一种电子发声早教魔方

本发明属于一种儿童早教电子产品。

市场多年前已经出现了一种可以发声的电子挂图，当点击相应图片时，电子挂图会用声音播报图片中事物的名称，比如图片是只狗，电子挂图就能用汉语播放【狗】，或者用英语播放【dog】。挂图还有测试模式，播放一个事物名称的语音，让小朋友点击对应的图片，如果点错了，会提示错误，要求重新点击，如果正确，就会换另一个事物。

电子挂图丰富了早教的形式和产品，但仍存有不方便携带和不方便使用的问题。因为挂在墙上，不方便小朋友自己点击，如要大人陪同，则又耗费大人时间。所以这类产品实际上是挂得多，看得少，用得更少，没有完全发挥出有声图片的优势。

本发明对电子有声挂图进行了有效的改进，改进后既方便携带又方便使用。

实际上，不用改变有声挂图现有任何电路结构、控制单元及控制逻辑，只须将分布在平面上的每个事物小图片，重新排列，将它们布置在一个正四方体的各个面上，通过改变每个事物小图片的布局，就能将电子有声挂图，改造成一个电子有声魔方。具体方法如下。

本发明包含3个主要部分：1、分布在正四方体上的多个图片按钮；2、播放声音的喇叭；3、接受图片按钮输入，并控制喇叭播放不同声音的输入输出控制单元。

其中图片按钮按下列方式布局。在一个正四方体上的每个正方形面上，行列整齐排列2*2或3*3或4*4或5*5或6*6或7*7或8*8或9*9或10*10个不同的小图片，小图片中可标识不同的动物、植物、事物、拼音字母、汉字、数字、数学符号、外语字母，外语单词等，每个小图片中还有一个按钮。图片按钮还可以采用m行n列对齐并均匀排列，其中m和n为小于100的正整数，且m可以不等于n。和普通魔方不同的时，本发明的正四方体的六个面是固定的，每个图片按钮也是固定布置在六个面上，每个图片按钮的与它周围的图片按钮的相对位置都是固定的，使用时不需要像使用普通魔方一样旋转扭动任何一个图片按钮。

在学习模式下，当按下一个小图片中的按钮时，输入输出控制单元收到对应按钮被按下的信号后，会在喇叭中播放相应图片中事物或文字符号的名称，播放时，可以单独用母语播放，或外语播放，或母语外语先后播放，如果事物是种能发声的动物，还可以单独播放动物的叫声，或和母语外语一起播放。比如，图片是只【狗】，则点击这个图片后，本发明的喇叭会播放汉语【狗】、或者英语【dog】、或者【汪汪的叫声】，或者将【狗、dog、汪汪的叫声】全部播放出来。

在测试模式下，本发明会先在喇叭中播放事物或文字符号的名称，然后等待按键输入，当收到的图片按钮按键输入和此事物或文字符号不对应时，会用语音播放输入错误提示音，如果对应，则可以进入下一轮测试，或者用语音提示输入正确后，再进入下一轮测试；测试完成后，还可以提示本次测试的结果，多少次正确，多少次错误，正确率多少，测试时长多少。

在跟读模式下，本发明会先在喇叭中播放事物或文字符号的名称，然后不发声，给出相应的跟读时长。

在跟读模式下，本发明还可以增加一个麦克风，用来在不发声的时候，收录声音。在跟读时间结束后，将收录的声音进行语音识别，如果识别出来的名称和播放的名称不一样，则用语音提示错误，如果正确，则直可直接或在语音提示正确后进入下一轮跟读。

因为本发明会播放语音，需要有传播声音的音孔，也需要基本的电源开关，如前述需要一个按钮来切换播放语音时是使用母语，还是使用外语，或者是使用动物的叫声，或者是使用三种声音的多种组合，还需要一个按钮来切换学习、测试或跟读模式，还需要调节声音大小的按钮或开关，所以正四方体中会留下一个面用来放置上述的音孔、开关和按钮，不会放置代表事物或文字符号的图片按钮。

在保留5个面可布置代表事物或文字符号的图片按钮的情况下，如果每个面采用3*3即3行3列整齐排列的情况下，5个面最多可放下54个图片按钮，如果要放置更多的图片按钮，一种方法是作更多的本发明的产品，每个产品都布置不同主题或系列的54个图片按钮，这样如果用户要学习更多的事物和文字符号，就需要购买更多的不同的产品。在整个产品物理及电子电路结构完全的情况，这就意味着浪费。为避免浪费的情况，可以将这5个面作成套筒的形式，图片标识在套筒上面，这5个面组成的套筒可以从正四方体上拆卸，也可以安装上去。产品底面上的一条边和套筒上的一个侧面有明显标识，标识套筒安装时，指定侧面要对齐指定底面上的边。有当更换套筒后，需要有一个套筒设置设备，比如一组跳线开关或一组拨动开关，用来设置新套上的套筒是哪个主题或系列，输入输出单元读取到套筒设置设备上的设置信息后，当套筒上的图片按钮按下后，就能播放出正确的语音了。

为了方便套筒的拆卸和安装，可以在套筒的两个侧面相交而成的棱上，分开并安装一条拉链，方便装卸。

为了方便学习，还可以在每个图片按钮中安装各自的光源。在跟读模式下，当播放相应图片按钮的语音时，相应图片按钮中的光源，也将点亮，随后熄灭。在测试模式下，当输入错误到达指定错误次数时，与测试语音相应的图片按钮中的光源也将点亮，被点击后将会熄灭。为了方便弱光下学习，产品还可以设置成光源常亮，而前面需要点亮情况，则在常亮的设置下，变成熄灭光源。

因为本发明的用户是低龄的儿童，所以为避免产品对儿童的伤害，本产品三个面相交所形成的角，使用圆角设计，两个面相交相成的棱，采用圆弧形设计。

显然正四方形的模型是个很好的外形，但还可以用其它外形的立体模型来制作本发明的产品，比如，本发明的产品外形可以是圆柱体、长方体、圆椎体、圆台体、正多边形柱体、正多边形台体、正多面体，或卡通模型的样子。而图片按钮在模型的表面上可采用均匀分布，当模型的某个面形状规则时，图片按钮还可以在这个面上采用m行n列对齐并均匀排列，其中m和n为小于100的正整数，且m可以不等于n。显然也可以为各种模型设计与模型配套的套筒。

特别要强调的是圆柱体也是一个很好的外形，套筒可以作成旋转装卸的模式，会更方便装卸，且套筒和柱体的贴合也可以作得更紧密。

还可以将套筒的底面去掉，作成只在侧面印刷有图片的卷筒，然后四方体或圆柱体的内部作成空的，方便收纳各种系列的图片卷筒，未印刷图片的底面就作成单独的底盖。当需要使用一个新系列的图片卷筒时，就打开底盖，从内部空腔中取出要用的的图片卷筒，然后取下当前套在四方体或圆柱体的侧面上的图片卷筒，并收纳回内部空腔，再将新的图片卷筒套好，再密封底盖。

为了减少图片卷筒在侧面套动时的磨损，一个更好的设计是将四方体或圆柱体的侧面作成透明状，而将图片卷筒衬在侧面的内壁。为方便观看图片卷筒上的每个图片，每个图片在侧面上对应的按钮应布置在每个图片的角上。为防止图片卷筒在内壁滑动，可在四方体空腔对应与棱接近的位置，固定四根立柱，图片卷筒可套在四根立柱上，且尽量贴近侧面的内壁。还有一个方案就是为四方体和圆柱体制作一个比侧面内径稍小，稍硬且稍带弹性的内筒。当要更换图片卷筒时，先取出内筒，再取出图片卷筒，然后布置好新的图片卷筒，再将内筒稍压缩变形后，放置图片卷筒内，等内筒恢复原状时，再将图片卷筒尽量压在侧面内壁上。

显然图片卷筒装卸还是稍嫌麻烦，一个更好的设计就是将所有的图片卷筒沿一条棱剪开，然后首尾相连，作成像【清明河上图】一样的长条幅，然后首尾两端各固定一卷轴，各卷一部分在卷轴上，作成一个图片轴卷。然后像磁带一样安装在四方体的内腔中，此时，四方体的内腔的三个角上，固定有可旋转的立柱，图片轴卷中未缠绕在卷轴上的部分布置在立柱和侧面内壁之间，还有一个角有两根可旋转的立柱，接近两端轴卷的图片，各从一根立柱和侧面内壁间的缝隙中经过，然后两部分轴卷的卷轴固定在内腔中，就像和磁带在磁带盒中缠绕的方法一样，有区别的是，轴卷要呈现的部分，通过5根立柱的定位尽量贴近侧面内部。当两根卷轴旋转时，轴卷就会在一根卷轴上缭绕，在另一根上释放，侧面内壁就会呈现不同的图片，当旋转前所有呈现的图片全部替换完后，就是一个新系列的图片，此时须对【套筒设置单元】重新设置，设置本次呈现的是哪部分的轴卷。

在使用图片卷筒和图片轴卷的设计时，为了更方便的观看图片，可以将每个图片对应的按钮取消，将侧面作成全透明的，然后使用点读机的点击定位系统来获取用户使用点读笔点击了哪个位置，当点击位置放置有图片时，则播放相应图片的声音。当然还可以在侧面安装触摸屏，获取手指在触摸屏上的点击位置，作为输入输出控制单元的输入。当手指点击触摸屏某个位置时，如果点击位置放置有图片时，则播放相应图片的声音。

另外，由于本发明采用了立体设计，拥有了容积，所以还可以将小朋友喜欢的故事机也集成到本发明中，作成一个还会讲故事、唱歌、播放音乐的魔方，这样本发明将有更多的功能，更能满足用户的需求。

还可以单独将图片按钮的按键信息或位置定位系统的位置信息输出，通过外接的数据线单独输出到智能手机等其它智能设备上，便于对本产品进行更多的二次开发。

还可以设计与魔方配套的在智能手机或智能设备上运行的应用程序，包含单人测试、多人对决的功能。

附图1是本发明采用正方体模型形式实现时的俯视图，图中：1、图片按钮。

附图2是本发明采用正方体模型形式实现时的正视图，图中：1、图片按钮。

附图3是本发明采用正方体模型形式实现时的左视图，图中：1、图片按钮。

附图4是本发明采用正方体模型形式实现时的底视图，图中：2、音孔；3、音量增大按钮；4、音量减小按钮；5、电源开关按钮；6、学习模式、跟读模式和测试模式切换按钮；7、母语、外语和动物叫声切换模式。

附图5是本发明采用圆柱体模型形式实现时的俯视图、左视图、正视图。

附图6是本发明采用在四方体内内衬图片卷筒实现时的俯视图剖面图，图中：8、透明外壳；9、图片卷筒；10、定位立柱。

附图7是本发明采用在四方体内内衬图片轴卷实现时的俯视图剖面图，图中：11、透明外壳；12、图片轴卷；13、可旋转的定位立柱；14、用于缠绕图片轴卷的可旋转的轴心柱。

如说明书附图1、图2、图3、图4，分别是本发明采用正方体实现后的俯视图、正视图、左视图、底视图。如图可知，正方体的角和棱都采用圆弧处理，没有尖棱和尖角。

图片按钮3行3列行列对齐排列均匀分布，按钮中图片形式多样，可以是动物图片，汉字、外语字母，数字，数学符号。当然也可以用外语单词、植物图片、事物图片来标识，虽然附图中没有给出图例。另外实际制作时，按钮中的一张图片也可以同时出现同一事物的图形、汉字、外语单词、拼音等标志，虽然附图中没有这样的图例。

用户可以点击图4中的【6、学习模式、跟读模式和测试模式切换按钮】，来切换不同的模式。

在学习模式下，用户点击图1中的【1、图片按钮】，本发明会播放语音【老鼠】或【mouse】或【吱吱的叫声】。

在跟读模式下，本发明会播放语音【老鼠】或【mouse】，然后静音，留出相应的跟读时间。

在测试模式下，本发明会播放语音【老鼠】或【mouse】或【吱吱的叫声】，然后等待用户按键，当用户点击【老鼠图片按钮】时，本发明会语音提示【输入正确】或【鼓掌的声音】，然后进入下一轮测试。当用户点击的不是【老鼠图片按钮】时，本发明会语音提示【输入错误，请再它在哪里】。

当用户点击图4中的【7、母语、外语和动物叫声切换模式】按钮时，切换到【母语模式】时，用户点击图1中的【1、图片按钮】时，本发明会播放语音【老鼠】；切换到【外语模式】时，用户点击图1中的【1、图片按钮】时，本发明会播放语音【mouse】；切换到【动物叫声切换模式】时，用户点击图1中的【1、图片按钮】时，本发明会播放语音【吱吱的叫声】。

当用户点击图4中的【3、音量增大按钮】按钮时，本发明播放语音的音量将增大。当用户点击图4中的【4、音量减小按钮】按钮时，本发明播放语音的音量将减小。

本发明播放语音的声音从图4中的【2、音孔】中传出。

当用户点击图4中的【5、电源开关按钮】按钮时，可关闭电源和打开电源。

当本发明采用圆柱体模型形式实现时的俯视图、左视图、正视图可参看附图5。

当本发明采用在四方体内内衬图片卷筒实现时的俯视图剖面图见附图6，其中【8、透明外壳】上行列整齐排列有3行3列的按钮，为不影响观看图片，按钮布置在每个图片对应位置的角上，同时【8、透明外壳】对应每个图片的主要面积是透明的。【9、立柱】是用来固定【10、图片卷筒】，使【10、图片卷筒】不会移动且尽量贴近【8、透明外壳】的内壁。

本发明采用在四方体内内衬图片轴卷实现时的俯视图剖面图见附图7，其中【11、透明外壳】上行列整齐排列有3行3列的按钮，为不影响观看图片，按钮布置在每个图片对应位置的角上，同时【11、透明外壳】对应每个图片的主要面积是透明的。【13、旋转立柱】是用来固定【12、图片轴卷】，使【12、图片轴卷】尽量贴近【11、透明外壳】的内壁。【12、图片轴卷】缠绕在【14、轴心柱】上。四方体内有两根【14、轴心柱】，且可旋转，当【14、轴心柱】旋转时，【12、图片轴卷】在一根【12、图片轴卷】上缠绕，在另一根【12、图片轴卷】上释放，【12、图片轴卷】就沿【11、透明外壳】内壁移动，直到【14、轴心柱】旋转前，全部呈现的图片被全部替换为止。此时须对【套筒设置单元】重新设置，设置本次呈现的【12、图片轴卷】是哪部分的轴卷。为【12、图片轴卷】在缠绕和释放时更顺滑，【13、旋转立柱】还是可旋转的。