CN213100833U

CN213100833U - 一种能够智能语音识别的交互玩具

Info

Publication number: CN213100833U
Application number: CN202021981186.0U
Authority: CN
Inventors: 王海祥; 白启明
Original assignee: Jinling Institute of Technology
Current assignee: Jinling Institute of Technology
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2030-09-11

Abstract

一种能够智能语音识别的交互玩具。包括机身、机械臂、声音拾取孔、机械脚、保护盒、声音播放孔、充电孔、数据接口、信号灯、按钮、液晶显示屏、MCU芯片、LD3320语音芯片、喇叭、麦克风、存储芯片和电池，通过植入玩具的智能芯片智能配置儿童的成长阶段特点，智能识别使用儿童的语音并进行绑定，通过家长模式设置儿童自身成长条件，给儿童提供不同成长时期的语言交流学习的环境；本玩具可调整儿童因不同地区人们因发音差异学习而导致普通话学习时不正确的发音问题，对婴幼儿不同时期的发音特点对其引导性的发音练习和学习；学习的知识是根据儿童专家对不同儿童成长阶段学习能力和理解能力而制定的，能根据儿童的特点引起孩子的注意和兴趣。

Description

一种能够智能语音识别的交互玩具

技术领域

本实用新型装置辅助学习类玩具，特别是涉及到一种能够智能语音识别的交互玩具。

背景技术

在生活中，婴幼儿在儿童在成长的时候，非常需要大人的陪伴和学习指导。据统计，学龄前儿童是学习语言交流的关键时期。地方性的差异化会导致儿童在跟随父母学习发音是学习到一些方言式的发音，对儿童后期学习普通话产生不好的影响，特别是一些发音的不标椎和不符合儿童学习发音习惯等会产生严重影响。目前传统的玩具往往通过单方面的动作，不能引起孩子的注意或兴趣，这些玩具没有交互功能，不能满足儿童交流学习的需求。本专利能够有限度智能识别孩子的语音，进行相应的交流，并且帮助孩子在语言上进行学习和进行情感上的陪伴。

实用新型内容

为了解决上述存在问题。本实用新型提供一种能够智能语音识别的交互玩具，智能识别使用儿童的语音并进行绑定，通过家长模式设置儿童自身成长条件，给儿童提供不同成长时期的语言交流学习的环境，实现不同时期成长需求的语音发音练习和知识学习；玩具可调整儿童因不同地区人们因发音差异学习而导致普通话学习时不正确的发音问题，对婴幼儿不同时期的发音特点对其引导性的发音练习和学习，可让儿童后期讲话字正腔圆、控声有度，温文尔雅；学习的知识是根据儿童专家对不同儿童成长阶段学习能力和理解能力而制定的，能根据儿童的特点引起孩子的注意和兴趣，让孩子自主的进行交流学习，同时还能增加孩子情感上的陪伴感，同时留有扩展接口，便于用户自行词汇的增加等功能。

本实用新型提供一种能够智能语音识别的交互玩具，包括机身、机械臂、声音拾取孔、机械脚、保护盒、声音播放孔、充电孔、数据接口、信号灯、按钮、液晶显示屏、MCU芯片、LD3320语音芯片、喇叭、麦克风、存储芯片和电池，所述交互玩具外型为卡通机器人的机身，机身上设置有机械臂底部设置有机械脚，所述机身顶端为功能区，在功能区上前端安装有一对信号灯，所述信号灯左侧安装数据接口，所述信号灯中间安装有充电孔，所述信号灯后端安装有按钮，所述数据接口和充电孔位置均设置安全防护盖，所述机身前端往上位置安装液晶显示屏，所述液晶显示屏下设计有声音拾取孔，与其对应的机身后侧则安装有声音播放孔，所述机身中部位置为安装芯片的保护盒，所述保护盒内安装玩具的核心装置MCU芯片和LD3320语音芯片，所述声音拾取孔后侧安装麦克风；所述声音播放孔内侧安装喇叭；所述喇叭和麦克风安装连接到LD3320语音芯片，LD3320语音芯片与MCU芯片相连接；所述机身上安装的数据接口、信号灯、按钮和液晶显示屏安装连接到MCU芯片，MCU芯片内部与存储芯片和可充电电池相连接。

作为本实用新型进一步改进，所述MCU芯片采用MC9S08AW60,通过PTD0-PTD7与LD3320芯片的P0-P7相连接，连接是使用上拉电阻，用于数据进行交换，所述MC9S08AW60芯片中PTA0与LD3320与A0相连，用于地址与数据的选择，当A0被控制为低电平时P0-P7口是地址，当A0被控制为高电平时P0-P7口是数据，MC9S08AW60芯片中PTA1与LD3320与

Figure DEST_PATH_224824DEST_PATH_IMAGE001

相连，被用来作为并行方式片选；PTB0和

Figure DEST_PATH_421319DEST_PATH_IMAGE002

相连，用低电平实现读允许；PTB2与

Figure DEST_PATH_455003DEST_PATH_IMAGE003

相连，主要用来进行复位时使用，在初始化阶段用来启动LD3320芯片，PTC2/MCLK与CLK相连，用来进行时钟信号的输入，PTB4与MB相连，用来选择串行方式还是并行方式，芯片初始化阶段置0，选择并行，PTB5与

Figure DEST_PATH_727852DEST_PATH_IMAGE004

相连，用来控制中断输出信号，LD3320芯片的MICP、MICN两个管脚用来与麦克风相连，用于语音输出，芯片上EQ1、EQ2、EQ3是用来进行喇叭音量的外部控制。

作为本实用新型进一步改进，所述MCU芯片与存储芯片的连接，所述存储芯片采用复旦微电子的FM25G01B芯片，容量为1GB,该芯片是用来存储语音信息，所述FM25G01B芯片上CS与MC9S08AW60芯片上的PTEO相连接，CLK与PTE7/SPSCK1相连接，DI与PTE5/MISO1相连接，DO与PTE6/MOSI1相连接，HOLD与PTE1相连接，WP与PTE2相连接，MC9S08AW60外接数据接口。

作为本实用新型进一步改进，所述MCU芯片与液晶显示屏连接为，液晶显示屏采用12864LCD显示屏，其内部接口为：MC9S08AW60芯片PTC3与12864LCD芯片RS连接，PTC2与R/W连接，PTC1与E连接，PTF-7分别与对应的DB0-7对应连接，PTC4与REST连接，其MC9S08AW60芯片上PTC0、PTC5、PTC6、PTC7分别对应四个按钮开关，VDD和VSS接入5V电源。

本实用新型提供一种能够智能语音识别的交互玩具，具体设计如下：

（1）本实用新型设计的玩具，采用卡通机器人机身设计，前端设计液晶显示屏，便于互动交流和引起孩子的注意，设置机械臂和机械脚在内置电机的驱动下可实现一些简单的动作，机身前端设计有便于声音采集的孔，语音通过孔传到后端安装的麦克风内，在后端设计安装喇叭，喇叭外侧设计声音播放孔便于声音传出。

（2）本实用新型设计采用的LD3320语音芯片，可通过小麦克风获取语音信息，并且进行识别，将相应的结果与MCU进行信息交换，MCU获取结果后，在存储器中找到相应的存储单元的语音信息，传给LD3320的喇叭进行输出，内部可对声音进行优化，让当前的交流符合儿童成长不同时期的语音特点。

（3）本实用新型设计采用的MCU芯片为MC9S08AW60，其与LD3320语音芯片的内部连接关系为，通过PTD0-PTD7与LD3320芯片的P0-P7相连接，连接是使用上拉电阻，用于数据进行交换。MC9S08AW60芯片中PTA0与LD3320与A0相连，用于地址与数据的选择，当A0被控制为低电平时P0-P7口是地址，当A0被控制为高电平时P0-P7口是数据。MC9S08AW60芯片中PTA1与LD3320与

Figure DEST_PATH_191195DEST_PATH_IMAGE001

相连，被用来作为并行方式片选；PTB0和

Figure DEST_PATH_988118DEST_PATH_IMAGE002

相连，用低电平实现读允许；PTB2与

Figure DEST_PATH_423779DEST_PATH_IMAGE003

相连，主要用来进行复位时使用，在初始化阶段用来启动LD3320芯片。PTC2/MCLK与CLK相连，用来进行时钟信号的输入。PTB4与MB相连，用来选择串行方式还是并行方式，芯片初始化阶段置0，选择并行。PTB5与

Figure DEST_PATH_664267DEST_PATH_IMAGE004

相连，用来控制中断输出信号。LD3320芯片的MICP、MICN两个管脚用来与麦克风相连，用于语音输出，芯片上EQ1、EQ2、EQ3是用来进行喇叭音量的外部控制。

（4）本实用新型设计采用储存芯片与MCU芯片的连接为，存储芯片采用复旦微电子的FM25G01B芯片，容量为1GB,该芯片是用来存储语音信息，如成语故事、谜语、歌曲等语音信息。FM25G01B芯片上CS与MC9S08AW60芯片上的PTEO相连接，CLK与PTE7/SPSCK1相连接，DI与PTE5/MISO1相连接，DO与PTE6/MOSI1相连接，HOLD与PTE1相连接，WP与PTE2相连接，MC9S08AW60外接数据接口。

附图说明

图1本实用新型新型装置整体示意图；

图2本实用新型新型装置局部示意图；

图3本实用新型新型装置总体结构示意图；

图4本实用新型新型装置MCU芯片与LD3320语音芯片的连接示意图；

图5本实用新型新型装置MCU芯片与按钮、液晶显示屏的连接示意图；

图6本实用新型新型装置MCU芯片与储存芯片的连接示意图；

图示说明：

1、机身；2、机械臂；3、声音拾取孔；4、机械脚；5、保护盒；6、声音播放孔；7、充电孔；8、数据接口；9、信号灯；10、按钮；11、液晶显示屏；12、MCU芯片；13、LD3320语音芯片；14、喇叭；15、麦克风；16、存储芯片；17、电池。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型提供一种能够智能语音识别的交互玩具。针对现有玩具功能简单，交互体验差，语音发音学习不符合儿童成长阶段特点，陪同感差而设计的新型玩具。

作为实用新型新型的一种实施例，本实用实用新型提供一种能够智能语音识别的交互玩具，智能识别使用儿童的语音并进行绑定，通过家长模式设置儿童自身成长条件，给儿童提供不同成长时期的语言交流学习的环境，实现不同时期成长需求的语音发音练习和知识学习；玩具可调整儿童因不同地区人们因发音差异学习而导致普通话学习时不正确的发音问题，对婴幼儿不同时期的发音特点对其引导性的发音练习和学习，可让儿童后期讲话字正腔圆、控声有度，温文尔雅；学习的知识是根据儿童专家对不同儿童成长阶段学习能力和理解能力而制定的，能根据儿童的特点引起孩子的注意和兴趣，让孩子自主的进行交流学习，同时还能增加孩子情感上的陪伴感，同时留有扩展接口，便于用户自行词汇的增加等功能。

如图1、2所示：所述一种能够智能语音识别的交互玩具外型为卡通机器人的机身1，机身1上设置有机械臂2和机械脚4，机身1顶端安装功能区，在功能区上前端安装有一对信号灯9，左侧安装数据接口8，中间安装有充电孔7，后端安装有按钮10，接口和插孔位置均设置安全防护盖。所述机身1前端往上位置安装液晶显示屏11，液晶显示屏11下设计有类似人物卡通嘴型的声音拾取孔3，与其对应的机身后侧则安装有声音播放孔6，中部位置为安装芯片的保护盒5。

如图3所示：玩具总体芯片结构示意图，其全部安装于保护盒5内，保护盒5安装玩具的核心装置MCU芯片12和LD3320语音芯片13，在声音拾取孔3后侧安装麦克风15；在声音播放孔6内侧安装喇叭14；所述喇叭14和麦克风15安装连接到LD3320语音芯片13，LD3320语音芯片13与MCU芯片12相连接；所述机身1上安装的数据接口8、信号灯9、按钮10和液晶显示屏11安装连接到MCU芯片12，MCU芯片12内部与存储芯片16和可充电电池17相连接。

如图4所示：所述MCU芯片12采用MC9S08AW60,通过PTD0-PTD7与LD3320芯片的P0-P7相连接，连接是使用上拉电阻，用于数据进行交换。MC9S08AW60芯片中PTA0与LD3320与A0相连，用于地址与数据的选择，当A0被控制为低电平时P0-P7口是地址，当A0被控制为高电平时P0-P7口是数据。MC9S08AW60芯片中PTA1与LD3320与

Figure DEST_PATH_539207DEST_PATH_IMAGE001

相连，被用来作为并行方式片选；PTB0和

Figure DEST_PATH_890554DEST_PATH_IMAGE002

相连，用低电平实现读允许；PTB2与

Figure DEST_PATH_977459DEST_PATH_IMAGE003

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如图5所示：MCU芯片12与存储芯片16的连接为，存储芯片采用复旦微电子的FM25G01B芯片，容量为1GB,该芯片是用来存储语音信息，如成语故事、谜语、歌曲等语音信息。FM25G01B芯片上CS与MC9S08AW60芯片上的PTEO相连接，CLK与PTE7/SPSCK1相连接，DI与PTE5/MISO1相连接，DO与PTE6/MOSI1相连接，HOLD与PTE1相连接，WP与PTE2相连接，MC9S08AW60外接数据接口8。

如图6所示：所述MCU芯片12与液晶显示屏连接为，液晶显示屏采用12864LCD显示屏，其内部接口为：MC9S08AW60芯片PTC3与12864LCD芯片RS连接，PTC2与R/W连接，PTC1与E连接，PTF）-7分别与对应的DB0-7对应连接，PTC4与REST连接。其MC9S08AW60芯片上PTC0、PTC5、PTC6、PTC7分别对应四个按钮开关，VDD和VSS接入5V电源。

本申请工作原理如下:

本设计通过设计卡通机器人造型，有利于儿童交互使用时的认同感，专业的语音智能识别能与儿童建立良好的关系，亦能增加儿童的陪伴感，此玩具机器人的芯片，喇叭等电子元件全部放在保护盒内，预防小孩将机器人拆卸后，细小电子元件对小孩造成的安全威胁，机身外形采用食品级环保塑料，有效保障儿童的健康安装。玩具可以实现有限范围内的对话，主要实现方式为猜谜语、猜成语、小朋友点儿歌、小朋友点故事等，通过语音便能轻松切换相应的功能，在按键模式下还能进入家长模式，为当期使用儿童输入基本的信息，便于玩具根据当前使用儿童的情况调取最佳利于学习的资源。玩具自身还带数据接口，可根据不同地区家长使用时个性开发和特殊学习资料的加入。此设备安有智能芯片，可以完成外部语音设定判别的扩展功能。机器人还可与手机连在同一WIFI上，使用者可以通过与之配套的手机软件，增加词汇量和对话量。人物顶端上有多样彩灯，机器人运行时，彩灯颜色变换，增加趣味性。所有学习语音均通过儿童专家的调查和研究得出的最适合当前儿童学习的资料，根据不同儿童成长特点，通过互通交流学习，然儿童得到更好的学习环境，避免在初始学习阶段就接错误的知识，不利于后期的学习发展。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种能够智能语音识别的交互玩具，包括机身（1）、机械臂（2）、声音拾取孔（3）、机械脚（4）、保护盒（5）、声音播放孔（6）、充电孔（7）、数据接口（8）、信号灯（9）、按钮（10）、液晶显示屏（11）、MCU芯片（12）、LD3320语音芯片（13）、喇叭（14）、麦克风（15）、存储芯片（16）和电池（17），其特征在于：所述交互玩具外型为卡通机器人的机身（1），机身（1）上设置有机械臂（2）底部设置有机械脚（4），所述机身（1）顶端为功能区，在功能区上前端安装有一对信号灯（9），所述信号灯（9）左侧安装数据接口（8），所述信号灯（9）中间安装有充电孔（7），所述信号灯（9）后端安装有按钮（10），所述数据接口（8）和充电孔（7）位置均设置安全防护盖，所述机身（1）前端往上位置安装液晶显示屏（11），所述液晶显示屏下设计有声音拾取孔（3），与其对应的机身后侧则安装有声音播放孔（6），所述机身（1）中部位置为安装芯片的保护盒（5），所述保护盒（5）内安装玩具的核心装置MCU芯片（12）和LD3320语音芯片（13），所述声音拾取孔（3）后侧安装麦克风（15）；所述声音播放孔（6）内侧安装喇叭（14）；所述喇叭（14）和麦克风（15）安装连接到LD3320语音芯片（13），LD3320语音芯片（13）与MCU芯片（12）相连接；所述机身（1）上安装的数据接口（8）、信号灯（9）、按钮（10）和液晶显示屏（11）安装连接到MCU芯片（12），MCU芯片（12）内部与存储芯片（16）和可充电电池（17）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种能够智能语音识别的交互玩具，其特征在于：所述MCU芯片采用MC9S08AW60,通过PTD0-PTD7与LD3320芯片的P0-P7相连接，连接是使用上拉电阻，用于数据进行交换，所述MC9S08AW60芯片中PTA0与LD3320与A0相连，用于地址与数据的选择，当A0被控制为低电平时P0-P7口是地址，当A0被控制为高电平时P0-P7口是数据，MC9S08AW60芯片中PTA1与LD3320与

相连，被用来作为并行方式片选；PTB0和

相连，用低电平实现读允许；PTB2与

3.根据权利要求1所述的一种能够智能语音识别的交互玩具，其特征在于：所述MCU芯片（12）与存储芯片（16）的连接，所述存储芯片采用复旦微电子的FM25G01B芯片，容量为1GB,该芯片是用来存储语音信息，所述FM25G01B芯片上CS与MC9S08AW60芯片上的PTEO相连接，CLK与PTE7/SPSCK1相连接，DI与PTE5/MISO1相连接，DO与PTE6/MOSI1相连接，HOLD与PTE1相连接，WP与PTE2相连接，MC9S08AW60外接数据接口（8）。

4.根据权利要求1所述的一种能够智能语音识别的交互玩具，其特征在于：所述MCU芯片（12）与液晶显示屏连接为，液晶显示屏采用12864LCD显示屏，其内部接口为：MC9S08AW60芯片PTC3与12864LCD芯片RS连接，PTC2与R/W连接，PTC1与E连接，PTF-7分别与对应的DB0-7对应连接，PTC4与REST连接，其MC9S08AW60芯片上PTC0、PTC5、PTC6、PTC7分别对应四个按钮开关，VDD和VSS接入5V电源。