CN208193657U - 一种智能型随声而动的眼睛 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型随声而动的眼睛，包括眼睛结构、眼睛驱动结构以及控制盒；所述眼睛结构包括眼膜、眼底和眼球，眼球由微型永久黑色磁铁制成；所述眼睛驱动结构包括支架、PCB电路板以及电磁线圈，所述支架的上下左右四个方向上设有电磁线圈槽，其中，下方电磁线圈的绕向与另三个相反，即通电后产生的磁场方向与另三个相反，以对由永久性黑色磁铁制成的眼球产生向上的推力，上、左、右三方电磁线圈通电后则对眼球产生吸合力。当外界声音发生变化时，本实用新型中眼睛结构内的眼球可随机产生上下、左右，旋转等动作，同时儿童可根据自己的喜好，将这种随声而动的眼睛组装成各种类型的卡通头像，增强儿童的想像力和动手制作的能力。

Description

一种智能型随声而动的眼睛

技术领域

本实用新型属于儿童玩具的技术领域，涉及一种智能型随声而动的眼睛。

背景技术

随着人们对儿童早期智力开发越来越重视，智能儿童玩具成为家长的重要选择之一，而玩具眼睛是卡通类、动物类玩具产品的必备结构，会眨眼的眼睛玩具大大增加了趣味性，也有利于儿童产生兴趣。目前市场上大部分玩具眼睛采用电机带动眼球部件转动能够产生多种眨眼的效果，该种玩具眼睛由于空间小，对电机的要求较高，制作成本比较高。也有部分产品采用电磁的方式实现眼睛的动作，但是不能使得眼睛随着声音跳动，玩具眼睛的动作比较单一，缺乏趣味性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种智能型随声而动的眼睛，儿童可根据自己的喜好，将这种随声而动的眼睛组装成各种类型的卡通头像，增强儿童的想像力和动手制作的能力。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一种智能型随声而动的眼睛，包括眼睛结构、眼睛驱动结构以及控制盒，所述眼睛结构设置在眼睛驱动结构上，所述眼睛驱动结构与控制盒连接；所述眼睛结构包括眼膜、眼底和眼球，所述眼球由微型永久黑色磁铁制成；所述眼睛驱动结构包括支架、PCB电路板以及电磁线圈，所述PCB电路板设置在支架的背面，所述支架的上下左右四个方向上设有电磁线圈槽，每个电磁线圈槽中设有一电磁线圈，其中，下方电磁线圈的绕向与另三个相反，即通电后产生的磁场方向与另三个相反，以对由永久性黑色磁铁制成的眼球产生向上的推力，上、左、右三方电磁线圈通电后则对眼球产生吸合力；所述控制盒包括盒体和设置在盒体中的控制电路，所述控制电路包括控制器、前置放大器、话筒、供电模块、充电USB接口以及充电电池，所述前置放大器、供电模块与控制器连接，所述话筒与前置放大器连接，所述充电USB接口与供电模块连接，所述充电电池连接至充电USB接口和供电模块之间。

作为优选的技术方案，所述眼膜呈弧面形，且弧面的边缘设置在眼底上，所述眼球设置在眼底和眼膜形成的容置空间中。

作为优选的技术方案，所述眼底的背面设置有自攻螺丝，所述支架上设有自攻螺孔，通过自攻螺丝与自攻螺孔结合，将所述眼睛结构固定在眼睛驱动结构上。

作为优选的技术方案，所述眼膜由透明塑料组成；所述眼球用于增强电磁线圈通电时对眼球的吸合力和推力；所述眼底和自攻螺丝为一体制造，所述眼底由白色塑料制成。

作为优选的技术方案，所述支架上还设有排线插座，通过排线插座将眼睛驱动结构与控制盒通过软排线进行电路连接。

作为优选的技术方案，所述PCB电路板由四个三极管组成，用于在控制器的控制下实现对在电磁线圈的电流的通断，从而对眼睛形成吸合力或推力，带动眼睛结构作上下、左右、顺时针转动，逆时针转动，且能改变动作的速度。

作为优选的技术方案，所述控制器选用STC12C5A60S2型单片机。

作为优选的技术方案，所述前置放大器选用NE5532型集成运放组成的放大电路。

作为优选的技术方案，所述充电USB接口用于外接+5V直流电源，通过充电USB接口输送的+5V直流电源，在直接给电池充电的同时，还给供电模块供电，当外接充电USB接口不供电时，由充电电池向供电模块供电。

作为优选的技术方案，所述供电模块用于将充电USB接口送入的+5V直流电压或充电电池的供电电压转换为+3.3V直流电压，为控制电路供电；所述供电模块选用MCP1700型三端稳压集成电路。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型将会动的永久磁铁制作的眼睛与眼睛驱动结构通过自攻螺丝连接，方便安装在儿童的书包，书包箱、外套等所有布制品的产品上，可根据儿童的个性和自己的喜好，将这种方便安装的眼睛组装成各种类型的卡通头像，增强儿童的想像力和动手制作的能力，是一种智力型儿童玩具。

2、本实用新型通过控制器对测得的当前背景声音数据进行快速傅立叶变换(FFT)计算、识别后，区分出当前环境声音是噪声还是继续声，是大声还是小声，是有规则的声音还是没规则的声音，根据判定不同的声音后，控制眼睛作出不同方向和不同速度的动作，是一种智能型能随声而动的儿童玩具眼睛。

附图说明

图1是本实用新型智能型随声而动眼睛的结构示意图。

图2是本实用新型眼睛结构的示意图；

图3是本实用新型眼睛驱动结构的示意图；

图4是本实用新型电路方框图。

附图标号说明：1、眼睛结构；2、眼睛驱动结构；3、控制盒；11、眼底；12、眼球；13、眼膜；14、自攻螺丝；15、软排线；21、支架；22、PCB电路板；23、电磁线圈；24、自攻螺孔；25、排线插座；4、话筒。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2、图3所示，本实施例一种智能型随声而动的眼睛，包括眼睛结构1、眼睛驱动结构2以及控制盒3，所述眼睛结构1设置在眼睛驱动结构2上，所述眼睛驱动结构2与控制盒3连接；所述眼睛驱动结构2包括支架21、PCB电路板22以及电磁线圈23，所述PCB电路板设置在支架的背面，所述支架的上下左右四个方向上设有电磁线圈槽，每个电磁线圈槽中设有一电磁线圈，其中，下方电磁线圈的绕向与另三个相反，即通电后产生的磁场方向与另三个相反，以对由永久性黑色磁铁制成的眼球产生向上的推力，上、左、右三方电磁线圈通电后则对眼球产生吸合力；所述控制盒3包括盒体和设置在盒体中的控制电路，所述控制电路包括控制器、前置放大器、话筒4、供电模块、充电USB接口以及充电电池，所述前置放大器、供电模块与控制器连接，所述话筒4与前置放大器连接，所述充电USB接口与供电模块连接，所述充电电池连接至充电USB接口和供电模块之间。

如图2所示，所述眼睛结构1包括眼底11、眼球12和眼膜13，所述眼膜13呈弧面形，且弧面的边缘设置在眼底11上，所述眼球12设置在眼底11和眼膜13形成的容置空间中。所述眼底11的背面设置有自攻螺丝14，所述支架21上设有自攻螺孔24，通过自攻螺丝与自攻螺孔结合，将所述眼睛结构固定在眼睛驱动结构上。本实施例中，所述眼底11、眼球12和眼膜13具有下述特征：

(1)所述眼膜13由透明塑料组成，用于保证眼睛在眼白的范围内移动。

(2)所述眼球12由黑色的微型永久磁铁组成，用于增强电磁线圈通电时对眼睛的吸合力。

(3)所述眼底11和自攻螺丝14为一体，由白色塑料制成，使眼底为白色，自攻螺丝的作用是起到穿刺书包面料的作用，将眼睛与眼睛驱动电路固定在书包上。

如图3所示，本实施例的眼睛驱动结构由支架21、PCB电路板22，电磁线圈23、排线插座25以及自攻螺孔24组成；具体特征如下：

(1)所述支架21上设有自攻螺孔24和上下左右四个方向的电磁线圈槽，自攻螺孔用于与自攻螺丝结合，电磁线圈槽用于将绕好的四个电磁线圈23卡入四个不同方向，其中，下方电磁线圈的绕向与另三个相反，即通电后产生的磁场方向与另三个相反，以对由永久性黑色磁铁制成的眼球产生向上的推力，上、左、右三方电磁线圈通电后则对眼球产生吸合力。

(2)自攻螺孔24用于与自攻螺丝结合，用于将眼睛结构穿过书包面料与眼睛驱动结构连接。

(3)PCB电路板22卡在支架上，由四个9013型晶体三极管组成，用于在控制器的控制下实现对在电磁线圈的电流的通断，从而对眼睛形成吸合力或推力，带动眼睛作上下、左右、顺时针转动，逆时针转动，且能改变动作的速度。

(4)排线插座25用于将眼睛驱动与控制盒通过软排线15进行电路连接。

如图4所示，本实施例的控制盒中的控制电路包括控制器、前置放大器、话筒、供电模块、充电USB接口以及充电电池，具有如下特征：

(1)电源供电电路；

电源供电电路包括供电模块、充电电池和充电USB接口，充电USB接口用于外接+5V直流电源，可通过接在PC机USB接口、开关电源充电器、充电宝的接口等上的电源线接入；充电电池与充电USB接口送过来的+5V直流电源并联接入，可直接给电池充电的同时，还给供电模块供电，当外接充电USB接口不供电时，由充电电池向供电模块供电，充电电池选用锂电池；供电模块用于将充电USB接口送入的+5V直流电压或充电电池的供电电压转换为+3.3V直流电压，为整机电路供电，选用MCP1700型三端稳压集成电路，其采用CMOS工艺制造的低压差稳压器，具有短路、过流和过热保护功能，其输出电流为可达200mA。

(2)送话器和前置放大器；

送话器用于将装在书包内侧的控制盒周围的背景噪声转换为电信号，经前置放大器对信号进行放大，再送入控制器进行A/D转换，由控制器根据当前背景声音的频谱分析后，自动眼球移动的方向和速度。送话器选用结构简单，灵敏度高的驻极体话筒；前置放大器选用NE5532型集成运放组成的放大电路，实现对信号的放大和滤波。

(3)控制器；

控制器用于对测得的当前背景声音数据进行快速傅立叶变换(FFT)计算后，根据背景声音的频率范围和幅度，自动识别出声音频率的高低分量、幅度分量、频率范围等(其中涉及到的声音数据FFT计算，识别声音频率等算法均选用现有技术中已知的数据处理和声音识别技术)，区分出当前环境声音是噪声还是继续声，是大声还是小声，是有规则的声音还是没规则的声音，根据判定不同的声音后，再控制眼睛作出不同速度的动作。控制器选用STC12C5A60S2型单片机。

当计算出的声音频率和幅度较小，识别为周围环境较安静，眼球处于向下不动的状态。

当声音频率含低频成份较多，幅度较高，且周期性的断续出现，周期为音乐节拍范围(0.5秒-2秒)，识别为周围有架子鼓类的音乐，眼球则随识别出的周期节拍左右移动。

当声音含频率中、高频成份较多，幅度较高，且周期性的断续出现，周期为音乐节拍范围(0.5秒-2秒)，识别为周围有歌声或音乐声，眼球则随识别出的周期节拍上下移动。

当声音频率低、中、高频成份多，幅度较高，且周期性的断续出现，周期为噪声范围(小于0.5秒)，识别为周围有电钻声音或下课时多人讲话声，眼球则随识别出的周期节拍旋转。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能型随声而动的眼睛，其特征在于，包括眼睛结构、眼睛驱动结构以及控制盒，所述眼睛结构设置在眼睛驱动结构上，所述眼睛驱动结构与控制盒连接；所述眼睛结构包括眼膜、眼底和眼球，所述眼球由微型永久黑色磁铁制成；所述眼睛驱动结构包括支架、PCB电路板以及电磁线圈，所述PCB电路板设置在支架的背面，所述支架的上下左右四个方向上设有电磁线圈槽，每个电磁线圈槽中设有一电磁线圈，其中，下方电磁线圈的绕向与另三个相反，即通电后产生的磁场方向与另三个相反，以对由永久性黑色磁铁制成的眼球产生向上的推力，上、左、右三方电磁线圈通电后则对眼球产生吸合力；所述控制盒包括盒体和设置在盒体中的控制电路，所述控制电路包括控制器、前置放大器、话筒、供电模块、充电USB接口以及充电电池，所述前置放大器、供电模块与控制器连接，所述话筒与前置放大器连接，所述充电USB接口与供电模块连接，所述充电电池连接至充电USB接口和供电模块之间。

2.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述眼膜呈弧面形，且弧面的边缘设置在眼底上，所述眼球设置在眼底和眼膜形成的容置空间中。

3.根据权利要求2所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述眼底的背面设置有自攻螺丝，所述支架上设有自攻螺孔，通过自攻螺丝与自攻螺孔结合，将所述眼睛结构固定在眼睛驱动结构上。

4.根据权利要求1或2或3所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述眼膜由透明塑料组成；所述眼球用于增强电磁线圈通电时对眼球的吸合力和推力；所述眼底和自攻螺丝为一体制造，所述眼底由白色塑料制成。

5.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述支架上还设有排线插座，通过排线插座将眼睛驱动结构与控制盒通过软排线进行电路连接。

6.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述PCB电路板由四个三极管组成，用于在控制器的控制下实现对在电磁线圈的电流的通断，从而对眼睛形成吸合力或推力，带动眼睛结构作上下、左右、顺时针转动，逆时针转动，且能改变动作的速度。

7.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述控制器选用STC12C5A60S2型单片机。

8.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述前置放大器选用NE5532型集成运放组成的放大电路。

9.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述充电USB接口用于外接+5V直流电源，通过充电USB接口输送的+5V直流电源，在直接给电池充电的同时，还给供电模块供电，当外接充电USB接口不供电时，由充电电池向供电模块供电。

10.根据权利要求1所述智能型随声而动的眼睛，其特征在于，所述供电模块用于将充电USB接口送入的+5V直流电压或充电电池的供电电压转换为+3.3V直流电压，为控制电路供电；所述供电模块选用MCP1700型三端稳压集成电路。