CN113856213B - 一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，包括壳体，所述壳体包括顶壳以及与顶壳拼合的底壳，所述顶壳、底壳间构成放置腔，所述放置腔内设有电器装置，所述电器装置包括DLP投影主体、音响主体、Kinect主体、NUC主机，所述音响主体、Kinect主体、DLP投影主体均与NUC主机电性连接，所述NUC主机连接有插电头以用来连接电源,将音乐交互与肢体协调康复训练进行结合，通过投影获取信息，并通过Kinect主体进行体感交互，触发音乐响应，为自闭症家庭带来新的娱乐训练模式，提供一种新的交流方式，以音乐交互的方式，更具趣味性和社会价值。

Description

一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具

技术领域

本发明涉及一种音乐交互玩具，更具体一点说，涉及一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，属于交互玩具领域。

背景技术

目前的自闭症康复产品过于偏向传统化，市场上量产的交互类康复产品形式单一，交互类玩具趣味性和康复性精细动作训练结合度不高，难以满足自闭症患者在家中康复训练。

本发明通过体感交互技术和投影技术为自闭症家庭带来新的娱乐训练模式，提供一种新的交流方式，以音乐交互的方式提供一种更具趣味性和更具社会价值的交互产品设计。

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有能够将音乐与肢体协调康复训练进行交互等技术特点的一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，包括壳体，所述壳体包括顶壳以及与顶壳拼合的底壳，所述顶壳、底壳间构成放置腔，所述放置腔内设有电器装置，所述电器装置包括DLP投影主体、音响主体、Kinect主体、NUC主机，所述音响主体、Kinect主体、DLP投影主体均与NUC主机电性连接，所述NUC主机连接有插电头以用来连接电源；

所述底壳包括底板以及环绕底板连接的端面，所述底板的中部连接有两个隔板，所述NUC主机安装在两个隔板间，所述底板后端上连接有安装框，所述投影主体安装在安装框内，所述底板前部上连接有两个支架，两个支架间连接有一号托板、二号托板，所述一号托板与二号托板构成Kinect托架8，所述一号托板倾斜设置，所述Kinect主体放置于一号托板上并由二号托板后托以防止其下滑，所述Kinect主体包括深度识别镜头、相机、激光识别镜头；

所述DLP投影主体包括DLP芯片以及与DLP芯片电性连接的投影镜头，所述DLP芯片安装在DLP投影主体顶部，所述投影镜头连接在DLP投影主体后端，所述底壳后端面上开设有与投影镜头对应的投影孔，所述DLP投影主体能够通过投影镜头透过投影孔投影出视觉信息，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体通过深度识别镜头、相机、激光识别镜头识别收到来自外部的触发动作信息，并将信号传输到NUC主机，所述NUC主机控制音响主体14播放对应的音乐。

优选的，所述底壳前端面的上边沿凹陷有弧形槽口，所述顶壳2前端边突出有Kinect影像透板，所述Kinect影像透板与弧形槽口相适配以拼合，所述深度识别镜头、相机、激光识别镜头均朝向Kinect影像透板设置；

所述一号托板倾斜10°，所述二号托板22垂直连接在一号托板上，所述Kinect托架8靠近Kinect影像透板，所述Kinect影像透板能够让深度识别镜头、相机、激光识别镜头对外部的人体动作信息进行识别。

优选的，所述顶壳是由亚克力全透明材质喷涂而成的黑色外壳，所述Kinect影像透板材质为亚克力全透明材质，所述底壳是由亚克力全透明材质喷涂而成的白色外壳；

所述底板的左端部、右端部分别安装有一个音响主体，所述底壳的左、右端面上开设有音响孔，所述隔板间的底板上以及安装框内的底板上均开设有的散热孔，底壳后部分镶嵌有一投影孔，所述投影孔覆盖有亚克力全透明材质的盖板，环绕所述底壳的内侧壁连接有若干个外壳卡扣，所述顶壳内侧壁上开设有若干个扣槽，所述外壳卡扣与扣槽一一对应，所述底壳内且用于顶壳和底壳的连接。

优选的，所述音响主体包括一块带有存储模块的Arduino uno板，所述Arduinouno板里面内置有音频和接收命令，所述Kinect主体、DLP投影主体、NUC主机内分别设置有多条的一号操作指令、多条的二号操作指令、多条的三号操作指令以实现不同的音乐交互模式，根据不同的二号操作指令所述DLP投影主体通过投影镜头透过投影孔投影出对应的视觉信息，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体通过深度识别镜头、相机、激光识别镜头识别收到来自外部的触发动作信息，该触发动作信息能够触发Kinect主体内的一号操作指令，所述一号操作指令传输到NUC主机并触发三号操作指令，所述NUC主机内的三号操作指令传输到音响主体并触发接收命令，所述音响主体由接收命令控制播放对应的音乐，并且存储模块会储动作信息的运动轨迹。

有益效果：将音乐交互与肢体协调康复训练进行结合，通过投影获取信息，并通过Kinect主体进行体感交互，触发音乐响应，为自闭症家庭带来新的娱乐训练模式，提供一种新的交流方式，以音乐交互的方式，更具趣味性和社会价值。

附图说明

图1是本发明拆解结构示意图。

图2是本发明底壳结构示意图。

图3是本发明视觉信息图之一。

图4是本发明视觉信息图之二。

图5是本发明视觉信息图之三。

图中：1-Kinect影像透板；2-顶壳；3-Kinect主体；4-深度识别镜头；5-相机；6-激光识别镜头；；7-外壳卡扣；8-Kinect托架；9-DLP芯片；10-DLP投影主体；11-散热孔；12-NUC主机；13-投影孔；14-音响主体；16-插电头；17-音响孔；18-底壳；19-隔板；20-安装框；21-一号托板；22-二号托板；23-支架。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1-5所示为一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具的具体实施例，该实施例一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，包括壳体，所述壳体包括顶壳2以及与顶壳2拼合的底壳18，所述顶壳2、底壳18间构成放置腔，所述放置腔内设有电器装置，所述电器装置包括DLP投影主体10、音响主体14、Kinect主体3、NUC主机12，所述音响主体14、Kinect主体3、DLP投影主体10均与NUC主机12电性连接，所述NUC主机12连接有插电头16以用来连接电源；

所述底壳18包括底板以及环绕底板连接的端面，所述底板的中部连接有两个隔板19，所述NUC主机12安装在两个隔板19间，所述底板后端上连接有安装框20，所述投影主体10安装在安装框20内，所述底板前部上连接有两个支架23，两个支架23间连接有一号托板21、二号托板22，所述一号托板21与二号托板22构成Kinect托架8，所述一号托板21倾斜设置，所述Kinect主体3放置于一号托板21上并由二号托板22后托以防止其下滑，所述Kinect主体3包括深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6；

所述DLP投影主体10包括DLP芯片9以及与DLP芯片9电性连接的投影镜头，所述DLP芯片9安装在DLP投影主体10顶部，所述投影镜头连接在DLP投影主体10后端，所述底壳18后端面上开设有与投影镜头对应的投影孔13，所述投影孔13为DLP投影主体10的输出点，所述DLP投影主体10能够通过投影镜头透过投影孔13投影出视觉信息，视觉信息多种多样，可以根据实际需要进行设计，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体3通过深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6识别收到来自外部的触发动作信息，并将信号传输到NUC主机12，所述NUC主机12控制音响主体14播放对应的音乐，深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6进行配合，识别外部动作灵敏。

本发明能够实现三种音乐交互模式(优选的三种交互模式，可以根据实际需要进行添加)：

音乐交互模式一：当目标用户在Kinect主体3前，根据DLP投影主体10投影出的视觉信息进行手臂的挥动完成对应的触发动作，当Kinect主体3中的深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6捕捉到目标用户的触发动作即右手经过预设好的起点和终点时，NUC主机12收到并处理触发动作信息，控制音响主体14播放音乐并且存储运动的轨迹，直到下次被捕捉的右手点位移动到任意起点进行刷新，运动轨迹才会被取消而去再次进行右手点位的动态捕捉，从而存储新的轨迹，如图3图形交互内容所示，该模式设置了从上面的小披萨块到下面的大披萨和左边的鸡蛋到右边的运动的鸡蛋两种运动形式，只要进行其中两种运动形式中任意一种形式就会出发声音，声音部分是用吉他声音录制的从高到低的声音并且存储在音响主体中，只要触发两种运动形式中的任意一种动作，声音部分的音乐就会循环播。

音乐交互模式二：如图4，节选了小星星这首乐曲的前段部分并将该部分分为了八段，每段的开启需要利用被Kinect主体3追踪的右手在Kinect影像透板1前进行轨迹动作的运动，轨迹动作的规律如图4所示，第一段对应为横向一字形，第二段对应为竖向一字形，第三段对应为L形，第四段对应于倒V形，第五段对应为竖向的S形，第六段对应为横向的S形，第七段对应为横向的o形，第八段对应为C形，当被Kinect主体3追踪的右手点位由任意一个起点开始到任意一个终点结束时就会触发对应音乐段和留下被追踪的右手点位的轨迹，与模式一相同，当音频结束播放后，再从任意起点出发的右手点位都会对之前留下的运动轨迹进行清空，并将会重新留下轨迹和音乐，每刷新一次就会播放下一段音乐，内部的音乐内容是固定的。

音乐交互模式三：如图5所示，将雪绒花这首乐曲的前段部分分为了八段，第一段对应为O形，第二段对应为横向的S形，第三段对应为倒V形，第四段对应于两个倒V形以及一个O形，第五段对应为横向的S形，第六段对应为倒V形，第七段对应为两个倒V形，第八段对应为横向一字形，当被追踪的右手点位由任意一个起点开始到任意一个终点结束时，就会触发对应音乐段和留下被追踪的右手点位的轨迹，当音频结束播放后，在从任意起点出发的右手点位都会对之前留下的运动轨迹进行清空，并将会重新留下轨迹和音乐，每刷新一次就会播放下一段音乐，内部的音乐内容是固定的，可以根据需要进行存储。

深度识别镜头4：负责识别深度信息捕，捉物体在空间中的定位；

相机5：识别捕捉图像信息，使物体的定位更加准确；

激光识别镜头6：红外线发射器发出一道“激光”覆盖整个Kinect主体3的可视范围，摄像头组(深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6)接受反射光线来识别人体，再进行定位；

DLP投影主体10：本模块可以在用户使用本产品进行交互玩耍时给与图像反馈，如选择型号瑞格尔605；

音响主体14：主要负责传输音频信息，本主体包括一块arduino uno控制板与音响模块，音响模块与arduino uno控制板相连，当arduino uno接收到来自nuc主机的指令将会利用音响模块进行相对应的音频的播放；

Kinect主体3：该主体主要负责接收和识别人体肢体信息，再将信息传输给NUC主机12，如选择主机型号为Kinect1.0，除深度镜头4、RGB摄像头5、激光识别镜头6外，还包括控制电路板用来接受外部人体肢体信息并传递信息。

NUC主机12：该主机主要用来运行本产品主要程序，属于控制器，当Kinect主体3传递对应信息给NUC主机12时，NUC主体12将会发送指令给音响主体14使其传递音频信息并通过DLP投影10传递图像信息(该图像信息由NUC主机12产生，DLP投影主体10仅仅作为呈现媒介)，如NUC主机型号为intel NUC8i5BEHS。

以上各部件为现有技术，应当作为广义理解，不作具体的限定，只要求实现其功能即可。

优选的一种实施例方式，在底壳18前端面的上边沿凹陷有弧形槽口，顶壳2前端边突出有Kinect影像透板1，所述Kinect影像透板1与弧形槽口相适配以拼合，所述深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6均朝向Kinect影像透板1设置，所述一号托板21倾斜10°，使得Kinect主体3上的深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6可以朝上倾斜10度，识别的范围更大，所述二号托板22垂直连接在一号托板21上，所述Kinect托架8靠近Kinect影像透板1，所述Kinect影像透板1能够让深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6对外部的人体动作信息进行识别，结构设计合理，便于对外部人体动作信息进行识别。

优选的一种实施例方式，所述顶壳2是由亚克力全透明材质喷涂而成的黑色外壳，所述Kinect影像透板1材质为亚克力全透明材质，所述底壳18是由亚克力全透明材质喷涂而成的白色外壳，壳体结构简单，适合加工制造；

所述底板的左端部、右端部分别安装有一个音响主体14(包括喇叭等常规设备)，所述底壳18的左、右端面上开设有音响孔17，所述隔板19间的底板上以及安装框20内的底板上均开设有的散热孔11，底壳18后部分镶嵌有一投影孔13，所述投影孔13覆盖有亚克力全透明材质的盖板，环绕所述底壳18的内侧壁连接有若干个外壳卡扣7，所述顶壳2内侧壁上开设有若干个扣槽，所述外壳卡扣7与扣槽一一对应，所述底壳18内且用于顶壳2和底壳18的连接，结构简单，实用性强。

优选的一种实施例方式，所述音响主体14包括一块带有存储模块的Arduino uno板，所述Arduino uno板里面内置有音频和接收命令，所述Kinect主体3、DLP投影主体10、NUC主机12内分别设置有多条的一号操作指令、多条的二号操作指令、多条的三号操作指令以实现不同的音乐交互模式，根据不同的二号操作指令(可以随机发送或者根据遥控端进行发送)所述DLP投影主体10通过投影镜头透过投影孔13投影出对应的视觉信息，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体3通过深度识别镜头4、相机5、激光识别镜头6识别收到来自外部的触发动作信息，该触发动作信息能够触发Kinect主体3内的一号操作指令，所述一号操作指令传输到NUC主机12并触发三号操作指令，所述NUC主机12内的三号操作指令传输到音响主体14并触发接收命令，所述接收命令控制音响主体14播放对应的音乐，并且存储模块会储动作信息的运动轨迹。

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，包括壳体，其特征在于： 所述壳体包括顶壳（2）以及与顶壳（2）拼合的底壳（18），所述顶壳（2）、底壳（18）间构成放置腔，所述放置腔内设有电器装置，所述电器装置包括DLP投影主体（10）、音响主体（14）、Kinect主体（3）、NUC主机（12），所述音响主体（14）、Kinect主体（3）、DLP投影主体（10）均与NUC主机（12）电性连接，所述NUC主机（12）连接有插电头（16）以用来连接电源；

所述DLP投影主体（10）包括DLP芯片（9）以及与DLP芯片（9）电性连接的投影镜头，所述DLP芯片（9）安装在DLP投影主体（10）顶部，所述投影镜头连接在DLP投影主体（10）后端，所述底壳（18）后端面上开设有与投影镜头对应的投影孔（13），所述DLP投影主体（10）能够通过投影镜头透过投影孔（13）投影出视觉信息，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体（3）通过深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）识别收到来自外部的触发动作信息，并将信号传输到NUC主机（12），所述NUC主机（12）控制音响主体（14）播放对应的音乐；

所述底壳（18）包括底板以及环绕底板连接的端面，所述底板的中部连接有两个隔板（19），所述NUC主机（12）安装在两个隔板（19）间，所述底板后端上连接有安装框（20），所述投影主体（10）安装在安装框（20）内，所述底板前部上连接有两个支架（23），两个支架（23）间连接有一号托板（21）、二号托板（22），所述一号托板（21）与二号托板（22）构成Kinect托架（8），所述一号托板（21）倾斜设置，所述Kinect主体（3）放置于一号托板（21）上并由二号托板（22）后托以防止其下滑，所述Kinect主体（3）包括深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）；

所述底壳（18）前端面的上边沿凹陷有弧形槽口，所述顶壳（2）前端边突出有Kinect影像透板（1），所述Kinect影像透板（1）与弧形槽口相适配以拼合，所述深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）均朝向Kinect影像透板（1）设置；所述底板的左端部、右端部分别安装有一个音响主体（14）；

所述音响主体（14）包括一块带有存储模块的Arduino uno板，所述Arduino uno板里面内置有音频和接收命令，所述 Kinect主体（3）、DLP投影主体（10）、NUC主机（12）内分别设置有多条的一号操作指令、多条的二号操作指令、多条的三号操作指令以实现不同的音乐交互模式，根据不同的二号操作指令所述DLP投影主体（10）通过投影镜头透过投影孔（13）投影出对应的视觉信息，用户根据视觉信息做出对应的触发动作，所述Kinect主体（3）通过深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）识别收到来自外部的触发动作信息，该触发动作信息能够触发Kinect主体（3）内的一号操作指令，所述一号操作指令传输到NUC主机（12）并触发三号操作指令，所述NUC主机（12）内的三号操作指令传输到音响主体（14）并触发接收命令，所述接收命令控制音响主体（14）播放对应的音乐，并且存储模块会储动作信息的运动轨迹；

深度识别镜头（4）负责识别深度信息捕捉物体在空间中的定位；相机（5）识别捕捉图像信息，使物体的定位更加准确，激光识别镜头（6）红外线发射器发出一道激光覆盖整个Kinect主体（3）的可视范围，深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）接受反射光线来识别人体，再进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，其特征在于：所述一号托板（21）倾斜10°，所述二号托板（22）垂直连接在一号托板（21）上，所述Kinect托架（8）靠近Kinect影像透板（1），所述Kinect影像透板（1）能够让深度识别镜头（4）、相机（5）、激光识别镜头（6）对外部的人体动作信息进行识别。

3.根据权利要求1所述的一种辅助自闭儿童运动康复的音乐交互玩具，其特征在于：所述顶壳（2）是由亚克力全透明材质喷涂而成的黑色外壳，所述Kinect影像透板（1）材质为亚克力全透明材质，所述底壳（18）是由亚克力全透明材质喷涂而成的白色外壳；

所述底壳（18）的左、右端面上开设有音响孔（17），所述隔板（19）间的底板上以及安装框（20）内的底板上均开设有的散热孔（11），底壳（18）后部分镶嵌有一投影孔（13），所述投影孔（13）覆盖有亚克力全透明材质的盖板，环绕所述底壳（18）的内侧壁连接有若干个外壳卡扣（7），所述顶壳（2）内侧壁上开设有若干个扣槽，所述外壳卡扣（7）与扣槽一一对应。

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