本實用新型涉及一種玩具，特別是一種全息投影智能互動裝置。

背景技術：

兒童玩具是指專供兒童游戲使用的物品。玩具是兒童把想象、思維等心理過程轉向行為的支柱。兒童玩具能發展運動能力，訓練知覺，激發想象，喚起好奇心，為兒童身心發展提供了物質條件。玩具是兒童的天使，在幼兒認識周圍世界的過程中，玩具起著極大的作用。玩具以其鮮艷的顏色，優美、奇異的造型，靈巧的活動，悅耳的聲響等吸引著孩子的好奇心和注意力。玩具是具體的實際物體，近似實物的形象，可以滿足幼兒動手動腦、操縱擺弄物體的愿望。玩具的種類多樣，玩法多變，可以引起幼兒的興趣，好的玩具能激發幼兒做游戲的愿望，是幼兒學習的教科書，也是他們所喜愛的生活好伴侶?，F有的兒童玩具功能各異、種類繁多，然而，盡管很多兒童玩具功能獨特，但僅僅考慮到玩具的使用性這一個方面，過分追求玩具的趣味性，對玩具的益智作用方面的開發還不夠深入。我們希望能設計出一款兒童益智玩具，在具有一定的趣味性和功能性的基礎上，還能夠有助于學齡前兒童的智力開發，讓兒童較早地形成對空間和形狀的初步認識。

技術實現要素：

本實用新型的實用新型目的在于：針對上述存在的問題，提供一種能夠激起兒童玩耍興趣，在玩耍過程中形成對空間和形狀初步認識的益智兒童玩具。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型一種全息投影智能互動裝置，包括球形腔，所述球形腔由兩個螺旋卡接的半球組成；所述球形腔外表面設有若干通孔一，所述球形腔內設有滾動腔，所述滾動腔由兩個螺旋卡接的半球組成，所述滾動腔能夠在球形內滾動，所述滾動腔外表面設有若干通孔二，所述滾動腔內設有若干幾何形狀塊，所述幾何形狀塊能夠穿過通孔一和通孔二。

由于采用了上述技術方案，兒童通過滾動滾動腔以及轉動球形腔使得幾何形狀塊穿過通孔一和通孔二，使得兒童在玩耍的過程中形成對空間和形狀的初步認識。將球形腔和滾動腔的兩個半球分開，即可將掉落出來的幾何形狀塊重新放入玩具內，可以多次玩耍。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述通孔一具有方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔，所述方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔的外接圓半徑相同；所述幾何形狀塊具有相應的方形，三角形，圓形和正六邊形。

由于采用了上述技術方案，不同形狀的幾何形狀塊需要經過不同形狀的通孔一掉落出球形腔外部，只有按形狀將幾何形狀塊對準通道后才能都掉落出，從使得兒童對形狀形成初步認識。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述通孔二的直徑大小不同；所述球形腔與滾動腔的直徑比為5:3。

由于采用了上述技術方案，通孔二的直徑大小不同能夠幫助兒童認識到小于通孔的幾何形狀塊可以掉落出來，但是大于通孔的不能掉落，進一步培養兒童對空間的認識；玩具的尺寸較為合理，使得幾何形狀塊的掉落具有一定難度但不會過于困難，保證兒童的興趣，但不會因為難度過高使得兒童喪失耐心，在玩耍的過程培養兒童的耐心。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述滾動腔內壁固定連接有交互球，所述交互球內設有與中央處理器信號連接的顯示模塊，振動采集模塊，語音采集模塊和語音播放模塊，其中，

中央處理器，包括接收單元，發送單元，存儲單元，處理單元和信號轉化單元，所述接收單元用于各采集模塊采集的信號；所述發送單元將采集的信號發送至存儲單元進行存儲；所述處理單元將存儲單元內的數據進行處理判斷，并將判斷結果發送至信號轉化單元；所述信號轉化單元將判斷結果轉化成顯示模塊和語音播放模塊可識別的可識信號，并發送至發送單元；所述發送單元將可識信號分別發送至顯示模塊和語音播放模塊；

振動采集模塊，用于采集玩具的振動頻率，并將所述振動頻率轉化成數字信號發送至中央處理器，并計做f；語音采集模塊，用于采集音頻信號，并將所述音頻信號轉化成數字信號發送至中央處理器，并計做v；

顯示模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內預存有若干動畫圖像；所述接收單元用于接收中央處理發送的可識信號，并將可識信號進行處理轉化成播放預存動畫的指令，并發送至播放單元；所述播放單元用于播放預存的動畫圖像；

語音播放模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內預存有若干語音信息；所述接收單元用于接收中央處理器發送的可識信號，并將可識信號進行處理轉化成播放預存語音信息的指令，并發送至播放單元；所述播放單元用于播放預存的語音信息。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述幾何形狀塊內設有與中央處理器信號連接的判斷采集模塊，所述判斷模塊檢測幾何形狀塊通過通孔一和通孔二的狀態，若檢測到通過通孔一和通孔二，則向中央處理器發送正信號，若檢測到未通過通孔一或通孔二，則向中央處理器發送負信號，所述中央處理器的接收單元將信號采集。

由于采用了上述技術方案，交互球能夠更好的根據兒童玩耍情況播放動畫圖片或者發出鼓勵性的語言，輔助兒童獲得更佳的游戲體驗。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述中央處理器的處理單元對采集的數據進行處理；當f從f＝0開始變化時，采集音頻信號v并計做v₀，當中央處理器接收到正信號時，發送播放動畫圖片的可識信號至顯示模塊；當中央處理器接收到負信號時，采集音頻信號v并計做v₁，當f>35次/s和/或v₁-v₀>2kHz時，發送播放語音語音信息的可識信號至語音播放模塊。

由于采用了上述技術方案，當幾何形狀塊成功通過通孔一和通孔二時，播放動畫圖片對兒童示意獎勵，存儲的動畫圖片可以為多種的，每次播放的動畫圖片不重復；當幾何形狀塊沒有通過通孔一或通孔二，通過對振動頻率和/或音頻信號的采集，判斷兒童的情緒狀態，當兒童的情緒狀態較差，失去耐心時(振動頻率較高和/或發出較為焦躁的聲音)，語音播放模塊播放安撫、鼓勵性質的音頻，鼓勵兒童克服困難，增加玩耍時的互動性和樂趣。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述顯示模塊采用全息投影顯示，所述全息投影的圖像處理算法為：

最大空間頻率為式中：λ為波長，x，x₁，x_p分別為物面、透鏡面和分數傅里葉頻譜面的廣場坐標，θ_max為物光波和參考光波的方向夾角。

由于采用了上述技術方案，通過全息投影播放動畫圖像能夠大大激發兒童的好奇心和玩耍的欲望，強化正面刺激。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述全息投影的倍率色差的消除滿足：其中，式中：λ_r，λ_g，λ_b分別為紅、綠、藍三色激光的波長，m_r，m_g，m_b分別為三色分量再現像在ξ軸方向的像素總數，d為衍射距離；M_H為ξ軸所占用的像素數目，Δx為在ξ軸上的像元間距；橫向位置色差的消除滿足：式中：O_r(x_r，y_r)，O_g(x_g，y_g)，O_b(x_b，y_b)為衍射圖像中紅、綠、藍三色最強衍射光斑的中心。

由于采用了上述技術方案，全息投影顯示的圖像色彩艷麗清晰，保真度較高，能使兒童獲得良好的觀看體驗。

本實用新型的一種全息投影智能互動裝置，所述球形腔，滾動腔和幾何形狀塊由抗菌材料制成，所述抗菌材料由質量份32份甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨，18份甲基丙烯酸甲酯，9份聚乙烯醇，52份殼聚糖，10份聚乙烯亞胺，31份納米ZnO和27份磁性Fe₃O₄/Ag納米粒子制成。

由于采用了上述技術方案，玩具具有抗菌效果，材料化學結構穩定性良好，具有良好的韌性，能夠避免兒童咬、啃玩具材料脫落對造成異物進入兒童體內，同時具有良好的抗老化性，其斷裂伸長率為1040％，對大腸桿菌(革蘭氏陰性)和金黃色葡萄球菌(革蘭氏陽性)的MBC值(mg·mL^-1)為1.4和0.3，其耐熱溫度達130℃。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、能夠激起兒童玩耍興趣，在玩耍過程中形成對空間和形狀初步認識。

2、智能檢測兒童的玩耍情況，判斷兒童的情緒狀態，根據情況選擇播放安撫、鼓勵性質的音頻或增加兒童興趣的動畫視頻，增加玩耍時的互動性和樂趣。

3、具有抗菌效果，材料化學結構穩定性良好，具有良好的韌性，能夠避免兒童咬、啃玩具材料脫落對造成異物進入兒童體內，同時具有良好的抗老化性。

附圖說明

圖1是交互球系統結構圖；

圖2是一種全息投影智能互動裝置結構示意圖。

圖中標記：1為球形腔，2為滾動腔，3為交互球。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖2所示，一種全息投影智能互動裝置，包括球形腔1，球形腔1由兩個螺旋卡接的半球組成；球形腔1外表面設有若干通孔一，球形腔1內設有滾動腔2，滾動腔2由兩個螺旋卡接的半球組成，滾動腔2能夠在球形1內滾動，滾動腔2外表面設有若干通孔二，滾動腔2內設有若干幾何形狀塊，幾何形狀塊能夠穿過通孔一和通孔二。通孔一具有方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔，方形孔，三角形孔，圓形孔和正六邊形孔的外接圓半徑相同；幾何形狀塊具有相應的方形，三角形，圓形和正六邊形。通孔二的直徑大小不同；球形腔1與滾動腔2的直徑比為5:3。滾動腔2內壁固定連接有交互球3。

球形腔1，滾動腔2和幾何形狀塊由抗菌材料制成，抗菌材料由質量份32份甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨，18份甲基丙烯酸甲酯，9份聚乙烯醇，52份殼聚糖，10份聚乙烯亞胺，31份納米ZnO和27份磁性Fe₃O₄/Ag納米粒子制成。

實施例2

如圖1所示，交互球3內設有與中央處理器信號連接的顯示模塊，振動采集模塊，語音采集模塊和語音播放模塊，其中，中央處理器，包括接收單元，發送單元，存儲單元，處理單元和信號轉化單元，所述接收單元用于各采集模塊采集的信號；所述發送單元將采集的信號發送至存儲單元進行存儲；所述處理單元將存儲單元內的數據進行處理判斷，并將判斷結果發送至信號轉化單元；所述信號轉化單元將判斷結果轉化成顯示模塊和語音播放模塊可識別的可識信號，并發送至發送單元；所述發送單元將可識信號分別發送至顯示模塊和語音播放模塊；振動采集模塊，用于采集玩具的振動頻率，并將所述振動頻率轉化成數字信號發送至中央處理器，并計做f；語音采集模塊，用于采集音頻信號，并將所述音頻信號轉化成數字信號發送至中央處理器，并計做v；顯示模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內預存有若干動畫圖像；所述接收單元用于接收中央處理發送的可識信號，并將可識信號進行處理轉化成播放預存動畫的指令，并發送至播放單元；所述播放單元用于播放預存的動畫圖像；語音播放模塊，包括存儲單元，接收單元和播放單元，所述存儲單元內預存有若干語音信息；所述接收單元用于接收中央處理器發送的可識信號，并將可識信號進行處理轉化成播放預存語音信息的指令，并發送至播放單元；所述播放單元用于播放預存的語音信息。

幾何形狀塊內設有與中央處理器信號連接的判斷采集模塊，所述判斷模塊檢測幾何形狀塊通過通孔一和通孔二的狀態，若檢測到通過通孔一和通孔二，則向中央處理器發送正信號，若檢測到未通過通孔一或通孔二，則向中央處理器發送負信號，中央處理器的接收單元將信號采集。

中央處理器的處理單元對采集的數據進行處理；當f從f＝0開始變化時，采集音頻信號v并計做v₀，當中央處理器接收到正信號時，發送播放動畫圖片的可識信號至顯示模塊；當中央處理器接收到負信號時，采集音頻信號v并計做v₁，當f>35次/s和/或v₁-v₀>2kHz時，發送播放語音信息的可識信號至語音播放模塊。

顯示模塊采用全息投影顯示，所述全息投影的圖像處理算法為：

最大空間頻率為式中：λ為波長，x，x₁，x_p分別為物面、透鏡面和分數傅里葉頻譜面的廣場坐標，θ_max為物光波和參考光波的方向夾角。

所述全息投影的倍率色差的消除滿足：其中，式中：λ_r，λ_g，λ_b分別為紅、綠、藍三色激光的波長，m_r，m_g，m_b分別為三色分量再現像在ξ軸方向的像素總數，d為衍射距離；M_H為ξ軸所占用的像素數目，Δx為在ξ軸上的像元間距；橫向位置色差的消除滿足：式中：O_r(x_r，y_r)，O_g(x_g，y_g)，O_b(x_b，y_b)為衍射圖像中紅、綠、藍三色最強衍射光斑的中心。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。