本實用新型涉及一種玩具，特別是一種全息投影智能互動裝置。

背景技術(shù)：

兒童玩具是指專供兒童游戲使用的物品。玩具是兒童把想象、思維等心理過程轉(zhuǎn)向行為的支柱。兒童玩具能發(fā)展運動能力，訓(xùn)練知覺，激發(fā)想象，喚起好奇心，為兒童身心發(fā)展提供了物質(zhì)條件。玩具是兒童的天使，在幼兒認(rèn)識周圍世界的過程中，玩具起著極大的作用。玩具以其鮮艷的顏色，優(yōu)美、奇異的造型，靈巧的活動，悅耳的聲響等吸引著孩子的好奇心和注意力。玩具是具體的實際物體，近似實物的形象，可以滿足幼兒動手動腦、操縱擺弄物體的愿望。玩具的種類多樣，玩法多變，可以引起幼兒的興趣，好的玩具能激發(fā)幼兒做游戲的愿望，是幼兒學(xué)習(xí)的教科書，也是他們所喜愛的生活好伴侶?，F(xiàn)有的兒童玩具功能各異、種類繁多，然而，盡管很多兒童玩具功能獨特，但僅僅考慮到玩具的使用性這一個方面，過分追求玩具的趣味性，對玩具的益智作用方面的開發(fā)還不夠深入。我們希望能設(shè)計出一款兒童益智玩具，在具有一定的趣味性和功能性的基礎(chǔ)上，還能夠有助于學(xué)齡前兒童的智力開發(fā)，讓兒童較早地形成對空間和形狀的初步認(rèn)識。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的實用新型目的在于：針對上述存在的問題，提供一種能夠激起兒童玩耍興趣，在玩耍過程中形成對空間和形狀初步認(rèn)識的益智兒童玩具。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實用新型一種全息投影智能互動裝置，包括球形腔，所述球形腔由兩個螺旋卡接的半球組成；所述球形腔外表面設(shè)有若干通孔一，所述球形腔內(nèi)設(shè)有滾動腔，所述滾動腔由兩個螺旋卡接的半球組成，所述滾動腔能夠在球形內(nèi)滾動，所述滾動腔外表面設(shè)有若干通孔二，所述滾動腔內(nèi)設(shè)有若干幾何形狀塊，所述幾何形狀塊能夠穿過通孔一和通孔二。

由于采用了上述技術(shù)方案，兒童通過滾動滾動腔以及轉(zhuǎn)動球形腔使得幾何形狀塊穿過通孔一和通孔二，使得兒童在玩耍的過程中形成對空間和形狀的初步認(rèn)識。將球形腔和滾動腔的兩個半球分開，即可將掉落出來的幾何形狀塊重新放入玩具內(nèi)，可以多次玩耍。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述通孔一具有方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔，所述方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔的外接圓半徑相同；所述幾何形狀塊具有相應(yīng)的方形，三角形，圓形和正六邊形。

由于采用了上述技術(shù)方案，不同形狀的幾何形狀塊需要經(jīng)過不同形狀的通孔一掉落出球形腔外部，只有按形狀將幾何形狀塊對準(zhǔn)通道后才能都掉落出，從使得兒童對形狀形成初步認(rèn)識。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述通孔二的直徑大小不同；所述球形腔與滾動腔的直徑比為5:3。

由于采用了上述技術(shù)方案，通孔二的直徑大小不同能夠幫助兒童認(rèn)識到小于通孔的幾何形狀塊可以掉落出來，但是大于通孔的不能掉落，進一步培養(yǎng)兒童對空間的認(rèn)識；玩具的尺寸較為合理，使得幾何形狀塊的掉落具有一定難度但不會過于困難，保證兒童的興趣，但不會因為難度過高使得兒童喪失耐心，在玩耍的過程培養(yǎng)兒童的耐心。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述滾動腔內(nèi)壁固定連接有交互球，所述交互球內(nèi)設(shè)有與中央處理器信號連接的顯示模塊，振動采集模塊，語音采集模塊和語音播放模塊，其中，

中央處理器，包括接收單元，發(fā)送單元，存儲單元，處理單元和信號轉(zhuǎn)化單元，所述接收單元用于各采集模塊采集的信號；所述發(fā)送單元將采集的信號發(fā)送至存儲單元進行存儲；所述處理單元將存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進行處理判斷，并將判斷結(jié)果發(fā)送至信號轉(zhuǎn)化單元；所述信號轉(zhuǎn)化單元將判斷結(jié)果轉(zhuǎn)化成顯示模塊和語音播放模塊可識別的可識信號，并發(fā)送至發(fā)送單元；所述發(fā)送單元將可識信號分別發(fā)送至顯示模塊和語音播放模塊；

振動采集模塊，用于采集玩具的振動頻率，并將所述振動頻率轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號發(fā)送至中央處理器，并計做f；語音采集模塊，用于采集音頻信號，并將所述音頻信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號發(fā)送至中央處理器，并計做v；

顯示模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內(nèi)預(yù)存有若干動畫圖像；所述接收單元用于接收中央處理發(fā)送的可識信號，并將可識信號進行處理轉(zhuǎn)化成播放預(yù)存動畫的指令，并發(fā)送至播放單元；所述播放單元用于播放預(yù)存的動畫圖像；

語音播放模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內(nèi)預(yù)存有若干語音信息；所述接收單元用于接收中央處理器發(fā)送的可識信號，并將可識信號進行處理轉(zhuǎn)化成播放預(yù)存語音信息的指令，并發(fā)送至播放單元；所述播放單元用于播放預(yù)存的語音信息。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述幾何形狀塊內(nèi)設(shè)有與中央處理器信號連接的判斷采集模塊，所述判斷模塊檢測幾何形狀塊通過通孔一和通孔二的狀態(tài)，若檢測到通過通孔一和通孔二，則向中央處理器發(fā)送正信號，若檢測到未通過通孔一或通孔二，則向中央處理器發(fā)送負(fù)信號，所述中央處理器的接收單元將信號采集。

由于采用了上述技術(shù)方案，交互球能夠更好的根據(jù)兒童玩耍情況播放動畫圖片或者發(fā)出鼓勵性的語言，輔助兒童獲得更佳的游戲體驗。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述中央處理器的處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行處理；當(dāng)f從f＝0開始變化時，采集音頻信號v并計做v₀，當(dāng)中央處理器接收到正信號時，發(fā)送播放動畫圖片的可識信號至顯示模塊；當(dāng)中央處理器接收到負(fù)信號時，采集音頻信號v并計做v₁，當(dāng)f>35次/s和/或v₁-v₀>2kHz時，發(fā)送播放語音語音信息的可識信號至語音播放模塊。

由于采用了上述技術(shù)方案，當(dāng)幾何形狀塊成功通過通孔一和通孔二時，播放動畫圖片對兒童示意獎勵，存儲的動畫圖片可以為多種的，每次播放的動畫圖片不重復(fù)；當(dāng)幾何形狀塊沒有通過通孔一或通孔二，通過對振動頻率和/或音頻信號的采集，判斷兒童的情緒狀態(tài)，當(dāng)兒童的情緒狀態(tài)較差，失去耐心時(振動頻率較高和/或發(fā)出較為焦躁的聲音)，語音播放模塊播放安撫、鼓勵性質(zhì)的音頻，鼓勵兒童克服困難，增加玩耍時的互動性和樂趣。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述顯示模塊采用全息投影顯示，所述全息投影的圖像處理算法為：

最大空間頻率為式中：λ為波長，x，x₁，x_p分別為物面、透鏡面和分?jǐn)?shù)傅里葉頻譜面的廣場坐標(biāo)，θ_max為物光波和參考光波的方向夾角。

由于采用了上述技術(shù)方案，通過全息投影播放動畫圖像能夠大大激發(fā)兒童的好奇心和玩耍的欲望，強化正面刺激。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述全息投影的倍率色差的消除滿足：其中，式中：λ_r，λ_g，λ_b分別為紅、綠、藍(lán)三色激光的波長，m_r，m_g，m_b分別為三色分量再現(xiàn)像在ξ軸方向的像素總數(shù)，d為衍射距離；M_H為ξ軸所占用的像素數(shù)目，Δx為在ξ軸上的像元間距；橫向位置色差的消除滿足：式中：O_r(x_r，y_r)，O_g(x_g，y_g)，O_b(x_b，y_b)為衍射圖像中紅、綠、藍(lán)三色最強衍射光斑的中心。

由于采用了上述技術(shù)方案，全息投影顯示的圖像色彩艷麗清晰，保真度較高，能使兒童獲得良好的觀看體驗。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述球形腔，滾動腔和幾何形狀塊由抗菌材料制成，所述抗菌材料由質(zhì)量份32份甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨，18份甲基丙烯酸甲酯，9份聚乙烯醇，52份殼聚糖，10份聚乙烯亞胺，31份納米ZnO和27份磁性Fe₃O₄/Ag納米粒子制成。

由于采用了上述技術(shù)方案，玩具具有抗菌效果，材料化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，具有良好的韌性，能夠避免兒童咬、啃玩具材料脫落對造成異物進入兒童體內(nèi)，同時具有良好的抗老化性，其斷裂伸長率為1040％，對大腸桿菌(革蘭氏陰性)和金黃色葡萄球菌(革蘭氏陽性)的MBC值(mg·mL^-1)為1.4和0.3，其耐熱溫度達130℃。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：

1、能夠激起兒童玩耍興趣，在玩耍過程中形成對空間和形狀初步認(rèn)識。

2、智能檢測兒童的玩耍情況，判斷兒童的情緒狀態(tài)，根據(jù)情況選擇播放安撫、鼓勵性質(zhì)的音頻或增加兒童興趣的動畫視頻，增加玩耍時的互動性和樂趣。

3、具有抗菌效果，材料化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，具有良好的韌性，能夠避免兒童咬、啃玩具材料脫落對造成異物進入兒童體內(nèi)，同時具有良好的抗老化性。

附圖說明

圖1是交互球系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是一種全息投影智能互動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：1為球形腔，2為滾動腔，3為交互球。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。

為了使實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖2所示，一種全息投影智能互動裝置，包括球形腔1，球形腔1由兩個螺旋卡接的半球組成；球形腔1外表面設(shè)有若干通孔一，球形腔1內(nèi)設(shè)有滾動腔2，滾動腔2由兩個螺旋卡接的半球組成，滾動腔2能夠在球形1內(nèi)滾動，滾動腔2外表面設(shè)有若干通孔二，滾動腔2內(nèi)設(shè)有若干幾何形狀塊，幾何形狀塊能夠穿過通孔一和通孔二。通孔一具有方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔，方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔的外接圓半徑相同；幾何形狀塊具有相應(yīng)的方形，三角形，圓形和正六邊形。通孔二的直徑大小不同；球形腔1與滾動腔2的直徑比為5:3。滾動腔2內(nèi)壁固定連接有交互球3。

球形腔1，滾動腔2和幾何形狀塊由抗菌材料制成，抗菌材料由質(zhì)量份32份甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨，18份甲基丙烯酸甲酯，9份聚乙烯醇，52份殼聚糖，10份聚乙烯亞胺，31份納米ZnO和27份磁性Fe₃O₄/Ag納米粒子制成。

實施例2

如圖1所示，交互球3內(nèi)設(shè)有與中央處理器信號連接的顯示模塊，振動采集模塊，語音采集模塊和語音播放模塊，其中，中央處理器，包括接收單元，發(fā)送單元，存儲單元，處理單元和信號轉(zhuǎn)化單元，所述接收單元用于各采集模塊采集的信號；所述發(fā)送單元將采集的信號發(fā)送至存儲單元進行存儲；所述處理單元將存儲單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進行處理判斷，并將判斷結(jié)果發(fā)送至信號轉(zhuǎn)化單元；所述信號轉(zhuǎn)化單元將判斷結(jié)果轉(zhuǎn)化成顯示模塊和語音播放模塊可識別的可識信號，并發(fā)送至發(fā)送單元；所述發(fā)送單元將可識信號分別發(fā)送至顯示模塊和語音播放模塊；振動采集模塊，用于采集玩具的振動頻率，并將所述振動頻率轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號發(fā)送至中央處理器，并計做f；語音采集模塊，用于采集音頻信號，并將所述音頻信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號發(fā)送至中央處理器，并計做v；顯示模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內(nèi)預(yù)存有若干動畫圖像；所述接收單元用于接收中央處理發(fā)送的可識信號，并將可識信號進行處理轉(zhuǎn)化成播放預(yù)存動畫的指令，并發(fā)送至播放單元；所述播放單元用于播放預(yù)存的動畫圖像；語音播放模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內(nèi)預(yù)存有若干語音信息；所述接收單元用于接收中央處理器發(fā)送的可識信號，并將可識信號進行處理轉(zhuǎn)化成播放預(yù)存語音信息的指令，并發(fā)送至播放單元；所述播放單元用于播放預(yù)存的語音信息。

幾何形狀塊內(nèi)設(shè)有與中央處理器信號連接的判斷采集模塊，所述判斷模塊檢測幾何形狀塊通過通孔一和通孔二的狀態(tài)，若檢測到通過通孔一和通孔二，則向中央處理器發(fā)送正信號，若檢測到未通過通孔一或通孔二，則向中央處理器發(fā)送負(fù)信號，中央處理器的接收單元將信號采集。

中央處理器的處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行處理；當(dāng)f從f＝0開始變化時，采集音頻信號v并計做v₀，當(dāng)中央處理器接收到正信號時，發(fā)送播放動畫圖片的可識信號至顯示模塊；當(dāng)中央處理器接收到負(fù)信號時，采集音頻信號v并計做v₁，當(dāng)f>35次/s和/或v₁-v₀>2kHz時，發(fā)送播放語音信息的可識信號至語音播放模塊。

顯示模塊采用全息投影顯示，所述全息投影的圖像處理算法為：

最大空間頻率為式中：λ為波長，x，x₁，x_p分別為物面、透鏡面和分?jǐn)?shù)傅里葉頻譜面的廣場坐標(biāo)，θ_max為物光波和參考光波的方向夾角。

所述全息投影的倍率色差的消除滿足：其中，式中：λ_r，λ_g，λ_b分別為紅、綠、藍(lán)三色激光的波長，m_r，m_g，m_b分別為三色分量再現(xiàn)像在ξ軸方向的像素總數(shù)，d為衍射距離；M_H為ξ軸所占用的像素數(shù)目，Δx為在ξ軸上的像元間距；橫向位置色差的消除滿足：式中：O_r(x_r，y_r)，O_g(x_g，y_g)，O_b(x_b，y_b)為衍射圖像中紅、綠、藍(lán)三色最強衍射光斑的中心。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。