Результат интеллектуальной деятельности: РАЗВИВАЮЩАЯ ИГРУШКА-НАВИГАТОР ДЛЯ ДЕТЕЙ

Изобретение относится к детским развивающим игрушкам и может использоваться для развития мелкой моторики и сенсорного восприятия внешнего мира детьми, в том числе с недостатками органов зрения и слуха.

Сенсорное (тактильное) развитие составляет фундамент общего умственного развития ребенка и необходимо также и для его дальнейшего успешного обучения. Хорошим вариантом развития сенсорики ребенка являются развивающие игрушки.

Слепые и глухонемые дети воспринимают мир другими органами чувств, им сложнее адаптироваться и понять все, что их окружает. Им требуется дополнительное время и особая поддержка, чтобы развить те умения и навыки, которые значительно легче даются обычным детям. Легко понять, что развивающие игрушки сенсорной направленности для этих детей - первый и практический единственный помощник в стимулировании органов чувств. Игрушки для таких детей, как правило, отличаются от обычных игрушек, к тому же такие игрушки не способствуют ориентации детей в пространстве и защиты их от препятствий.

На сегодняшний день сенсорику детей развивают множество игрушек, разных по форме, цвету, величине и даже музыкальному сопровождению. Для незрячих детей и взрослых находит применение шрифт Брайля с обозначением букв в виде рельефов из выпуклых точек. Шрифт Брайля используется для обучения чтению и чтения текстов незрячими детьми с использованием тактильного восприятия рельефов из выпуклых точек.

Наиболее близким известным к предлагаемому техническим решением является мобильный телефон с наличием игровых функций (например мобильный телефон Nokia 5230 [1]. Прототип содержит корпус с сенсорной рабочей поверхностью, вибро- и звукоизлучатели, а также датчики положения и поддерживает A-GPS-услугу определения местоположения телефона. На сенсорную рабочую панель /поверхность/ прототипа могут выводиться различные обозначения, буквы, цифры и знаки /далее - символы/, а при тактильном или сенсорном воздействии на эти символы в микрочипе прототипа формируются те или иные ответные реакции, команды и воспроизводятся звуковые файлы, заложенные в памяти микрочипа.

Существенными недостатками прототипа является непригодность его применения для развивающей игры незрячими и глухими детьми с целью развития крайне важных для них тактильных навыков.

У прототипа, как и у множества других известных игрушек, отсутствуют возможности, которые, наряду с использованием рельефных формообразований, развивали бы сенсорику (тактильную чувствительность) детей путем изменения температуры и виброколебаний на тактильно воспринимаемой ребенком рабочей поверхности.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности тактильного восприятия ребенком символов с помощью игрушки, а также тактильного восприятия температуры и виброколебаний на рабочей поверхности игрушки.

Для достижения технического результата на сенсорную рабочую поверхность игрушки нанесены рельефные символы, сенсоры выполнены термоактивными и виброактивными, активируемыми программно или в зависимости от взаимодействия рук ребенка с сенсорной рабочей поверхностью игрушки, в структуру игрушки введены боковые виброактивные участки, а выполненная в виде эластичной поверхности сенсорная панель снабжена рельефными символами на своей наружной поверхности, кроме того, на внутреннюю поверхность сенсоров нанесен резистивный слой, подогреваемый протекающим через него электрическим током при тактильном воздействии на наружную поверхность соответствующего сенсора, к тому же каждый сенсор снабжен светоизлучателями, подключенными к микрочипу. Вид на сенсорную рабочую поверхность игрушки показан на фиг.1, на фиг.2 приведена структурная схема электрической начинки игрушки, а на фиг.3 показан вариант оснащения сенсорной ячейки игрушки. Рабочая поверхность 1 игрушки (тактильная или сенсорная панель), содержит виброактивные боковые участки 2, 3, состоит из светотермовиброактивных тактильных сенсоров 4…38 (далее - сенсоры) с рельефными /в том числе в виде шрифта Брайля/ символами, условно показанными на фиг.1 в виде обычного шрифта. Для вопроизведения звуковых файлов на панели 1 или в корпусе игрушки размещены звуковые излучатели 39. Как вариант, на сенсорах 4…38 возможно размещение рельефных цифр, букв арабского и латинского алфавитов, геометрических фигур, иероглифов и т.д. (далее по тексту - символы). Каждый сенсор или часть их могут подсвечиваться разными цветами, подогреваться и/или вибрировать в зависимости от заданной программы взаимодействия «оператор-игрушка» и/или от действий ребенка. Сенсоры 4…38 воспринимают и различают (выдают различимые друг от друга сигналы) от прикосновения к своей поверхности и давления на нее пальцами оператора. Задание той или иной программы формирования сигналов активации сенсоров 4…38 и воспроизведения звуковых файлов излучателями 39 обеспечивается структурой управления, выполненной в виде микро-ЧИПа (далее по тексту - «микрочип»), изображенной на фиг.2.

Микрочип содержит процессор 40, память 41, таймер 42, интерфейсы 43 и 44, причем к выходам интерфейса 43 подключены вибро- и термоактиваторы сенсоров и виброактиваторы боковых участков 2 и 3, звуковые излучатели 39 и многоцветные светоизлучатели сенсоров, а через интерфейс 43 сигналы с сенсоров 4..38 подаются на входы процессора 40. В зависимости от заданной программы работы сигналы с выходов сенсоров 4…38 используются в процессоре 40 для формирования соответствующих выходных сигналов управления через интерфейс 43 для активации виброактивных участков 2 и/или 3, сенсоров 4…38 и звуковых излучателей 39. Вариантов программ работы устройства может быть любое количество, все файлы программ записаны в память 41 микрочипа, выбор той или иной программы работы устройства возможен с помощью воздействия на сенсоры 4…38. Вариант конструктивного исполнения любого из сенсоров 4…38 показан на фиг.3. На основании 45 сенсорной панели устройства размещены непрозрачные вертикальные перегородки 46, к торцам которых примыкает полупрозрачная эластичная сенсорная поверхность 47, на которой снаружи размещен рельефный элемент 48, а изнутри - виброактивный элемент 49. К непрозрачным перегородкам 46 прикреплены светоизлучающие элементы 50. Часть перегородок 46 выполнена проводящими, а внутренняя поверхность эластичной поверхности 47 покрыта резистивным слоем для нагрева тактильной поверхности сенсора при подаче напряжения на соответствующие проводящие перегородки 46. Снаружи эластичной поверхности 47 над каждой сенсорной ячейкой нанесены рельефные символы 48, а изнутри эластичной поверхности 47 размещены над каждой сенсорной ячейкой виброактивные элементы 49. На основании 45 сенсорной панели в центре сенсора размещена с зазором относительно виброактивного элемента 49 торцевая поверхность возбудителя 51 виброколебаний. Выводы 52 необходимы для подключения элементов 46…50 к выходам интерфейса 43. При нажатии на тактильную поверхность происходит смыкание поверхностей элементов 49 и 51, тем самым формируется сигнал, подаваемый на соответствующий вход интерфейса 44. При наложении пальцев оператора на поверхность эластичной тактильной поверхности 47 сенсора изменяется (возрастает) эквивалентная электрическая емкость, которая включена в частотозадающую цепь соответствующего автогенератора интерфейса 44. Изменение частоты автогенератора преобразуется в интерфейсе 44 в сигнал наложения пальца оператора на соответствующий сенсор и используется процессором 40 в исполняемой программе его работы.

Виброактивные боковые участки 2 и 3 могут исполнять функцию навигации для ребенка при активации виброколебаний того или иного виброактивного участка в зависимости от направления движения в пространстве, например, по прямой линии или по другому маршруту или в зависимости от наклона рабочей поверхности игрушки по отношению к горизонту. Для этого в варианте структуры управления игрушкой следует использовать имеющиеся датчики положения и/или A-GPS-функцию определения местоположения и подключить их к интерфейсу 44. В этом режиме ребенок держит игрушку обеими руками, причем пальцы рук наложены на виброактивные боковые участки 2 и 3 и за счет вибрации того или иного участка 2 или 3 ребенок получает указание поворота влево или вправо, а при движении точно по маршруту вибросигналы на обоих участках отсутствуют.

В зависимости от программы, заложенной в микрочип структуры управления, игрушка может выполнять различные варианты обучения ребенка азбуке, распознаванию и тактильному восприятию образов и форм. Предложенный вариант игрушки позволит как детям с нормальными органами чувств, так и незрячим и глухонемым детям осваивать мелкую моторику, геометрические и иные образы, логическое мышление, тактильную термочувствительность, чтение с помощью шрифта Брайля, а также передвигаться в пространстве с использованием игрушки в качестве навигатора.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Руководство по эксплуатации мобильного телефона Nokia 5230. Сайт: http://helpix.ru/nokia/5230/.