专利名称：一种智能玩具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能玩具，更具体地说，涉及一种可播放音乐和语音、并可通过互联网下载更新其音乐和语音信息数据的智能玩具。
背景技术：
儿童玩具的发展大体经历了这样的过程，早期是一些抱在手上的填充玩具、塑胶玩具、或者积木玩具；然后是带一些简单声光电效果的电动玩具，例如电动四驱车等；再之后就有应用了较为复杂的电子技术，如嵌入式芯片、无线电、红外通讯、传感器等各种技术的先进玩具。这一类采用了新技术的玩具为玩具行业带来了旺盛的生命力，例如Sony公司生产的聪明狗“爱宝”，几乎是引起了整个世界的关注，有如旋风一般横扫整个玩具行业。这之后，类似的产品纷纷出现。在这繁荣的背后，却可以发现每个玩具的生命周期似乎太短了，哪怕是几百上千美金的高档玩具，当它的新鲜劲过去之后，总摆脱不了被束之高阁的命运。怎样才能让玩具在使用者手中延长它的生命，使玩具本身更有价值，又令消费者觉得物有所值呢？答案是玩具的功能必须不断更新。
与本实用新型相关的产品主要出现在早教机(也就是用于对儿童进行早期教育的玩具)和游戏机上，其中可更换游戏卡的游戏机已存在了很多年，人们对其也非常熟悉。而早教机的原理与游戏机类似，通常附带一套教材卡，插入相应的教材卡，即可实现播放音乐、趣味教学、讲故事等功能。与一次性写入了相应控制及数据文件、不能更换语音内容的普通玩具相比，这种可更换存储卡的早教机的优点是显而易见的，其最大的优点在于儿童不会因长期听到相同的内容而感到非常乏味。但是，如果想要听到新的内容，则需要购买新的教材卡，而每次都需要更换新的教材卡这种方式是比较费钱的，让消费者的使用成本大大增加，而且还要到专门的商家去购买，所以使用起来很不方便。
实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有技术中可播放音乐或讲故事的智能玩具由于采用可更换的存储卡作为音乐或语音信息存储器所带来的成本较高、使用不便等问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种智能玩具，其内部电路包括电源电路，CPU，以及与所述CPU连接用于发出音乐或语音信号的声音单元；其特征在于，还包括与所述CPU连接用于存储音乐或语音信息数据的存储器，以及与所述CPU连接用于从外部设备接收数据的通讯接口；所述通讯接口可在所述CPU的控制下从外部设备接收音乐或语音信息数据并保存在所述存储器中；所述CPU还可从所述存储器中读取相应的音乐或语音数据并通过所述声音单元播放出来。
在本实用新型所述的一种智能玩具中，为进一步增强玩具的趣味性，还可设置与所述CPU连接用于执行玩具的面部表情及肢体动作的动作单元，以及与所述CPU连接用于发出相应的指示及闪烁灯光信号的灯光指示单元。
在本实用新型的一个优选方案中，所述通讯接口为USB接口，所述USB通讯接口中的USB接口芯片采用SPCP825A，所述CPU采用SPDS105A芯片，所述存储器采用AM29F04F芯片。
在本实用新型所述的一种智能玩具中，所述动作单元包括用于驱动该玩具的面部各器官以做出相应面部动作的面部动作驱动机构；用于驱动该玩具的头部使其做出摇头动作的头部驱动机构；以及，用于驱动该玩具的手臂使其做出摆手动作的手臂驱动机构。所述面部动作驱动机构中又包括用于驱动该玩具的仿真下巴使其上下动作的下巴驱动机构；用于驱动该玩具的仿真表情肌使其做出表情动作的表情肌驱动机构；用于驱动该玩具的仿真眼睑使其做出睁眼、闭眼或眯眼动作的眼睑驱动机构；用于驱动该玩具的仿真眉毛使其做出锁眉或展眉动作的眉毛驱动机构；以及，用于驱动该玩具的耳朵使其前后摆动的耳朵驱动机构。
本实用新型的智能玩利用内置的存储器来存储音乐或语音信息数据，并设有一个与外部设备(例如计算机)连接有通讯接口，让用户可通过与互联网连接的计算机来下载更换其玩具的音乐或语音信息数据，不同的文件具有不同的音乐或语音信息。例如可下载不同讲故事的语音文件，则该款智能玩具就能讲述不同内容的故事，并且模拟人的行为，如有对应语音内容的口型变化、生动的喜怒哀乐表情、以及肢体的动作等。可见，用户不需要再购买专门的教材卡或故事卡，而可以从玩具生产商的网站下载所需的语音文件，操作非常方便。玩具生产商可将多个故事制成相应的语音文件放在其网站上供不同的用户下载，即使采用收费下载的方式，其费用也比专门的存储卡低得多。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型智能玩具的原理框图；图2是本实用新型一个优选实施例中的电路图；图3是本实用新型一个优选实施例中动作单元的示意简图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型智能玩具的主要内部电路包括CPU1、声音单元2、存储器3、以及通讯接口4；其中，通讯接口可在CPU的控制下从外部计算机8接收音乐或语音信息数据并保存在存储器3中；CPU1还可从存储器3中读取相应的音乐或语音数据并通过声音单元2播放出来。整个玩具由电源电路7提供工作电源，具体可以是电池或外部输入的DC电源。上述各部分构成了一个可方便地更新其内容的智能玩具。例如制成一个会讲故事的智能玩具，通过下载不同的语音信息数据，就可以讲不同的故事。
从图1中可以看出，为进一步增强玩具的趣味性，还可设置动作单元5和灯光指示单元6。当声音单元的扬声器播放音乐或语音时，CPU可同时控制动作单元间做出相应的动作，例如面部表情或肢体动作，还可同时控制灯光指示单元发出相应的指示灯光或闪烁灯光。其中的声音单元、动作单元及灯光指示单元都已是成熟的现有技术，所以此处不再一一描述。
使用本实用新型的智能玩具时，用户可以通过其通讯接口从计算机或互联网上下载所需的语音文件，不同的文件具有不同的音乐或语音信息。例如可下载不同讲故事的语音文件，则该款智能玩具就能讲述不同内容的故事，并且模拟人的行为，如有对应语音内容的口型变化、生动的喜怒哀乐表情、以及肢体的动作等。
如图2所示，在本实用新型的一个优选方案中，所述通讯接口为USB接口，USB通讯接口中的USB接口芯片采用SPCP825A，CPU采用SPDS105A芯片，存储器采用AM29F04F芯片。具体设计时，本实用新型中的通讯接口还可以是IEEE1394接口；或者是无线通用接口，例如蓝牙接口、IrDA红外接口、HomeRF接口、以及IEEE802.11接口等。其中的存储器采用快闪存储器(Flash Memory)，还可采用DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、或MRAM。
从图2中可以看出，USB专用芯片IC3(SPCP825A)的第22、23脚与USB接插件J1相连；其中的电容C4、C5和晶振Y1连接到IC3的第2、3脚，组成了IC3的时钟电路；IC3的第5、6脚与主CPU芯片IC1(SPDS105A)的串行口第62、63脚相连；IC3的第1脚与电源相连。
IC1是本电路的核心控制元件，其第4、6脚连接扬声器；开关K6、电阻R3和电容C7连接到其第10脚，构成复位电路；电阻R1、电容C9与IC1的第8脚相连，组成主时钟电路；晶振Y2、电容C10、C8则构成外部时钟电路；开关K1至K5是限位开关，用于保护机械过载。IC2(AM29F040)是用于存储音乐或语音数据的存储器，其A0-A18与CPU的A0-A18相连；数据线DQ0-DQ7与CPU的数据线D0-D7相连。
图2中的MG1-MG3是动作单元中的四个马达。三极管Q2、Q11、Q17和电阻R5共同组成马达MG1的正转驱动电路，驱动信号由CPU的第36脚给出，驱动马达MG1正转；三极管Q1、Q9、Q18和电阻R4共同组成马达MG1的反转驱动电路，驱动信号由CPU的第37脚给出，可驱动马达MG1反转。马达MG2、MG3、MG4的驱动电路与MG1相同，此处不再一一详述。
如图3所示为本实用新型一个优选实施例中执行玩具的面部表情及肢体动作的动作单元的示意简图。从图中可以看出，动作单元由A、B、C三部分配合以完成一系列的动作。
其中，A为面部动作驱动机构，它设在玩具的头部，用于完成张、合嘴，表情肌运动，眨眼睛，摆动耳朵等动作。B为头部驱动机构，安装在玩具的身体里并正与头部连接，用于带动玩具头部整体转动。C为手臂驱动机构，安装在玩具的身体里，用于完成手臂摆动动作。
另外，图3中，J1是下巴齿轮减速箱，J2是表情齿轮减速箱，J3是头部齿轮减速箱，J4是手臂齿轮减速箱，Z1是下巴执行连杆组，Z2是表情肌执行连杆组，Z3是眼皮执行连杆组，Z4是眉毛执行连杆组，Z5、Z6是左右耳执行连杆组，Z7是头部执行连杆组，Z8是手臂执行摆杆，T1是右耳等宽凸轮T2是表情肌凸轮，T3是眼皮凸轮，T4是眉毛凸轮，T5是左耳等宽凸轮T6是手臂等宽凸轮，H1是右耳滑块，H2是左耳滑块，H3是摆杆滑块H4是颈部滑块，C1是头部主轴，C2是手臂主轴，P1是下巴偏心轮，P2是颈部偏心轮。
1)Z1实现下巴的运动齿轮减速箱J1将动力传至偏心轮P1，P1带动下巴执行连杆组Z1通过滑槽带动四连杆机构，连杆机构的末端装有仿真的下巴，实现下巴的上下运动。
2)Z2实现表情肌的运动齿轮减速箱J2将动力传至主轴C1，带动凸轮T2的转动，通过凸轮槽带动四连杆的往复摆动，连杆的末端拉动仿真表情肌，实现表情肌不同位置的突起，从而反映出多种表情。
3)Z3实现眨眼的功能主轴C1的旋转带动凸轮T3的转动凸轮槽的形状决定了四连杆往复运动量，在连杆的末端装有仿真眼睑，根据连杆的摆动量实现了睁眼，闭眼，微睁(眯眼)三个状态及动作过程。
4)Z4实现锁眉与展眉的状态及过程主轴C1的旋转带动凸轮T4的转动，通过凸轮槽带动摆杆的往复摆动，过铰点在摆杆的另一端连接仿真眉毛。实现锁眉与展眉的状态及动作过程。
5)Z5、Z6实现耳朵的前后摆动主轴C1的旋转带动等宽凸轮T1、T5。TI、T5的运动带动推杆的往复直线运动。通过滑块H1、H2在滑槽中运动使摆杆往复摆动，在摆杆的另一端装有仿真耳朵从而实现耳朵的前后摆动。
6)Z7实现摇头的动作齿轮减速箱J3将动力传至偏心轮P2，P2的转动带动滑块H3在滑槽中运动，从而使摆杆往复运动，摆杆的另一端装有滑块H4，H4在限定起伏的轨道中运动，H4滑块与玩具头部连接为一体，从而使头部随H4运动实现摇头的动作。
7)Z8实现手臂摆动齿轮减速箱J4将动力传至主轴C2使等宽凸轮T6转动，带动手臂执行摆杆Z8往复摆动，摆杆的另一端装有仿真手臂，从而实现手臂的摆动。
权利要求1.一种智能玩具，其内部电路包括电源电路，CPU，以及与所述CPU连接用于发出音乐或语音信号的声音单元；其特征在于，还包括与所述CPU连接用于存储音乐或语音信息数据的存储器，以及与所述CPU连接用于从外部设备接收数据的通讯接口；所述通讯接口可在所述CPU的控制下从外部设备接收音乐或语音信息数据并保存在所述存储器中，所述CPU还可从所述存储器中读取相应的音乐或语音数据并通过所述声音单元播放出来。
2.根据权利要求1所述的智能玩具，其特征在于，还包括与所述CPU连接用于执行玩具的面部表情及肢体动作的动作单元。
3.根据权利要求2所述的智能玩具，其特征在于，还包括与所述CPU连接用于发出相应的指示及闪烁灯光信号的灯光指示单元。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的智能玩具，其特征在于，所述通讯接口为USB接口。
5.根据权利要求4所述的智能玩具，其特征在于，所述通讯接口中的USB接口芯片采用SPCP825A，所述CPU采用SPDS105A芯片，所述存储器采用AM29F04F芯片。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的智能玩具，其特征在于，所述通讯接口可以是IEEE1394接口。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的智能玩具，其特征在于，所述通讯接口可以是无线通用接口，包括蓝牙接口、IrDA红外接口、HomeRF接口以及IEEE802.11接口中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的智能玩具，其特征在于，所述存储器可以是快闪存储器、DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、或MRAM。
9.根据权利要求2或3所述的智能玩具，其特征在于，所述动作单元包括用于驱动该玩具的面部各器官以做出相应面部动作的面部动作驱动机构(A)；用于驱动该玩具的头部使其做出摇头动作的头部驱动机构(B)；以及，用于驱动该玩具的手臂使其做出摆手动作的手臂驱动机构(C)。
10.根据权利要求9所述的智能玩具，其特征在于，所述面部动作驱动机构中又包括用于驱动该玩具的仿真下巴使其上下动作的下巴驱动机构；用于驱动该玩具的仿真表情肌使其做出表情动作的表情肌驱动机构；用于驱动该玩具的仿真眼睑使其做出睁眼、闭眼或眯眼动作的眼睑驱动机构；用于驱动该玩具的仿真眉毛使其做出锁眉或展眉动作的眉毛驱动机构；以及，用于驱动该玩具的耳朵使其前后摆动的耳朵驱动机构。
专利摘要本实用新型涉及一种可播放音乐和语音、并可通过互联网下载更新其音乐和语音信息数据的智能玩具，为解决现有同类玩具更换语音内容的成本较高且使用不便的问题，本实用新型的智能玩具利用内置的存储器来存储音乐或语音信息数据，并设有一个与外部设备(例如计算机)连接有通讯接口，例如USB接口，让用户可通过与互联网连接的计算机来下载更换其玩具存储器中的音乐或语音信息数据文件，不同的文件具有不同的音乐或语音信息。例如可下载不同讲故事的语音文件，则该款智能玩具就能讲述不同内容的故事，并可通过用于执行玩具的面部表情及肢体动作的动作单元来模拟人的行为，如与语音内容对应的的口型变化、生动的喜怒哀乐表情、以及肢体的动作等。
文档编号A63H33/26GK2676993SQ20042004266
公开日2005年2月9日 申请日期2004年2月17日 优先权日2004年2月17日
发明者鲍青山, 汪云涛, 李申才, 朱胜刚 申请人:深圳市诺博特智能科技有限公司