本發(fā)明涉及智能交互式益智玩具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

地球儀在兒童教育中是非常必要的教具，它對(duì)于兒童理解晝夜交替現(xiàn)象和四季變化現(xiàn)象的成因，認(rèn)識(shí)主要地形區(qū)和主要大洲地形特點(diǎn)具有重要的意義。然而傳統(tǒng)的地球儀，兒童只能通過(guò)書本平面圖和普通地球儀來(lái)認(rèn)識(shí)地球，當(dāng)兒童需要查找或了解一個(gè)自己知道名字卻不知道具體坐標(biāo)的地方時(shí)，非常困難，可能對(duì)兒童的學(xué)習(xí)興趣造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，提供一種兒童趣味地球儀。使用時(shí)，使用者只需說(shuō)出想要查找的地理位置關(guān)鍵詞，系統(tǒng)就會(huì)在地球儀上搜索出想要的地理位置，并通過(guò)一系列的機(jī)械運(yùn)動(dòng)使地球儀上的方位呈現(xiàn)在使用者的面前，使用過(guò)程簡(jiǎn)單易懂，極大地激發(fā)了兒童的學(xué)習(xí)興趣，方便了家長(zhǎng)的教學(xué)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種兒童趣味地球儀，包括立方體形的箱體，箱體的前面為透明玻璃材質(zhì)；箱體內(nèi)腔內(nèi)接有磁導(dǎo)球，磁導(dǎo)球的表面設(shè)置有世界地圖；箱體的頂面和左側(cè)面均設(shè)置有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鐵芯，纏繞在鐵芯表面的線圈，鐵芯的上面設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，且鐵芯軸向的中間部分與步進(jìn)電機(jī)的輸出端螺紋連接，鐵芯與步進(jìn)電機(jī)均安裝在封裝機(jī)殼內(nèi)，封裝機(jī)殼與箱體采用插接固定；箱體的前側(cè)面中心位置插接有凸透鏡；箱體的右側(cè)面安裝有拾音器，箱體的右側(cè)面中心位置安裝有主板；主板上安裝有處理器、儲(chǔ)存器和D/A轉(zhuǎn)換器，步進(jìn)電機(jī)、線圈、揚(yáng)聲器、拾音器均通過(guò)主板與D/A轉(zhuǎn)換器相連，儲(chǔ)存器內(nèi)存儲(chǔ)有離線地圖數(shù)據(jù)，D/A轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)存器均與處理器連接。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，兒童趣味地球儀的磁導(dǎo)球內(nèi)部在赤道位置和0°經(jīng)線位置均嵌套有回正線圈，回正線圈的輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，兒童趣味地球儀的主板上設(shè)有USB擴(kuò)展槽。

進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，兒童趣味地球儀的箱體前面的頂部設(shè)置有揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器與主板上的D/A轉(zhuǎn)換器相連。

本發(fā)明與傳統(tǒng)地球儀相比，其有益效果在于：1、設(shè)置有世界地圖的磁導(dǎo)球內(nèi)接在立方體形的箱體內(nèi)，保證磁導(dǎo)球可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)且中心固定；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中鐵芯與線圈組合組成電磁鐵，線圈通電后，電磁鐵將磁導(dǎo)球磁化，當(dāng)電磁鐵旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，磁導(dǎo)球即隨著電磁鐵旋轉(zhuǎn)，在箱體的頂面和左側(cè)面均設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使磁導(dǎo)球獲得水平和豎直兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)自由度；箱體的前面為透明玻璃材質(zhì)，增加箱體內(nèi)的采光，箱體前面中心位置插接安裝有凸透鏡，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將想要的地理位置旋轉(zhuǎn)到凸透鏡的中心，讓使用者觀察到想要的地圖區(qū)域放大后的效果；鐵芯軸向的中間部分與步進(jìn)電機(jī)的輸出端螺紋連接，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，鐵芯隨著步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的鐵芯與步進(jìn)電機(jī)均安裝在封裝機(jī)殼內(nèi)，可以有效的起到防塵和提高安全系數(shù)的作用，提高了裝置的穩(wěn)定性；箱體的右側(cè)面安裝有拾音器，箱體的右側(cè)面中心位置安裝有主板；主板上安裝有處理器、儲(chǔ)存器和D/A轉(zhuǎn)換器，步進(jìn)電機(jī)、線圈、揚(yáng)聲器、拾音器均通過(guò)主板與D/A轉(zhuǎn)換器相連，D/A轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)存器均與處理器連接，使用者說(shuō)出想要查找的地理關(guān)鍵字，通過(guò)拾音器傳到處理器進(jìn)行識(shí)別，處理器識(shí)別完后將所要搜索項(xiàng)與儲(chǔ)存器內(nèi)的離線地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)選擇，并計(jì)算出一個(gè)以赤道與0°經(jīng)線交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)，處理器將坐標(biāo)信息傳給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器控制線圈和步進(jìn)電機(jī)的通電與斷電；箱體頂面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)先動(dòng)，頂部線圈與步進(jìn)電機(jī)通電，磁導(dǎo)球被磁化為水平方向的磁體并隨著步進(jìn)電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，D/A轉(zhuǎn)換器將已轉(zhuǎn)動(dòng)距離與收到的橫坐標(biāo)信息對(duì)比，當(dāng)兩者相等時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)，然后線圈斷電，橫向轉(zhuǎn)動(dòng)完成，豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)原理相同；箱體底面設(shè)置有支座，可以防止箱體底面由于長(zhǎng)時(shí)間接地受潮而被腐蝕，延長(zhǎng)裝置的使用壽命；使用者可以通過(guò)這樣的一種智能交互的方式學(xué)到地理信息，相對(duì)于平面世界地圖更加直觀地認(rèn)識(shí)地球的的地理格局，這樣的教學(xué)方式亦可以大大得提高兒童的學(xué)習(xí)興趣；2、磁導(dǎo)球內(nèi)部在赤道位置和0°經(jīng)線位置均嵌套有回正線圈，回正線圈的輸入端D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，當(dāng)完成一個(gè)坐標(biāo)位置的尋找時(shí)，磁導(dǎo)球并不在初始坐標(biāo)的位置，影響下一次的轉(zhuǎn)動(dòng)，增設(shè)回正線圈后，D/A轉(zhuǎn)換器將頂部鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)到初始的位置，然后將豎直方向的回正線圈通電，由于磁場(chǎng)作用，磁導(dǎo)球自動(dòng)與鐵芯對(duì)齊回正，另一個(gè)方向的回正原理相同；3、主板上設(shè)有USB擴(kuò)展槽，通過(guò)USB擴(kuò)展槽可以直接訪問(wèn)儲(chǔ)存器，對(duì)內(nèi)部離線地圖數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)更新，以保證搜索效果的準(zhǔn)確性；4、箱體前面的頂部設(shè)置有揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器與主板上的D/A轉(zhuǎn)換器相連，使用者說(shuō)出想要查找的地理位置關(guān)鍵詞后，經(jīng)處理器識(shí)別后提供出多個(gè)備選項(xiàng)，通過(guò)揚(yáng)聲器語(yǔ)音播報(bào)給使用者供使用者二次選擇，使搜索結(jié)果更加精確，同時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)存放有關(guān)鍵地理位置的簡(jiǎn)介信息，搜索結(jié)束后，揚(yáng)聲器可以播放儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器里的該地點(diǎn)的介紹，讓使用者了解到更多的該地點(diǎn)的信息，提高了兒童的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)了兒童的學(xué)習(xí)興趣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的回正功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)圖；

圖中，1、步進(jìn)電機(jī)；2、封裝機(jī)殼；3、鐵芯；4、箱體；5、拾音器；6、USB擴(kuò)展槽；7、主板；8、線圈；9、磁導(dǎo)球；10、凸透鏡；11、揚(yáng)聲器；12、回正線圈；13、支座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1-3圖所示，兒童趣味地球儀，包括立方體形的箱體4，箱體4的前面為透明玻璃材質(zhì)；箱體4內(nèi)腔內(nèi)接有磁導(dǎo)球9，磁導(dǎo)球9的表面設(shè)置有世界地圖；箱體4的頂面和左側(cè)面均設(shè)置有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鐵芯3，纏繞在鐵芯3表面的線圈8，鐵芯3的上面設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)1，且鐵芯3軸向的中間部分與步進(jìn)電機(jī)1的輸出端螺紋連接，鐵芯3與步進(jìn)電機(jī)1均安裝在封裝機(jī)殼2內(nèi)，封裝機(jī)殼2與箱體4采用插接固定；箱體4的前側(cè)面中心位置插接有凸透鏡10；箱體4的右側(cè)面安裝有拾音器5，箱體4的右側(cè)面中心位置安裝有主板7；主板7上安裝有處理器、儲(chǔ)存器和D/A轉(zhuǎn)換器，步進(jìn)電機(jī)1、線圈8、揚(yáng)聲器11、拾音器5均通過(guò)主板7與D/A轉(zhuǎn)換器相連，儲(chǔ)存器內(nèi)存儲(chǔ)有離線地圖數(shù)據(jù)，D/A轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)存器均與處理器連接；磁導(dǎo)球9內(nèi)部在赤道位置和0°經(jīng)線位置均嵌套有回正線圈12，回正線圈12的輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端相連；主板7上設(shè)有USB擴(kuò)展槽6；箱體4前面的頂部設(shè)置有揚(yáng)聲器11，揚(yáng)聲器11與主板7上的D/A轉(zhuǎn)換器相連。

使用時(shí)，接通裝置的電源，裝置內(nèi)的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)初始化完畢，使用者說(shuō)出想要查看的地理位置關(guān)鍵詞，聲音通過(guò)拾音器5拾取轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳入處理器，處理器將電信號(hào)與離線地圖數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，挑選出關(guān)鍵信息語(yǔ)音播報(bào)出來(lái)供使用者選擇，使用者通過(guò)語(yǔ)音選擇自己想要的選項(xiàng)，處理器提取最終的地理坐標(biāo)，將坐標(biāo)信息傳給D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器將控制信號(hào)傳給頂面和左側(cè)面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；單個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，首先線圈8通電使磁導(dǎo)球9磁化，使磁導(dǎo)球9可以跟隨纏繞線圈8的鐵芯3一起旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)1根據(jù)所得到的控制信號(hào)帶著鐵芯3旋轉(zhuǎn)指定的角度；當(dāng)單個(gè)方向旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的線圈8隨即停止通電，另一動(dòng)機(jī)構(gòu)中的線圈8通電，隨即開(kāi)始動(dòng)作，動(dòng)作結(jié)束后凸透鏡10中間位置所呈現(xiàn)的坐標(biāo)即為所搜尋的坐標(biāo)，同時(shí)揚(yáng)聲器11播放儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器內(nèi)的該地點(diǎn)的簡(jiǎn)介；使用完畢后，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)回正，首先將頂面和左側(cè)面的兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的鐵芯3都旋轉(zhuǎn)到初始位置并保持不動(dòng)，赤道位置回正線圈12與左側(cè)面?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)鐵芯3上的線圈8通電，受磁力作用磁導(dǎo)球9的赤道線回正完成，0°經(jīng)線的回正道理相同。

本發(fā)明在使用過(guò)程中應(yīng)注意：裝置利用電磁場(chǎng)原理較多，使用時(shí)應(yīng)盡量減少周圍磁場(chǎng)對(duì)裝置的影響，應(yīng)避免與通電線圈8永磁體等易產(chǎn)生電場(chǎng)磁場(chǎng)的物品同時(shí)使用；主板7上設(shè)置有USB擴(kuò)展槽6，為了保證所獲取地理位置的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，應(yīng)定期通過(guò)USB擴(kuò)展槽6來(lái)更新存儲(chǔ)器內(nèi)的離線地圖數(shù)據(jù)和地理位置簡(jiǎn)介的數(shù)據(jù)；本發(fā)明中的處理器可以采用單片機(jī)，也可以根據(jù)實(shí)際使用中需求的價(jià)格和性能選取更合適的處理器；為了達(dá)到更好的使用效果，本發(fā)明中的步進(jìn)電機(jī)1應(yīng)盡量選用高頻率小步距的步進(jìn)電機(jī)1；如果有足夠的資金投入，磁導(dǎo)球9表面的世界地圖也可以采用熒光材料進(jìn)行涂敷，使裝置在夜晚使用的時(shí)候更加直觀和美觀；本發(fā)明如果長(zhǎng)期不使用，應(yīng)對(duì)關(guān)鍵活動(dòng)部分如步進(jìn)電機(jī)1等進(jìn)行防銹處理，以免因長(zhǎng)時(shí)間放置導(dǎo)致活動(dòng)部件氧化腐蝕，影響裝置的使用。