一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108837531 A(43)申请公布日 2018.11.20

(21)申请号 201811121380.9(22)申请日 2018.09.26

(71)申请人 南京林业大学

地址 210037 江苏省南京市龙蟠路159号(72)发明人 李晶　欧阳子薇　

(74)专利代理机构 南京业腾知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 32321

代理人 李静(51)Int.Cl.

A63H 33/00(2006.01)A63H 33/42(2006.01)A63H 5/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图3页

CN 108837531 A()发明名称

一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置

(57)摘要

本发明公开了一种自闭症儿童语言交流训

装置，包括控制板、语音车底座、小练系统、玩具、

车模型、动物模型和乐高积木，语音车底座位于控制板的表面，小车模型和动物模型分别位于语音车底座的表面且与语音车底座可拆卸连接，乐高积木拼接在控制板的表面；控制板的表面设有道路、按钮、红绿灯模块和压力传感器，压力传感器分别固定在道路的交汇处和按钮的边缘，红绿灯模块固定连接在道路的交汇处，控制板内部设有控制电路。本发明通过帮助自闭症儿童搭建属于自己的城市模型、动物园模型逐渐培养“城市”、“社会”的概念；通过在游戏中，自闭症儿童必须进行语音交流才能实现对小车模型或动物模型的行驶控制，训练其语言和交流技能。

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权　利　要　求　书

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1.一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，包括控制板(1)、语音车底座(2)、小车模型(3)、动物模型(4)和乐高积木(5)，其特征在于：所述语音车底座(2)位于控制板(1)的表面，所述小车模型(3)和动物模型(4)分别位于语音车底座(2)的表面且与语音车底座(2)可拆卸连接，所述乐高积木(5)拼接在控制板(1)的表面；

所述控制板(1)的表面设有道路(6)、按钮(7)、红绿灯模块(8)和压力传感器(9)，所述压力传感器(9)分别固定在道路(6)的交汇处和按钮(7)的边缘，所述红绿灯模块(8)固定连接在道路(6)的交汇处，所述控制板(1)内部设有控制电路，所述红绿灯模块(8)和压力传感器(9)分别与控制电路相连接；

所述语音车底座(2)包括底座(10)、滚轮(11)和语音电路，所述语音电路固定连接在底座(10)的表面，所述底座(10)的边缘处设有转动连接的滚轮(11)，所述底座(10)的上表面固定连接的接线座(12)；

所述小车模型(3)和动物模型(4)的内设有语音合成模块(13)、喇叭(14)、开关(15)和接线槽(16)。

2.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述控制板(1)的表面设有若干个按钮(7)和道路(6)的交汇点，所述压力传感器(9)根据按钮(7)和道路(6)交汇点的数量决定，所述红绿灯模块(8)与道路(6)的交汇点数量相等。

3.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述控制电路包括主控芯片(17)、红绿灯模块(8)、压力传感器(9)、存储器(18)、喇叭(14)、按钮(7)、电池(19)和开关(15)，所述主控芯片(17)分别与红绿灯模块(8)、压力传感器(9)、存储器(18)、喇叭(14)、按钮(7)、电池(19)和开关(15)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述红绿灯模块(8)由一个红LED灯和一个绿LED灯组合而成。

5.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述控制电路包括MCU(20)、咪头(21)、语音识别芯片(22)、电机(23)、电机驱动芯片(24)、电源电路(25)和开关(15)，所述MCU(20)分别与语音识别芯片(22)、电机驱动芯片(24)、电源电路(25)和开关(15)相连接，所述咪头(21)与语音识别芯片(22)相连接，所述电机(23)与电机驱动芯片(24)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述电机(23)固定连接在底座(10)的下表面，所述电机(23)的输出端与滚轮(11)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，其特征在于：所述底座(10)的表面设有固定柱(26)，所述固定柱(26)与小车模型(3)和动物模型(4)插接连接，所述接线座(12)与接线槽(16)扣合连接。

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一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置

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技术领域

[0001]本发明涉及儿童自闭症辅助治疗设备技术领域，具体为一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置。背景技术

[0002]随着医疗诊察的手段发展，发现并进行就医的儿童自闭症患者越来越多。自闭症小朋友有与普通儿童有明显的差异：1.自闭症小朋友不能与他人建立正常的人际关系。不能与老师建立正常的依恋关系，也不与同龄儿童建立伙伴关系。2.对于正常儿童所热衷的游戏、玩具不感兴趣，而喜欢玩一些非玩具性的物品，如一朵落花，并且可以持续数十分钟而没有厌倦感。3.会出现固执地要求保持某项活动的不变，如玩耍时要走相同的路线等。若这些活动被制止或行为模式被改变，小朋友会表示出明显的不愉快和焦虑情绪，甚至出现反抗行为。4.只有在需要得到帮助或要按原定路线进行游戏时，才会主动与人沟通。[0003]目前，儿童自闭症康复多采用心理干预的治疗法，而人们对儿童自闭症等精神性障碍的特殊儿童的康复性需求也越来越多，自闭症儿童多有以下表现：不愿与人沟通、不具有“社会”的概念。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。发明内容

[0004]本发明的目的在于提供一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，既对自闭症儿童的语言交流进行训练，又能使自闭症儿童找到乐趣。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，包括控制板、语音车底座、小车模型、动物模型和乐高积木，所述语音车底座位于控制板的表面，所述小车模型和动物模型分别位于语音车底座的表面且与语音车底座可拆卸连接，所述乐高积木拼接在控制板的表面；所述控制板的表面设有道路、按钮、红绿灯模块和压力传感器，所述压力传感器分别固定在道路的交汇处和按钮的边缘，所述红绿灯模块固定连接在道路的交汇处，所述控制板内部设有控制电路，所述红绿灯模块和压力传感器分别与控制电路相连接；所述语音车底座包括底座、滚轮和语音电路，所述语音电路固定连接在底座的表面，所述底座的边缘处设有转动连接的滚轮，所述底座的上表面固定连接的接线座；所述小车模型和动物模型的内设有语音合成模块、喇叭、开关和接线槽。[0006]作为上述技术方案的改进，所述控制板的表面设有若干个按钮和道路的交汇点，所述压力传感器根据按钮和道路交汇点的数量决定，所述红绿灯模块与道路的交汇点数量相等。

[0007]作为上述技术方案的改进，所述控制电路包括主控芯片、红绿灯模块、压力传感器、存储器、喇叭、按钮、电池和开关，所述主控芯片分别与红绿灯模块、压力传感器、存储器、喇叭、按钮、电池和开关相连接。[0008]作为上述技术方案的改进，所述红绿灯模块由一个红LED灯和一个绿LED灯组合而成。

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作为上述技术方案的改进，所述控制电路包括MCU、咪头、语音识别芯片、电机、电

机驱动芯片、电源电路和开关，所述MCU分别与语音识别芯片、电机驱动芯片、电源电路和开关相连接，所述咪头与语音识别芯片相连接，所述电机与电机驱动芯片相连接。[0010]作为上述技术方案的改进，所述电机固定连接在底座的下表面，所述电机的输出端与滚轮固定连接。

[0011]作为上述技术方案的改进，所述底座的表面设有固定柱，所述固定柱与小车模型和动物模型插接连接，所述接线座与接线槽扣合连接。[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果如下：[0013]1、本发明通过帮助自闭症儿童搭建属于自己的城市模型、动物园模型逐渐培养“城市”、“社会”的概念；通过在游戏中，自闭症儿童必须进行语音交流才能实现对小车模型或动物模型的行驶控制，训练其语言和交流技能。[0014]2、本发明通过设置不同的语音控制难度级别，阶段性增强对其语言和交流技能的训练；通过使小车模型和动物模型在移动过程中会发出不同的声音，刺激自闭症儿童的声音认知。[0015]3、本发明中的小车模型和动物模型可以单独安装使用或者同时安装进行多个模型同时玩乐，以从易到难、循序渐进的方法训练自闭症儿童的语言和交流技能，且功能的重复性符合自闭症儿童的重复性行为特点，以其容易接受的方式达到语言和交流技能训练的目的。

附图说明

[0016]图1为本发明所述控制板立体结构示意图；[0017]图2为本发明所述控制电路结构示意图；

[0018]图3为本发明所述语音车底座侧视结构示意图；[0019]图4为本发明所述语音电路结构示意图；

[0020]图5为本发明所述小车模型和动物模型侧视结构示意图。[0021]图中：控制板-1，语音车底座-2，小车模型-3，动物模型-4，乐高积木-5，道路-6，按钮-7，红绿灯模块-8，压力传感器-9，底座-10，滚轮-11，接线座-12，语音合成模块-13，喇叭-14，开关-15，接线槽-16，主控芯片-17，存储器-18，电池-19，MCU-20，咪头-21，语音识别芯片-22，电机-23，电机驱动芯片-24，电源电路-25，固定柱-26。具体实施方式

[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0023]请参阅图1-5本发明提供一种技术方案：一种自闭症儿童语言交流训练系统、玩具、装置，包括控制板1、语音车底座2、小车模型3、动物模型4和乐高积木5，所述语音车底座2位于控制板1的表面，所述小车模型3和动物模型4分别位于语音车底座2的表面且与语音车底座2可拆卸连接，所述乐高积木5拼接在控制板1的表面；所述控制板1的表面设有道路6、按钮7、红绿灯模块8和压力传感器9，所述压力传感器9分别固定在道路6的交汇处和按钮7的边缘，所述红绿灯模块8固定连接在道路6的交汇处，所述控制板1内部设有控制电路，所

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述红绿灯模块8和压力传感器9分别与控制电路相连接；所述语音车底座2包括底座10、滚轮11和语音电路，所述语音电路固定连接在底座10的表面，所述底座10的边缘处设有转动连接的滚轮11，所述底座10的上表面固定连接的接线座12；所述小车模型3和动物模型4的内设有语音合成模块13、喇叭14、开关15和接线槽16，本发明通过帮助自闭症儿童搭建属于自己的城市模型、动物园模型逐渐培养“城市”、“社会”的概念；通过在游戏中，自闭症儿童必须进行语音交流才能实现对小车模型3或动物模型4的行驶控制，训练其语言和交流技能。[0024]进一步改进地，所述控制板1的表面设有若干个按钮7和道路6的交汇点，所述压力传感器9根据按钮7和道路6交汇点的数量决定，所述红绿灯模块8与道路6的交汇点数量相等，便于控制板实时检测小车的位置，方便对小车是否闯红灯进行检测。[0025]进一步改进地，所述控制电路包括主控芯片17、红绿灯模块8、压力传感器9、存储器18、喇叭14、按钮7、电池19和开关15，所述主控芯片17分别与红绿灯模块8、压力传感器9、存储器18、喇叭14、按钮7、电池19和开关15相连接。[0026]主控芯片17负责识别按键、压力感应检测、红绿灯计时并控制、读取存储文件和控制发音，在小车行驶中通过路口的压力传感器9时，主控芯片17收到信息后判断当前是出于红灯还是绿灯计时，进而判断小车是否未闯红灯顺利通过。在接近红绿灯时、闯红灯时以及完成任务时，主控芯片17读取存储器18中对应的声音文件，并通过喇叭14将声音发出。[0027]存储器18负责声音文件的存储，本装置中使用的是日常广泛使用的SD卡，存储器18内存储有“现在是红灯，请不要通过”、闯红灯滴滴警报声、“恭喜你，你已顺利完成任务！”和胜利音乐声。

[0028]压力传感器9负责检测小车位置，用于确定小车在红绿灯模块8位置的状态和是否完成任务。

[0029]红绿灯模块8负责交通红绿灯指示，通过主控芯片17中计时来控制红绿灯的切换，红绿灯按照固定时间进行红绿灯切换。[0030]按钮7负责设置任务目的地，当其按下后，主控芯片17便将和其对应的压力感应器设置为有效，方便检测小车是否完成任务。[0031]进一步改进地，所述红绿灯模块8由一个红LED灯和一个绿LED灯组合而成，通过简单的红LED灯和绿LED灯构成，结构简单且成本较低。[0032]进一步改进地，所述控制电路包括MCU20、咪头21、语音识别芯片22、电机23、电机驱动芯片24、电源电路25和开关15，所述MCU20分别与语音识别芯片22、电机驱动芯片24、电源电路25和开关15相连接，所述咪头21与语音识别芯片22相连接，所述电机23与电机驱动芯片24相连接。

[0033]咪头21是声音输入设备，将声信号转化成电信号送给语音识别芯片22。[0034]语音识别芯片22选用LD3320芯片，其集成了语音识别处理器和一些外部电路，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑，可预先将卡片内容编辑到列表中。[0035]MCU20负责设置语音识别关键词、根据识别的关键词控制电机驱动芯片24和设置语音控制级别，开关15控制不同的存储单元与MCU20连接，从而控制语音控制难度，MCU20通过对语音关键词的识别后，对电机驱动芯片24进行操作，通过控制输出PWM的脉冲宽度调节小车速度，通过相位来实现小车是前进还是后退。[0036]设置语音控制级别，分别为低难度、中难度和高难度，低难度时，语音指令只要听

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到带有“前”的音调就可以通过；中难度级别，只有发现“向前”在一起说出，才会通过；高难度学习更复杂的词，必须说出“向前走/开/行驶”才会通过。[0037]进一步改进地，所述电机23固定连接在底座10的下表面，所述电机23的输出端与滚轮11固定连接，通过控制电机23的转速和方向，从而控制滚轮11的转速和方向，方便对小车的运行状态进行控制。[0038]具体改进地，所述底座10的表面设有固定柱26，所述固定柱26与小车模型3和动物模型4插接连接，所述接线座12与接线槽16扣合连接，通过在底座10的表面设有固定柱26，方便将小车模型3和动物模型4固定连接在语音车底座2的表面，便于更换，降低生产成本，通过使接线座12与接线槽16扣合连接，方便使小车模型3和动物模型4与语音车底座2连接时发出提示音。

[0039]该主控芯片和MCU具体为STM32F103C8高性能微控制器，该压力传感器具体为FSR406超薄型电阻式压力传感器，该电机驱动芯片具体为L298N芯片，本发明中的小车模型3和动物模型4可以单独安装使用或者同时安装进行多个模型同时玩乐，以从易到难、循序渐进的方法训练自闭症儿童的语言和交流技能，且功能的重复性符合自闭症儿童的重复性行为特点，以其容易接受的方式达到语言和交流技能训练的目的。[0040]本发明在使用时，儿童在控制板1上用乐高积木5搭出他们想要的城市或野生动物园模型。在城市模型中，选择城市模型中一个路面终点处，按下按钮7设定任务目的地，主控芯片17便将和该按钮7对应的压力感应器设置为有效，然后将小车模型3安装到语音车底座2的表面，接线座12与接线槽16扣合连接，语音合成模块13通电后，通过喇叭14发出车子声音：“zouzou”“哔哔”消防车“weiouweiou”，并且可以通过开关15控控制声音的开关15，然后设置语音控制的难度级别，在通过场景和任务时，儿童可以通过语音控制小车的前进和拐弯，当小车行驶到十字路口时，控制板1上面红绿灯按照固定时间进行红绿灯切换，当绿灯开启时，可以继续通过语音指令控制小车前进；当红灯开启时，如果小朋友继续语音控制前进，小车行驶到路口的压力传感器9，对应的“现在是红灯，请不要通过”的语音开启，在遵守交通规则下，来完成到达不同目的地任务。在野生动物园模型中，将动物模型4安装在语音车底座2的表面，动物模型4发出老虎叫声后，儿童开始通过语音控制动物的前进和拐弯，来完成不同逃生路线，到达指定位置后，触发压力传感器9，喇叭14发出“恭喜你，你已顺利完成任务！”时，表明任务完成。

[0041]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为所涉及的权利要求。[0042]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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