在机器人语音交互系统中存在共性问题，包括环境噪声、位置距离等，这些因素的共同影响下导致机器人语音交互效果较差，因此，有必要设计一个基于声音信号的翻译机器人语音交互系统。在设计系统硬件部分，将SPCE061A处理器作为核心部分，并设计了音频处理芯片、CPLD、语音输出模块与LCD显示模块。在系统软件部分，对语音预加重处理提高语音的高频部分，对语音信号加窗分帧处理，以保证处理后的语音是连续的，在此基础上，进行端点检测，区分背景噪声和环境噪声，并增加非线性小波去噪方法进一步去除噪声，得到纯净人声信号。同时对语音合成，并提出语音交互流程，实现翻译机器人语音交互。实验结果表明，此次研究的语音交互系统在有噪音与安静的环境下，识别率都较高，获得的语音信号实时波形图准确性也较高，并且在交互语句量多与少的情况下都具有较快的交互速度，有效提高了机器人语音交互效果。