U3的VOUT管脚、R3的一端与电源VCC连接，U3的VIN管脚、电源DVDD、S1的一端与C25的一端连接，BT1的正极与S1的另一端连接，R3的另一端、C1的正极与电源VDD连接，U3的GND管脚、C25另一端、BT1的负极、C1的负极均接地。电源控制电路108还可以采用其它电路结构，只要能实现电源控制功能即可。 

玩具本体12的记忆芯片的型号为EM4100或EM4102。EM4100或EM4102的存储容量为64bit，工作频率125KHZ，其应用广泛，且价格较低。当然，本实用新型也可以采用其它具有同等功能的记忆芯片。玩具本体12设置有电感线圈和电容组成的谐振回路，当谐振回路接收到载波信号时，激活记忆芯片，发射携带ID码的无线信号。 

本实施例采用图2所示的具体电路结构，该电路结构具有结构简单、性能稳定、成本较低、性价比高的优点，从而使本实用新型具有良好的市场前景。 

图2中公开了本实施例中的各电路的元器件的参数值或型号；需要说明的是，元器件的参数值或型号可以根据实际情况进行调整。本技术领域的普通技术人员无需创新性劳动而对本实用新型内容的调整，均属于本实用新型保护的范围。 

幼儿将玩具本体12靠近识别容器11即可发出声音，将语言教育置于娱乐之中，幼儿在玩耍过程中学习，有利于培育幼儿的语言表达能力和思维能力，其结构简单，玩耍方式简单，特别适合幼儿的早期教育，且本实用新型电路简单，性能可靠，成本低廉，可为家长节约购置费用。 

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (1)

1.一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：包括识别容器和玩具本体，玩具本体设置有保存ID码的记忆芯片，识别容器设置有MCU控制电路、载波产生电路、载波发射电路、检波电路、整形放大电路、声音放大电路、用于控制MCU控制电路工作的输入控制电路，载波产生电路的输出端与MCU控制电路的载波输入端连接，MCU控制电路的载波输出端与载波发射电路的载波输入端连接，载波发射电路的信号输出端与检波电路的输入端连接，检波电路的输出端与整形放大电路的输入端连接，整形放大电路的输出端与MCU控制电路的信号输入端连接，MCU控制电路的信号输出端与声音放大电路的输入端连接，输入控制电路的输出端与MCU控制电路的控制输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述MCU控制电路包括芯片U1，电容C9、C12；U1的型号为ATMEGA8，C9的正极、C12的一端、U1的第20管脚与电源VCC连接，C9的负极、C12的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述载波产生电路包括电阻R9，电容C5、C6、C7、C8、C11，晶振Y1；C5的正极、C6的一端、R9的一端、U1的第7管脚与电源VDD连接，R9的另一端、C8的一端与U1的第1管脚连接，Y1连接在U1的第9管脚和U1的第10管脚之间，C7的一端连接U1的第9管脚，C11的一端连接U1的第10管脚，C5的负极、C6的另一端、C7的另一端、C11的另一端、C8的另一端、U1的第8管脚均接地。

4.根据权利要求3所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述载波发射电路包括天线AT2，NPN型的三极管Q1，PNP型的三极管Q2，电阻R14、R15，电容C16；R15的一端连接U1的第17管脚，R15的另一端、Q1的基极与Q2的基极连接，Q1的集电极连接电源VCC，Q1的发射极、AT2的一端与Q2的发射极连接，AT2的另一端、R14的一端与C16的一端连接，R14的另一端为载波发射电路的输出端，C16的另一端、Q2的集电极均接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述检波电路包括二极管D1、D2、D3，电阻R13、R16、R17，电容C13、C14、C15；D1的正极与所述R14的另一端连接，D1的负极与C14的一端、C15的一端、R17的一端连接，C14的另一端、R13的一端、D2的负极、D3的正极、C13的一端与R16的一端连接，R13的另一端为检波电路的输出端，D2的正极、D3的负极、C13的另一端、R16的另一端、C15的另一端、R17的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述整形放大电路包括运算放大器LM358，电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11、R12，电容C2、C3、C4、C10；C2的正极、C3的一端、LM358的第8管脚与电源VCC连接，LM358的第3管脚与所述R13的另一端连接，LM358的第2管脚、R11的一端、R12的一端与C10的一端连接，LM358的第1管脚、R12的另一端、C10的另一端与C4的一端连接，C4的另一端与R4的一端连接，R4的另一端、R7的一端、R8的一端与LM358的第6管脚连接，R7的另一端、R5的一端、R6的一端与LM358的第5管脚连接，LM358的第7管脚与U1的第14管脚连接，R6的另一端与电源VCC连接，C2的负极、C3的另一端、R11的另一端、LM358的第4管脚、R8的另一端、R5的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述声音放大电路包括功放芯片U2、电容C28、可调电阻R19、扬声器SP1；U2的型号为1309，U2的VSS管脚、C28的负极均接地，U2的SPKP管脚与SP1的一端连接，U2的VDD管脚、U2的PASEN管脚、C28的正极与电源VCC连接，U2的SPKN管脚、SP1的另一端与R19的一端连接，U2的RGAIN管脚与R19的另一端连接，U2的PWMN_CE管脚与U1的第19管脚连接，U2的PWMN_ANA管脚与U1的第18管脚连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述输入控制电路包括开关S2、S3、S4、S5、S6、S7；U1的第16管脚与S2的一端、S3的一端、S4的一端连接，U1的第15管脚与S5的一端、S6的一端、S7的一端连接，U1的第26管脚与S2的另一端、S5的另一端连接，U1的第27管脚与S3的另一端、S6的另一端连接，U1的第28管脚与S4的另一端、S7的另一端连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述识别容器还包括电源控制电路，电源控制电路包括芯片U3，电阻R3，电容C1、C25，开关S1，电池BT1；U3的型号为HT7333，U3的VOUT管脚、R3的一端与电源VCC连接，U3的VIN管脚、电源DVDD、S1的一端与C25的一端连接，BT1的正极与S1的另一端连接，R3的另一端、C1的正极与电源VDD连接，U3的GND管脚、C25另一端、BT1的负极、C1的负极均接地；所述玩具本体的记忆芯片的型号为EM4100或EM4102。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种用于幼儿教育的互动语音玩具，其特征在于：所述玩具本体设置为球形结构，玩具本体的表面设置有对应该ID码的声音相适应的图案。

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