專利名稱：對位置敏感的教育用品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及教育用品，特別是一種對位置敏感的教育玩具。
語音和聲響合成器件很早就被用于各種玩具中，這些玩具能夠對例如洋娃娃或球的位置作出聲響反應，可是，這些玩具對玩的人很少有或完全沒有教育價值。
例如，斯脫威爾等在1982年3月9日的美國專利No.4，318，245中敘述了一種洋娃娃，這種洋娃娃在兒童改變洋娃娃的位置時作出種種聲響的反應，該洋娃娃可以發(fā)出一定數量的聲響，如笑聲或哭聲，但不能對幼兒或兒童提供教育幫助。
拉姆斯于1987年5月5日在美國專利No.4，662，260中揭示了另一種聲響發(fā)生裝置，拉姆斯的專利提出了一個玩具球，它能夠對玩具球的種種位置作出反應，發(fā)出不同的音符，使用該玩具的人可以通過將玩具置于種種不同的位置來連接適當的音符而產生樂調。但是，拉姆斯的裝置沒有對使用者提供直接的指導，因而不能用作教育的輔助工具。
這樣，就需要有一種把玩具和教具結合起來的東西，能夠以一種對位置敏感的教育形式，用有聲響和/或有語言提示配合的各種可見圖形，通過成年人來教育幼兒。
這里所揭示的這一發(fā)明包括用于一種對位置敏感的教育用品的方法和裝置。該發(fā)明幫助使用者把可見圖形與特定的聲響和/或語言提示聯系起來。
按照本發(fā)明的一個方面，一個多邊形的盒子構成了玩具的外形。盒子里裝著電源，例如電池等，以及能合成語音及聲響的微處理器。當位置傳感器對微處理器指出玩具的哪一邊處于“向上”的位置時，微處理器就對處于“向上”位置的可見圖形作出聲響反應。
在最佳實施例中，盒子包括一個十二面體，位置傳感器包括五個簧片開關，這五個簧片開關共同對微處理器提供一個編碼，指出對應于“向上”這一位置所要發(fā)出的正確聲響。
本發(fā)明一個技術上的優(yōu)點是，該玩具可通過成年人來對嬰幼兒進行教學。該玩具可置于各種位置，而各位置上的可見圖形可以通過聲響或語言配合。該玩具可采用種種不同的可見圖形，以適應兒童或少年發(fā)展的程度。
為了更完整地理解本發(fā)明和進一步了解其優(yōu)點，請參見下面結合附圖進行的詳細討論，其中，

圖1是本發(fā)明一個最佳實施例的分解透視圖，圖2是說明用于對位置產生聲響反應的電路和微處理器的原理圖，圖3a-3b是按照本發(fā)明的這一最佳實施例的位置敏感機構的視圖，圖4-14是按照本發(fā)明構成的各種位置敏感機構的其他實施例的示意圖，圖13是本發(fā)明的玩具的另一個實施例的透視圖。
在圖1至5中，同樣的元件標以同樣的編號以便易于參照。請參見圖1。圖中按照本發(fā)明制作的一種玩具的分解透視圖總的用編號10表示。玩具10包括一個盒子12，該盒子具有第一和第二兩個半殼體部分14和16，盒子12最好包括一個12個面的多邊形即十二面體，它具有12個平面17-28(圖1中只畫出平面19、21、22、25和26)。平面17-28具有可見的圖案，與微處理器產生的聲響和/或語音相對應，這將在下面加以詳細敘述。
例如，具有第一和第二插入件29和30的玩具10在每一平面17-28上具有例如動物的圖形(未畫出)，插入件29和30的使用使得更換可見圖形比較方便因而可以使用同一盒子12?；蛘?，也可以采用直接連接到平面17-28表面的可見圖形。
盒子12用無毒安全的塑料構成，以便供幼兒使用，第一和第二半殼14和16由模塑成型，具有光滑和圓的而不是銳利的邊緣，以利于玩具10滾動到它的各個平面17-28。第一和第二半殼14和16可用任何合適的方法如超聲波焊接，膠粘或用螺絲緊固等合在一起，第一和第二半殼體14和16上帶有許多小孔13，便于通過它們傳送聲音。
盒子12的內部可以通過移去帽蓋32來觸及。該帽蓋32與平面20是一致的，并且最好是做成只能用螺絲刀或硬幣才能旋開。盒子12內是電池組34，它可以容納例如四節(jié)AA電池，為玩具10提供電源。電池組上可以設置一個蓋子36以容納通-斷開關，電池組34用適當的方法例如用螺絲40固定于內部支承體38上。
印刷電路板42安裝在內部支承件38上，與電池夾34相鄰，它包括使玩具10起作用所必需的電路裝置和微處理器，下面將詳細加以敘述。盒子12內與可移去的帽蓋32相對的一端有一揚聲器44，它與印刷電路板42經接線46和48互連，使揚聲器44能夠響應于微處理器。位置敏感機構50(圖3)與印刷電路板40互連，使微處理機知道該玩具10的平面17-28中的那一個處于預定的取向或“向上”位置(圖1中的平面22)，在該位置，平面17-28之一處于最上面。
在使用中移動玩具10時，它立即接通并邊滾動或轉動邊演奏樂調，如果兒童停止?jié)L動或轉動這個球，它就發(fā)出一個對應于平面17-28中“向上”位置的可見圖形的悅耳的語音提示和音響，例如，采用下列可見圖形安排。
平面17＝狗，平面23＝馬，平面18＝貓，平面24＝貓頭鷹，平面19＝鴨，平面25＝羊，
平面20＝牛，平面26＝蛙，平面21＝鵝，平面27＝雞，平面22＝豬，平面28＝鳥，若有一鴨子圖案的平面19處于“向上”位置，該玩具10則會說出展示的圖形是鴨子，隨之是一聲代表鴨子的聲響。接著，若有一豬的圖案的平面22轉到“向上”位置，該玩具將說出展示的圖形是豬，隨之是一聲代表豬的聲響，以此類推。
當玩具10被再次移動，則又會演奏樂調，直至這種移動停止并且另一可見圖形被確認處于“向上”位置為止。只要滾動或轉動該玩具10，它將繼續(xù)以對應于“向上”位置的可見圖形的提示或代表的聲響來作出反應。如果持續(xù)一段短時間不再轉動或滾動玩具，則它會演奏一小段音樂信號以重新吸引孩子的注意。如果仍然沒有進一步的活動，則玩具10宣布自己將關斷，然后自動執(zhí)行。
參見圖2，圖2畫出了微處理器及有關電路的電路圖，用微處理器及有關電路來把位置敏感機構50的輸出轉變成經揚聲器44發(fā)出的可聽音響。如圖2所示，位置敏感機構50對應于五個開關52、54、56、58和60。開關52-60對應于十二面體的五個平面，這將在下面詳細描述。
微處理器62經插腳PA0、PA1，PA2、PA3和PA4分別連接到開關52-60，每一開關的另一觸點連接到節(jié)點97。微處理器62至少能對12行的編碼數據進行解碼，能存儲多種聲響，從其中選擇出一個對應于解碼信號的聲響從而產生響應于該解碼信號的可聽聲響。這種可聽的聲響最好對應于平面17-28(圖1)上可見圖形，從而具有教育意義。
上拉電阻64、66、68、70和72分別連到腳PA0-PA4和開關52-60，電阻64-72可以是200K左右的數量級并且同時連接到二極管74的負極，二極管74的正極連接到熔斷絲76，熔斷絲76連接到電池組34，該電池組提供例如6伏的電壓。熔斷絲76阻止電路短路，二極管74則防止電池裝反的損害。
節(jié)點78和80之間是一電阻82，電阻值200K左右。節(jié)點80和84之間是一電容86，容量為0.012μf，節(jié)點80連接到二極管88的正極，其負極連接到節(jié)點78，晶體管90的集電極也連接到二極管88的正極，該晶體管90可以是pnp型的，其發(fā)射極連接到微處理器62的腳INIT-。晶體管90的基極經82K大小的電阻92連接到微處理器62的腳PBO，2200pf大小的電容93連接在節(jié)點95和97之間。
微處理器62由電池組34經VDD和VSS供電，47pf的電容94連接在節(jié)點78和97之間，陶瓷諧振器100經DSC1和DSC2提供微處理器62以工作時鐘，微處理器62的腳PA5-PA7連接在一起并接到二極管74的負極。
話音輸出經腳DA1和DA2傳送到揚聲器44，腳DA1經大小為560歐的電阻104連接到pnp型晶體管106的基極。晶體管106的發(fā)射極連接到節(jié)點78，而集電極則連接到節(jié)點108。npn型的晶體管110的集電極連接到節(jié)點108，晶體管110的發(fā)射極連接到也是npn型的晶體管112的發(fā)射極以及節(jié)點97，晶體管110的基極經電阻118連接到節(jié)點116，該電阻118的大小約為100歐，晶體管112的集電極連接到節(jié)點116，而晶體管112的基極經一大小為100歐的電阻120連接到節(jié)點108。
10μf的電容122連接在節(jié)點108和116之間，最好為8歐的揚聲器44也連接在節(jié)點108和116之間，pnp型的晶體管123的發(fā)射極連接到節(jié)點78，而其集電極連接到節(jié)點116，其基極經大小為560歐的電阻124連接到微處理器62的輸出腳DA2。這四個晶體管106、110、112和113形成一個用于揚聲器44的放大器，電容122用作濾波器。
在工作時，當開關60動作時，包括電阻82、電容86、二極管88、晶體管90、電阻92和電容93的起始電路驅動微處理器62，演奏樂調。在開關60從斷開移到閉合位置時，經電容86產生一負的尖峰脈沖電壓，如果玩具10未接通，該負脈沖會經晶體管90并觸發(fā)INIT-腳使微處理器62接通，如果微處理器62已經接通，則晶體管90會關斷，負觸發(fā)脈沖不會到達微處理器62，這里，電容93用來防止噪聲引起微處理器62的中斷。當開關52-60動作時，微處理器62譯出向其提供的編碼并把適當的音響響應傳送到揚聲器44，在預定的一段時間之后，如果開關52-60都不動作，則電路在發(fā)出警告后自動關斷。
也可以在微處理器中用軟件來自動地實現靜態(tài)模式，而不是機械的通/斷開關，這種軟件可以實現按一定的順序重新安排玩具的位置(如從貓頭鷹圖案到牛的圖案來回轉換三次)來使該玩具關斷，直至用相反的順序來接通(或者用另一種順序來起動)。這樣，就使成人可以關掉這個玩具，并把它留給正在睡著的幼兒，而不必擔心這玩具會意外地接通。
參見圖3a。圖中所示是按照本發(fā)明的最佳實施例構成的位置敏感機構的俯視圖，圖中用編號50總體表示。這里所說的位置敏感機構指一種能夠由相對于地球中心的重力定向的裝置。該位置敏感機構50包括五根安裝在印刷電路板42上的滑管126，在每根滑管126附近有一個安裝在印刷電路板42上的簧片開關136(圖3b)，印刷電路板42安裝在盒子12的第二半殼16中。每一滑管126安排成與盒子12的平面17-28之一垂直，并分開72度，如圖中角X所示。在圖3a的例子中，每一平面23-27有一滑管126與其垂直。
參見圖3b。圖中畫出了滑管126的橫截面?；?26包括帶有磁鐵130的空心管128，滑管126安裝成與印刷電路板42約成角Y，如果盒子12是十二面體，角Y最好是在23度到27度之間?；?26用適當的方法安裝在印刷電路板42上，例如用支架132和134，簧片開關136安裝在空心管128下，并由適當的方法例如導線138連接到上面參照圖2所述的電路。
一旦玩具10定位在其平面17-28，上空心管128內的磁鐵130滑向或離開簧片開關136。當磁鐵130接近簧片開關136時，通過導線138向處理器62送出一個指出電路接通的信號，如果磁鐵130滑離簧片開關136，則對微處理器62提供一個開路響應。
因為有五個開關，就有32種可能的信號組合被送到微處理器62，其中，只有12個信號組合起作用。如果玩具設計成展示動物，一種可能的編碼順序如下所示開關號碼60585654521＝斷開0＝接通00000平面17狗00001…00010…00011平面21鵝00100…00101…00110平面22豬00111平面24貓頭鷹01000…01001…01010…01011…01100平面18貓01101…01110平面23馬
01111…10000…10001平面20牛10010…10011平面25羊10100…10101…10110…10111…11000平面19鴨11001平面26蛙11010…11011…11100平面27雞11101…11110…11111平面28鳥采用上述解碼表，微處理器62可以確定哪一個平面17-28處于“向上”位置，并產生正確的音響反應。
在圖3a所示的結構中簧片開關也可以代之以其他結構如圖4所示。其中，一個導電球140在空心管142中滾動，空心管142可以是在印刷電路板42上有第二觸點的金屬導體，或在印刷電路板42上有兩個觸點的塑料管。觸點146與電路和微處理器62連接如前所述。或者，導電球140可以包括導電液，如水銀或鈉鉀。
簧片開關的另一種替代結構如圖5所示?？招墓?48有一不透明體150，它可在重力作用下在管中自由移動，該不透明體150可以包括例如含有某種不透明液體的球，一個包括紅外光源的光發(fā)射器152位于印刷電路板42上，正對著光檢測器156，空心管148位于光發(fā)射器152和檢測器156之間。空心管148可以是由能讓來自發(fā)射器152的光線穿過的透明材料制成，或有適當的窗口能讓光線穿過。當玩具10的位置使不透明體150隔斷檢測器156與發(fā)射器152時，一個斷開信號將送到微處理器62，如果空心管148的取向使不透明體不能隔斷檢測器156和發(fā)射器152，則一個接通信號將送到微處理器62。
參見圖6。圖6中畫出了圖3b中簧片開關的另一種替代結構的橫截面。其中，空心管158安裝在印刷電路板42上，管內是一反射體162，如鉻球。此外，還有一個光學反射開關164位于空心管158內。開關164發(fā)射一束光進入空心管158，如果反射體162靠近開關164，光線將被反射，并進入開關164的接收部分，對微處理器62提供一個接通信號。如果反射體162遠離開關164，則光線不會被反射，因此，一個斷開信號將被送到微處理器62。
參見圖7。圖中用透視圖示出了圖3b中簧片開關的又一種替代結構。磁鐵166位于導軌168內，磁鐵166的北極170和南極172位于導軌168的相反的兩端。磁傳感器174，例如霍爾效應傳感器，固定在導軌168上。導軌168則由支架178固定在印刷電路板42上。當磁鐵166靠近傳感器174時，南極172使傳感器174動信，對微處理器62提供一接通信號，當磁鐵166遠離傳感器174時，傳感器174關斷，對微處理器62送去一個斷開信號。
在另一實施例中，玩具10的每一平面17-28上用了一個開關以代替如圖2-7所示的五個開關。圖8畫出了這種實施例的截面圖。盒子12帶有裝著導電液182的內球180。球180并不完全充滿液體182，因此，形成了氣泡184。位置敏感觸點186、188、190、192、194和196在球186內形成，垂直于盒子12的每一平面(圖8中僅畫出6個)。當盒子12放在其平面17-28中的一個平面上時，一個相應的位置敏感觸點例如186，就處于氣泡184之中，因為除了觸點186以外所有位置敏感觸點都被指出是接通的，微處理器(未畫出)就知道觸點186處于“向上”位置，因而發(fā)出適當的可聽響應。
參見圖9。圖中畫出了圖8中球和液體的一種替代結構的截面圖。這里，形成了一個其形狀與盒子12相配合的內盒198。內盒198放置得使平面交界垂直于每一平面17-28，形成容納座200、202、204、206、208和210(內盒198總共有十二個容納座)。導電球212可在內盒198中自由移動。當盒子12處于使導電球落入容納座200-210之一的位置時，一個表示接通的信號送入微處理器(未畫出)。這樣，微處理器就知道直接對著的那個平面處于“向上”位置，從而發(fā)出適當的聲音信號?；蛘撸瑑群?98可以是帶有垂直于盒子12平面的觸點的球。當導電球212位于一個適當的容納座時，對微處理器指出一個接通位置，否則，就指出斷開位置。
參見圖10a。圖中示出了位置敏感傳感機構50的又一個實施例的截面圖。導電外殼214充有導電液216，例如鈉鉀或水銀，基座218包括如玻璃等絕緣體，金屬引線219、220、222、224和226(圖10b)一端穿過基座218伸入導電液216，另一端接到印刷電路板(未畫出)上適當的電路中。當玩具10轉動到不同的平面時，通過導電液216，將使導線219-226形成種種組合與導電外殼相連。按照某個編碼，微處理器能夠確定哪一個平面處于“向上”位置，并發(fā)出適當的聲響反應。參見圖10b。當從上向下看時，導電外殼214呈圓形。
參見圖11。圖中用截面圖示出了本發(fā)明位置敏感機構的再一個變化的實施例。內盒228有著與盒子12一致的形狀，內盒228的平面與盒子12的平面17-28相配合。內盒228是空心的，內有一個光源230，如頻閃燈。一種不透明的物質232，如砂子或微小的金屬顆粒，可在內盒228中自由移動。光接收器234、236、238、240、242和244正對著內盒228和盒子12的每一平面(如果盒子12是十二面體，則有十二個光接收器)。一旦盒子12置于平面17-28之一上，不透明物質232由于重力而落到最低處，這種不透明物質不讓來自光源230的光線通過，因而光源不能到達適當的接收器，例如不能到達光接收器236。由此，經適當的電路與光接收器234-244互連的微處理器(未畫出)得到與接收器236相對的平面處于“向上”位置的信號，發(fā)出適當的聲音響應。
參見圖12。圖中示出了按照本發(fā)明的位置敏感機構的又一個變化的實施例的截面圖。一個導電的金屬球246位于盒子12內。傳感器250、252、256、258和260剛性地懸掛在盒子12的平面上，與每一平面垂直(如果盒子是十二面體，則共有十二個傳感器)。一旦盒子12置于平面17-28之一上，導電球246被重力拉向某一個傳感器，例如，拉向傳感器254。由此，與傳感器250-260互連的微處理器(未畫出)經適當的編碼得知與傳感器254相對的傳感器260處于“向上”位置并發(fā)出適當的聲響反應。
參見圖13。圖中示出了本發(fā)明的再一個變化的實施例的立體圖。它是一個六棱柱262，該六棱柱由托架264和一個適當的連接裝置266固定于搖籃或有欄桿的兒童小床的欄桿268上，兒童可以把正六棱柱262轉到各個位置，由位置敏感機構加以檢測后發(fā)出適當的聲音反應。如果需要的話，六棱柱262可從欄桿268上取下，放在地板上或置于適當的拖拉玩具的結構中。
本發(fā)明的教育玩具能夠適于幼兒、較大的孩子和成人使用，并可以在盒子的平面上針對各種年齡的兒童提供合適的圖案，并提供能夠發(fā)出相應音響和/或話音的微處理器。依靠適當的軟件，還可以把該教育玩具用于游戲用具，例如會說話的骰子或球。
盡管本發(fā)明是參照最佳實施例進行描述的，但本發(fā)明并不限于所述實施例。對本領域中的技術人員來說，很容易根據本發(fā)明的精神實質提出種種變化和修改，因此本發(fā)明包括那些落入權利要求書范圍內的種種變化和修改。
權利要求
1.一種教育玩具，包括電源，位置敏感機構，響應于所述位置敏感機構的發(fā)聲電路，揚聲器，以及一個在其多個位置上具有可見圖形的盒子，所述盒子裝有所述電源、所述敏感機構，所述電路和所述揚聲器，由此，一旦所述盒子處于某一位置上，所述位置敏感機構對所述發(fā)聲電路送去信號，以通過揚聲器產生相應于所述位置的所述可見圖形的教育信息的聲音響應。
2.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述電路包括一個微處理器，它能夠存儲多種不同音響，每一種音響對應于所述位置之一，所述微處理器能夠響應于所述位置敏感機構放出每一種所述音響。
3.如權利要求2的教育玩具，其特征在于，所述微處理器進一步包括用來使玩具關斷的軟件。
4.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述盒子包括一個十二面體。
5.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述盒子包括一個正六棱柱。
6.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組簧片開關，各由可根據所述盒子的取向移動的一塊磁鐵驅動。
7.如權利要求6的教育玩具，其特征在于，所述一組簧片開關中每一個垂直于所述盒子的一種位置，并包括一個滑管，所述磁鐵根據所述盒子的取向沿該滑管移動。
8.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組中空滑管，位于每一所述滑管中的滑動導體，以及，與所述滑管相聯的觸點，發(fā)出在所述滑管中的所述導體的接通或斷開狀態(tài)的信號。
9.如權利要求8所述的教育玩具，其特征在于，所述的滑管包括一導體。
10.如權利要求8的教育玩具，其特征在于，所述的滑動導體包括一金屬球。
11.如權利要求8的教育玩具，其特征在于，所述的滑動導體包括導電液體。
12.如權利要求11的教育玩具，其特征在于，所述的導電液體包括水銀。
13.如權利要求11的教育玩具，其特征在于，所述的導電液體包括鈉鉀。
14.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組中空滑管，在每一所述滑管中的不透明滑動體，一組光發(fā)射器，以及，與每一光發(fā)射器相對的光接收器，由此，所述光發(fā)射器和光接收器根據所述不透明滑動體的位置對所述電路指出接通和斷開狀態(tài)。
15.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述的位置敏感機構包括一組中空不透明滑管，在每一所述滑管中的反射體，以及，一個反光開關，根據所述反射體的位置對所述電路指出接通和斷開狀態(tài)。
16.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組導軌，在每一所述導軌中的磁鐵，以及，根據所述磁鐵的位置對所述電路指出接通和斷開狀態(tài)的磁傳感器。
17.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括在所述盒子中的空心球，部分地充滿所述球的導電液，在所述球內對著所述盒子的每一位置的觸點，當所述觸點被所述液體覆蓋時，用來對所述電路指出觸點被所述液體所覆蓋的狀態(tài)。
18.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括與所述盒子形狀相配合的一個內盒，在所述盒子中的一個導電體，由此，所述導電體和所述內盒通過指出接通狀態(tài)來對所述電路給出所述導電體位置的信號。
19.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一個導電外殼;一個固定于所述導電外殼以形成一容器的不導電基座，部分地充滿所述容器的導電液，一組從所述基座伸入所述液體的導線，由此，根據所述盒子的取向對所述電路提供所述導線的接通或斷開狀態(tài)。
20.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括與所述盒子形狀一致的內盒，在所述內盒中的光源，與所述盒子的每一位置相對應地固定于所述內盒的光檢測器，在所述內盒中的不透明物質，由此，所述物質將根據所述盒子的位置覆蓋一個所述的光檢測器，以向所述電路提供斷開狀態(tài)。
21.如權利要求1的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括置于所述盒子內的一個導電球，對應于所述盒子每一位置的觸點，由此，所述導電球在重力作用下接通所述觸點，對所述電路指出所述盒子的位置。
22.一種教育玩具，包括在每一平面上有可見圖形的十二面體，在所述十二面體內指出哪一個平面處于預定取向的位置敏感機構;響應于所述位置敏感機構以產生代表所述預定取向的所述可見圖形的音響的微處理器，用來發(fā)出所述音響的揚聲器，以及，對該玩具供電的電源。
23.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述預定取向包括最上面的平面。
24.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述微處理器進一步包括使該玩具關斷的軟件。
25.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組滑動磁鐵，每一磁鐵安放得垂直于所述十二面體的一個所述平面，與每一所述磁鐵鄰近的簧片開關，用以根據所述磁鐵的位置向所述微處理器提供每一所述簧片開關的接通或斷開狀態(tài)。
26.如權利要求25的教育玩具，其特征在于，所述一組滑動磁鐵包括五個。
27.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組空心管，每一空心管垂直于所述十二面體的一個所述平面，可滑動地置于每一所述空心管內的導體，對所述微處理器給出每一所述導體接通和斷開狀況的信號的觸點。
28.如權利要求27的教育玩具，其特征在于，所述一組空心管包括五個。
29.如權利要求27的教育玩具，其特征在于，所述空心管為導體。
30.如權利要求27的教育玩具，其特征在于，所述滑動導體包括金屬球。
31.如權利要求27的教育玩具，其特征在于，所述滑動導體包括導電液體。
32.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組空心滑管，每一滑管內有一個不透明滑動體，光發(fā)射器，靠近每一所述的空心滑管，所述光發(fā)射器發(fā)出穿過所述滑管的光線，對著每一所述發(fā)射器的光接收器，所述接收器根據每一所述滑動體的位置對所述微處理器指出接通和斷開狀態(tài)。
33.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組空心的不透明滑管，每一滑管容有一個反射滑動體，靠近每一所述滑管、根據所述滑管中每一所述滑動體的位置對所述微處理器指出接通和斷開狀態(tài)的反光開關。
34.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一組導軌，每一所述導軌可滑動地容有一塊磁鐵，靠近每一所述導軌、根據每一所述磁鐵的位置對所述微處理器指出接通和斷開狀態(tài)的磁傳感器。
35.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括部分地充滿所述十二面體中一個空心球的導電液體，在所述球內、對著所述十二面體的每一面的觸點，當每一所述觸點被所述液體覆蓋時向所述微處理器指明。
36.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括處于一個內盒中的導電體，所述內盒的形狀與所述十二面體的形狀一致，由此，通過所述導電體與所述內盒的接通狀態(tài)對所述微處理器提供所述導電體位置的信號。
37.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括一個導電外殼，一個固定于所述導電外殼以形成容器的不導電基座，部分充滿所述容器的導電液，一組經所述基座伸入所述導電液的導線，由此，根據所述十二面體的位置對所述微處理器提供所述導線的接通或斷開狀況。
38.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括與所述十二面體形狀一致的內盒，在所述內盒中的光源，對應于所述十二面體的每一所述平面固定于所述內盒的光檢測器，在所述內盒中的不透明物質，由此，所述物質將根據所述十二面體的位置覆蓋所述光源之一，以對所述微處理器提供斷開狀態(tài)。
39.如權利要求22的教育玩具，其特征在于，所述位置敏感機構包括置于所述十二面體中的導電球，對應于所述十二面體每一平面的觸點，由此，所述導電球在重力作用下接通所述觸點，對所述微處理器指出所述十二面體的位置。
40.對一個盒子的位置提供提示的方法，包括下列步驟，產生該位置的電指示，產生響應于該電指示的聲音信號，所述聲音信號提供與盒子的該位置所展示的物體特性一致的、有特定的和獨特聯系的信息。
41.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括使一組滑動磁鐵中的每一個分別垂直于盒子的一個不同位置，在每一所述磁鐵附近固定一個簧片開關，由此，根據每一所述磁鐵的位置指出接通和斷開狀態(tài)。
42.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括使一組各容有滑動導體的空心管的每一個分別垂直于該盒子的一個不同位置，根據所述導體的位置指出接通和斷開狀態(tài)。
43.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括使一組各容有一個不透明滑動體的空心管分別垂直于該盒子的一個不同位置，發(fā)出穿過所述空心管到達接收器的光束，指出接通狀態(tài)，由所述滑動體阻斷所述光束，指出斷開狀態(tài)。
44.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括使一組各容有一反射滑動體的不透明空心管分別垂直于該盒子的一個不同位置，從所述滑動體反射光束，指出接通狀態(tài)，通過使所述滑動體滑到使所述光束被所述空心管吸收的位置來指出斷開狀態(tài)，
45.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括使一組各容有一個滑動磁鐵的導軌分別垂直于該盒子的一個不同位置，在每一所述導軌附近安置一個磁傳感器，當所述磁鐵遠離所述傳感器時指出斷開狀態(tài)，當所述磁鐵靠近所述傳感器時指出接通位置。
46.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括在該盒子內安置一個空心球，用導電液部分充滿所述球，在所述球中對著所述容器的每一位置安置一個觸點，當所述導電液覆蓋所述觸點時指出接通狀態(tài)。
47.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括在該盒子內安放一個與該盒子形狀一致的內盒，通過用一個在所述內盒中的導電體接觸所述內盒來指出接通位置。
48.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括在該盒子內固定一個具有不導電基座的導電外殼，使一組導線穿過所述不導電基座，用導電液部分充滿所述導電外殼，通過用所述導電液覆蓋所述導線來指出接通狀態(tài)。
49.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括在該盒子內安置一個與該盒子形狀一致的內盒，在所述內盒中安置一個光源，用通過可移動地處于所述內盒中的不透明物質使光源與光檢測器之間隔斷以指出斷開狀態(tài)，
50.如權利要求40的方法，其特征在于，產生電指示的步驟包括在該盒子中安置一個導電球，使所述球連接對著該盒子的某個位置的觸點，指出接通位置。
51.對多種位置的教育玩具每一位置的可見圖形提供相應音響的方法，包括下列步驟在該玩具中設置位置敏感機構，指出哪一種位置處于預定取向，根據處于所述預定取向的位置從所述位置敏感機構產生一個信號;用微處理器對所述信號解碼，存儲對應于該玩具每一位置的可見圖形的一組獨特聲音的多種電表示形式，選擇對應于所述解碼信號的存儲聲音，產生響應于所述解碼信號的可聽聲音，所述聲音能說明該玩具的位置所具有的內容，由此，該玩具可使使用者從中學習，
52.如權利要求51的方法，其特征在于，所述步驟包括固定一組機-電開關，使每一機-電開關分別垂直于該玩具的一個不同位置，以根據該玩具的位置指出接通和斷開狀態(tài)。
53.形成教育玩具的方法，包括下列步驟形成一多面形盒子，每一面有一平面，在每一所述的面上固定一個可見圖形，所述可見圖形是各種動物，在所述盒子內設置一個位置敏感機構，以指出哪一個所述面處于預定的位置，把一個揚聲器和一個微處理器連接到所述位置敏感機構，對處于預定位置的所述可見圖形作出聲音響應，所述響應包括所述動物的名稱和所述動物的聲音。
54.如權利要求53的方法，其特征在于，使位置敏感機構定位的步驟包括固定一組機-電開關使各開關垂直于各面的不同平面，以根據該玩具的位置指出接通和斷開狀態(tài)。
全文摘要
一種十二面形的教育玩具(10)，在每一平面(17-28)上形成一不同的可見圖形，位置敏感機構(50)在該玩具(10)內取向以通知微處理器(62)哪一個平面(17-28)處于“向上”位置。一旦玩具(10)被轉動或移動，則產生一個“接通”的信號，并放出樂調，當平面(17-28)之一停在“向上”位置時，位置敏感機構(50)通知微處理器(62)，并經揚聲器(44)放送對應于可見圖形的聲音，如果玩具(10)被扔在一邊并持續(xù)一預定時間，則玩具播出一段告警聲，若玩具(10)仍不被移動，則玩具自動“關斷”。
文檔編號G10K15/04GK1047810SQ90100680
公開日1990年12月19日 申請日期1990年2月10日 優(yōu)先權日1989年2月10日
發(fā)明者史蒂文·里·盧斯克, 派屈克·羅姆, 拉里·戴爾·托馬斯 申請人:得克薩斯儀器公司