專(zhuān)利名稱(chēng)：電子玩偶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子玩偶，特別涉及一種會(huì)開(kāi)口說(shuō)話、唱歌且嘴部張開(kāi)的幅度隨著聲音的大小而發(fā)生變化的電子玩偶。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的會(huì)開(kāi)口說(shuō)話、唱歌的玩偶大都只具有嘴部開(kāi)合的功能，如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN2722985Y，其中的玩具娃娃，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)部電路、眼舌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和身體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。外殼包括頭部殼體、身體殼體、左手殼體、右手殼體、左腳殼體和右腳殼體，左手殼體、右手殼體、左腳殼體和右腳殼體分別和身體殼體活動(dòng)連接。內(nèi)部電路包括IC芯片、蜂鳴器、第一觸發(fā)開(kāi)關(guān)、第二觸發(fā)開(kāi)關(guān)、揚(yáng)聲器和眼舌馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和身體馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中IC芯片采用EN55250，蜂鳴器的聲控信號(hào)輸出端連接IC芯片的聲控信號(hào)輸入端，IC芯片的發(fā)聲信號(hào)輸出端連接揚(yáng)聲器9的發(fā)聲信號(hào)輸入端，眼舌馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的眼舌控制信號(hào)輸入端連接IC芯片的眼舌控制信號(hào)輸出端，身體馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的身體控制信號(hào)輸入端連接IC芯片的身體控制信號(hào)輸出端，IC芯片的吸奶信號(hào)輸入端連接第一觸發(fā)開(kāi)關(guān)，IC芯片的拍肚信號(hào)輸入端連接第二觸發(fā)開(kāi)關(guān)。眼舌傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括頭部離合器、眼部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括嘴部齒輪組和嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件。頭部離合器的內(nèi)輪通過(guò)固連的齒輪連接嘴部傳動(dòng)齒輪組，嘴部傳動(dòng)齒輪組的嘴部輸出齒輪和嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件同軸固定。嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件是一個(gè)圓柱，其圓柱面上設(shè)有一個(gè)斜環(huán)槽。嘴部的舌頭還設(shè)有嘴部擺動(dòng)桿，嘴部擺動(dòng)桿的一端連接舌頭，另一端設(shè)在嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件的斜環(huán)槽中，其中部固定在頭部殼體內(nèi)。當(dāng)嘴部輸出齒輪帶動(dòng)嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，嘴部擺動(dòng)桿沿著嘴部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換件的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使嘴部的舌頭不停的上、下運(yùn)動(dòng)。
此外，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN2403469Y，其中公開(kāi)了一種裝飾魚(yú)，其座體的前側(cè)裝設(shè)有一個(gè)飾魚(yú)體，且座體內(nèi)部之間所形成的空間中裝置有電路板、擴(kuò)音器等構(gòu)件；座片的穿槽孔處朝向外側(cè)裝設(shè)固定有一前基座，前基座位于穿槽孔中處裝設(shè)有第二馬達(dá)，且其外側(cè)的前、后面突伸有呈方桿狀的傳動(dòng)軸，且第二馬達(dá)可帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸上又各別裝設(shè)固定有臂桿，臂桿的外側(cè)端是同時(shí)固定于下嘴座所突伸的兩凸片上，其間并以一穿軸穿掣定位，且穿軸與前基座-側(cè)之間裝設(shè)有一彈力元件，而位于下嘴座上方又具有一上嘴座，上嘴座是以兩凸片分別固設(shè)于前基座的頂緣處兩側(cè)；其作動(dòng)時(shí)，由于后蓋及座體內(nèi)部之間的空間中裝置有電路板及擴(kuò)音器等構(gòu)件，所以當(dāng)擴(kuò)音器播放音樂(lè)的同時(shí)，電路板又可控制飾魚(yú)體配合歌詞及節(jié)奏進(jìn)行張嘴及擺頭、擺尾的動(dòng)作，當(dāng)?shù)诙R達(dá)帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定于傳動(dòng)軸上的下嘴座亦可朝向下旋動(dòng)，其后再利用彈力元件復(fù)位，如此動(dòng)作重覆，使上嘴座與下嘴座之間呈一開(kāi)、一合動(dòng)作，若再配合歌詞來(lái)動(dòng)作即使得飾魚(yú)體如同張嘴唱歌一般。
中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN87102451A，其中公開(kāi)了一種聲音信號(hào)同步驅(qū)動(dòng)裝置。包括波形轉(zhuǎn)換電路，用于根據(jù)連接到波形轉(zhuǎn)換電路的話筒所接收聲音信號(hào)的包絡(luò)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)方波脈沖信號(hào)；和一個(gè)與玩具的嘴等可動(dòng)部分連接的線圈，用該方波脈沖信號(hào)間歇地激勵(lì)該線圈，從而使嘴與聲音信號(hào)同步地動(dòng)作。
雖然上述現(xiàn)有技術(shù)可以利用方波脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)玩偶的嘴部能夠隨著歌聲的節(jié)奏做開(kāi)、閉的動(dòng)作，但只是單調(diào)地張合，不能使玩偶的嘴部張開(kāi)的幅度隨著歌聲的大小而發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)玩偶唱歌時(shí)，嘴部張開(kāi)的幅度隨著歌聲的大小而發(fā)生變化。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種電子玩偶，包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)部電路及外殼上可動(dòng)部件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部電路包括控制邏輯電路、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器、聲音合成器、取樣率計(jì)時(shí)器、發(fā)聲電路、馬達(dá)控制端口、觸發(fā)開(kāi)關(guān)、音頻發(fā)生器及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路；所述觸發(fā)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，所述控制邏輯電路的輸入端接到觸發(fā)信號(hào)后，控制所述工作隨機(jī)存儲(chǔ)器從所述程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；所述控制邏輯電路選出數(shù)據(jù)后，將該數(shù)據(jù)送到所述聲音合成器與所述取樣率定時(shí)器所定時(shí)采集的正確的音頻數(shù)據(jù)樣本值進(jìn)行比較并進(jìn)一步選取出對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)；所述控制邏輯電路將其中特定的對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)送往所述聲音合成器中進(jìn)行過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換，得到一種脈沖信號(hào)；馬達(dá)控制端口輸出的控制信號(hào)與聲音信號(hào)為同一所述脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)以脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的形式輸出；一方面所述脈沖信號(hào)被送到馬達(dá)控制端口成為控制所述馬達(dá)的控制信號(hào)，另一方面所述脈沖信號(hào)通過(guò)發(fā)聲電路轉(zhuǎn)換并輸出成為聲音信號(hào)；所述馬達(dá)控制端口輸出端連接馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端，所述馬達(dá)帶動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，通過(guò)改變PWM信號(hào)輸出的脈寬和輸出脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制馬達(dá)輸出的力度和轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，達(dá)到動(dòng)作幅度和節(jié)奏與聲音輸出的吻合；所述發(fā)聲電路的聲音信號(hào)輸出端連接音頻發(fā)生器的聲音信號(hào)輸入端。
所述控制邏輯電路、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器、聲音合成器、取樣率計(jì)時(shí)器、混頻器、音頻輸出、喇叭輸出端和馬達(dá)控制端口集成在一個(gè)集成電路芯片上。
所述發(fā)聲電路包括順次連接的混頻器、音頻輸出和喇叭輸出端。
所述觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述外殼上玩偶的肚子部位。
所述音頻發(fā)生器為一安裝于所述玩偶外殼內(nèi)部的揚(yáng)聲器。
所述外殼體上的可動(dòng)部件為玩偶的下顎，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、連動(dòng)件、彈簧和限位片，所述連動(dòng)件連接下顎，所述彈簧帶動(dòng)所述下顎閉合復(fù)位，所述限位片限制所述下顎的張開(kāi)范圍。
所述內(nèi)部電路還可以包括一個(gè)算術(shù)邏輯單元及連接到所述觸發(fā)信號(hào)輸入端的多個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，所述控制邏輯電路接收到來(lái)自所述觸發(fā)信號(hào)輸入端的觸發(fā)信號(hào)后，將所述觸發(fā)信號(hào)送到所述算數(shù)邏輯單元進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，所述算數(shù)邏輯單元將得出的運(yùn)算結(jié)果反饋給所速控制邏輯電路。
所述聲音信號(hào)包括歌詞信號(hào)和背景音樂(lè)信號(hào)，所述控制信號(hào)與所述歌詞信號(hào)同步，所述馬達(dá)隨所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使所述可動(dòng)部件隨歌曲中的歌詞動(dòng)作。
所述外殼體上的可動(dòng)部件還可以包括玩偶的頭部，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為頭部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、皮帶、連動(dòng)件、彈簧和馬達(dá)，所述齒輪組和所述皮帶起傳動(dòng)作用，所述連動(dòng)件連接頭部外殼，所述馬達(dá)帶動(dòng)所述頭部外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，所屬?gòu)椈蓭?dòng)所述頭部外殼復(fù)位。
所述外殼體上的可動(dòng)部件還可以包括玩偶的眼部，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為眼部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、連動(dòng)件、擺動(dòng)桿和馬達(dá)，所速擺動(dòng)桿的一端連接上眼皮，另一端連接所述轉(zhuǎn)換件，所述齒輪組帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)換件轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擺動(dòng)桿沿著轉(zhuǎn)換件的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使所述上眼皮上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)玩偶眨眼。
本發(fā)明具有積極的效果是本發(fā)明的電子玩偶，通過(guò)集成電路芯片(集成電路英文縮寫(xiě)為IC，集成電路芯片以下簡(jiǎn)稱(chēng)IC芯片)，利用隨聲音諸如語(yǔ)音或歌曲等的節(jié)奏變化的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)去控制馬達(dá)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而控制外殼體上的可動(dòng)部件如嘴部的張合動(dòng)作，使諸如娃娃等電子玩偶在說(shuō)話時(shí)嘴型能配合講話的節(jié)奏，唱歌時(shí)嘴部開(kāi)合及動(dòng)作幅度與歌曲節(jié)奏、特定人物的歌詞相吻合一致，增強(qiáng)了電子娃娃的仿真度和趣味性。


圖1是本發(fā)明電子娃娃的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的電路圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的IC芯片內(nèi)部方框圖；圖4是本發(fā)明電子娃娃的嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的工作過(guò)程的流程圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的電路圖；圖7是本發(fā)明其他實(shí)施例的IC芯片內(nèi)部方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明的電子玩偶可以包括很多種類(lèi)，比如洋娃娃、各種動(dòng)物外形、卡通人物等玩偶，以下僅以電子娃娃為例進(jìn)行說(shuō)明，其原理是相同的。
本發(fā)明的電子娃娃，無(wú)論外面穿什么款式的衣服，它的內(nèi)部身體均如圖1所示，最外面是外殼體，外殼體內(nèi)設(shè)有內(nèi)部電路和嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖1未示)。外殼體包括頭殼100、下顎101、身體殼體200，手臂活動(dòng)關(guān)節(jié)300，腿活動(dòng)關(guān)節(jié)400，觸發(fā)開(kāi)關(guān)700，其中下顎101和頭殼100活動(dòng)連接，手臂活動(dòng)關(guān)節(jié)300，腿活動(dòng)關(guān)節(jié)400和身體殼體200活動(dòng)連接，身體殼體200內(nèi)設(shè)有揚(yáng)聲器600以及電池系統(tǒng)(圖中未示)。下顎101在實(shí)施例1所示電子娃娃說(shuō)話、唱歌時(shí)可以相應(yīng)地張開(kāi)、閉合，揚(yáng)聲器600是發(fā)出說(shuō)話聲和歌聲的裝置。
(實(shí)施例1)如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例1的電路圖，可以看出其內(nèi)部電路包括IC芯片500、揚(yáng)聲器600、觸發(fā)開(kāi)關(guān)700、嘴部馬達(dá)800和嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1500。觸發(fā)開(kāi)關(guān)700設(shè)置在本實(shí)施例1身體殼體200的胸口處，且連接IC芯片500的觸發(fā)信號(hào)輸入端PB0，IC芯片500的聲音信號(hào)輸出端連接揚(yáng)聲器600，嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1500的控制信號(hào)輸入端連接IC芯片500的嘴部馬達(dá)控制信號(hào)輸出端。
如圖3所示，是本發(fā)明實(shí)施例1的IC芯片內(nèi)部方框圖?？梢钥闯鲈诒緦?shí)施例1中，IC芯片內(nèi)部主要集成有控制邏輯電路501、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器503(隨機(jī)存儲(chǔ)器英文縮寫(xiě)為RAM，工作隨機(jī)存儲(chǔ)器以下簡(jiǎn)稱(chēng)工作RAM)、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器504(只讀存儲(chǔ)器英文縮寫(xiě)為ROM，程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器以下簡(jiǎn)稱(chēng)程序/數(shù)據(jù)ROM)、聲音合成器505、取樣率計(jì)時(shí)器506、混頻器507、音頻輸出508、喇叭輸出端509和雙聲部產(chǎn)生器510。在其它實(shí)施例中，以上電路也可以不集成在IC芯片上而采取其它方式。在本實(shí)施例的IC芯片中，控制邏輯電路501用于接收觸發(fā)信號(hào)并對(duì)數(shù)據(jù)在內(nèi)部的傳送方向進(jìn)行控制；工作RAM503用來(lái)控制程序/數(shù)據(jù)RAM504的數(shù)據(jù)讀??；程序/數(shù)據(jù)ROM504用于存放所有的程序指令和音頻數(shù)據(jù)；聲音合成器505將從程序/數(shù)據(jù)RAM504讀取的音頻數(shù)據(jù)與取樣率計(jì)時(shí)器506的音頻數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行對(duì)比，并將正確的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)；取樣率計(jì)時(shí)器506用于定時(shí)采集正確的音頻數(shù)據(jù)樣本給聲音合成器505以作對(duì)比；混頻器507用于將語(yǔ)音音頻數(shù)據(jù)和雙聲部音樂(lè)歌曲混合而成為要輸出的音頻數(shù)據(jù)；音頻輸出508用于將混頻器507生成的音頻數(shù)據(jù)放大后送到喇叭輸出端509；喇叭輸出端509連接揚(yáng)聲器600；雙聲部產(chǎn)生器510用于產(chǎn)生有悅耳方波式音色的雙聲部音樂(lè)歌曲。
再請(qǐng)看圖2，P10即PB0腳位連接觸發(fā)開(kāi)關(guān)700，其余兩個(gè)端口本實(shí)施例1未用，觸發(fā)開(kāi)關(guān)700被按下即P10端口觸發(fā)。當(dāng)P10～P13端口觸發(fā)時(shí)，控制邏輯電路501得到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，然后控制工作RAM503對(duì)程序/數(shù)據(jù)ROM504讀取對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)，該音頻數(shù)據(jù)是編譯成二進(jìn)制數(shù)的語(yǔ)音信號(hào)源。控制邏輯電路502將讀取出的數(shù)據(jù)送到聲音合成器505與取樣率定時(shí)器506所定時(shí)采集的正確的音頻數(shù)據(jù)樣本值進(jìn)行比較并進(jìn)一步選取出特定的音頻數(shù)據(jù)。聲音合成器505中包括有將二進(jìn)制語(yǔ)音信號(hào)源轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路(圖中未示)?？刂七壿嬰娐?02選取出特定音頻數(shù)據(jù)后，將該特定音頻數(shù)據(jù)送往上述轉(zhuǎn)換電路，ROM504中的二進(jìn)制語(yǔ)音信號(hào)源被轉(zhuǎn)換、處理成矩形波脈沖數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的PWM信號(hào)。音頻輸出電路508中包括有放大器電路(圖中未示)，該電路將上述PWM信號(hào)進(jìn)行數(shù)字放大，放大后的PWM信號(hào)被送到馬達(dá)控制端口P30～P33(本實(shí)施例1只用其中一個(gè)端口)成為控制信號(hào)，從而控制嘴部馬達(dá)800轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)對(duì)應(yīng)音頻數(shù)據(jù)的PWM信號(hào)送到喇叭輸出端509成為聲音信號(hào)，通過(guò)揚(yáng)聲器600輸出。通過(guò)改變PWM信號(hào)輸出的脈寬和輸出脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制馬達(dá)輸出的力度和轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，這樣就實(shí)現(xiàn)了輸出的說(shuō)話和唱歌聲與電子娃娃嘴部動(dòng)作的同步一致的效果。
如圖4所示，嘴部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪組900、嘴部連動(dòng)件1000、彈簧1100和限位片1200。嘴部馬達(dá)800的軸上固定一個(gè)齒輪1300與齒輪組900嚙合，嘴部連動(dòng)件1000用方軸和齒輪1400同軸固定，彈簧1100套在嘴部連動(dòng)1000的軸上，彈簧1100的一端固定在嘴部連動(dòng)件1000上，另一端固定在限位片1200上，使嘴部連動(dòng)件1000有一個(gè)壓向限位片1200的力。當(dāng)嘴部馬達(dá)800在IC芯片500控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下動(dòng)作時(shí)，通過(guò)嘴部馬達(dá)800軸上的齒輪1300帶動(dòng)齒輪組900轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)嘴部連動(dòng)件1000向下轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)沒(méi)有控制信號(hào)時(shí)，嘴部馬達(dá)800停止動(dòng)作，嘴部連動(dòng)件1000在彈簧1100力的作用下向上轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位，當(dāng)嘴部連動(dòng)件1000轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，被限位片1200擋住限位，嘴部連動(dòng)件1000停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，電子娃娃看上去就是做閉嘴的動(dòng)作。
本發(fā)明中，下顎101的張合度是通過(guò)IC芯片500向嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1500發(fā)出控制信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制的。這些相關(guān)程序都儲(chǔ)存于IC芯片500中的程序/數(shù)據(jù)ROM504中，程序/數(shù)據(jù)ROM504中還存儲(chǔ)有至少一種音頻數(shù)據(jù)，比如在本實(shí)施例1中就存儲(chǔ)有一首包括音樂(lè)和歌詞的俄語(yǔ)歌曲，IC芯片500選取其中有歌詞的音頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)該音頻數(shù)據(jù)的波形幅度向嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1500和揚(yáng)聲器600發(fā)出同步PWM信號(hào)。這樣，隨著歌詞的出現(xiàn)，根據(jù)其音頻數(shù)據(jù)波形幅度的高低，IC芯片500輸出的控制信號(hào)時(shí)間也不同，從而控制嘴部馬達(dá)800運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，達(dá)到嘴部的開(kāi)合幅度大小與歌詞同步一致的效果。即我們假定這個(gè)電子娃娃在唱歌時(shí)，前奏音樂(lè)響起的時(shí)候，電子娃娃的嘴并不張開(kāi)，只有當(dāng)電子娃娃的歌詞出現(xiàn)時(shí)，她才張嘴，且歌聲高，嘴張的大，歌聲低，嘴張的小，沒(méi)歌詞時(shí)嘴也就不張，增加了逼真度。
下面介紹本實(shí)施例1的具體工作過(guò)程請(qǐng)看圖5所示，是本實(shí)施例1的工作過(guò)程的流程圖。打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)(未畫(huà)出)，按壓實(shí)施例1身體殼體200胸口處的觸發(fā)開(kāi)關(guān)700，IC芯片500發(fā)出聲音信號(hào)給揚(yáng)聲器600，使揚(yáng)聲器600輸出所存儲(chǔ)的音頻數(shù)據(jù)，該音頻數(shù)據(jù)可以是一段話、可以是樂(lè)曲、也可以是配有歌詞的唱歌聲，本發(fā)明的IC芯片500可以從這些音頻數(shù)據(jù)中選取一種或多種音頻數(shù)據(jù)，比如選取的音頻數(shù)據(jù)是有歌詞的唱歌聲音信號(hào)，然后再根據(jù)選取的該聲音信號(hào)的歌詞部分波形幅度的大小，輸出同步控制信號(hào)給嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1500，使嘴部馬達(dá)800開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)有歌詞的唱歌聲音信號(hào)的波形幅度控制嘴部馬達(dá)800的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而使下顎101的活動(dòng)幅度隨時(shí)間而變化；具體而言，是通過(guò)嘴部馬達(dá)800軸上的齒輪1300帶動(dòng)齒輪組900轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)嘴部連動(dòng)件1000向下轉(zhuǎn)動(dòng)，即驅(qū)動(dòng)實(shí)施例1的嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使電子娃娃的嘴型開(kāi)合幅度與語(yǔ)音、歌曲的節(jié)奏同步。當(dāng)選取的音頻數(shù)據(jù)的波形幅度大時(shí)，IC芯片500控制馬達(dá)輸出的時(shí)間長(zhǎng)，使嘴部動(dòng)作幅度相應(yīng)大；當(dāng)選取的音頻數(shù)據(jù)的波形幅度小時(shí)，IC芯片500控制馬達(dá)輸出的時(shí)間短，使嘴部動(dòng)作幅度相應(yīng)小。當(dāng)選取的音頻數(shù)據(jù)停止后，即沒(méi)有控制信號(hào)時(shí)，嘴部馬達(dá)800停止動(dòng)作，嘴部連動(dòng)件1000在彈簧1100力的作用下向上轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位，當(dāng)嘴部連動(dòng)件1000轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，被限位片1200擋住限位，嘴部連動(dòng)件1000停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)一段語(yǔ)音結(jié)束后，如再按下觸發(fā)開(kāi)關(guān)700，則重復(fù)以上過(guò)程，否則將處于待機(jī)狀態(tài)直到再次按下觸發(fā)開(kāi)關(guān)700。
(實(shí)施例2)如圖6所示，是本實(shí)施例2的電路圖，可以看出其內(nèi)部電路包括IC芯片500、揚(yáng)聲器600、觸發(fā)開(kāi)關(guān)700、嘴部馬達(dá)800和嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1700。觸發(fā)開(kāi)關(guān)700設(shè)置在本實(shí)施例2身體殼體200的胸口處，且連接IC芯片500的觸發(fā)信號(hào)輸入端TG1，IC芯片500的聲音信號(hào)輸出端連接揚(yáng)聲器600，嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1700的控制信號(hào)輸入端連接IC芯片500的嘴部馬達(dá)控制信號(hào)輸出端。本發(fā)明中，下顎101的張合度是通過(guò)IC芯片500向嘴部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1700發(fā)出控制信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制的。
該實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于電路的連接不同，其IC芯片方框圖與實(shí)施例1相同，因此還是如圖3所示；該實(shí)施例2的機(jī)械結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，因此還是如圖4所示；該實(shí)施例2的工作流程與實(shí)施例1相同，因此還是如圖5所示。此處不再贅述。
以上是本發(fā)明兩個(gè)實(shí)施例的電子娃娃，這兩個(gè)實(shí)施例在功能上還可以實(shí)現(xiàn)在說(shuō)話、或唱歌時(shí)與語(yǔ)音、歌聲節(jié)奏相配合的手舞足蹈、搖頭擺尾及眨眼睛等動(dòng)作，依然可以讓電子娃娃發(fā)出笑聲、叫聲或講故事等聲音，其原理是相同的，只是加入使四肢、頭部和眼睛動(dòng)作的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和錄入笑聲、叫聲、講故事等聲音。
例如，要實(shí)現(xiàn)玩偶搖頭的動(dòng)作，需要在實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加一個(gè)由傳動(dòng)齒輪組、傳動(dòng)皮帶、連動(dòng)件和復(fù)位彈簧等部件組成的頭部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和帶動(dòng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)。且可以在實(shí)施例1的IC芯片內(nèi)部增加一個(gè)算數(shù)邏輯單元502，其他電路單元不變，如圖7所示。算術(shù)邏輯單元502的功能是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。另外，在玩偶內(nèi)部電路中設(shè)置兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，以控制頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。將限位開(kāi)關(guān)連接到IC芯片的觸發(fā)信號(hào)輸入端，利用IC芯片內(nèi)部的算數(shù)邏輯單元502，對(duì)觸發(fā)信號(hào)輸入端的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果返回給控制邏輯電路501，之后產(chǎn)生PWM信號(hào)的過(guò)程與實(shí)施例1相同，此處不再贅述。通過(guò)與聲音信號(hào)同步的控制信號(hào)控制頭部馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)頭部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，實(shí)現(xiàn)玩偶搖頭的動(dòng)作。
又如，要實(shí)現(xiàn)玩偶眨眼睛的動(dòng)作，需要在實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加一個(gè)由齒輪組、連動(dòng)件、擺動(dòng)桿等部件組成的眼部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)眼部動(dòng)作的馬達(dá)。擺動(dòng)桿的一端連接上眼皮，另一端連接轉(zhuǎn)換件。當(dāng)齒輪組帶動(dòng)轉(zhuǎn)換件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)桿沿著轉(zhuǎn)換件的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使玩偶的眼皮不停地眨。
另外，本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻數(shù)據(jù)的選擇，即連續(xù)按壓觸發(fā)開(kāi)關(guān)，IC芯片輸出的音源會(huì)依次遞進(jìn)，直到找到希望聽(tīng)的音頻數(shù)據(jù)為止?；蛘咴O(shè)置多個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，使一段音頻數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，按下不同觸發(fā)開(kāi)關(guān)就能聽(tīng)到不同的音頻數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明除了以上兩個(gè)實(shí)施例的電子娃娃，還可延伸至各種動(dòng)物外形、卡通人物等玩偶，比如貓、狗等外形的玩具，機(jī)械與電路的原理相同，不同之處僅僅是外面換上貓、狗的皮毛，音頻數(shù)據(jù)不僅是語(yǔ)音、歌曲等，還可以加上笑聲、叫聲等，動(dòng)作不僅是嘴部動(dòng)作，還可以加上跑、跳、搖頭擺尾或翻身打滾等。只要是符合本發(fā)明特征的都應(yīng)該是本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種電子玩偶，包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)部電路及外殼上可動(dòng)部件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部電路包括控制邏輯電路、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器、聲音合成器、取樣率計(jì)時(shí)器、發(fā)聲電路、馬達(dá)控制端口、觸發(fā)開(kāi)關(guān)、音頻發(fā)生器及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路；所述觸發(fā)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，所述控制邏輯電路的輸入端接收到觸發(fā)信號(hào)后，控制所述工作隨機(jī)存儲(chǔ)器從所述程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)；所述控制邏輯電路選出數(shù)據(jù)后，將該數(shù)據(jù)送到所述聲音合成器與所述取樣率定時(shí)器所定時(shí)采集的正確的音頻數(shù)據(jù)樣本值進(jìn)行比較并進(jìn)一步選取出對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)；所述控制邏輯電路將其中特定的對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)送往所述聲音合成器中進(jìn)行過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換，得到一種脈沖信號(hào)；其特征在于馬達(dá)控制端口輸出的控制信號(hào)與聲音信號(hào)為同一所述脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)以脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的形式輸出；一方面所述脈沖信號(hào)被送到馬達(dá)控制端口成為控制所述馬達(dá)的控制信號(hào)，另一方面所述脈沖信號(hào)通過(guò)發(fā)聲電路轉(zhuǎn)換并輸出成為聲音信號(hào)；所述馬達(dá)控制端口輸出端連接馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端，所述馬達(dá)帶動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，通過(guò)改變PWM信號(hào)輸出的脈寬和輸出脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制馬達(dá)輸出的力度和轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，達(dá)到動(dòng)作幅度和節(jié)奏與聲音輸出的吻合；所述發(fā)聲電路的聲音信號(hào)輸出端連接音頻發(fā)生器的聲音信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述控制邏輯電路、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器、聲音合成器、取樣率計(jì)時(shí)器、混頻器、音頻輸出、喇叭輸出端和馬達(dá)控制端口集成在一個(gè)集成電路芯片上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述發(fā)聲電路包括順次連接的混頻器、音頻輸出和喇叭輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述外殼上玩偶的肚子部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述音頻發(fā)生器為一安裝于所述玩偶外殼內(nèi)部的揚(yáng)聲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述外殼體上的可動(dòng)部件為玩偶的下顎，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為嘴部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、連動(dòng)件、彈簧和限位片，所述連動(dòng)件連接下顎，所述彈簧帶動(dòng)所述下顎閉合復(fù)位，所述限位片限制所述下顎的張開(kāi)范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子玩偶，其特征在于所述內(nèi)部電路還可以包括一個(gè)算術(shù)邏輯單元及連接到所述觸發(fā)信號(hào)輸入端的多個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，所述控制邏輯電路接收到來(lái)自所述觸發(fā)信號(hào)輸入端的觸發(fā)信號(hào)后，將所述觸發(fā)信號(hào)送到所述算數(shù)邏輯單元進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，所述算數(shù)邏輯單元將得出的運(yùn)算結(jié)果反饋給所述控制邏輯電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述聲音信號(hào)包括歌詞信號(hào)和背景音樂(lè)信號(hào)，所述控制信號(hào)與所述歌詞信號(hào)同步，所述馬達(dá)隨所述控制信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使所述可動(dòng)部件隨歌曲中的歌詞動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述外殼體上的可動(dòng)部件還可以包括玩偶的頭部，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為頭部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、皮帶、連動(dòng)件、彈簧和馬達(dá)，所述齒輪組和所述皮帶起傳動(dòng)作用，所述連動(dòng)件連接頭部外殼，所述馬達(dá)帶動(dòng)所述頭部外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，所屬?gòu)椈蓭?dòng)所述頭部外殼復(fù)位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子玩偶，其特征在于所述外殼體上的可動(dòng)部件還可以包括玩偶的眼部，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為眼部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括齒輪組、連動(dòng)件、擺動(dòng)桿和馬達(dá)，所述擺動(dòng)桿的一端連接上眼皮，另一端連接所述轉(zhuǎn)換件，所述齒輪組帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)換件轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擺動(dòng)桿沿著轉(zhuǎn)換件的軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使所述上眼皮上、下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)玩偶眨眼。
全文摘要
一種電子玩偶，可以模仿人物、動(dòng)物等開(kāi)口說(shuō)話、唱歌、搖頭擺尾、四肢手舞足蹈、眨眼睛等動(dòng)作。電子玩偶包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)部電路及外殼上可動(dòng)部件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部電路主要包括控制邏輯電路、工作隨機(jī)存儲(chǔ)器、程序/數(shù)據(jù)只讀存儲(chǔ)器、聲音合成器、取樣率計(jì)時(shí)器、發(fā)聲電路、馬達(dá)控制端口、觸發(fā)開(kāi)關(guān)、音頻發(fā)生器及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，馬達(dá)控制端口輸出的控制信號(hào)與聲音信號(hào)為同一脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)以脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的形式輸出，通過(guò)改變PWM信號(hào)輸出的脈寬和輸出脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制馬達(dá)輸出的力度和轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，達(dá)到動(dòng)作幅度和節(jié)奏與聲音輸出的吻合，增加了仿真度和趣味性。
文檔編號(hào)A63H11/00GK101020120SQ20071000344
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月5日
發(fā)明者陳國(guó)梁 申請(qǐng)人:陳國(guó)梁