專利名稱：語音控制的寫字機(jī)及其寫字方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及書寫設(shè)備，特別涉及語音控制的矢量式寫字機(jī)。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的文字輸出設(shè)備通常是打印機(jī)包括激光、噴墨和針式打印機(jī)，其主要特征是點(diǎn)陣式(或稱掃描式)輸出，由于復(fù)寫票據(jù)的需求，針式打印機(jī)不能被其他打印機(jī)所替代。另外一種文字輸出方式是筆劃式(或稱為矢量式)，例如刻字機(jī)，但刻字機(jī)主要是面對標(biāo)識(shí)廣告等商業(yè)用途，主要針對切割不干膠紙而設(shè)計(jì)的，通常需要外部軟件或圖形文件支持，不具備彩色功能，不突出寫字功能和不便于個(gè)人使用。也有一種專為盲人設(shè)計(jì)的盲人讀書寫字機(jī)，這種寫字機(jī)是由多個(gè)設(shè)備組成的系統(tǒng)，其寫字部分是由打印機(jī)完成的，現(xiàn)有技術(shù)中的寫字機(jī)設(shè)備龐大且昂貴，不能裝入一個(gè)小型的機(jī)殼內(nèi)，而且使用針式打印機(jī)噪音大， 且字形不如矢量字形美觀，刻字機(jī)沒有語音功能，也沒有彩色功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種小型語音控制的寫字機(jī)，采用在傳統(tǒng)寫字機(jī)上設(shè)置語音控制部分，同時(shí)，設(shè)置具有多種色彩的寫字筆，解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備復(fù)雜、沒有語音控制以及不能畫圖的技術(shù)問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供的這種寫字機(jī)包括寫字機(jī)外殼，設(shè)置于該寫字機(jī)外殼內(nèi)的書寫機(jī)構(gòu)以及控制該寫字機(jī)構(gòu)工作的控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)中包含有麥克風(fēng)、語音識(shí)別芯片、控制芯片以及語音存儲(chǔ)器，所述麥克風(fēng)通過語音識(shí)別芯片連接控制芯片，所述語音存儲(chǔ)器連接控制芯片。所述書寫機(jī)構(gòu)包括在所述寫字機(jī)外殼內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)的逐行書寫機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于寫字機(jī)外殼內(nèi)的筆庫，所述逐行書寫機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在移動(dòng)架上、受控制系統(tǒng)控制從筆庫中拿取書寫筆的筆爪，所述筆庫包括可移動(dòng)的筆座以及設(shè)置在該筆座上的書寫筆。所述筆座為鉸接于寫字機(jī)外殼的轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤上設(shè)有至少兩個(gè)插孔，所述書寫筆至少為不同顏色的兩支，每個(gè)書寫筆插入所述至少兩個(gè)插孔中，所述筆座還包括驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及固定轉(zhuǎn)盤位置的定位機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和定位機(jī)構(gòu)分別連接控制系統(tǒng)。所述定位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于轉(zhuǎn)盤外圓表面的多個(gè)定位凹槽，該多個(gè)定位凹槽的數(shù)量與所述插孔的數(shù)量相同，還進(jìn)一步包括設(shè)置于寫字機(jī)外殼上的伸縮定位件，該伸縮定位件對應(yīng)所述轉(zhuǎn)盤外圓表面上多個(gè)定位凹槽中的一個(gè)。所述筆爪包括用于夾持書寫筆的筆爪，該筆爪通過控制其升降的電磁鐵連接所述移動(dòng)架，所述控制系統(tǒng)還包含連接控制芯片的語音芯片和揚(yáng)聲器。這種語音控制寫字機(jī)的寫字方法包括以下步驟A.使用者發(fā)出語音指令；B.寫字機(jī)控制系統(tǒng)中的麥克風(fēng)拾取使用者的語音信號(hào)；C.麥克風(fēng)將拾取的語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并編碼后輸送到語音識(shí)別芯片中進(jìn)行識(shí)別；D.語音識(shí)別芯片將上述的代碼與已經(jīng)預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的文字和/或繪圖線段代碼進(jìn)行比較，選中相對應(yīng)的代碼后對應(yīng)輸出指令；所述預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的代碼包括線段顏色代碼；預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的文字和/或繪圖線段代碼分為至少兩級(jí)，其中下級(jí)代碼代表文字和/或繪圖線段，而文字和/或繪圖線段相近似的部分下級(jí)代碼由一個(gè)上級(jí)代碼代表；在語音存儲(chǔ)器中還預(yù)置有語音信號(hào)， 當(dāng)語音識(shí)別芯片根據(jù)輸入的代碼不能找到對應(yīng)的下級(jí)代碼或者輸入代碼只對應(yīng)上級(jí)代碼時(shí)，語音識(shí)別芯片回饋給控制芯片一個(gè)詢問信號(hào)，控制芯片調(diào)用語音存儲(chǔ)器中的相應(yīng)語音信號(hào)經(jīng)過語音芯片和揚(yáng)聲器播放給使用者，要求使用者進(jìn)一步確定其指令，重復(fù)A至D步驟，直至語音識(shí)別芯片找到對應(yīng)代碼為止；E.寫字機(jī)控制系統(tǒng)中的控制芯片根據(jù)上述的指令控制書寫機(jī)構(gòu)到筆庫內(nèi)取相應(yīng)的筆，然后按照該指令書寫出相應(yīng)的線段；所述筆庫內(nèi)包括至少兩種顏色的書寫筆，寫字機(jī)控制系統(tǒng)中還包括選筆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，選筆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制上述至少兩種顏色的書寫筆中的一種處于書寫機(jī)構(gòu)可取狀態(tài)。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有彩色寫字功能，可自動(dòng)換筆；彩色顯示、分層輸出軟件，語音識(shí)別功能，語音到文字的轉(zhuǎn)換。還可以將整個(gè)系統(tǒng)集成到寫字機(jī)的一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，實(shí)現(xiàn)小型化，并且可以不依賴于電腦，獨(dú)自完成寫字的任務(wù)。


圖1是本發(fā)明語音控制寫字機(jī)的主視示意圖。 圖2是本發(fā)明寫字機(jī)的左視剖視示意圖。
圖3是本發(fā)明所述筆庫的俯視示意圖。 圖4是本發(fā)明所述控制系統(tǒng)的工作原理框圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合上述

本發(fā)明的具體實(shí)施例。由圖1至圖4中可知，這種語音控制的寫字機(jī)包括寫字機(jī)外殼10，設(shè)置于該寫字機(jī)外殼10內(nèi)的書寫機(jī)構(gòu)20以及控制該寫字機(jī)構(gòu)工作的控制系統(tǒng)30，該控制系統(tǒng)30中包含有麥克風(fēng)31、語音識(shí)別芯片32、控制芯片MCU以及語音存儲(chǔ)器，所述麥克風(fēng)31通過語音識(shí)別芯片32連接控制芯片MCU，所述語音存儲(chǔ)器33連接控制芯片MCU。本發(fā)明中寫字機(jī)為一個(gè)獨(dú)立的整體，不需要外部設(shè)備完成語音控制的寫字功能，其寫字的控制方法是首先使用者發(fā)出語音指令；寫字機(jī)控制系統(tǒng)30中的麥克風(fēng)31拾取使用者的語音信號(hào)；麥克風(fēng)31將拾取的語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并編碼后輸送到語音識(shí)別芯片32中進(jìn)行識(shí)別；語音識(shí)別芯片32將上述的代碼與已經(jīng)預(yù)置在語音存儲(chǔ)器33中的文字和/或繪圖線段代碼進(jìn)行比較， 選中相對應(yīng)的代碼后對應(yīng)輸出指令；寫字機(jī)控制系統(tǒng)30中的控制芯片MCU根據(jù)上述的指令控制書寫機(jī)構(gòu)20到筆庫22內(nèi)取相應(yīng)的筆，然后按照該指令書寫出相應(yīng)的線段。由圖1中可知，所述書寫機(jī)構(gòu)20包括在所述寫字機(jī)外殼10內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)的逐行書寫機(jī)構(gòu)21以及設(shè)置于寫字機(jī)外殼10內(nèi)的筆庫22，逐行書寫機(jī)構(gòu)21包括設(shè)置在移動(dòng)架211 上、受控制系統(tǒng)30控制從筆庫22中拿取書寫筆222的筆爪212，所述筆庫22包括可移動(dòng)的筆座以及設(shè)置在該筆座上的書寫筆222。所述筆座為鉸接于寫字機(jī)外殼10的轉(zhuǎn)盤221，該轉(zhuǎn)盤221上設(shè)有至少兩個(gè)插孔223，所述書寫筆222至少為不同顏色的兩支，每個(gè)書寫筆222 插入所述至少兩個(gè)插孔223中，通常來說根據(jù)需要，筆座上設(shè)置有為4-12個(gè)插孔223，也設(shè)置有4-12支不同顏色的書寫筆222。筆庫中所有的書寫筆都差在插孔中待用，轉(zhuǎn)盤式的筆座可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)語音識(shí)別芯片識(shí)別語音指令后，控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將與語音指令相對應(yīng)的書寫筆送到指定位置，逐行書寫機(jī)構(gòu)的筆爪從筆庫中抓取相應(yīng)的筆，完成寫字任務(wù)。 對于筆座來說，可以設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)盤式的，也可以設(shè)計(jì)為回轉(zhuǎn)的傳送帶，其功能就是根據(jù)語音指令選用相應(yīng)的書寫筆送到指定位置。由圖1至圖3中可知，所述書寫機(jī)構(gòu)20還包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤221轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)23以及固定轉(zhuǎn)盤221位置的定位機(jī)構(gòu)M，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)23和定位機(jī)構(gòu)M分別連接控制系統(tǒng)30。 這里驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用就是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)受控制系統(tǒng)控制，當(dāng)接收到語音指令時(shí)， 控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，將相應(yīng)的書寫筆送到指定位置。筆爪 212可以是套筒或者夾子，該套筒或夾子通過控制其升降的電磁鐵連接所述移動(dòng)架211，本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)優(yōu)選步進(jìn)電機(jī)。把筆庫22裝在寫字機(jī)的右側(cè)板上，逐行書寫機(jī)構(gòu)21上有筆爪212和支撐桿，分別由步進(jìn)電機(jī)控制；作業(yè)時(shí)，先伸高逐行書寫機(jī)構(gòu)21上的筆爪212， 由同步帶帶動(dòng)逐行書寫機(jī)構(gòu)21在X軸方向自左向右運(yùn)行到指定位置，筆爪212往下抓住所需寫字筆后上提筆爪212(套筒的錐度孔和寫字筆的錐度配合)，向左移動(dòng)逐行書寫機(jī)構(gòu)21， 支撐桿伸出托住寫字筆后，逐行書寫機(jī)構(gòu)21整體下到所需位置進(jìn)行X軸方向的書寫(放筆和抓筆一樣)；用壓紙軸和走紙軸夾住并帶動(dòng)書寫紙進(jìn)行Y軸方向書寫；由電磁鐵帶動(dòng)逐行書寫機(jī)構(gòu)21進(jìn)行Z軸方向提筆和下筆。由圖2和圖3中可知，所述定位機(jī)構(gòu)24包括設(shè)置于轉(zhuǎn)盤221外圓表面的多個(gè)定位凹槽Ml，該多個(gè)定位凹槽Ml的數(shù)量與所述插孔223的數(shù)量相同，還進(jìn)一步包括設(shè)置于寫字機(jī)外殼10上的定位導(dǎo)槽M2以及該定位導(dǎo)槽242內(nèi)嵌裝的伸縮定位件，伸縮定位件可以采用彈性定位珠243和彈簧M4，也可以采用活動(dòng)銷的方式，采用活動(dòng)銷方案的話，還需要在活動(dòng)銷尾端設(shè)置電磁鐵，由控制系統(tǒng)控制電磁鐵的工作狀態(tài)。彈性定位珠M3的彈出口對應(yīng)所述轉(zhuǎn)盤221外圓表面上多個(gè)定位凹槽Ml中的一個(gè)。所述控制系統(tǒng)30還包含連接控制芯片MCU的揚(yáng)聲器35 ；預(yù)置在語音存儲(chǔ)器33中的文字和/或繪圖線段代碼分為至少兩級(jí)，其中下級(jí)代碼代表文字和/或繪圖線段，而文字和/或繪圖線段相近似的部分下級(jí)代碼由一個(gè)上級(jí)代碼代表；在語音存儲(chǔ)器33中還預(yù)置有語音信號(hào)，當(dāng)語音識(shí)別芯片32根據(jù)輸入的代碼不能找到對應(yīng)的下級(jí)代碼或者輸入代碼只對應(yīng)上級(jí)代碼時(shí)，語音識(shí)別芯片32回饋給控制芯片MCU —個(gè)詢問信號(hào)，控制芯片MCU調(diào)用語音存儲(chǔ)器33中的相應(yīng)語音信號(hào)經(jīng)過語音芯片34和揚(yáng)聲器35播放給使用者，要求使用者進(jìn)一步確定其指令，重復(fù)A至D步驟，直至語音識(shí)別芯片32找到對應(yīng)代碼為止。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種語音控制寫字機(jī)寫字的方法，其特征在于該方法包括以下步驟A.使用者發(fā)出語音指令；B.寫字機(jī)控制系統(tǒng)中的麥克風(fēng)拾取使用者的語音信號(hào)；C.麥克風(fēng)將拾取的語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并編碼后輸送到語音識(shí)別芯片中進(jìn)行識(shí)別；D.語音識(shí)別芯片將上述的代碼與已經(jīng)預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的文字和/或繪圖線段代碼進(jìn)行比較，選中相對應(yīng)的代碼后對應(yīng)輸出指令；E.寫字機(jī)控制系統(tǒng)中的控制芯片根據(jù)上述的指令控制書寫機(jī)構(gòu)到筆庫內(nèi)取相應(yīng)的筆，然后按照該指令書寫出相應(yīng)的線段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述語音控制寫字機(jī)寫字的方法，其特征在于步驟D中所述預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的代碼包括線段顏色代碼；步驟E中所述筆庫內(nèi)包括至少兩種顏色的書寫筆，寫字機(jī)控制系統(tǒng)中還包括選筆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，選筆驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制上述至少兩種顏色的書寫筆中的一種處于書寫機(jī)構(gòu)可取狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述語音控制寫字機(jī)寫字的方法，其特征在于步驟D中預(yù)置在語音存儲(chǔ)器中的文字和/或繪圖線段代碼分為至少兩級(jí)，其中下級(jí)代碼代表文字和/或繪圖線段，而文字和/或繪圖線段相近似的部分下級(jí)代碼由一個(gè)上級(jí)代碼代表；在語音存儲(chǔ)器中還預(yù)置有語音信號(hào)，當(dāng)語音識(shí)別芯片根據(jù)輸入的代碼不能找到對應(yīng)的下級(jí)代碼或者輸入代碼只對應(yīng)上級(jí)代碼時(shí)，語音識(shí)別芯片回饋給控制芯片一個(gè)詢問信號(hào)，控制芯片調(diào)用語音存儲(chǔ)器中的相應(yīng)語音信號(hào)經(jīng)過語音芯片和揚(yáng)聲器播放給使用者，要求使用者進(jìn)一步確定其指令，重復(fù)A至D步驟，直至語音識(shí)別芯片找到對應(yīng)代碼為止。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的寫字機(jī)，包括寫字機(jī)外殼，設(shè)置于該寫字機(jī)外殼內(nèi)的書寫機(jī)構(gòu)以及控制該寫字機(jī)構(gòu)工作的控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)中包含有麥克風(fēng)、語音識(shí)別芯片、控制芯片以及語音存儲(chǔ)器，所述麥克風(fēng)通過語音識(shí)別芯片連接控制芯片，所述語音存儲(chǔ)器連接控制芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的寫字機(jī)，其特征在于所述書寫機(jī)構(gòu)包括在所述寫字機(jī)外殼內(nèi)直線運(yùn)動(dòng)的逐行書寫機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于寫字機(jī)外殼內(nèi)的筆庫，所述逐行書寫機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在移動(dòng)架上、受控制系統(tǒng)控制從筆庫中拿取書寫筆的筆爪，所述筆庫包括可移動(dòng)的筆座以及設(shè)置在該筆座上的書寫筆。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寫字機(jī)，其特征在于所述筆座為鉸接于寫字機(jī)外殼的轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤上設(shè)有至少兩個(gè)插孔，所述書寫筆至少為不同顏色的兩支，每個(gè)書寫筆插入所述至少兩個(gè)插孔中，所述筆座還包括驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及固定轉(zhuǎn)盤位置的定位機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和定位機(jī)構(gòu)分別連接控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寫字機(jī)，其特征在于筆座上所述至少兩個(gè)插孔為4-12個(gè)， 所述的至少兩支書寫筆為4-12支不同顏色的書寫筆。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寫字機(jī)，其特征在于所述定位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于轉(zhuǎn)盤外圓表面的多個(gè)定位凹槽，該多個(gè)定位凹槽的數(shù)量與所述插孔的數(shù)量相同，還進(jìn)一步包括設(shè)置于寫字機(jī)外殼上的伸縮定位件，該伸縮定位件對應(yīng)所述轉(zhuǎn)盤外圓表面上多個(gè)定位凹槽中的一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的寫字機(jī)，其特征在于所述筆爪包括用于夾持書寫筆的筆爪，該筆爪通過控制其升降的電磁鐵連接所述移動(dòng)架。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寫字機(jī)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包含連接控制芯片的語音芯片和揚(yáng)聲器。
全文摘要
一種寫字機(jī)包括寫字機(jī)外殼、書寫機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)中包含有麥克風(fēng)、語音識(shí)別芯片、控制芯片以及語音存儲(chǔ)器，書寫機(jī)構(gòu)包括逐行書寫機(jī)構(gòu)以及筆庫，筆庫包括可移動(dòng)的筆座以及設(shè)置在該筆座上的書寫筆。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有彩色寫字功能，可自動(dòng)換筆；彩色顯示、分層輸出軟件，語音識(shí)別功能，語音到文字的轉(zhuǎn)換。還可以將整個(gè)系統(tǒng)集成到寫字機(jī)的一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，實(shí)現(xiàn)小型化，并且可以不依賴于電腦，獨(dú)自完成寫字的任務(wù)。
文檔編號(hào)B41J3/00GK102166889SQ201110020
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者何建都, 孫曉兵, 楊期明, 王海斌 申請人:深圳市創(chuàng)造機(jī)電有限公司