CN211302093U - 一种远程亲子多模式交互装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种远程亲子多模式交互装置，包括底座和主控芯片，所述底座上设有支架，所述支架上设有触摸屏，所述触摸屏的前端活动设有移动板，所述移动板上固定设有LED点阵模块，所述触摸屏的后端设有伺服电机，所述伺服电机通过连接杆与移动板连接；所述主控芯片上电性连接有触摸感应器、震动感应器、开关、USB接口、扬声器、LED点阵模块、驱动芯片和电源模块；本实现新型能够通过远程控制交互装置实现与孩子的交流陪伴；交互装置具有多种模式，父母通过移动交互装置对交互装置远程控制，使得父母能够与孩子进行玩耍，使远程游戏互动更加趣味性，促进亲子关系。

Description

一种远程亲子多模式交互装置

技术领域

本实用新型涉及育儿教育技术领域，具体为一种远程亲子多模式交互装置。

背景技术

随着社会的发展，许多城市父母因为工作忙碌、出差、深造等原因与子女身处不同空间的情况日益增多，尤其是互联网行业和服务行业的工作者。受时间和空间因素影响，他们很少参与到亲子活动中来，而导致这一结果的两大原因是加班和应酬，父母也因此错过了很多孩子成长的瞬间。为了弥补亲情陪伴的缺失，购买儿童玩具和儿童陪护产品代替自身的陪伴成为众多上班族父母的选择。针对这一现象，一系列亲子玩具有了良好的市场反馈，尤其是儿童陪护机器人变得火热。

但该类产品普遍存在交互体验的不足，情感体验也有上升的空间。就儿童陪护机器人交互形式而言，以儿童-机器人交互为主，家长难以参与到互动中。就目前市场亲子玩具情感体验而言，大多只停留在产品外观形态、颜色要素等形式情感体验，产品使用过程的情感体验很少涉足。

目前市面上根据人们的需求而孵化了一系列交互式的儿童玩具，尤其是儿童智能陪护机器人，一些知名企业也先后在上面投入大量的研究。这些智能陪护机器人通过设定的程序与儿童互动，这种交互式儿童玩具只是实现了玩具与儿童之间的互动，父母在互动中参与感较弱。同理，一些亲子玩具设计很难跨越空间上的局限性，从而达到真正的远程亲子场景化互动。尤其是现在父母与孩子陪伴时间越来越少的情况下；这样就急需要一种远程亲子多模式交互装置。

发明内容

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种远程亲子多模式交互装置，具有父母远程控制与孩子一同玩耍，多模式亲子交互能够增进亲子感情等优点。

技术方案：本实用新型所述远程亲子多模式交互装置，包括底座和主控芯片，所述底座的上部固定设有用于支撑的支架，所述支架上固定设有用于控制交互装置的开关，所述支架的上部固定设有触摸屏，所述触摸屏的底部固定设有扬声器，所述触摸屏的前端活动设有移动板，所述移动板上固定设有LED点阵模块，所述触摸屏的顶部固定设有设备支架，所述触摸屏的后端固定设有伺服电机，所述伺服电机的伸缩杆顶端固定连接有连接杆，所述连接杆的两端固定连接在移动板上；

所述主控芯片上电性连接有触摸感应器、震动感应器、开关、USB接口、扬声器、LED点阵模块和驱动芯片，所述主控芯片上电性连接有电源模块，所述电源模块与适配器电性连接，所述驱动芯片与电机电性连接，所述电机采用伺服电机。

优选的，所述触摸屏的前端上下固定设有滑动槽，所述滑动槽内活动连接有移动板。

优选的，所述连接杆贯穿于触摸屏的上下位置，且连接杆的移动槽触摸屏的长度相同。

优选的，所述LED点阵模块和触摸屏上均固定设有透明软胶膜覆盖。

优选的，所述USB接口固定设置在触摸屏的一侧，且USB接口与设备支架内的移动通讯设备进行电性连接。

优选的，所述触摸感应器固定设置在触摸屏的后端，所述震动感应器固定设置在移动板内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实现新型能够通过远程控制交互装置实现与孩子的交流陪伴；可以时刻关注孩子的健康成长；并且交互装置具有多种模式，可以使得父母能够与孩子进行玩耍，增加父母与孩子之间的亲情；父母通过移动交互装置实现对交互交互装置的远程控制，可以实现与孩子一起玩耍，使远程游戏互动更加趣味性，促进亲子关系。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型伺服电机示意图；

图3为本实用新型系统框图；

图4为本实用新型LED点阵电路图。

图中：1、底座；2、支架；3、开关；4、扬声器；5、触摸屏；6、滑动槽；7、移动板；8、LED点阵模块；9、设备支架；10、伺服电机；11、连接杆。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种远程亲子多模式交互装置，包括底座1和主控芯片，为了能够支撑起来触摸屏5，在底座1的上部固定设有用于支撑的支架2，为了能够控制交互装置，在支架2上固定设有用于控制交互装置的开关3，支架2的上部固定设有触摸屏5，为了防止触摸屏5在使用的时候破裂，在触摸屏5上固定设有透明软胶膜覆盖，触摸屏5 的底部固定设有扬声器4，该处的扬声器4可以实现音效的播放，为了使得移动板7在触摸屏5前端能够移动，在触摸屏5的前端上下固定设有滑动槽6，滑动槽6内活动连接有移动板7，为了使得移动板7能够感应到并作出反应，在移动板7上固定设有LED 点阵模块8，LED点阵模块8上固定设有透明软胶膜覆盖，为了能够实现交互和视屏，在触摸屏5的顶部固定设有设备支架9，为了使得移动板7能够实现移动，在触摸屏5 的后端固定设有伺服电机10，伺服电机10的伸缩杆顶端固定连接有连接杆11，连接杆 11贯穿于触摸屏5的上下位置，且连接杆11的移动槽触摸屏5的长度相同，连接杆11 的两端固定连接在移动板7上；

根据图3-4，为了能够控制整个系统，在主控芯片上电性连接有触摸感应器、震动感应器、开关3、USB接口、扬声器4、LED点阵模块和驱动芯片，主控芯片上电性连接有电源模块，电源模块与适配器电性连接，该处的电源模块和适配器能够有效的将电压维持在主控芯片适应的电压范围内，为了能够稳定的驱动电机，设有驱动芯片与电机电性连接，电机采用伺服电机10，为了能够实现控制交互设备，在USB接口固定设置在触摸屏5的一侧，且USB接口与设备支架9内的移动通讯设备进行电性连接，为了使得触摸屏5能够实现触摸感应，将触摸感应器固定设置在触摸屏5的后端，为了使得移动板7能够有效的感应到震动，将震动感应器固定设置在移动板7内部。

主控芯片负责接收父母手机端的控制命令来控制电机的左右移动，以及选择触摸屏 5的显示形状。接收触摸感应器信号来感应儿童的触摸动作，接收震动传感器信号来感应儿童射击动作，进而判断儿童是否在父母选择的动物相匹配，给出对应反应。主控芯片采用STM32F103RET6作为核心处理器，STM32F103系列芯片拥有丰富的外设及其I/O口，工作电压为2.0-3.6V，512KByte的Flash及其64KByte的SRAM并且有I2C总线、SDIO通信接口、SPI总线等丰富的外设，拥有3个12bit的ADC，2个12bit的DAC， 1个USB通道，有16个中断优先级，30个中断通道；其中STM32F103RET6芯片的SDIO 接口可与摄像头OV2640的SCCB总线进行通信以及和WIFI(WM-G-MR-09)模块的 SDIO接口进行通信。其内置64K字节的静态SRAM。它可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。SRAM的起始地址是0x20000000。

震动感应器负责感应儿童射击或投球击中后的感应，当父母在手机端选择的动物是怪兽时，震动传感器感应到儿童射击后，来告知主控芯片是否被击中。采用常开高灵敏度震动开关SW-18010P。开关在静止时为开路OFF状态，当受到外力碰触而达到相应震动力时，或移动速度达到适当离(偏)心力时，导电接脚会产生瞬间导通呈瞬间ON状态；当外力消失时，开关恢复为开路OFF状态。

触摸感应器用来感应儿童的触摸动作，当父母在手机端选择的动物是宠物时，触摸感应器感应到儿童触摸后，表示互动成功。该模块是一个基于触摸监测IC(TTP223B) 的电容式点动型触摸开关模块。常态下，模块输出低电平，模式为低功耗模式；当用手指触摸相应位置时，模块会输出高电平，模式切换为快速模式；持续12秒没有触摸时，模块又切换为低功耗模式。

电机负责转动后使板子在滑轨上来回移动，而电机的工作需要电机驱动芯片来驱动，驱动芯片选用L298N，它可以通过PWM脉宽平滑调速、可实现正反转，具有过电压和过电流保护。它是一种高电压、大电流电机驱动芯片。

LED点阵模块安置于移动板7上，外层用透明软胶膜覆盖，用于保护点阵模块。图案在手机端选择后发送给主控芯片，主控芯片将对应图案显示在点阵上。有红色和绿色两种颜色。LED点阵模块8是利用封装8*8的双色点阵模块形成，其上包括一个片上的 B型BCD编码器、多路扫描回路，段字驱动器，而且还有一个8*8的静态RAM来存储每一个数据。只有一个外部寄存器用来设置各个LED的段电流。每个数据可以寻址，在更新时不需要改写所有的显示。使用F3.75/P4.75双色点阵，采用行业规范08标准接口(行138+三极管驱动、列595驱动)。其中一个hc595(U5)控制2种颜色的公共端 QCON0-QCON7，另外2个HC595分别控制2种颜色。

HC595是串行转并行的芯片，可以多级级联，输入需要3个端口：DS(SER)串行数据输入端、SH(SRCLK)串行时钟输入端、ST(RCLK)(LATCH)锁存端；写入数据原理，SRCLK输入时钟信号，为输入数据提供时间基准，跟随时钟信号输入对应的数据信号，输入全部完毕后，控制锁存端，是串行输入的数据锁存到输入端并保持不变。

电源模块负责将的输入端通用USB电源线，已在外置适配器上将220V家用电压转换成5V电路工作电压，实现AC-DC的电源转换；但由于芯片是在3.3V电压下工作的，故需要经过稳压芯片将5V电压转化为3.3V，供系统正常工作使用；因此选取稳压器选用芯片LM1117-3.3，此稳压芯片具有保护电路的功能。

移动端APP用于父母在远端对交互装置的控制，在射击模式中通过点击左右按钮来控制移动板7的移动，逃离玩具枪的射击，在摸宠物与打怪兽模式中，在APP上各种宠物和怪兽中选择一种，交互装置端会将该动物形状显示在触摸屏5上。

工作原理：将交互设备放置稳当后，将移动通讯设备固定在设备支架9内，然后通过数据线将移动通讯设备与USB接口进行连接，然后可以通过开关3进行选择模式，选择结束后，孩子就可以与父母进行游戏交互；

射击模式；该模式下，移动板7上LED点阵模块8的灯亮起，父母在手机端控制移动板7移动；儿童在实物端通过玩具枪对移动板7上LED点阵模块8的灯进行射击，父母通过手机控制移动板7逃离；当儿童打到移动板7的时候，移动板7内部的震动感应器就会感应到，并且主控芯片实现计数，儿童在指定时间内达到设定次数时，LED点阵模块8的灯闪烁并通过扬声器4播放声音“YouWin！”。

摸宠物与打怪兽模式；该模式下，父母通过移动端控制触摸屏5，进行图案和颜色的变换，当红灯亮起、图案为怪兽时，儿童需要玩具枪并击中触摸屏5上的怪兽图案得分，此时扬声器4发出怪兽嚎叫声；当绿灯亮起、图案为宠物时，儿童需要手触触摸屏 5上的图案(代表抚摸行为)得分，此时扬声器4发出宠物撒娇声。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种远程亲子多模式交互装置，包括底座(1)和主控芯片，其特征在于：所述底座(1)的上部固定设有用于支撑的支架(2)，所述支架(2)上固定设有用于控制交互装置的开关(3)，所述支架(2)的上部固定设有触摸屏(5)，所述触摸屏(5)的底部固定设有扬声器(4)，所述触摸屏(5)的前端活动设有移动板(7)，所述移动板(7)上固定设有LED点阵模块(8)，所述触摸屏(5)的顶部固定设有设备支架(9)，所述触摸屏(5)的后端固定设有伺服电机(10)，所述伺服电机(10)的伸缩杆顶端固定连接有连接杆(11)，所述连接杆(11)的两端固定连接在移动板(7)上；

所述主控芯片上电性连接有触摸感应器、震动感应器、开关(3)、USB接口、扬声器(4)、LED点阵模块和驱动芯片，所述主控芯片上电性连接有电源模块，所述电源模块与适配器电性连接，所述驱动芯片与电机电性连接，所述电机采用伺服电机(10)。

2.根据权利要求1所述的一种远程亲子多模式交互装置，其特征在于：所述触摸屏(5)的前端上下固定设有滑动槽(6)，所述滑动槽(6)内活动连接有移动板(7)。

3.根据权利要求1所述的一种远程亲子多模式交互装置，其特征在于：所述连接杆(11)贯穿于触摸屏(5)的上下位置，且连接杆(11)的移动槽触摸屏(5)的长度相同。

4.根据权利要求1所述的一种远程亲子多模式交互装置，其特征在于：所述LED点阵模块(8)和触摸屏(5)上均固定设有透明软胶膜覆盖。

5.根据权利要求1所述的一种远程亲子多模式交互装置，其特征在于：所述USB接口固定设置在触摸屏(5)的一侧，且USB接口与设备支架(9)内的移动通讯设备进行电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种远程亲子多模式交互装置，其特征在于：所述触摸感应器固定设置在触摸屏(5)的后端，所述震动感应器固定设置在移动板(7)内部。

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