一种多功能电子娱乐设备

技术领域

本发明实施例涉及音响、电子乐器、游戏机、玩具、休闲运动技术领域，具体涉及一种多功能电子娱乐设备。

背景技术

对于广大的音乐爱好者，在收听音乐的时候，想随着动人的音乐一起演奏，却苦于没有随身携带的乐器；或是感怀伤心、情绪激昂、轻松愉快的时候灵感迸发或情绪发泄想要自己创作一段曲子，身边同样没有合适的乐器。亦或在紧张学习、繁忙办公之余或者亲子时间想用音乐和运动高度融合到一起的方式度过休闲时间并益智健身。这些都需要一个能将音乐的播放、演奏、创作、游戏、运动融合到一起的便携产品。但是现有的音乐播放设备往往只具备播放功能和一些语言识别功能，无法让收听者演奏音乐、创作音乐、游戏音乐，使用者只能被动的收听音乐，缺少与音乐互动的深入体验。如果想在收听音乐的时候，能够演奏和创作音乐，需要使用到乐器，但是现有的乐器尤其是传统的键盘类及打击类乐器，往往体积较大、携带不便而且价格昂贵，同时演出场地也具有较多的限制。目前可以解决上述问题，既能随身携带、安置，又能将音乐的收听、演奏、创作、游戏结合到一起的产品，基本都是依靠手机作为硬件载体，通过手机软件来实现。

完全依靠手机作为硬件载体来实现随身携带并且集合音乐收听、演奏及创作等功能。主要有以下问题：

1、音质：手机具备音乐播放功能，但是播放的音质受到手机形态以及手机功能定位的限制，外放效果很难达到普通音响的效果，要想达到较高的音质水平，仍然需要外接音箱的帮助；

2、操作：手机受到屏幕尺寸的限制，要想在手机上演奏音乐，必须将一只手甚至是两只手放到手机屏幕上进行操作，非常局促，在很大程度上限制了音乐演奏的技巧和表现力，也削弱了演奏音乐的乐趣；

3、健康：在手机上演奏音乐，需要不断的注视手掌大小的电子屏幕，同时演奏时两手需要放置在很小的范围内，身体也需要保持一个相对拘谨的姿势，长时间的演奏，对眼睛及身体都有较大的损害；

4、运动：由于手机载体的限制，操作者在音乐演奏过程中，肢体没有更多的运动空间，无法为演奏的过程添加更加丰富、有趣的演奏形式和肢体运动，也无法将音乐和休闲引动相互结合，更好的体验音乐的乐趣；

5、普及：产品所具备的播放音乐、游戏、运动功能，可以为不同的年龄层所接受，既能让普通的使用者当做音箱、游戏、运动的产品使用，也可以让专业的音乐爱好者作为演奏的乐器使用。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种多功能电子娱乐设备，以解决现有的完全依靠手机作为硬件载体来实现随身携带并且集合音乐收听、演奏及创作等功能的方式所存在的缺点。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种多功能电子娱乐设备，所述设备包括控制单元和多个可按压的操作单元，所述控制单元包括主控单元和辅控单元，所述主控单元包括中央处理器以及分别与所述中央控制器连接的无线通信模块、声音识别模块、主控接口、第一扬声器和多个按键及充电接口，所述辅控单元包括辅控接口以及与所述辅控接口连接的第二扬声器和多个按键及充电接口，所述主控接口连接所述辅控接口，所述第一扬声器和第二扬声器组成双声道扬声器，所述操作单元包括信号处理模块以及与所述信号处理模块连接的无线通信模块、发光模块和声音/振动检测模块，所述操作单元通过无线通信模块与主控单元无线通信连接或者所述操作单元通过按键及充电接口连接主控单元或辅控单元。

进一步地，所述主控单元和辅控单元分别呈半球形且两个单元能可拆卸连接成完整的球体，所述操作单元包括两个可拆卸连接的弹性的半球形分体，所述控制单元上预留有多个能容纳所述操作单元的凹槽，所述按键及充电接口设置在所述凹槽内。

进一步地，所述控制单元和操作单元均通过无线通信模块连接至移动终端，所述无线通信模块包括蓝牙模块。

进一步地，所述主控单元还包括用于为控制单元供电的可充电电池，所述可充电电池通过充电接口与供电电源连接。

进一步地，所述操作单元还包括用于为操作单元供电的电池，所述电池连接控制及充电接口，所述控制及充电接口与按键及充电接口连接。

进一步地，所述主控单元还包括与中央处理器连接的存储模块。

进一步地，所述主控单元还包括用于连接外围设备的USB接口，所述主控单元还包括用于连接电脑端的音箱接口。

进一步地，所述声音/振动检测模块包括声音频率传感器、振动传感器或压电传感器。

进一步地，所述主控单元还包括与中央处理器连接的WIFI模块和语音识别模块。

进一步地，所述中央处理器的型号为STC15W404AS。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出了一种多功能电子娱乐设备，所述设备包括控制单元和多个可按压的操作单元，所述控制单元包括主控单元和辅控单元。操作单元可以安装在控制单元上，也可以从控制单元上拿下来单独使用；当操作单元安装在主控单元上的时候，可通过按压操作单元实现音量增大/减小、播放/暂停，灯光开/关及颜色选择、音色选择以及伴奏选择等播放控制功能；操作单元可以套在手指上，通过敲击的方式产生音乐，也可以通过抛掷的方式产生音乐；主控单元具备声音识别功能，能够识别主控单元播放的声音以及外界声音的音阶和节奏，并以此通过无线通信控制操作单元发光模块的亮灭；操作单元能够感知自身的振动(声音)以及振动(声音)的强弱和频率，不受外界声音和振动的干扰；发光模块的开关由操作单元的振动以及主控单元播放音乐的音阶控制，灯光的强弱由操作球振动的强弱以及主控单元播放音乐的音量决定；当操作单元安装到主控单元上的时候，还可以作为游戏手柄使用。将音响、乐器功能融合到一个完整的产品当中，同时加入休闲游戏及肢体运动功能，让音乐的欣赏、演奏、创作有机的融合到一起，同时兼具游戏性和运动性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种多功能电子娱乐设备的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种多功能电子娱乐设备的内部结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种多功能电子娱乐设备主控单元电路图；

图4为本发明实施例1提供的一种多功能电子娱乐设备双声道扬声器电路图；

图5为本发明实施例1提供的一种多功能电子娱乐设备可充电电池电路图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例1提出了一种多功能电子娱乐设备，如图1所示，该设备包括控制单元100和多个可按压的操作单元200，控制单元100包括主控单元110和辅控单元120。控制单元100是个类球体，直径大约在85mm左右，主控单元110和辅控单元120分别呈半球形且两个单元能可拆卸连接成完整的球体。主控单元110，具备扬声器功能、播放控制功能、声音识别功能、操作球按键功能、无线传输功能、充电功能等，右侧半球作为辅控单元120，具备扬声器功能、操作球按键功能，左右两个半球通过有线的方式连接。操作单元200包括两个可拆卸连接的弹性的半球形分体，本实施中，操作单元200由10个类似半球体组成，每个半球体的直径大约在30mm左右，两个半球体可以相互扣在一起，形成一个完整的球体，球体具有弹性，可以通过抛掷撞击的方式产生音符。单独的操作单元可以分别戴在手指上，通过在其他表面敲击的方式演奏音乐。操作单元200具备振动信号采集以及灯光功能。

具体的，如图2所示，主控单元110包括中央处理器以及分别与中央控制器连接的无线通信模块、声音识别模块、主控接口、第一扬声器和多个按键及充电接口，辅控单元120包括辅控接口以及与辅控接口连接的第二扬声器和多个按键及充电接口，主控接口连接辅控接口，第一扬声器和第二扬声器组成双声道扬声器，操作单元200包括信号处理模块以及与信号处理模块连接的无线通信模块、发光模块和声音/振动检测模块，操作单元200通过无线通信模块与主控单元110无线通信连接或者操作单元200通过按键及充电接口连接主控单元110或辅控单元120。

主控单元110还包括用于为控制单元100供电的可充电电池，可充电电池通过充电接口与供电电源连接。主控单元110还包括用于连接外围设备的USB接口，主控单元110还包括用于连接电脑端的音箱接口。操作单元200还包括用于为操作单元200供电的电池，电池连接控制及充电接口，控制及充电接口与按键及充电接口连接。

主控单元110的电路参考图3，中央处理器U5采用STC15W404AS型芯片，U4为振动传感器，可接收振动信号，U6为蓝牙模块，可接收蓝牙信号，U7为声音频率传感器，可接收声音振动频率信号。双声道扬声器的电路参考图4，两个扬声器喇叭BUZZER1、BUZZER2连接YX5200－24SS型语音芯片，SD卡J1中用于存储音乐文件，中央处理器STC15W404AS通过语音芯片完成播放指定的音乐，U1为WL8100MS型蓝牙模块。主控单元110的可充电电池电路参考图5，可充电电池可通过220V交流电源充电。

控制单元100上预留有多个能容纳操作单元200的凹槽，按键及充电接口设置在凹槽内。操作单元200可以安装在控制单元100上，也可以从控制单元100上拿下来单独使用。

控制单元100和操作单元200均可通过无线通信模块连接至移动终端。无线通信模块包括蓝牙模块。主控单元110、操作单元200可以分别同手机由蓝牙无线连接，通过手机APP可以控制主控单元110、辅控单元120以及操作球的全部功能，包括播放控制功能、音色选择功能、游戏手柄功能、灯光开关、伴奏选择等相关功能，对操作单元的敲击、抛掷等操作会通过手机端反馈出来。当单独携带操作单元200和手机的时候，操作单元200可以直接和手机无线通信，由手机接收及处理操作单元200的传感信号并播放声音，这时，手机起到主控单元110以及辅控单元120的功能(不包括充电功能)。主控单元100还包括与中央处理器连接的WIFI模块和语音识别模块，通过WIFI模块可以实现访问互联网，播放互联网上的相关资源，语音识别模块的设置可以通过语音识别进行控制。

本实施例中的主控单元110和辅控单元120具体具备以下功能：

1、具备扬声器功能，左右分开作为双声道扬声器使用；

2、供电方式采用可充电电池形式，(具备3小时以上的巡航能力)，充电接口使用USB Type-C类型接口；

3、播放模式支持无线蓝牙、USB3.1以及3.5毫米音频接口；

4、具备播放控制功能，包括音量增大、减小，播放/暂停，灯光开/关及颜色选择，四种音色选择以及伴奏选择功能。当操作单元200安装在主控单元110上的时候，通过按压操作球实现播放控制功能，当操作单元200同主控单元110分离的时候，可通过连续敲击三次对应的操作单元200控制播放功能；

5、具备无线通信功能，可以同操作单元200以及手机无线通信，通信距离大约在10m左右，能够同时连接15台设备左右，信号灵敏、准确；

6、主控单元110还包括与中央处理器连接的存储模块，具备存储功能，容量大约在1G左右，能够存储不同音色及音域的音阶以及部分音乐，主控单元具备音阶识别功能，能够识别音乐及声音的音阶和节奏；

7、具备声音识别功能，能够识别主控单元110播放的声音以及外界声音的音阶和节奏，并以此通过无线通信控制操作单元200的灯光亮灭(无论是否插在主控单元110上都有效)；

8、操作单元200安装到控制单元100上时，能够通过按键及充电接口为操作单元200充电；

9、当操作单元200插到主控单元110上的时候，操作单元200完全通过按键及充电接口同主控单元110及辅助单元通信，这时，操作单元200起到按键的作用，可以通过按压不同的操作单元200演奏音乐；

10、当主控单元110和辅控单元120组合到一起的时候，可以通过旋转两个单元控制音域；

11、能够通过USB接口连接外围设备，并读取外围设备的数据(例如播放U盘中的音乐)；

12、当操作单元200插到主控单元110上的时候，10个操作单元200以及左右单元的旋转，可以作为游戏手柄使用，通过蓝牙方式同手机或电脑连接。

本实施例中的操作单元200具体具备以下功能：

1、能经受频繁及相对剧烈的振动和撞击；

2、设置有声音/振动检测模块，声音/振动检测模块包括声音频率传感器、振动传感器或压电传感器，能够感知自身的振动(声音)以及振动(声音)的强弱和频率，不受外界声音和振动的干扰；

3、可选的，能够感知两次振动(声音)的距离，精度在100mm左右；

4、操作单元200可以套在手指上，通过敲击的方式产生音乐，也可以将两个分体扣在一起，通过抛掷的方式产生音乐；

5、具备发光模块，能够发光，光的颜色为白色以及对应的操作球颜色，灯光的开关由操作球的振动以及主控单元110播放音乐的音阶控制，灯光的强弱由操作球振动的强弱以及主控单元110播放音乐的音量决定；

6、设置有无线通信模块，具备无线通信能力，能够同主控单元110及手机无线通信；

7、带有充电接口，能够安装到主控单元110上为操作单元200充电。受到操作单元200体积大小的限制，充电接口要比较细小。可配置一拖十的转接线，可以将操作单元200的充电接口转换到USB Type-C接口；

8、可以通过主控单元110以及手机App控制操作单元200的电源开关。

根据以上描述的功能，可以将功能及使用模式分成两种类型，一种是组合模式(操作单元200安装到主控单元110及辅助单元的状态)，一种是分体模式。两种模式的区别如下：

1、组合模式：此种模式下，操作单元200同主控单元110的通信，完全依靠充电接口完成；

(1)、振动探测关闭；

(2)、无线传输功能关闭；

(3)、灯光有效，通过声音识别功能控制灯光的亮度；

(4)、按键功能有效；

(5)、充电功能打开。

2、分体模式：

(1)、振动探测打开；

(2)、无线传输功能打开；

(3)、灯光有效，通过声音识别功能控制灯光的亮度；

(4)、按键功能五效；

(5)、充电功能关闭。

在两种模式下，只有灯光功能始终有效，灯光是否有效通过三种方式控制：

(1)、当操作单元200安装到主控单元110以及辅控单元120上时，通过其中的一个按键控制灯光是否有效；

(2)、当操作单元200分离主控单元110以及辅控单元120时，通过敲击其中一个操作单元200的方式控制灯光是否有效；

(3)、通过手机App控制灯光是否有效。

本发明实施例提出了一种多功能电子娱乐设备，将音响、乐器功能融合到一个完整的产品当中，同时加入休闲游戏及肢体运动功能，让音乐的欣赏、演奏、创作有机的融合到一起，同时兼具游戏性和运动性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。