一种点读设备和点读学习的方法与流程

本发明属于教育电子产品，尤其涉及一种点读设备和应用该点读设备学习的方法。

背景技术：

现有的点读手机在使用时，通过光学扫描偷扫描识别书本上预设识别码，再读取存储器中预存的信息进行播放，但是在实际使用中，点读手机只能进行简单的播放朗读，用户需要在书本上书写时，需要准备另外的能书写出笔迹的书写笔，这会给用户在使用时带来不便；而且，现有的点读手机，无法让家长监控到孩子的学习状态信息。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种点读设备，旨在使点读设备能够具有点读和书写功能的同时，记录用户的学习状态和位置信息。

为达到上述目的，本发明提出的点读设备包括智能设备主体，所述智能设备主体内设有主控板和与所述主控板电连接的音频装置、显示装置、主无线通讯芯片及主电源；

点读笔，所述点读笔可拆卸安装于智能设备主体内，所述点读笔包括笔体、光学扫描头和笔芯，所述光学扫描头扣合于笔体的一端，所述笔芯安装于笔体背离光学扫描头的一端，所述笔体内设有辅控板和与所述辅控板电性连接的书写采集器、辅无线通讯芯片及辅电源，所述辅无线通讯芯片与主无线通讯芯片无线通讯连接，所述光学扫描头与所述辅控板电性连接；

导电组件，所述导电组件用于点读笔安装于智能设备主体内时，电性导通所述主控板和辅控板。

可选地，书写采集器包括弹性固定件、压力传感器和书写轨迹传感器，所述弹性固定件卡持于所述笔体内，并与所述笔芯一端套合连接，所述压力传感器设于所述弹性固定件背离所述笔芯的一侧，所述压力传感器与弹性固定件之间形成触发空间，所述书写轨迹传感器套合于笔芯外部，所述压力传感器和书写轨迹传感器均与所述辅控板电性连接。

可选地，书写轨迹传感器包括两磁芯线圈、谐振信号接收器和谐振信号发射器，两所述磁芯线圈均与笔芯套合连接，两所述磁芯线圈、谐振信号接收器及谐振信号发射器均与辅控板电性连接。

可选地，书写采集器还包括持笔状态采集组件，所述持笔状态采集组件包括弹性套和三持笔传感器，所述弹性套与笔体一端套合连接，所述弹性套设有拇指容置槽、食指容置槽以及中指容置槽，每一所述容置槽内均安装有一所述持笔传感器。

可选地，智能设备主体还设有位置传感器、外接设备插接口及至少一图像采集器，所述外接设备插接口和每一所述图像采集器均设于智能设备主体外表面，所述图像采集器、位置传感器及外接设备插接口均与所述主控板电性连接。

可选地，点读笔还设有控制按键，所述控制按键与辅控板电性连接，所述控制按键控制所述音频装置、显示装置及图像采集器的运行状态，所述音频装置包括音频输出器和音频拾入器，所述显示装置包括显示屏，所述图像采集器包括摄像头，所述显示屏、音频输出器、音频拾入器及摄像头均安装于设备主体外表面，并均与所述主控板电性连接。

本发明还提供一种实现点读学习的方法，包括所述点读设备，基于所述点读设备实现点读学习的步骤包括，

步骤s10、通过点读笔的光学扫描头识别用户欲点读的附含隐形码的内容信息，并将编码信息传输至智能设备主体进行识别；

步骤s20、智能设备主体根据识别信息查询预设数据库与该编码信息匹配的数据，输出对应的学习内容；

步骤s30、智能设备主体将用户使用信息通过无线通信芯片传输至云端服务器。

可选地，所述步骤s30中用户使用信息包括用户学习内容、书写信息以及位置信息；用户学习内容包括课文朗读、情景对话、字词朗读、翻译、语法讲解、习题解答中的至少一种；书写信息包括书写采集器中压力传感器感应的压力信息、三持笔传感器分别感应的持笔握持力信息以及谐振电路书写采集器感应的书写轨迹信息；位置信息包括位置传感器在gps卫星定位系统的实时位置信息。

可选地，步骤s20中所述预设数据库查询不到与所述编码信息匹配的数据时，所述实现点读学习的方法还包括

步骤s22，智能设备主体启动图像采集器，通过图像采集器采集欲点读信息的图像信息，通过无线通信芯片在云端服务器对编码信息和图像信息进行查询，将云端匹配的数据传输至主控板；

步骤s23、主控板将云端匹配的数据作为与该编码信息匹配的数据信息，通过音频装置和显示装置输出对应的学习内容。

可选地，点读学习的方法还包括步骤s50用户可对预设数据库进行更新，所述预设数据库包括字词教学数据库和图像教学数据库以及音频教学数据库。

本发明技术方案的点读设备同时设置了智能设备主体、带有可书写的笔芯和光学识别的点读笔。当需要进行点读时，可通过点读笔光学扫描头对附含隐形码的信息进行识别，识别后将识别信息传输至主控板，主控板读取预存数据库中的数据至音频装置和显示装置进行播放，从而实现了点读功能，当需要进行书写时，将智能设备主体与笔体分离，使得笔芯的端部显露出，以供用户可直接进行书写。并且笔体内部设有书写采集器能记录用户书写时笔尖与书写板之间的压力、书写轨迹以及持笔时的拇指、食指及中指的握持力，并将采集的上述书写信息通过辅无线通讯芯片传输至主控板，主控板将书写信息、学习内容信息及位置传感器记录的位置信息通过主无线通讯芯片传输至云端服务器，便于家长了解孩子的学习状态和学习进程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明点读设备一实施例的连接结构爆炸示意图；

图2为本发明点读设备一实施例的连接结构正视示意图；

图3为本发明点读设备一实施例的连接结构后视示意图；

图4为本发明图3中点读设备连接结构的局部剖视示意图；

图5为本发明图4中a处连接结构的局部放大示意图；

图6为本发明点读笔的立体连接结构示意图；

图7为本发明持笔状态采集器的立体连接结构示意图；

图8为本发明图7从另一方向看的立体连接结构示意图；

图9为本发明第一阳极环或第一阴极环的立体连接结构示意图；

图10为本发明第二阳极环或第二阴极环的立体连接结构示意图；

图11为本发明第一绝缘环的立体连接结构示意图；

图12为本发明第二绝缘环的立体连接结构示意图；

图13为本发明第一磁铁环的立体连接结构示意图；

图14为本发明第二磁铁环的立体连接结构示意图；

图15为本发明点读学习方法一实施例示意流程框图；

图16为本发明点读学习方法一实施例示意流程框图；

图17为本发明点读学习方法一实施例示意流程框图。

附图标号说明，

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种点读设备100。

参照图1至图14，本发明提出的点读设备100，包括智能设备主体10，所述智能设备主体10内设有主控板(未图示)和与所述主控板电连接的音频装置13、显示装置11、主无线通讯芯片(未图示)及主电源(未图示)；

点读笔，所述点读笔可拆卸安装于智能设备主体10内，所述点读笔包括笔体20、光学扫描头和笔芯21，所述光学扫描头25扣合于笔体20的一端，所述笔芯21安装于笔体20背离光学扫描头25的一端，所述笔体20内设有辅控板24和与所述辅控板24电性连接的书写采集器22、辅无线通讯芯片及辅电源23，所述辅无线通讯芯片(未图示)与主无线通讯芯片无线通讯连接，所述光学扫描头25与所述辅控板24电性连接；

导电组件30，所述导电组件30用于点读笔安装于智能设备主体10内时，电性导通所述主控板和辅控板24。

本发明技术方案的点读设备100同时设置了智能设备主体10、带有可书写的笔芯21和光学识别的点读笔。当需要进行点读时，可通过点读笔光学扫描头对附含隐形码的信息进行识别，识别后将识别信息传输至主控板，主控板读取预存数据库中的数据至音频装置13和显示装置11进行播放，从而实现了点读功能，当需要进行书写时，将智能设备主体10与笔体20分离，使得笔芯21的端部显露出，以供用户可直接进行书写。并且笔体20内部设有书写采集器22能记录用户书写时笔尖与书写板之间的压力、书写轨迹以及持笔时的拇指、食指及中指的握持力，并将采集的上述书写信息通过辅无线通讯芯片传输至主控板，主控板将书写信息、学习内容信息及位置传感器记录的位置信息通过主无线通讯芯片传输至云端服务器，便于家长了解孩子的学习状态和学习进程。

具体地，如图1所示，光学扫描头25包括光学透镜251、光学传感头252和红外线发射源，所述光学透镜251与所述智能设备主体10的端部扣合连接，所述光学透镜251与所述智能设备主体10围设形成安装腔，所述光学传感头252和红外线发射源均设于所述安装腔内，并与所述导电组件30电性连接。

如图1所示，本发明一实施例书写采集器22包括弹性固定件223、压力传感器224和书写轨迹传感器222，所述弹性固定件223卡持于所述笔体20内，并与所述笔芯21一端套合连接，所述压力传感器224设于所述弹性固定件223背离所述笔芯21的一侧，所述压力传感器224与弹性固定件223之间形成触发空间，所述书写轨迹传感器222套合于笔芯21外部，所述压力传感器224和书写轨迹传感器222均与所述辅控板24电性连接。此处，在弹性夹持力的作用下，笔芯21卡持于笔体20内的弹性固定件223中，当需要进行跟换笔芯21时，只需要将笔芯21进行抽出即可，安装拆卸的操作过程简单，便于小孩使用，同时无小型零件，避免产生小孩误吞现象的产生，同时当用户书写时，笔芯21一端受到压力压合弹性固定件223，该弹性固定件223在压力作用下挤压压力传感器224，所述压力传感器224记录用户书写时的压力，同时书写轨迹传感器222记录用户书写轨迹。

可以理解的是，在实际应用中，笔芯21与笔体20的连接方式也不限于此，例如，也可采用在笔体20突出设有带开口的连接轴，笔芯21轴线与连接轴轴线重合安装于笔体20内，再通过锥形安装头与连接轴连接，将笔芯21压合于笔体20内部，锥形安装头与连接轴可通过螺纹连接，便于对笔芯21进行安装和拆卸，同时记录书写压力的方式不仅限于本实施例中采用弹性固定件223挤压压力传感器224的连接方式，也可采用触感电容等。

进一步地，如图1所示，书写轨迹传感器222包括两磁芯线圈、谐振信号接收器和谐振信号发射器，两所述磁芯线圈均与笔芯21套合连接，两所述磁芯线圈、谐振信号接收器及谐振信号发射器均与辅控板24电性连接，在书写过程中压力传感器224或触感电容装置记录书写时的压力大小同时持续触发谐振电路，所述谐振电路持续触发谐振信号传输至主控板，主控板对谐振信号进行处理转换为书写笔迹，并将书写笔迹和书写时压力大小进行存储为书写习惯，便于家长了解用户使用状况和书写习惯。

如图1、3或6或7所示，在本发明一实施例中，书写采集器22还包括持笔状态采集组件221，所述持笔状态采集组件221包括弹性套和三持笔传感器，所述弹性套与笔体20一端套合连接，所述弹性套设有拇指容置槽2211、食指容置槽2212以及中指容置槽2213，每一所述容置槽内均安装有一所述持笔传感器。具体地，持笔传感器采用压力传感器224，当用户持笔时，设于容置槽内的压力传感器224能记录到用户书写时持笔的拇指、食指及中指的握持力，并将记录的信息传输至主控板。

可以理解的是，所述的拇指容置槽2211、食指容置槽2212和中指容置槽2213根据不同人手指长度标准持笔位置可设置不同规格的手指容置槽，均在本申请范围内。具体地，光学透镜251包括一半球形透镜(未图示)和一棱光镜(未图示)，整体以可拆卸方式扣合于智能设备主体10背离开口端外侧，便于进行拆卸维护，同时，光学传感头252和红外线发射源正对光学透镜251设置，使识别视角最广化，当笔倾斜于书本时也可进行扫描识别。

如图1-3所示，进一步地，在本发明一实施例中，智能设备主体10还设有位置传感器、外接设备插接口及至少一图像采集器12，所述外接设备插接口和每一所述图像采集器12均设于智能设备主体10外表面，所述图像采集器12、位置传感器及外接设备插接口均与所述主控板电性连接。此处，位置传感器可记录用户使用时的位置信息，外接设备插接口包括音频输出插接口133和充电插接口14，图像采集器12设于智能设备主体10显示屏的一表面和背离显示屏的一表面，用于采集用于欲点读的图像信息。

如图6所示进一步地，本发明一实施例中，点读笔还设有控制按键27和指示灯26，所述控制按键27与辅控板24电性连接，所述控制按键27控制所述音频装置13、显示装置11及图像采集器12的运行状态，所述音频装置13包括音频输出器131和音频拾入器，所述显示装置11包括显示屏，所述图像采集器12包括摄像头，所述显示屏、音频输出器131、音频拾入器及摄像头均安装于设备主体外表面，并均与所述主控板电性连接。此处，通过设有控制按键27，便于用户在书写的同时对智能设备主体10进行操控。

具体地，指示灯26用于指示辅电源23剩余电量和用户运行状态；辅无线通讯芯片采用蓝牙传输器，用于将采集的信息发送至主控板，同时用户可以通过蓝牙传输器对主控板11搭载的存储器内预存的信息进行更新；控制按键27按键包括开\关机、上\下翻页、播放\暂停、复读和翻译控制按键27，便于用户多项功能进行随时切换。

需要说明的是，在实际应用中，控制按键27不仅限于上述按键，也可根据实际功能进行增加或删减控制按键27，如快放/慢放控制按键27，或无上述翻译控制按键27；进一步地，同理，辅无线通讯芯片可选但不限于蓝牙传输器，例如还可采用wifi无线网络传输器、或4g网络传输器。

如图1-图10所示，具体地，本发明一实施例中，导电组件30包括第一导电组件31和第二导电组件32，该第一导电组件31设于笔体20的一端，第二导电组件32设于智能设备主体10内，第一导电组件31和第二导电组件32于智能设备主体10与笔体20扣合连接时电性连接，实现为辅控板24稳定供电，当需要书写时，将智能设备主体10脱离笔体20，使笔芯21端部露出即可进行书写，无需准备其他书写笔进行书写，方便了用户使用。

进一步地，第一导电组件31包括第一阳极环311和第一阴极环313，所述第一阳极环311和第一阴极环313间隔设于所述笔体20的外壁面，并分别与辅控板24电性连接；

第二导电组件32包括第二阳极环321和第二阴极环323，所述第二阳极环321和第二阴极环323间隔设于所述智能设备主体10的内壁，并与主控板电性连接，所述第一阳极环311和第二阳极环321于所述智能设备主体10与笔体20扣合连接时套合连接，所述第一阴极环313和第二阴极环323于所述智能设备主体10与笔体20扣合连接时套合连接，形成电性回路。

如图11-图12所示，进一步地，第一导电组件31还设有第一绝缘环312，该第一绝缘环312设于所述笔体20的外壁面，并位于第一阳极环311和第一阴极环313之间，第一绝缘环312设有第一电极导向槽3121和第一接线孔3122，所述第一接线孔3122与所述第一电极导向槽3121连通，第一阳极环311和第一阴极环313朝向所述第一绝缘环312的表面均凸设有第一插脚3111，一所述第一插脚3111扣合连接于一所述第一电极导向槽3121；

第二导电组件32设有第二绝缘环322，该第二绝缘环322设于智能设备主体10内壁，并位于第二阳极环321和第二阴极环323之间，第二绝缘环322设有第二电极导向槽3221和第二接线孔3222，该第二接线孔3222与第二电极导向槽3221连通，第二阳极环321和第二阴极环323朝向第二绝缘环322的表面均凸设有第二插脚3211，一所述第二插脚3211扣合连接于一所述第二电极导向槽3221。

此处，通过在第一绝缘环312上开设有第一电极导向槽3121和第一接线孔3122，使辅控板24电极输入导线能伸入第一接线孔3122与第一阳极环311和第一阴极环313上设有的第一插脚3111电性连接，同理，主控板输出导线能伸入第二接线孔3222与第二插脚3211电性连接，优化连接强度，避免各电极环与主控板或辅控板24出现线路断路的情况发生。

需要说明的是，为了便于布线，第一导电组件31中的第一绝缘环312由第一电极导向槽3121向环外壁延伸开设第一接线孔3122，第二导电组件32中的第二绝缘环322由第二电极导向槽3221向环内壁延伸开设第二接线孔3222，在接线孔中插脚与导线接通后，可在接线孔处填充保护胶避免导线脱离各电极环。

可以理解的是，为了便于插脚和导线接线，可以在各插脚上设有导线孔(未标识)，导线穿过导线孔与插脚连接强度更高，同时能进一步避免导线脱离各电极环。

如图1或图13-14所示，进一步地，笔体20的一端设有第一磁体314，所述智能设备主体10的一端设有第二磁体324，所述第一磁体314与所述第二磁体324于所述智能设备主体10与笔体20扣合连接时磁性相吸，在本发明一实施例中，第一磁体314和第二磁体324整体呈磁环状，第一磁体314一端与笔体20连接，另一端与第一阳极环311连接；第二磁铁环一端与智能设备主体10开口处平面重合设置，另一端与第二阳极环321连接，如此，通过第一磁铁环和第二磁铁环磁吸扣合连接，能有效减少对电极环的摩擦，增强点读笔的使用寿命。

需要说明的是，在实际应用中，智能设备主体10和笔体20扣合连接不仅限于上述磁吸连接方式，也可采用突点卡合等连接方式；同理，需要说明的是，在实际应用中，两磁铁环的形状和安装位置不仅限于上述描述，其可根据两磁铁环具体磁力大小设计合理位置。

如图15-图17所示，本发明还提供一种实现点读学习的方法，包括所述点读设备100，基于所述点读设备100实现点读学习的步骤包括，

步骤s10、通过点读笔的光学扫描头25识别用户欲点读的附含隐形码的内容信息，并将编码信息传输至智能设备主体10进行识别；

步骤s20、智能设备主体10根据识别信息查询预设数据库与该编码信息匹配的数据，输出对应的学习内容；

步骤s30、智能设备主体10将用户使用信息通过无线通信芯片传输至云端服务器。

用户点读笔的光学扫描头25识别用户欲点读的附含隐形码的内容信息，并将编码信息传输至智能设备主体10，设备主体内设有的主控板根据识别信息查询存储器中预设数据库内与该编码信息匹配的数据，输出对应的学习内容至显示装置11或音频装置13进行播放，当用户需要书写时，将点读笔从智能设备主体10中脱离，露出书写笔芯21，即可进行书写，在书写过程中，采集用户书写轨迹、拇指、食指和中指的握持力信息以及压力传感器224感应的压力信息，并将采集的信息传输至辅控板24，所述辅控板24将采集的信息打包编码为书写信息后通过辅无线通讯芯片传输至主控板，主控板将学习信息和书写信息通过主无线通讯芯片传输至云端服务器。家长可通过互联网浏览云端服务器中的数据，从而了解用户的学习进程和书写习惯。

具体地，本发明一实施例中步骤s30中用户使用信息包括用户学习内容、书写信息以及位置信息；用户学习内容包括课文朗读、情景对话、字词朗读、翻译、语法讲解、习题解答中的至少一种；书写信息包括书写采集器22中压力传感器224感应的压力信息、三持笔传感器分别感应的持笔握持力信息以及谐振电路书写采集器22感应的书写轨迹信息；位置信息包括位置传感器在gps卫星定位系统的实时位置信息。

进一步地，本发明一实施例中步骤s20中所述预设数据库查询不到与所述编码信息匹配的数据时，所述实现点读学习的方法还包括

步骤s22，智能设备主体10启动图像采集器12，通过图像采集器12采集欲点读信息的图像信息，通过无线通信芯片在云端服务器对编码信息和图像信息进行查询，将云端匹配的数据传输至主控板；

步骤s23、主控板将云端匹配的数据作为与该编码信息匹配的数据信息，通过音频装置13和显示装置11输出对应的学习内容。

进一步地，点读学习的方法还包括步骤s50用户可对预设数据库进行更新，所述预设数据库包括字词教学数据库和图像教学数据库以及音频教学数据库，其更新方式包括单不限于通过外接设备插口进行互联网下载，也可通过云端服务器对主通讯芯片进行传输。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。