一种智能板书机的制作方法

xiaoxiao2020-7-23  5

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专利名称:一种智能板书机的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种教学用具,具体是指一种智能板书机。
背景技术
传统的教学方式中,教师在教学过程中采用板书笔(如粉笔)和板擦(如粉笔差),在黑/白板上进行书写,这样一方面影响书写速度,另一方面会使得教师的教学过程过于劳累。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能板书机,以提高教师的板书速度,避免教师过于劳累。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种智能板书机,包括铁底黑/ 白板、至少3个红外光源、蜘蛛板书装置、控制器和无线手写板;所述蜘蛛板书装置设置于铁底黑板上,所述红外光源分布于所述铁底黑板边缘外侧,所述蜘蛛板书装置与所述控制器电连接,所述无线手写板与所述控制器进行无线通信;所述无线手写板用于输入手写内容和控制指令并将手写内容信息以及控制指令信息发送给所述控制器,所述控制器根据所接收到的手写信息和控制指令控制所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上进行移动和书写,所述红外光源用于定位所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的位置。本实用新型的有益效果是教师手持无线手写板进行书写,无线手写板采集书写的起落笔、二纬坐标和无线手写板上的按钮指令等信息,无线手写板通过无线方式将信息发送给控制器。控制器接收到无线手写板传来的书写指令,经过计算变换后向蜘蛛板书装置发送控制命令,控制所述蜘蛛板书装置在铁底黑/白板上的运动,将教师在无线手写板书写的内容写在所述铁底黑/白板上,实现与无线手写板的同步板书,从而减小了教师的教学强度,并节省了板书时间,本新型适用于中小学和大中专等各种学校课堂教学,利用本新型可以解决人工板书中的各种限制,包括黑板高度的限制,讲解者身体的限制等。在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。进一步,所述蜘蛛板书装置包括红外感光定位单元、摆杆步进单元、磁力吸附单元、线簧支撑单元和书写单元;所述红外感光定位单元用于根据从所述控制器接收到的信息通过所述红外光源进行定位;所述摆杆步进单元用于蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板进行移动;所述磁力吸附单元用于所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的吸附,所述线簧支撑单元设置于用于所述蜘蛛板书装置在铁底黑/白板上的支撑;所述书写单元用于根据从控制器接收到的信息在所述铁底黑/白板上进行书写。采用上述进一步方案的有益效果是,实现了蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的停留,运动和板书动作。进一步,所述红外感光定位单元包括旋转遮光器和红外感光管,所述旋转遮光器上设有感光缝,所述红外感光管设置于旋转遮光器中,所述红外感光管通过所述旋转遮光器上的感光缝接收所述红外光源的光线。采用上述进一步方案的有益效果是,实现了所述蜘蛛板书装置在铁底黑/白板上的定位。进一步,所述摆杆步进单元包括相互垂直的纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元, 所述摆杆子单元包括摆杆、摆臂和摆臂驱动轮,所述摆臂驱动轮通过所述摆臂控制所述摆杆摆动。采用上述进一步方案的有益效果是,实现了所述蜘蛛板书装置在铁底黑/白板上的移动。进一步,所述线簧支撑单元包括支撑单元和拉线收放单元;所述支撑单元包括支撑腿和设置于支撑腿上的弹簧,所述支撑腿与所述铁底黑/白板接触,用于支撑所述蜘蛛板书装置;所述拉线收放单元包括绕线器、绕线盘和绕线,所述绕线盘设置于所述绕线器上并随绕线器的驱动进行转动,所述绕线的一端缠绕于所述绕线盘上,另一端穿过所述弹簧与所述支撑腿连接。采用上述进一步方案的有益效果是,通过支撑单元和拉线收放单元的配合实现了所述蜘蛛板书装置在铁底黑/白板上平稳的支撑。进一步,所述支撑单元为4个。采用上述进一步方案的有益效果是,使得支撑单元对所述蜘蛛板书装置的支撑更平稳。进一步,所述书写单元包括纵向子单元和横向子单元;所述纵向子单元和横向子单元相互垂直设置;所述纵向子单元包括纵向齿条驱动轮和与其咬合的纵向运动齿条;所述横向子单元包括横向齿条驱动轮和与其咬合的横向运动齿条以及板书笔和板擦;所述板书笔和板擦分别设置于所述横向运动齿条的两端。采用上述进一步方案的有益效果是,实现了所述智能板书机在铁底黑/白板上的书写和擦除。进一步,所述红外光源为4个。采用上述进一步方案的有益效果是,便于对蜘蛛板书装置进行定位。
图1为本实用新型智能板书机组成示意图;图2为本实用新型中的蜘蛛板书装置的结构示意图;图3为蜘蛛板书装置中的红外感光定位单元结构示意图;图4为蜘蛛板书装置中的摆杆步进单元结构示意图;图5为蜘蛛板书装置中的支撑单元结构示意图;图6为蜘蛛板书装置中的拉线收放单元结构示意图;图7为蜘蛛板书装置中书写单元的纵向子单元的结构示意图;图8为蜘蛛板书装置中书写单元的横向子单元的结构示意图。附图中,各标号所代表的部件列表如下1、铁底黑/白板,2、红外光源,3、蜘蛛板书装置,4、电缆盘,5、控制器,6、无线手写板,A、红外感光定位单元,B、横向子单元,C、摆杆步进单元,D、纵向子单元,E、拉线收放单元,F、支撑单元,G、磁力吸附单元,Al、旋转遮光器,A2、红外感光管,Bi、板书笔,B2、横向运动齿条,B3、横向齿条驱动轮,B4、板擦,Cl、摆杆,C2、摆臂,C3、摆臂驱动轮,D1、纵向运动齿条,D2、纵向齿条驱动轮,E1、绕线器,E2、绕线盘,E3、绕线,F1、弹簧,F2、支撑腿
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。如图1所示,本实用新型智能板书机包括铁底黑/白板1、4个红外光源2、蜘蛛板书装置3、控制器5和无线手写板6 ;所述蜘蛛板书装置3设置于铁底黑板1上,所述红外光源2分布于所述铁底黑/白板1边缘外侧,所述蜘蛛板书装置3与所述控制器5电连接,过长的连接电缆通过电缆盘4进行缠绕,所述电缆盘4采用发条方式依据蜘蛛板书装置3重力大小完成电缆的收放操作,同时通过电缆盘4限制电缆的总长度可以防止板书机因意外离开黑板落地摔坏;所述无线手写板6与所述控制器5进行无线通信,所述无线手写板6用于输入手写内容和控制指令并将手写内容信息以及控制指令信息发送给所述控制器5,所述控制器5根据所接收到的手写信息和控制指令控制所述蜘蛛板书装置3在所述铁底黑/ 白板1上进行移动和书写,所述红外光源2用于定位所述蜘蛛板书装置3在所述铁底黑/ 白板1上的位置。如图2所示,所述蜘蛛板书装置3包括红外感光定位单元A、摆杆步进单元C、磁力吸附单元G、线簧支撑单元和书写单元;所述红外感光定位单元A用于根据从所述控制器5 接收到的信息通过所述红外光源2进行定位;所述摆杆步进单元C用于蜘蛛板书装置3在所述铁底黑/白板1进行移动;所述磁力吸附单元G用于所述蜘蛛板书装置3在所述铁底黑/白板1上的吸附,所述线簧支撑单元设置于用于所述蜘蛛板书装置3在铁底黑/白板 1上的支撑;所述书写单元用于根据从控制器5接收到的信息在所述铁底黑/白板1上进行书写。如图3所示,所述红外感光定位单元A包括旋转遮光器Al和红外感光管A2,所述旋转遮光器Al上设有感光缝,所述红外感光管A2设置于旋转遮光器Al中并通过所述旋转遮光器Al上的感光缝接收所述红外光源2的光线。图2所示的蜘蛛板书装置3中,摆杆步进单元C包括相互垂直的纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元,所述纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元结构相同,如图4所示,均包括摆杆Cl、摆臂C2和摆臂驱动轮C3,所述摆臂驱动轮C3通过所述摆臂C2控制所述摆杆Cl 摆动。通过所述摆杆Cl的摆动,蜘蛛板书装置3可以分别沿纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元的两个相互垂直的方向运动,两个摆杆子单元的运动相结合,蜘蛛板书装置3便可以在铁底黑/白板1上任意的进行移动。如图2、图5和图6所示,线簧支撑单元包括4个支撑单元F和1个拉线收放单元 E ;所述支撑单元F包括支撑腿F2和设置于支撑腿F2上的弹簧F1,所述支撑腿F2与所述铁底黑/白板1接触,用于支撑所述蜘蛛板书装置3 ;所述拉线收放单元E包括绕线器E1、 绕线盘E2和绕线E3,所述绕线盘E2设置于所述绕线器El上并随绕线器El的驱动进行转动,所述绕线E3的一端缠绕于所述绕线盘E2上,另一端穿过所述弹簧Fl与所述支撑腿F2 连接。[0037]如图2所示,所述书写单元包括相互垂直设置的纵向子单元D和横向子单元B。如图7所示,所述纵向子单元包括纵向齿条驱动轮D2和与其咬合的纵向运动齿条D1,所述纵向运动齿条Dl在纵向齿条驱动轮D2的驱动下实现纵向的移动。如图8所示,所述横向子单元B包括横向齿条驱动轮B3和与其咬合的横向运动齿条B2以及板书笔Bl和板擦B4 ;所述板书笔Bl和板擦B4分别设置于所述横向运动齿条B2的两端;所述横向运动齿条B2在横向齿条驱动轮B3的驱动下实现横向的移动,带动所述板书笔Bl和板擦B4移动,结合所述纵向子单元D的运动从而实现所述蜘蛛板书装置3在铁底黑/白板1上的书写和擦除。使用时,教师手持无线手写板6进行书写。无线手写板6采集书写的起落笔、二纬坐标和手写板上的按钮指令等信息,通过其内置的无线发送器发送给控制器5。控制器5接受到手写板传来的书写指令,经过计算变换后向蜘蛛板书装置3发送控制命令,蜘蛛板书装置通过磁力吸附单元G、摆杆步进单元C和线簧支撑单元的组合动作实现蜘蛛板书装置3 的运动,同时控制板书笔Bl和板擦B4动作,实现与无线手写板6的同步板书和擦除。红外定位原理由多点(如4点)红外光源2、红外感光管A2和旋转遮光器Al组成。旋转遮光器Al在旋转运动过程中,红外感光管A2只能通过感光缝一次接受到一个红外光源2的光线,从而确定该点光源的方向,旋转遮光器Al每旋转一圈,就可以确定多个红外光源2的方向。由于红外光源2是固定的,位置已知,经过计算就可以知道红外感光管A2 的自己的绝对位置和方向,也就确定了蜘蛛板书装置3的绝对位置和方向。磁力吸附原理由铁底黑/白板1和蜘蛛板书装置3上的磁力吸附单元C构成,磁力吸附单元C可以为永磁铁,磁力吸附单元C通过磁力保障蜘蛛板书装置在附着在铁底黑 /白板1上,同时向板书笔Bl和板擦B4提供压力,保证书写和擦除动作有效。运动原理由摆杆步进单元C和线簧支撑单元协同完成。摆杆步进单元C由相互垂直的纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元组成,通过摆杆Cl的左右摆动推动蜘蛛板书装置3 在铁底黑/白板1上的运动;线簧支撑单元由支撑腿F2、弹簧F1、绕线E3、绕线器El和绕线盘E2组成。控制绕线器对绕线E3的收紧和放松,实现支撑和抬起的作用。当摆杆步进单元C需要动作的时候,绕线E3放松,弹簧Fl推动支腿F2支撑蜘蛛板书装置3,摆杆Cl就可以自由运动了。摆杆Cl运动到位后,绕线E3收紧,支腿F2抬起,支腿F2和蜘蛛板书装置3通过摆杆Cl复位到前一个状态。这样也就实现了蜘蛛板书装置3整体的运动。板书笔Bl和板擦B4 板书笔Bl和板擦B4的局部定位由书写单元的纵向子单元 D和横向子单元B控制。板书笔Bl的起落用电磁方式控制,保证在运动过程中完成书写留痕和擦除。本新型适用于中小学和大中专等各种学校课堂教学。利用本新型可以解决人工板书中的各种限制,包括黑板高度的限制,讲解者身体的限制等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种智能板书机,其特征在于包括铁底黑/白板、至少3个红外光源、蜘蛛板书装置、控制器和无线手写板;所述蜘蛛板书装置设置于铁底黑板上,所述红外光源分布于所述铁底黑板边缘外侧,所述蜘蛛板书装置与所述控制器电连接,所述无线手写板与所述控制器进行无线通信;所述无线手写板用于输入手写内容和控制指令并将手写内容信息以及控制指令信息发送给所述控制器,所述控制器根据所接收到的手写信息和控制指令控制所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上进行移动和书写,所述红外光源用于定位所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的位置。
2.根据权利要求1所述的智能板书机,其特征在于所述蜘蛛板书装置包括红外感光定位单元、摆杆步进单元、磁力吸附单元、线簧支撑单元和书写单元;所述红外感光定位单元用于根据从所述控制器接收到的信息通过所述红外光源进行定位;所述摆杆步进单元用于蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板进行移动;所述磁力吸附单元用于所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的吸附,所述线簧支撑单元设置于用于所述蜘蛛板书装置在铁底黑 /白板上的支撑;所述书写单元用于根据从控制器接收到的信息在所述铁底黑/白板上进行书写。
3.根据权利要求2所述的智能板书机,其特征在于所述红外感光定位单元包括旋转遮光器和红外感光管,所述旋转遮光器上设有感光缝,所述红外感光管设置于旋转遮光器中,所述红外感光管通过所述旋转遮光器上的感光缝接收所述红外光源的光线。
4.根据权利要求2所述的智能板书机,其特征在于所述摆杆步进单元包括相互垂直的纵向摆杆子单元和横向摆杆子单元,所述摆杆子单元包括摆杆、摆臂和摆臂驱动轮,所述摆臂驱动轮通过所述摆臂控制所述摆杆摆动。
5.根据权利要求2所述的智能板书机,其特征在于所述线簧支撑单元包括支撑单元和拉线收放单元;所述支撑单元包括支撑腿和设置于支撑腿上的弹簧,所述支撑腿与所述铁底黑/白板接触,用于支撑所述蜘蛛板书装置;所述拉线收放单元包括绕线器、绕线盘和绕线,所述绕线盘设置于所述绕线器上并随绕线器的驱动进行转动,所述绕线的一端缠绕于所述绕线盘上,另一端穿过所述弹簧与所述支撑腿连接。
6.根据权利要求5所述的智能板书机,其特征在于所述支撑单元为4个。
7.根据权利要求2所述的智能板书机,其特征在于所述书写单元包括纵向子单元和横向子单元;所述纵向子单元和横向子单元相互垂直设置;所述纵向子单元包括纵向齿条驱动轮和与其咬合的纵向运动齿条;所述横向子单元包括横向齿条驱动轮和与其咬合的横向运动齿条以及板书笔和板擦;所述板书笔和板擦分别设置于所述横向运动齿条的两端。
8.根据权利要求1至7任一项所述的智能板书机,其特征在于所述红外光源为4个。
专利摘要本实用新型涉及一种智能板书机,包括铁底黑/白板、至少3个红外光源、蜘蛛板书装置、控制器和无线手写板;所述蜘蛛板书装置设置于铁底黑板上,所述红外光源分布于所述铁底黑板边缘外侧,所述蜘蛛板书装置与所述控制器电连接,所述无线手写板与所述控制器进行无线通信;所述无线手写板用于输入手写内容和控制指令并将手写内容信息以及控制指令信息发送给所述控制器,所述控制器根据所接收到的手写信息和控制指令控制所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上进行移动和书写,所述红外光源用于定位所述蜘蛛板书装置在所述铁底黑/白板上的位置。利用本新型可以解决人工板书中的各种限制,包括黑板高度的限制,讲解者身体的限制等。
文档编号G06F3/042GK201965770SQ20112000487
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者李志红, 武寒松, 苗光新 申请人:承德医学院, 承德石油高等专科学校

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