一种智能语音识别装置的制作方法

1.本发明涉及语音识别技术领域，具体为一种智能语音识别装置。


背景技术：

2.家用电器是日常家居不可缺少的部分，但是目前所用的家居电器均是手动打开或关闭，门也是手动开关；高档次的则会采用手机或遥控器等操作设备对家用电器进行控制，但随着家居产品的增多，遥控器和手动开关就会增多，这些增多的遥控器和开关均需要用户手动操作，这就在使用上造成了极大的不方便。
3.智能家居是以住宅为平台，通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，通过语音识别装置识别命令来使各种家居完成指令，提升家居便利性、舒适性、艺术性、安全性等，并实现环保节能的居住环境。
4.现有的语音识别装置结构过于简单，在放置时，如果固定的不够牢固，将会导致整个语音识别装置受损，因此，人们需要一种智能语音识别装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能语音识别装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能语音识别装置，该语音识别装置包括底座、拾音箱，所述拾音箱设置在底座上，所述底座使拾音箱进行360
°
的转动，拾音箱对声音进行收集，拾音箱对声波进行放大；拾音箱上安装有类似耳廓和外耳道的结构，拾音箱对声音进行收集和放大，提高识别系统对语音识别的准确性。
7.所述底座上方设置有旋转电机，所述旋转电机与拾音箱固定；旋转电机使拾音箱在底座上在水平方向进行360
°
的转动。
8.所述拾音箱上设置有四组姿态环，每组所述姿态环上均设置有耳廓板，拾音箱内部对应每组耳廓板的位置均设置有耳道管；姿态环为耳廓板的安装提供支撑，耳廓板如同人体的耳廓，识别模块对每两组拾音器之间的时间差和声强差进行分析，实现对声音的收集，耳道管如同人体的外耳道，实现对声波的放大，拾音箱通过耳廓板和耳道管的设置，实现对外部声音的收集和声波的放大，从而使识别系统可以对清晰的语音进行识别和分析。
9.该语音识别装置还包括识别系统，所述识别系统设置在拾音箱中，所述识别系统对声音的波形、频率、振幅进行对比，识别系统对发出的指令的识别，识别系统对外部设备进行控制；所述识别系统包括四组拾音器、识别模块、控制箱，四组所述拾音器分别设置在四组耳道管上，每组拾音器均与识别模块电性连接，所述控制箱与识别模块电性连接，控制箱对外部设备进行控制。拾音器对耳道管传递的声音进行采集，识别模块对拾音器采集的声音进行分析，包括对振动的波形、声波的频率、声音的振幅以及用户发出的控制指令，控制箱根据识别模块分析出的控制指令对外部设备进行控制，从而实现用户的控制要求。
10.每组所述姿态环上均开设有转动槽，姿态环上位于转动槽的两端均开设有动力槽，每组所述耳廓板上均设置有联动板，所述联动板位于转动槽内部，联动板的两端均设置有联动柱，每组所述联动柱的另一端均位于动力槽中，所述动力槽内部设置有正极板，所述联动柱远离正极板的一侧设置有负极板，所述正极板与负极板之间设置有膨胀管，所述正极板、负极板均与控制箱电性连接。姿态环与耳廓板通过转动槽和联动板的相互配合实现转动连接，正极板和负极板相互配合在膨胀管外侧形成外加电场，膨胀管内部设置有电活性聚合物，膨胀管内部的电活性聚合物在外电场的作用下发生膨胀，从而对负极板产生推动力，从而使联动板带动耳廓板在姿态环上进行转动，从而实现耳廓板的打开，实现对声音的收集。
11.所述拾音箱上位于每组姿态环的外侧均设置有齿轮槽，每组所述姿态环上均设置有从动齿轮，所述从动齿轮均位于齿轮槽内，所述拾音箱内部设置有承载环，拾音箱内部对应齿轮槽下端的位置开设有连接槽，所述承载环上对应每组连接槽的位置均设置有主动齿轮，每组所述主动齿轮均通过连接槽与从动齿轮转动连接，每组主动齿轮上均设置有姿态电机，所述姿态电机位于承载环的下方。姿态电机通过主动齿轮使从动齿轮转动，从而使姿态环在拾音箱上转动，通过姿态环的转动实现对耳廓板朝向的调整，从而使耳廓板正对声源，从而提高拾音箱对声音的收集。
12.所述控制箱内部设置有控制模块、温度模块、重力感应模块、无线模块，所述识别模块、温度模块、重力感应模块、无线模块均与控制模块电性连接；所述正极板、负极板均与控制模块电性连接；所述拾音器对耳道管传递的声音进行采集，所述识别模块对拾音器采集的声音进行分析，包括对振动的波形、声波的频率、声音的振幅以及用户发出的控制指令，所述温度模块对周围环境的温度进行检测，重力感应模块对该语音识别装置的倾斜角度及方向进行检测，所述无线模块与外部智能设备进行无线连接。
13.所述识别系统包括录入模式和识别模式，为录入模式时，所述识别模块对拾音器采集的声音进行分析及录入资料库，包括对声音的振幅、声波的频率、振动的波形进行分析及录入，还包括对控制令的录入，所述资料库为储存用户声音的数据库，所述控制令为用户向该语音识别装置输入的用于控制外部设备的控制指令，所述控制令导语 数量对象参数，所述导语为控制语言并为用户自主设置的、符合自身习惯的控制语言，包括打开、关闭、调大、调小、上调、下调、开、关等，所述数量为被控制的外部设备的数量，用户站在需要被控制的外部设备前面时，则不需要添加数量，所述对象为需要被控制的外部设备，包括自动窗帘、空调、灯等等，所述参数为外部设备需要调整的数值或需要调整到的数值，用户自主选择添加参数或者是不添加参数，如打开空调，调大空调风速，上调空调2
°
，上调空调到26
°
等等。
14.为识别模式时，所述识别模块将拾音器采集的声音与资料库中的声音数据进行分析和对比，包括对用户声音的分析和对控制令模式的对比，所述识别模块将采集的声音与资料库中的声音进行对比，包括对声音的振幅、声波的频率及振动的波形的对比，控制模块通过识别模块分析出的正确控制令对外部设备进行控制。
15.所述识别模块对每组拾音器采集到声音的时间及声强进行记录，识别模块对每两组拾音器之间的时间差和声强差进行分析，所述控制模块通过温度模块检测的周围环境的
温度，计算出声音在空气中的传播速度，识别模块通过时间差效应和声强差效应判断出声源的方位和距离，控制模块通过控制令及声源的方位对外部设备进行控制。控制模块中包括房屋的布局图及外部设备的分布图，控制模块通过声源的方位并结合外部设备的分布图分析出声源所在位置附近的外部设备，并再结合控制令，筛选出需要被控制的外部设备并进行控制。
16.所述识别模块通过对采集到声音的时间及声强进行分析，找出第一个采集到声音且声强最大的拾音器，所述控制模块使旋转电机进行转动，使第一个采集到声音且声强最大的拾音器正对声源的方位。
17.所述底座下方设置有防滑垫，底座内部设置有电源模块，所述电源模块与旋转电机、拾音器、识别模块、温度模块、重力感应模块、无线模块及控制模块电性连接。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1、在本发明中，不需要外置拾音装置，即解决了因拾音问题而破坏墙体的技术问题；本发明中，识别系统先是通过温度模块检测出周围环境的温度，计算出声音在空气中的传播速度，然后，识别模块通过时间差效应和声强差效应判断出声源的方位和距离，识别模块通过发出的控制令及声源所在的位置，可以清晰的判断出需要被控制的外部设备所在的位置，如：用户站在需要被打开的窗帘前并发出控制令，控制令为打开窗帘，控制模块通过识别模块分析出的声源的方位和控制令，对声源所在位置附近的外部设备进行控制，即将窗帘打开。
19.2、拾音箱上安装有类似耳廓和外耳道的结构，耳廓板如同人体的耳廓，实现对声音的收集，耳道管如同人体的外耳道，实现对声波的放大，拾音箱通过耳廓板和耳道管的设置，实现对外部声音的收集和声波的放大，从而使识别系统可以对清晰的语音进行识别和分析，提高识别系统对语音识别的准确性。
20.3、姿态电机通过主动齿轮使从动齿轮转动，从而使姿态环在拾音箱上转动，通过姿态环的转动实现对耳廓板朝向的调整，从而使耳廓板正对声源，从而提高拾音箱对声音的收集。
附图说明
21.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明在识别模式下的结构示意图；图3是本发明的整体内部结构示意图；图4是本发明的姿态环与耳廓板的连接结构示意图；图5是本发明的图4中a区域的结构示意图；图6是本发明的正极板、负极板与膨胀管之间的结构示意图。
22.图中：1、底座；2、拾音箱；1-1、防滑垫；1-2、旋转电机；2-1、姿态环；2-2、耳廓板；2-3、耳道管；2-4、承载板；2-5、从动齿轮；2-6、主动齿轮；2-7、姿态电机；2-8、承载环；2-11、动力槽；2-12、正极板；2-13、膨胀管；2-14、弹簧；2-21、负极板；3-1、拾音器；3-2、识别模块；3-3、控制箱。
具体实施方式
23.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-图6，本发明提供技术方案：一种智能语音识别装置 ，该语音识别装置包括底座1、拾音箱2，拾音箱2转动安装在底座1上，底座1使拾音箱2进行360
°
的转动，拾音箱2对声音进行收集，拾音箱2对声波进行放大。
25.底座1上方的中部位置安装有旋转电机1-2，旋转电机1-2与拾音箱2固定；旋转电机1-2使拾音箱2在底座上在水平方向进行360
°
的转动。
26.底座1下方安装有防滑垫1-1，底座1内部下端安装有电源模块，电源模块使整体装置的重心下移，使整体装置的放置更加稳定，电源模块与旋转电机1-2、拾音器3-1、识别模块3-2、温度模块、重力感应模块、无线模块及控制模块电性连接。
27.拾音箱2上转动安装有四组姿态环2-1，每组姿态环2-1上均转动安装有耳廓板2-2，拾音箱2内部对应每组耳廓板2-2的位置均固定有耳道管2-3，所述耳道管2-3的形状类似人体外耳道的形状，拾音箱2的内部位于耳道管2-3的上方设置有承载板2-4，所述承载板2-4上对应每组耳道管2-3的位置均开设有传声通道；耳廓板2-2如同人体的耳廓，实现对声音的收集，耳道管2-3如同人体的外耳道，实现对声波的放大，拾音箱2通过耳廓板2-2和耳道管2-3的设置，实现对外部声音的收集和声波的放大，从而使识别系统可以对清晰的语音进行识别和分析。
28.拾音箱2上位于每组姿态环2-1的外侧均开设有齿轮槽，每组姿态环2-1上均安装有呈环形的从动齿轮2-5，从动齿轮2-5均位于齿轮槽内，拾音箱2内部固定有承载环2-8，拾音箱2内部对应齿轮槽下端的位置开设有连接槽，承载环2-8上对应每组连接槽的位置均转动安装有主动齿轮2-6，每组主动齿轮2-6均通过连接槽与从动齿轮2-5转动连接，每组主动齿轮2-6上均安装有姿态电机2-7，姿态电机2-7位于承载环2-8的下方，姿态电机2-7与承载环2-8固定，主动齿轮2-6和从动齿轮2-5均为斜齿轮。
29.每组姿态环2-1上均开设有转动槽，姿态环2-1上位于转动槽的两端均开设有动力槽2-11，每组耳廓板2-2上均安装有联动板，联动板位于转动槽内部，联动板的两端均安装有联动柱，每组联动柱的另一端均位于动力槽2-11中，动力槽2-11内部固定有正极板2-12，联动柱远离正极板2-12的一侧安装有负极板2-21，正极板2-12与负极板2-21之间设置有膨胀管2-13和弹簧2-14，膨胀管2-13通过膨胀使耳廓板2-2在姿态环2-1上转动，弹簧2-14使耳廓板2-2完全贴合在姿态环2-1上，正极板2-12、负极板2-21均与控制箱3-3电性连接。
30.正极板2-12和负极板2-21相互配合在膨胀管2-13外侧形成外加电场，膨胀管2-13内部设置有电活性聚合物，膨胀管2-13内部的电活性聚合物在外电场的作用下发生膨胀，从而对负极板2-21产生推动力，从而使联动板带动耳廓板2-2在姿态环2-1上进行转动，从而实现耳廓板2-2的打开，实现对声音的收集。
31.本装置还包括识别系统，识别系统安装在拾音箱2中，识别系统对声音的波形、频率、振幅进行对比，识别系统对发出的指令的识别，识别系统对外部设备进行控制；
识别系统包括四组拾音器3-1、识别模块3-2、控制箱3-3，四组拾音器3-1分别安装在承载板2-4的四个传声通道上，识别模块3-2安装在承载板2-4上，每组拾音器3-1均与识别模块3-2电性连接，控制箱3-3与识别模块3-2电性连接，控制箱3-3对外部设备进行控制。
32.拾音器3-1对耳道管2-3传递的声音进行采集，识别模块3-2对拾音器3-1采集的声音进行分析，包括对振动的波形、声波的频率、声音的振幅以及用户发出的控制指令，控制箱3-3根据识别模块3-2分析出的控制指令对外部设备进行控制，从而实现用户的控制要求。
33.控制箱3-3内部安装有控制模块、温度模块、重力感应模块、无线模块，识别模块3-2、温度模块、重力感应模块、无线模块均与控制模块电性连接；正极板2-12、负极板2-21均与控制模块电性连接；温度模块对周围环境的温度进行检测，无线模块与外部智能设备进行无线连接，包括用户安装的智能家居、手机、笔记本等，用户通过手机无线连接语音识别装置，并对语音识别装置进行远程控制，如对空调的控制、对灯的控制等等。
34.重力感应模块对该语音识别装置的倾斜角度及方向进行检测，重力感应模块还对语音识别装置与地面或桌面之间的距离进行监控，当语音识别装置发生倾斜时，控制模块根据倾斜的角度和方向对旋转电机1-2进行控制，从而使耳廓板2-2先与桌面或地面接触，通过耳廓板2-2的支撑，从而防止语音识别装置倾倒。
35.当语音识别装置失重即从高处坠落时，控制模块对旋转电机1-2进行控制，使旋转电机1-2高速转动，同时对姿态电机2-7进行控制，从而使耳廓板2-2在拾音箱2上处于倾斜状态并充当螺旋桨的桨叶，电源模块对语音识别装置的重心进行调整，使语音识别装置处于竖直状态，使底座1在下、拾音箱2在上，在通过拾音箱2的高速转动，使语音识别装置缓慢落下。
36.识别系统包括录入模式和识别模式；为录入模式时，识别模块3-2对拾音器3-1采集的声音进行分析及录入资料库，包括对声音的振幅、声波的频率、振动的波形进行分析及录入，还包括对控制令的录入，所述资料库为储存用户声音的数据库，所述控制令为用户向该语音识别装置输入的用于控制外部设备的控制指令，所述控制令导语数量对象参数，所述导语为控制语言并为用户自主设置的、符合自身习惯的控制语言，包括打开、关闭、调大、调小、上调、下调、开、关等，所述数量为被控制的外部设备的数量，用户站在需要被控制的外部设备前面时，则不需要添加数量，所述对象为需要被控制的外部设备，包括自动窗帘、空调、灯等等，所述参数为外部设备需要调整的数值或需要调整到的数值，用户自主选择添加参数或者是不添加参数，如打开空调，调大空调风速，上调空调2
°
，上调空调到26
°
等等；为识别模式时，识别模块3-2将拾音器3-1采集的声音与资料库中的声音数据进行分析和对比，包括对用户声音的分析和对控制令模式的对比，识别模块3-2将采集的声音与资料库中的声音进行对比，包括对声音的振幅、声波的频率及振动的波形的对比，分析出用户的声音以及用户发出的声音中所包含的控制令，控制模块通过识别模块3-2分析出的正确控制令对外部设备进行控制。
37.识别模块3-2对每组拾音器3-1采集到声音的时间及声强进行记录，识别模块3-2对每两组拾音器3-1之间的时间差和声强差进行分析，控制模块通过温度模块检测的周围
环境的温度，计算出声音在空气中的传播速度，识别模块3-2通过时间差效应和声强差效应判断出声源的方位和距离，控制模块通过控制令及声源的方位对外部设备进行控制。
38.当外部设备仅有一个时，如仅有一个空调时，控制模块则根据控制令将仅有的一个空调打开，此种情况下，不分析用户的位置。
39.识别模块3-2通过对采集到声音的时间及声强进行分析，找出第一个采集到声音且声强最大的拾音器3-1，标记为第一拾音器3-1，同时将第一拾音器3-1对面的拾音器3-1标记为第四拾音器3-1，左右两侧的拾音器3-1分别标记为第二拾音器3-1和第三拾音器3-1；控制模块使旋转电机1-2进行转动，使第一拾音器3-1正对声源的方位，并将第一拾音器3-1对面的第四拾音器3-1关闭，并将第四拾音器3-1对应的耳廓板2-2关闭，从而防止其他方位传递的声音对用户语音的采集及识别产生影响，控制模块对第二拾音器3-1、第三拾音器3-1外侧的耳廓板2-2进行调整，控制模块通过对姿态电机2-7的控制，使字条环2-1在拾音箱2上转动，使耳廓板2-2正对声源所在的方向，从而提高第二拾音器3-1、第三拾音器3-1的声音采集效果。
40.本发明的工作原理：控制模块对正极板2-12及负极板2-21的通电、断电进行控制，对用户语音进行识别时，控制模块使正极板2-12和负极板2-21进行控制，使其得电，通过外加电场使膨胀管2-13膨胀，从而使耳廓板2-2在姿态环2-1上转动，并将耳道管2-3打开。
41.用户声音从耳道管2-3出传递到拾音器3-1处，四组拾音器3-1对声音进行采集，并将采集的声音数据传递到识别模块3-2中，识别模块3-2对每组拾音器3-1采集到声音的时间及声强进行记录，识别模块3-2对每两组拾音器3-1之间的时间差和声强差进行分析，控制模块通过温度模块检测的周围环境的温度，计算出声音在空气中的传播速度，识别模块3-2通过时间差效应和声强差效应判断出声源的方位和距离，控制模块通过控制令及声源的方位对外部设备进行控制。
42.识别模块3-2通过对采集到声音的时间及声强进行分析，找出第一个采集到声音且声强最大的拾音器3-1，标记为第一拾音器3-1，同时将第一拾音器3-1对面的拾音器3-1标记为第四拾音器3-1，左右两侧的拾音器3-1分别标记为第二拾音器3-1和第三拾音器3-1；控制模块使旋转电机1-2进行转动，使第一拾音器3-1正对声源的方位，并将第一拾音器3-1对面的第四拾音器3-1关闭，并将第四拾音器3-1对应的耳廓板2-2关闭，从而防止其他方位传递的声音对用户语音的采集及识别产生影响，控制模块对第二拾音器3-1、第三拾音器3-1外侧的耳廓板2-2进行调整，控制模块通过对姿态电机2-7的控制，使字条环2-1在拾音箱2上转动，使耳廓板2-2正对声源所在的方向，从而提高第二拾音器3-1、第三拾音器3-1的声音采集效果。
43.识别模块3-2对声音进行分析，并采集的声音与资料库中的声音数据进行对比，包括对声音的振幅、声波的频率及振动的波形的对比，分析出用户的声音以及用户发出的声音中所包含的控制令，控制模块通过识别模块3-2分析出的正确控制令对外部设备进行控制，如控制模块根据用户发出的控制令“打开空调”将空调打开。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。