CN207653304U - 鹦鹉学舌训练用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鹦鹉学舌训练用装置，包括控制处理单元、语音识别单元、语音播放单元、食物释放器、带驱动器的第一步进电机，所述食物释放器包括带管形轨道的食物盒、设置在所述轨道内的由第一步进电机驱动的推顶杆，所述推顶杆的顶端面设有用于盛放颗粒状食物的凹槽，所述食物盒与所述轨道之间设有连通食物盒内部和轨道内壁的通道；所述控制处理单元用于接收来自语音识别单元的声感信号，输出语音播放单元控制信号至语音播放单元以通过语音播放单元发出声音，和/或第一步进电机控制信号至所述第一步进电机的驱动器以通过该驱动器驱动所述第一步进电机。其有益效果是：通过食物激励的方式培养鹦鹉的条件反射行为，以加快其学舌的速度。

Description

鹦鹉学舌训练用装置

技术领域

本实用新型涉及宠物饲养设备技术领域，具体涉及一种鹦鹉学舌训练用装置。

背景技术

在宠物饲养过程中需要饲养者耗费大量的精力训练宠物以使其适应人类生活习惯，比如训练宠物狗拾瓶子、在规定的地方排泄等，而鹦鹉的饲养重点则在于其语言模仿能力。在生物学中，对鹦鹉学舌最快的训练方式是采用激励手段以使鹦鹉形成条件反射。

公开日为2017年3月15日的中国专利文献CN106489790A公开了一种鸟类视觉认知学习训练系统，包括上位机控制系统、下位机控制系统和训练箱，所述上位机控制系统由PC机、摄像头和液晶显示屏构成，所述摄像头的视频信号输出端与所述PC机的视频信号输入端连接，PC机的视频信号输出端与所述液晶显示屏的视频信号输入端连接；所述上位机控制系统通过PC机控制图像显示在所述液晶显示屏上，同时控制所述摄像头对整个训练过程进行监控与录像；所述下位机控制系统由单片机、奖励单元、惩罚单元和行为反馈单元构成，所述单片机 的输出控制接口分别与所述奖励单元、惩罚单元的输入控制接口连接，单片机的第一通信接口与PC机通信连接，单片机的第二通信接口与所述行为反馈单元通信连接；所述训练箱由箱体、抽屉式底盒和横杆组成。该技术方案属于超前思维，比如在训练鹦鹉说话时，鹦鹉的发音与人类发音不同，而单片机可能无法将相同含义的发音联系在一起，同时，在宠物饲养过程中，重要的是让宠物与饲养者建立亲密的饲养关系，因此惩罚单元的使用，使得该系统不能适应宠物饲养的训练。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种鹦鹉学舌训练用装置，其用于训练鹦鹉的学舌行为。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种鹦鹉学舌训练用装置，包括控制处理单元、语音识别单元、语音播放单元、食物释放器、带驱动器的第一步进电机，所述食物释放器包括带管形轨道的食物盒、设置在所述轨道内的由所述第一步进电机驱动的推顶杆，所述推顶杆的顶端面设有用于盛放颗粒状食物的凹槽，所述食物盒与所述轨道之间设有连通食物盒内部和轨道内壁的通道，以使当推顶杆低于该通道时，盛装于所述食物盒内的颗粒状食物能够经该通道滚落至所述凹槽内，当推顶杆高于该通道时， 该通道内的颗粒状食物受推顶杆封堵而无法经通道滚落；所述语音识别单元用于录入声音信息，输出声感信号；所述控制处理单元用于接收来自语音识别单元的声感信号，输出语音播放单元控制信号至语音播放单元以通过语音播放单元发出声音， 和/或第一步进电机控制信号至所述第一步机电机的驱动器以通过该驱动器驱动所述第一步进电机。

优选的，所述食物盒为环柱形壳体，与所述食物盒下部的内径相接的侧壁设有穿孔，所述推顶杆的上杆部安装于所述食物盒的内径形成的管形轨道中，当所述凹槽的侧壁低于所述穿孔时，该穿孔形成连通食物盒内部和该凹槽的通道，该推顶杆的下杆部与所述第一步进电机齿轮传动连接。

进一步的，鹦鹉学舌训练用装置还包括用于驱动所述食物盒转动的带驱动器的第二步进电机，所述第二步进电机的驱动器与所述控制处理单元对应电连接；所述食物盒内部设有隔板以分隔出两个空间，所述穿孔有两个并分别对应所述空间；所述凹槽的侧壁设有开口，当所述开口对应其中一个穿孔时，所述凹槽的其余部分的侧壁能够遮挡另一个穿孔。

优选的，所述语音识别单元包括：语音识别芯片以及与语音识别芯片对应连接的麦克风，所述语音识别芯片与所述控制处理单元对应电连接。

优选的，所述语音播放单元包括：音频放大芯片以及与音频放大芯片对应连接的喇叭，所述音频放大芯片与所述控制处理单元对应电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：通过食物激励的方式培养鹦鹉的条件反射，以加快其学舌的速度。

附图说明

图1为一种鹦鹉学舌训练用装置的立体图。

图2为图1中的食物释放器的局部垂面剖面图。

图3为图1中食物盒的水平面剖视图。

图4为一种鹦鹉学舌训练用装置的电源单元的电路图。

图5为一种鹦鹉学舌训练用装置的控制处理单元的电路图。

图6为一种鹦鹉学舌训练用装置的语音识别单元的电路图。

图7为一种鹦鹉学舌训练用装置的步进电机的驱动电路图。

图8为一种鹦鹉学舌训练用装置的语音播放单元的电路图。

图中，1为食物盒，11为齿牙，121为穿孔一，122为穿孔二，131为左储存仓，132为右储存仓，2为推顶杆，21为上杆部，211为凹槽，212为开口，22为下杆部，31为第一步进电机，311为蜗轮，32为第二步进电机，321为齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例：一种鹦鹉学舌训练用装置，参见图1-8，包括控制处理单元、语音识别单元、语音播放单元、食物释放器、带驱动器的第一步进电机，食物释放器包括带管形轨道的食物盒1、设置在轨道内的由第一步进电机31驱动的推顶杆2，推顶杆2的顶端面设有用于盛放颗粒状食物的凹槽211，食物盒1与轨道之间设有连通食物盒1内部和轨道内壁的通道，以使当推顶杆2低于该通道时，盛装于食物盒1内的颗粒状食物能够经该通道滚落至凹槽211内， 当推顶杆2高于该通道时， 该通道内的颗粒状食物受推顶杆2封堵而无法经通道滚落；语音识别单元用于录入声音信息，输出声感信号；控制处理单元用于接收来自语音识别单元的声感信号，输出语音播放单元控制信号至语音播放单元以通过语音播放单元发出声音，和/或第一步进电机控制信号至第一步进电机的驱动器以通过该驱动器驱动第一步进电机31。

参见图1-3，食物盒1为环柱形壳体，与食物盒1下部的内径相接的侧壁设有穿孔（121，122），推顶杆2的上杆部21安装于食物盒1的内径形成的管形轨道中，该管形轨道、上杆部21形成导轨配合机构从而起到固定推顶杆的效果，当推顶杆2的凹槽211的侧壁低于穿孔（121，122）时，该穿孔形成连通食物盒1内部和凹槽211的通道，当推顶杆2的顶面高于食物盒1的顶面时，凹槽211露出于管形轨道；该推顶杆2的下杆部22与第一步进电机31齿轮传动连接。本实施例中，下杆部22同样为柱形，设有等距环形齿纹，第一步进电机31的输出轴上安装有蜗轮311，蜗轮与环形齿纹配合传动相比齿轮与齿条传动具有更大的接触面。在其它实施例中，下杆部22与第一步进电机31也可通过齿条、齿轮传动连接。

参见图2-3，鹦鹉学舌训练用装置还包括用于驱动食物盒1转动的带驱动器的第二步进电机32， 第二步进电机32的驱动器与控制处理单元对应电连接；食物盒1内部设有隔板以分隔出两个空间（左储存仓131，右储存仓132），其中，穿孔一121对应左储存仓131，穿孔二122对应右储存仓132；凹槽211的侧壁设有开口212，当开口212对应其中一个穿孔（121或122）时， 凹槽211的其余部分的侧壁能够侧壁遮挡穿孔一（122或121）。

参见图4，电源单元外接24VDC电源，输出VCC为5V，AVDD为3.3V。

参见图5，控制处理单元主要由单片机STM32F103R构成，Vbat为外接3.3V外接备用电池，按键开关S21、上拉电阻R22构成简单的输入电路。引脚8、9为ADC引脚，引脚16、17为USART串口引脚，引脚20为DAC引脚，引脚21、27、57、58、59、61、62、29为GPIO引脚，U84为存储模块（型号为W25Q64CV），U85为USB接口，以便于提取存储芯片内的音频资料。

参见图6，语音识别单元包括：语音识别芯片（型号为XFMT101）以及与语音识别芯片对应连接的麦克风（型号为SPU0410HR5H-PB），语音识别芯片的引脚3、4与单片机引脚9、8对应电连接以输出音频信号，语音识别芯片的引脚22、23与单片机引脚17、16对应电连接以串口通讯的方式接收单片机的控制命令。发光二极管D721用于显示语音识别单元的工作状态。

参见图7，单片机引脚高电平为3.3V，驱动器（型号为XNFDR4）引脚高电平为5V，通过光电耦合器将单片机与驱动器进行电压适配，DV1和DV3根据需要选用 20-50VDC之间的电压，步进电机型号为SST56C320。

参见图8，语音播放单元包括：音频放大芯片U73（型号为SN4991）以及与音频放大芯片U73对应连接的喇叭，音频放大芯片U73的引脚3串联有电阻R731、电容C731后与单片机的DAC引脚20电连接，音频放大芯片U73的引脚7与单片机的GPIO引脚21电连接。

上述鹦鹉语言训练用装置的工作过程是：

1. 将语音装置装入鸟笼内，左储存仓131放置优质食物，右储存仓132放置劣质食物，按压开关S21，对着麦克风录入语音，如“早上好”，麦克风将声感信号依次经语音识别芯片转换为左、右声道模拟信号，并经单片机的ADC引脚转换为数字信号并处理，存入存储模块；

2. 连续按压开关S21，单片机读取存储模块的录入的语音数据并通过DAC引脚转换为模拟信号并通过音频放大芯片后驱动喇叭发出声音。通过声音的循环播放引导鹦鹉学舌，在此过程中麦克风处于工作状态，记录环境声音。

3. 人工对存储模块内的语音识别，当识别出鹦鹉发出的“早上好”之后，截取该段录音，连续按压开关S21三次，将该段录音再次通过麦克风录入单片机的存储模块，作为对比声音。

4. 当之后喇叭发出“早上好”之后，鹦鹉学舌跟随说出“早上好”后，鹦鹉的声音与第3步骤的声音对比一致，单片机通过驱动器驱动第一步进电机31逆时针转动，推顶杆2下落，以时间及第一步进电机31的步距角为基准判断推顶杆的开口23低于穿孔一121时等待1s，以使左储存仓131内的食物经穿孔一121落入凹槽211内，由于食物盒的内底面设有向内环倾斜的坡面，因此颗粒食物能够自穿孔一121内滚出；凹槽的右侧壁对穿孔二122形成遮挡，右储存仓132内的食物不会经穿孔二122滚出；当凹槽内的食物高于穿孔一后，左储存仓131内的食物与凹槽内食物形成平衡，不再向外滚动。单片机通过驱动器控制第一步进电机31顺时针转动，推顶杆上升，同样以时间及第一步进电机31的步距角为基准判断推顶杆的顶部露出于食物盒，则优质食物形成正激励；

5. 当喇叭发出“早上好”之后，鹦鹉不跟随说出“早上好”时，鹦鹉的声音与第3步骤的声音对比不一致，单片机继续通过喇叭发出“早上好”直至到应该喂鹦鹉的时间，单片机通过驱动器驱动第二步进电机32以使食物盒转动180度，此时，右储存仓132位于左侧，单片机通过驱动器控制第一步进电机31重复步骤4以提供劣质食物供鹦鹉吃，当一定次数后，单片机停止控制第一步进电机31转动，再通过驱动器驱动第二步进电机32以使食物盒转动180度恢复初始位置。优质食物与劣质食物形成对比，优质食物为正激励，劣质食物为反激励，故能够通过食物激励的方式培养鹦鹉的条件反射，以加快其学舌的速度。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：通过食物激励的方式培养鹦鹉的条件反射，以加快其学舌的速度。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (5)

1.一种鹦鹉学舌训练用装置，包括控制处理单元、语音识别单元、语音播放单元、带驱动器的第一步进电机，其特征在于，还包括食物释放器，所述食物释放器包括带管形轨道的食物盒、设置在所述轨道内的由所述第一步进电机驱动的推顶杆，所述推顶杆的顶端面设有用于盛放颗粒状食物的凹槽，所述食物盒与所述轨道之间设有连通食物盒内部和轨道内壁的通道，以使当推顶杆低于该通道时，盛装于所述食物盒内的颗粒状食物能够经该通道滚落至所述凹槽内，当推顶杆高于该通道时，该通道内的颗粒状食物受推顶杆封堵而无法经通道滚落；所述语音识别单元用于录入声音信息，输出声感信号；所述控制处理单元用于接收来自语音识别单元的声感信号，输出语音播放单元控制信号至语音播放单元以通过语音播放单元发出声音，和/或步进电机控制信号至所述第一步进电机的驱动器以通过该驱动器驱动所述第一步进电机。

2.根据权利要求1所述的鹦鹉学舌训练用装置，其特征在于，所述食物盒为环柱形壳体，与所述食物盒下部的内径相接的侧壁设有穿孔，所述推顶杆的上杆部安装于所述食物盒的内径形成的管形轨道中，当所述凹槽的侧壁低于所述穿孔时，该穿孔形成连通食物盒内部和该凹槽的通道，该推顶杆的下杆部与所述第一步进电机齿轮传动连接。

3.根据权利要求2所述的鹦鹉学舌训练用装置，其特征在于，还包括用于驱动所述食物盒转动的带驱动器的第二步进电机，所述第二步进电机的驱动器与所述控制处理单元对应电连接；所述食物盒内部设有隔板以分隔出两个空间，所述穿孔有两个并分别对应所述空间；所述凹槽的侧壁设有开口，当所述开口对应其中一个穿孔时，所述凹槽的其余部分的侧壁能够遮挡另一个穿孔。

4.根据权利要求1所述的鹦鹉学舌训练用装置，其特征在于，所述语音识别单元包括：语音识别芯片以及与语音识别芯片对应连接的麦克风，所述语音识别芯片与所述控制处理单元对应电连接。

5.根据权利要求1所述的鹦鹉学舌训练用装置，其特征在于，所述语音播放单元包括：音频放大芯片以及与音频放大芯片对应连接的喇叭，所述音频放大芯片与所述控制处理单元对应电连接。