炫酷形的智能地球仪的制作方法

本实用新型涉及一种地球仪，特别涉及一种造型美的地球仪。

背景技术：

地球仪因具有工艺观赏和查阅地理知识而受到人们的喜爱，因此，在多数人家、办公室或学生教室均会摆放至少一部地球仪。

现有技术中的多数地球仪基本上由底座、球体、固定架和地轴组成，其造型单一且比较传统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种底座造型炫耀至极，无需固定架和地轴的炫酷形的智能地球仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的炫酷形的智能地球仪，包括绘有地图的球体和支撑该球体的底座，其特征在于：所述底座具有一容置所述球体一部分的内空腔体，该球体嵌置于所述内空腔体中可自由旋转，该内空腔体的正向开口对应的平面与水平面之间的夹角α在30-60度；在内空腔体中的底面或侧壁上设有若干个支撑并保持所述球体平衡转动的钢珠，在内空腔体的顶部开有通孔，通孔内镶嵌有一个可观察到所述球体表面的放大镜；在底座的外壁上设有可控制能输出世界或地区政史地常识的人机互动智能语音模块的语音输入和输出部件。

所述底座为具有夹层空间的双层壳体，所述智能语音模块安装在所述夹层空间内，所述智能语音模块包括可从互联网平台自动连接的wi-fi无线通信模块和蓝牙通信模块。

在与所述正向开口相背的底座背侧设有可观察到所述球体的部分球面的背向开口。

所述钢珠为三个，分别通过定位支架设置在所述内空腔体的底面上，三个钢珠之间的连线构成一个三角形，所述球体的重力作用线落入该三角形区域。

所述正向开口围合的面和背向开口围合的面均为圆弧面，沿正向开口至背向开口方向的垂直剖面上正向开口的圆心角β大于背向开口的圆心角。

所述正向开口对应的平面与水平面之间的夹角α为45度。

所述的智能语音模块包括核心电路板、内置存贮器和以科大讯飞推出的嵌入式语音合成芯片为主的主控芯片。

所述语音输入和输出部件包括麦克风、喇叭、usb接口、电源开关、音量控制键、暂停键、球体感应灯开关键和显示所述智能语音模块工作状态的led指示灯。

本实用新型采用外形炫耀且呈流线造型的底座，将绘有地理图案的球体以嵌入方式装配在底座的内空腔体中，使用时，只需转动球体，即可使球体上的任何一个点都会旋转至处于静止状态的观察者的视线内。将底座设计成由内壳与外壳拼装构成，在内壳与外壳之间形成一个密闭的夹层空间，再在该夹层空间内安装智能语音模块，该智能语音模块通过装配在底座壳体(内壳或外壳)上的语音输入和输出部件与使用者之间进行人机互动对话，从而，使使用者仅通过语音互动便可获悉其所需的世界或地区或目标国的人文、政治、历史和地理知识。

附图说明

图1a为本实用新型的智能地球仪立体示意图(由左上至右下视角)。

图1b为图1a中底座与球体分解示意图。

图2a和图2b分别为本实用新型智能地球仪和底座的主视图(该图中用“主视-1”表示地球仪的主视，用“主视-2”表示底座的主视，以下附图中，地球仪的某视图用“xxx-1”表示，对应某视图的底座的视图用“xxx-2”表示)。

图3a和图3b分别为本实用新型智能地球仪和底座的右视图。

图4a和图4b分别为本实用新型智能地球仪和底座的俯视图。

图5a为本实用新型智能地球仪的左视图。

图5b为图5a中a-a向剖视图。

图6a和图6b分别为本实用新型智能地球仪和底座的仰视图。

图7a和图7b分别为本实用新型智能地球仪和底座的左斜视图。

图8a和图8b分别为本实用新型智能地球仪和底座的仰斜视图。

图9a和图9b分别为本实用新型智能地球仪和底座的右斜视图。

图10为本实用新型智能地球仪的爆炸示意图。

图11为本实用新型的智能语音模块工作原理方框图。

附图标记如下：

球体1、底座2、内空腔体21、正向开口22、背向开口23、夹层空间24、桁架支撑结构25、滚珠组件3、钢珠31、定位支架32、放大镜4、通孔41、镜片支架42、镜片43、外装饰框44、内壳5、正向围边51、外壳6、背向围边61、智能语音模块7、锂电池8、语音输入和输出部件9、夹角α、圆心角β。

具体实施方式

如图1a、图1b所示，本实用新型的炫酷形的智能地球仪由绘有地图的球体1和支撑该球体1的底座2构成。

一、球体1

与现有技术不同，该球体1除其上绘制的相关地理信息(包括世界地理信息、各国地理信息、区域性的地理信息或地质地貌信息)外，该球体1上无地轴和用于支撑地轴的固定架。

使用时，将其嵌置于设在所述底座2上的内空腔体21内即可，查看相关地理信息时，拨转该球体1，该球体1借助设置于内空腔体21中的滚珠组件3自由旋转。

球体1由透明abs塑料(abs塑料是丙烯腈(a)-丁二烯(b)-苯乙烯(s)的三元共聚物)制成。

二、底座2

如图2a-图10所示，底座2由abs塑料经注塑制成，其颜色可为纯色，也可为色彩混搭。底座2的形状好似一个带靠背的斜式躺椅。以下对底座2的结构进行详细说明。

1、内空腔体21

底座2上设有一个可以将所述球体1以嵌入方式放置其内的腔体，简称内空腔体21，腔体的内空形状与放置其内球体1部分的外表面形状适配，将所述球体1嵌入其中时，球体1的1/4-1/2部分掩没其中，其余部分裸露于外。

在内空腔体21中的底面或侧壁上设有若干组滚珠组件3，放置其中的球体1可通过该滚珠组件3获得支撑并保持平衡(此处的平衡是指在未对其施加作用力的情况下，其可处于静止状态)。

本实用新型优选滚珠组件3为三组，每组滚珠组件3由钢珠31和用于镶嵌钢珠31的定位支架32构成，定位支架32固定在内空腔体21的底面上，钢珠31在定位支架32的珠孔中自由转动。三组滚珠组件3之间的连线构成一个三角形，最好为正三角形，当球体1放于内空腔体21内时，球体1的重力作用线应落入该三角形区域内，最好垂直穿过三角形的重心(三角形的三条中线的相交点)。该结构既可确保球体1在静止时稳定处于滚珠组件3之上，又可在使用者拨转该球体1时，其能自由且平稳的转动。

2、正向开口22

将所述球体1嵌入内空腔体21的一侧的开口称为正向开口22，正向开口22围合的面可以是平面，也可以是曲面，本实用新型优选为圆弧面，该圆弧面对应的平面与水平面之间的夹角α选为30-60度(参见图5a和图5b所示)，最好为45度(45度给人的感觉是稳定性好)，该设计给人一种将所述球体1比拟为月偏食时的月亮的美好感觉。

圆弧面的正向开口22的断面圆弧的圆心角β在60-110度(参见图5a和图5b所示)，该角度既可使球体稳定置于所述的内空腔体里，又可获得裸露在外的球体的球冠面积为最大，本实用新型优选该圆心角的角度为82度。该设计具有完美的流线形美。

3、背向开口23

本实用新型进一步的改进是在与正向开口22相背的底座2背侧设有背向开口23，该背向开口23较正向开口22的敞口小，其可将所述球体1的部分球面裸露于外。

如同正向开口22，该背向开口23围合的面可以是平面，也可以是曲面，本实用新型优选为圆弧面，该圆弧面对应的平面与水平面之间的夹角α略大于正向开口22的圆弧面对应的平面与水平面之间的夹角。背向开口23与正向开口22前后呼应给观察者一种将该地球仪视为悬挂高空的明月的美感。

4、放大镜4

本实用新型的又一改进是在内空腔体21的顶部开有通孔41，在通孔41内镶嵌一个倍率为2-10倍的放大镜4，其大大方便老年人查看该地球仪上的相关地理信息。

5、双壳体结构的底座2

本实用新型的进一步改进是将该底座2制作成由内壳5与外壳6构成的具有内部夹层空间24的双层壳体结构的底座2。

内壳5与外壳6均由塑料材料经一次性注塑制成，其间通过快速卡装结构装配在一起，在内壳5的外表面上和外壳6的内表面上设置若干个桁架支撑结构25。

在内壳5上位于所述正向开口22的一侧设有正向围边51，在外壳6上位于所述背向开口23的一侧也设有背向围边61，当内壳5与外壳6装配在一起后，正向围边51与背向围边61既可使由内壳5与外壳6围合构成的所述夹层空间24为密闭空间，又可使该底座2构成一个具有圆弧流线形美感的侧表面。

在内壳5与外壳6的顶部同时开设安装放大镜4的通孔41，在该通孔41内依次安装有镜片支架42、镜片43和外装饰框44(参见图10所示)。

三、智能语音模块7

本实用新型的再一改进是在所述夹层空间24内设置智能语音模块7，该智能语音模块7通过人机互动语音输入和输出部件9实现智能语音互动功能。

使用者通过语音唤醒功能启动该智能语音模块7，以获得其所需的服务功能，如：收听音乐、收听广播及新闻、查询天气、查询时间、问答游戏(问答涉及的内容如：名胜古迹历史、各国历史地理知识、大洋、大洲知识和各国地理政史相关知识的语音咨询)。

1、电路部分

智能语音模块7由核心电路板(pcba堆叠：核心板+底板，模块化设计)、内置存贮器、可与互联网平台自动连接的wi-fi无线通信模块、近距离通讯的蓝牙通信模块和以科大讯飞推出的嵌入式语音合成芯片为主的主控芯片以及充电锂电池8。

这些电路板、模块和锂电池8均安装在所述夹层空间24内设定的安装位，本实用新型借用所述桁架支撑结构25搭建所述的安装位。

2、语音输入和输出部件9

语音输入和输出部件9包括麦克风、喇叭、usb接口、电源开关、音量控制键、暂停键、球体1感应灯(该球体1感应灯是在球体1内容安装若干无线控制启动的led灯，其可大大提高球体1上图案的清晰度，有利于使用者观察记载在该球体1上的相关信息。)开关键和显示所述智能语音模块7工作状态的led指示灯。

所述喇叭为两个5瓦全频低音喇叭，分别设置在背向开口23侧的外壳6的底部两边。

所述麦克风、usb接口和电源开关键设置在两个喇叭之间。

所述音量控制键、暂停键、切断按键、球体1感应灯和led指示灯设置在所述的背向围边61上。

以下对所述语音输入和输出部件9详细说明。

led指示灯：1个电源按键指示灯(开机蓝色，关机灭)。

主按键(即音量控制键)：6个触摸按键：音量加键(上一首)；音量减键(下一首)；

暂停键(播放键)；

电源开关机机键，待机键(关机状态下长按3秒开机，开机状态下长按3秒关机，开机状态下，短按进入待机)；

切断按键(在播放过程中，切断正在播放的状态，进入等待语音命令状态)；

球体1感应灯开关(短按有效)。

麦克风孔：2个mic孔。

天线：wifi天线。

usb接口/充电接口：5pinmicrousb(正在充电指示红色，充满指示蓝色)，音频输出端口在产品下端。

电池：3000ma锂电池8。

四、智能语音模块7的工作过程及可实现的主要功能(参见图11所示)：

1、配网操作的实现方式

>>通过手机app，实现手机和linux平台自带的bt模块实现通讯；

>>手机app发起配网请求，并且通过app把wifi路由的ssid和密码，通过数据包的形式，传送给到平台自带的wifi模块；

>>wifi模块用拿到的ssid和密码，发起联网请求，联网后成功，返回配网成功消息给到linux平台应用；

>>linux平台应用通知手机app，已经成功联网，app上可以显示设备的联网状态。

2、语音唤醒和语音识别的实现方式

>>在linux平台移植语音唤醒引擎sdk，语音识别引擎sdk(即软件开发工具包，sdk英文全称：softwaredevelopmentkit)；

>>系统开机状态下，系统麦克风和系统录音进程处于工作状态；

>>当语音唤醒引擎拾取到定义好的唤醒词之后，马上启动asr语音识别引擎，准备录取用户下一步的操作命令语音；

>>语音识别asr引擎把获取到的操作命令语音文件，通过网络协议，给到在线识别云计算平台，平台会把录音文件识别为文字形式，并下发到识别引擎sdk；

>>识别引擎sdk把文本分发给到linux应用，并做操作关键词抽取和处理，根据命令关键词的定义，调用不同的应用和服务。

详细如下：

语音唤醒，语音控制：语音唤醒sdk，在线语音听写sdk，在线语音合成sdk，3个讯飞语音资源的移植：

1)唤醒词：测试使用“xxx地球仪”1个唤醒词(其中xxx为用户给本实用新型的智能地球仪起的个性化名称)；

2)语音唤醒：唤醒sdk在讯飞开放平台注册并下载，由智能地球仪移植到音箱安卓系统；

3)在线语音听写sdk，同上；

4)在线语音合成sdk，同上。

2、音乐播放(听音乐)：

1)智能地球仪设备获取到用户原始音频文件；

2)把音频文件传给sdk；

3)sdk把音频提交到讯飞后台；

4)讯飞后台服务器把语音转文字，并把文字返回给到智能地球仪设备；

5)智能地球仪把返回的原始文字段，提交给在线资源服务器和智能地球仪；

6)在线资源服务器跟进智能地球仪提交的文字，进行语义解析，判断用户的意图(播放音乐)；

7)在线资源服务器把文字段解析成具体的指令，并以json格式(英文全称：javascriptobjectnotation,js对象简谱，其是一种轻量级的数据交换格式，其易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率)传回给到智能地球仪，并且同时在json代码中，带上音乐的播放地址---智能地球仪和在线资源服务器。

8)---智能地球仪根据json格式数据，和附带的播放地址，实现音乐播放。

9)举例：

---用户的指令：我要听许巍的《蓝莲花》(文字形式，由智能地球仪提交给在线资源服务器后台)；

在线资源服务器处理文字指令，返回以下json格式的命令给到智能地球仪(以下代码为举例，具体格式请研发者自行商定)；

---智能地球仪根据命令格式，知道是要播放音乐，根据返回的地址，开始播放，上述网址给出的音乐。

3、在线内容资源的播放实现方式

>>linux应用根据播放指令，发起播放在线有声资源内容的请求；

>>根据和在线有声资源内容平台的通讯接口定义，向内容平台发起播放请求；

>>在线资源平台根据接收到的请求格式(操作方式，请求播放资源的url地址)，向linux应用分发mp3格式的资源文件音频流；

>>linux应用根据集成的mp3播放器，把下发的音频流播放出来，并通过a/d转换和功放，在扬声器上播放出来；

听在线广播(听广播)：

流程与上述听音乐相同。

查询天气；

1)智能地球仪采集用户的查询天气的请求，比如查询北京7月15日的天气；

2)智能地球仪把讯飞后台返回的字符串“查询北京7月15日的天气”发送给到在线资源服务器后台；

3)在线资源服务器根据这个字符串，把用户的意图解读出来：查询天气，北京，7月15日；

4)在线资源服务器根据解析出来的意图，调用天气查询api(英文全称：applicationprogramminginterface，为应用编程接口)，把查询结果以字符串的形式发送给到智能地球仪，比如“北京，7月15日，多云转雷阵雨，温度为32度，晚上阵雨，温度为25度，pm2.5浓度为124”；

5)智能地球仪根据在线资源服务器发送的字符串，调用讯飞的tts(英文全称：texttospeech，其为一种语音合成技术软件，作用是“从文本到语音”)播报出来。

查询时间：

1)智能地球仪设备获取到用户原始音频文件；

2)把音频文件传给sdk；

3)sdk把音频提交到讯飞后台；

4)讯飞后台服务器把语音转文字，并把文字返回给到智能地球仪设备；

5)智能地球仪把返回的原始文字段，提交给到在线资源服务器；

6)在线资源服务器跟进智能地球仪提交的文字，进行语义解板，判断用户的意图(查询时间)；

7)在线资源服务器把文字段解析成具体的指令，并以json格式传回给到智能地球仪(json命令钟包含用户的意图，以及当前的网络时间)；智能地球仪；

8)智能地球仪通过tts把当前的时间播放出来。

听新闻：

1)智能地球仪采集用户听新闻需求的语音(如我要听新闻、我想听科技新闻、播放娱乐新闻或今天早上的体育新闻等)；

2)智能地球仪把用户的语音提交到讯飞后台，讯飞把语音转文字，并把文字返回到智能地球仪；

3)智能地球休把文字提交到在线资源服务器后台，在线资源服务器把文字解析为用户的意图(期望听的新闻)。

7、世界与各国地理知识解读。

地理知识问答库实现方式

>>把地理问答知识库上传到服务器，并根据问答内容做数据库表；

>>用户语音提问题，根据语音识别引擎，把用户的问题转换成文字形式；

>>linux应用处理用户的问题，转换成查询关键词，并把查询关键词上传到数据库；

>>查询问答数据库，并找到对应问题的答案，把文字下发到linux应用本地；

>>linux应用把答案问题上传到在线tts服务器，把答案文本转换成语音；

>>语音文件下发到mp3播放器，并通过a/d转换和功放，在扬声器上播放出来。