CN204600482U - 一种语音训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于语音训练产品技术领域，特别涉及一种语音训练装置，包括对应于人体口腔部和鼻腔部的本体，所述本体内设有与人体口腔部连通的口腔气流通道，和与人体鼻腔部连通的鼻腔气流通道，所述口腔气流通道内设有口腔气流压力传感器，所述鼻腔气流通道内设有鼻腔气流力传感器，所述口腔气流压力传感器和鼻腔气流力传感器上对应连接有控制处理模块，所述控制处理模块通过传输数据的通讯模块连接显示模块。该语音训练装置能够辅助发音有障碍或者困难的人员进行及时纠正调节，操作方便可靠。

Description

一种语音训练装置

技术领域

本实用新型属于语音训练产品技术领域，特别涉及一种语音训练装置。

背景技术

人的发声器官在喉头，由声带、软骨韧带结构的支架、控制声带位置和张力的肌肉群组成。声带是位于人体喉腔中部，是附着在内壁上的肌肉组织，并呈瓣状，表面覆以粘膜，具有一定的弹性，是发声器官的主要组成部分。两声带间的开口(矢状裂隙)为声门裂(俗称声门)。从气管经喉头、咽部至嘴和鼻孔的管道为声道，当空气从肺部经气管呼出时，呈一定张力的声带，由于受气流的不断冲击，引起振动而发声。人发声的某些谐波成分可因口、鼻、咽等腔的共振而增强，形成共振峰(表示受迫振动系统的振幅与强迫力频率之间关系的曲线，在共振频率附近，该曲线形似山峰，通常称为共振峰)。各共振峰的频率由这些共振腔的大小和形状决定。发声时通过主动对共振腔的控制便可得到不同的元音。气流通过声道时由于摩擦产生噪声，通过控制声道的缝隙便可得到相应的辅音。

对于有听力障碍的人群，例如聋哑儿童，由于其听力受限，其发音能力就会受限，为了纠正其发音能力，通常需要进行一定的语音训练予以调节和纠正。

此外，对于一些腭裂儿童，由于其口腔内部上颚处的软腭部有损伤或者有裂口，严重影响正常发音，为了治疗，都需要对上颚的软腭部进行修复手术的治疗，但术后需要结合一定的语音训练，以逐步调整或纠正发音能力。

目前，对于发音训练，通常是需要去医院或者专业的语音训练机构进行训练，其花费较多，而且也给患者也造成极大的不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种语音训练装置，该语音训练装置能够辅助发音有障碍或者困难的人员进行及时纠正调节，操作方便可靠。

为了达到上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的：

本实用新型所述的一种语音训练装置，包括对应于人体口腔部和鼻腔部的本体，所述本体内设有与人体口腔部连通的口腔气流通道，和与人体鼻腔部连通的鼻腔气流通道，所述口腔气流通道内设有口腔气流压力传感器，所述鼻腔气流通道内设有鼻腔气流力传感器，所述口腔气流压力传感器和鼻腔气流力传感器上连接有控制处理模块，所述控制处理模块通过传输数据的通讯模块连接显示模块。

在本实用新型中，所述本体有以下两种结构及测量流程：

第一种，所述本体为一体化的面罩式罩体，其罩设并密封地贴合在人体的面部和下颌部，所述罩体内设有一将罩体内部空腔分隔为口腔气流通道和鼻腔气流通道的分隔膜。鼻腔测试部分有两个传感器(左右各一个)，口腔为一个传感器；单独气流数据通过传感器，直接传输到各自的MCU，并进行持续显示。

第二种，所述本体是分体式的，其包括对应于口腔部的夹口式罩体和与鼻腔连通的鼻腔连通管，所述夹口式罩体内腔为口腔气流通道，所述鼻腔连通管内为鼻腔气流通道，所述口腔气流压力传感器置于夹口式罩体内部，所述鼻腔气流力传感器置于鼻腔连通管内。

第三种，所述本体为一单通道，该单通道内安装有鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器，测量时将该单通道对应于人体预测量的口腔或鼻腔部位，能够根据预先选择测量的部位，切换到预置模式时，使用时对装置进行简单的呼吸测试，通过鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器测量目标气流的数据。

在本实用新型中，所述控制处理模块为微处理控制器，所述口腔气流压力传感器和鼻腔气流压力传感器实时测量口腔和鼻腔气压变化，并将测量结果经过模数转换传送给微控制器处理。微处理器能够多次记录和测量，并且能够根据数据，按顺序进行以下顺序进行数据比对，比对结果可通过显示灯或显示屏显示，也可用于驱动游戏程序，反馈于用户。

上述数据对比如下：

(1)目标比对(用于确认目标气流是否来源于测量部位)。

(2)参照比对(管两端各有一组传感器，用于排除设备以及大气压干扰等第三因素)

(3)过往比对(对比过往数据，分析其变化)，

在本实用新型中，所述显示模块包括LED显示用指示灯或LED液晶16位显示屏。

在本实用新型中，所述通讯模块为蓝牙通讯模块(该蓝牙通讯模块仅有传输功能)以及WIFI模块，蓝牙模块能够传输数据到拥有接收该数据权限的移动设备上。

本实用新型中，所述转换器能够在对接到不同设备是根据接口处(USB,miniUSB,Thunderbolt)所收发的信号判断出所连接设备的相关信息(编程语言，设备型号等),并且能够进入到与该平台对应的转换程序，从而实现数据对接，进行下一步的操作。

本实用新型中，所述转换器的程序包中，要基本包含以下程序：接口驱动(USB驱动，miniUSB驱动，Thunderbolt驱动等)，预置程序功能(在接口驱动判断出接口类型以及设备类型时，进入相关的功能平台)，权限功能能够把本实用新型的控制权转移到连接设备上，连接设备可以对本实用新型传递指令信号并且操纵。

本实用新型还公开了上述语音训练装置的训练方法，其步骤是：

(1)控制处理模块(例如MCU)启动，并且激活其他功能模块进入预置模式，其他功能模块等待下一步信号。

(2)开启口腔气流压力传感器和鼻腔气流压力传感器(允许A/D转换器开始接收来至传感器的模拟信号，并开始转换)，对应的实时测量口腔和鼻腔内的气压变化()；

(3)控制处理模块获取(来至A/D转换器的数字信号)鼻腔气流压力传感器和口腔气流压力传感器的压力数值，经过数据处理(数据来源确认)，通过通讯模块将数据传送给上位机(数据处理)；

(4)控制处理模块将通讯模块的通讯状态或电源电压的稳定状态通过显示模块予以显示。(显示不需要用到外置通讯模块！MCU经过整理利用通讯模块把储存数据，发送到其他配套设备)。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过对应设置于人体口腔和鼻腔的口腔气流通道和鼻腔气流通道，以及置于各通道内的气流力传感器，能实时的测量口腔和鼻腔内的气压的变化值，能让需要进行语音矫正的训练者能准确的了解自己口腔或鼻腔内气流的气压情况，并通过外接的显示模块予以显示，提高训练的准确性；

(2)本实用新型将口腔来源的电信号，依据其强度分别归类为正向1，2，3，4，5级；鼻腔来源的电信号依据其强度分别归类为负向1，2，3，4，5级。当正、负向电信号的差值为正值时，驱动游戏程序向用户得分(获胜)方向偏移；反之，负向电信号驱动游戏程序向用户失分(失败)方向偏移，5级正信号设定为满分。通过训练正负信号驱动手机、平板电脑或桌面电脑的游戏程序，增加了语音训练的兴趣性，更适合青少年和儿童的语音练习。

(3)本实用新型可以通过手机、平板电脑或桌面电脑存储用户的训练成绩和积分，按照用户积分给与当前用户的成绩排名，虚拟奖章或奖励，既提高了用户语音训练的兴趣性，也鼓励训练的持续性，使腭裂语音或不正确的发音得到矫正。

(5)本实用新型的语音训练装置能够辅助发音有障碍或者困难的人员进行及时纠正调节，操作方便可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明：

图1是本实用新型实施例一所述的语音训练装置结构示意图；

图2是本实用新型功能模块示意图；

图3是本设备的编程软件逻辑流程图；

图4是本实用新型实施例二所述的语音训练装置结构示意图；

图5是本实用新型实施例三所述的语音训练装置结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实用新型所述的一种语音训练装置，包括对应于人体口腔部和鼻腔部的本体，所述本体为一体化的面罩式罩体1，其罩设并密封地贴合在人体的面部10和下颌部20，所述罩体1内设有一将罩体内部空腔分隔为口腔气流通道11和鼻腔气流通道12的分隔膜2，所述口腔气流通道11与人体口腔部连通，所述鼻腔气流通道12和与人体鼻腔部连通的，所述口腔气流通道11内设有口腔气流压力传感器3，所述鼻腔气流通道12内设有鼻腔气流力传感器4，所述口腔气流压力传感器3和鼻腔气流力传感器4上连接有控制处理模块5，所述控制处理模块5通过传输数据的通讯模块6连接显示模块7。

在本实用新型中，如图2所示，所述控制处理模块5为微处理控制器，所述口腔气流压力传感器3和鼻腔气流压力传感器4实时测量口腔和鼻腔气压变化，并将测量结果经过模数转换传送给微控制器处理，微处理器能够多次记录和测量，并且能够根据数据，按顺序进行以下顺序进行数据比对，比对结果可通过显示灯或显示屏显示，也可用于驱动游戏程序，反馈于用户。

如图3所示，所述鼻腔气流压力传感器4和口腔气流压力传感器3组成的输入模块，其主要负责数据的采集以及模数转换，在本实用新型中，该两传感器可以采用超声式流量传感器，压差流量传感器和热丝(膜)式流量传感器，优选的是：Drager德尔格插入式热丝流量传感器。

所述控制处理模块5具体可为所述模/数转换微处理器模块:包括MCU、时钟电路和以及放大电路,MCU优选8-PIN的最微型的单片机，微芯的PICmicro(PIC12F629/675)),时钟电路接入一个高频率的外部无源晶振，优选2.4MHZ/7.373MHZ/12MHZ规格，并在两端加上10pf-50pf的瓷片电容，从而削减谐波对电路稳定性的影响，构成RC振荡电路，瓷片电容优选主流的两个33pf或者两个22pf。放大电路优选LM353及相关系列的放大器件(LM358等)进行放大运算。

所述通信模块6：主要负责移动设备与本设计的通信控制，要求一个蓝牙模块中的远程控制模块，如BLK-MD-BC04-L。)

所述显示模块7，该显示模块7主要负责一个数据的显示，需要一块LCD液晶显示器。

如图3所示，本实用新型所述的语音训练装置的训练方法，其步骤是：

(1)启动MCU，并且对其他功能模块进行激活，进入预置模式

(2)开启口腔气流压力传感器3和鼻腔气流压力传感器4，对应的实时测量口腔和鼻腔内的气压变化；

(3)控制处理模块5获取鼻腔气流压力传感器4和口腔气流压力传感器3的压力数值，经过数据处理，通过通讯模块将数据传送给上位机；

(4)上位机(手机、平板电脑或桌面电脑)接受传感器及控制处理器的信号，将口腔来源的电信号，依据其强度分别归类为正向1，2，3，4，5级；鼻腔来源的电信号依据其强度分别归类为负向1，2，3，4，5级。当正、负向电信号的差值为正值时，驱动游戏程序向用户得分(获胜)方向偏移；反之，负向电信号驱动游戏程序向用户失分(失败)方向偏移，5级正信号设定为满分。

(5)上位机(手机、平板电脑或桌面电脑)存储用户的训练成绩和积分，按照用户积分给与当前用户的成绩排名，虚拟奖章或奖励，提高用户语音训练的兴趣性和持续性，使腭裂语音或不正确的发音得到矫正。

(6)控制处理模块5将通讯模块6的通讯状态或电源电压的稳定状态通过显示模块7予以显示。

实施例二：

如图4所示，本实施例中，所述本体1’是分体式的，其包括对应于口腔部的夹口式罩体11’和与鼻腔连通的鼻腔连通管12’，所述夹口式罩体11’的内腔为口腔气流通道，所述鼻腔连通管内为鼻腔气流通道，所述口腔气流压力传感器3’置于夹口式罩体11’的内部，所述鼻腔气流力传感器4’置于鼻腔连通管内。

该实施例的基本工作原理与上述实施例一同，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例与上述实施例二基本相同，其不同之处在于：如图5所示，所述本体1”为一单通道，该单通道内安装有鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器2”，测量时将该单通道对应于人体预测量的口腔或鼻腔部位，能够根据预先选择测量的部位，切换到预置模式时，使用时对装置进行简单的呼吸测试，通过鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器测量目标气流的数据。

该实施例的基本工作原理与上述实施例一同，在此不再赘述。

本实用新型并不局限于上述实施方式，凡是对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意味着包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.一种语音训练装置，其特征在于：包括对应于人体口腔部和鼻腔部的本体，所述本体内设有与人体口腔部连通的口腔气流通道，或/和与人体鼻腔部连通的鼻腔气流通道，所述口腔气流通道内设有口腔气流压力传感器，所述鼻腔气流通道内设有鼻腔气流力传感器，所述口腔气流压力传感器和鼻腔气流力传感器上对应连接有控制处理模块，所述控制处理模块通过传输数据的通讯模块连接显示模块。

2.根据权利要求1所述的语音训练装置，其特征在于：所述本体为一体化的面罩式罩体，其罩设并密封地贴合在人体的面部和下颌部，所述罩体内设有一将罩体内部空腔分隔为口腔气流通道和鼻腔气流通道的分隔膜，所述鼻腔气流压力传感器为两个，两鼻腔气流通道内各设置一个，所述口腔气流压力传感器为一个，对应于口腔气流通道内设置，各气流通道内的气流数据通过对应的气流压力传感器，直接传输到各自的控制处理模块，并进行持续显示。

3.根据权利要求1所述的语音训练装置，其特征在于：所述本体是分体式的，其包括对应于口腔部的夹口式罩体和与鼻腔连通的鼻腔连通管，所述夹口式罩体内腔为口腔气流通道，所述鼻腔连通管内为鼻腔气流通道，所述口腔气流压力传感器置于夹口式罩体内部，所述鼻腔气流压力传感器置于鼻腔连通管内。

4.根据权利要求1所述的语音训练装置，其特征在于：所述本体为一单通道，该单通道内安装有鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器，测量时将该单通道对应于人体预测量的口腔或鼻腔部位，能够根据预先选择测量的部位，切换到预置模式时，使用时对装置进行简单的呼吸测试，通过鼻腔气流压力传感器/口腔气流压力传感器测量目标气流的数据。

5.根据权利要求1至4任一项所述的语音训练装置，其特征在于：所述控制处理模块为微处理控制器，所述口腔气流压力传感器和鼻腔气流压力传感器实时测量口腔和鼻腔气压变化，并将测量结果经过模数转换传送给微控制器处理，所述微处理器能够多次记录和测量，并且能够根据数据，按顺序进行相应的数据比对，比对结果可通过显示灯或显示屏显示或用于驱动游戏程序，并反馈于用户。

6.根据权利要求1所述的语音训练装置，其特征在于：所述显示模块包括LED显示用指示灯或LED液晶16位显示屏。

7.根据权利要求1所述的语音训练装置，其特征在于：所述通讯模块为蓝牙通讯模块或WIFI模块，所述蓝牙模块能够传输数据到接收该数据权限的移动设备上。