一种人性化授课讲台及控制系统及人性化教室的制作方法

本发明涉及教学讲台领域，尤其涉及了人性化授课讲台。

背景技术

随着现代技术的发展，现在授课方式多种多样，越来越多的学校采用多媒体教室。多媒体教室有其独特的优点，可以采用配图，授课内容精彩，而且教师可以免受粉笔灰带来的困扰，但是该授课方式存在着，授课内容空泛，学生学习过程中对知识的认知不足，因为不可能所有的知识都能进行照本宣科。所以传统的讲台依然有其自身的生存空间，但是该授课讲台存在着，擦黑板时，粉尘较大，费时费力，而且黑板清洁较为困难，尤其是黑板较大或较高时。而且由于教师和学生每个人身材的差异，所以在黑板上书写时，能够书写的最大高度各不相同，而学生对于黑板上书写有一个最佳观看区，所以有些老师会为了能够书写的更高，选择昂头书写，这样书写的过程对老师的伤害更大，而且也更加吃力。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中用于标线仪存在的缺点，提供了人性化授课讲台。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

人性化授课讲台，包括智能黑板、智能踏台和设置在智能塌台上的智能讲桌，智能黑板包括板体，板体的下端固定在底部的底座上，上端固定有上安装板，板体的两侧设置有连接上安装板和底座的支撑壳体，板体的正面正对设置有黑板擦组件，黑板擦组件包括沿板体宽度方向设置且与板体宽度相同的黑板擦固定杆，黑板擦固定杆的两端设置有黑板擦上下移动机构；黑板擦移动机构包括主动驱动机构和从动驱动机构，主动驱动机构设置在板体一侧的支撑壳体内，从动驱动机构设置在板体另一侧的支撑壳体内；主动驱动机构包括调节丝杆和设置在调节丝杆上的高度调节板，调节丝杆通过设置在上安装板的第一电机带动旋转，第一电机安装在上安装板的上端面上，调节丝杆的两侧设置有第一导轴，第一导轴的上端、下端分别对应与上安装板、底座固连，第一导轴与设置在高度调节板内的直线轴承滑动配合；高度调节板上固定有黑板擦横向调节机构，黑板擦横向调节机构包括横向设置的第一机壳，第一机壳内开设有滑动导向腔，滑动导向腔内设置有滑动轴，滑动轴的一端设置在滑动导向腔内，另一端穿出滑动导向腔与黑板擦固定杆的一端固连，黑板擦固定杆的两端设置有用于与滑动轴固连的连接座；滑动轴位于滑动导向腔内的一端设置有挡座，挡座与滑动导向腔密封配合；滑动轴上套设有回位弹簧，回位弹簧的一端与挡座固连，另一端与滑动导向腔靠近黑板擦固定杆的一端固连，滑动导向腔底部设置有电磁铁，支撑壳体的前端面开设有用于滑动轴上下移动的导槽；从动驱动机构包括第二导轴，第二导轴的上端与上安装板固连，下端与底座固连，第二导轴上固定有高度调节板二，高度调节板二上设置有黑板擦横向调节机构二，黑板擦横向调节机构二与黑板擦横向调节机构结构相同；黑板擦固定杆靠近黑板的一侧设置有黑板擦安装块，黑板擦固定杆的中部开设有沿杆长度方向的吸尘槽槽口，吸灰槽口的开口开设在黑板擦固定杆靠近板体的侧面上，吸灰槽口在黑板擦固定杆中部形成连通其两端连接座的吸尘腔；底座的背面设置有集尘箱，集尘箱的吸尘管连通至吸尘腔，集尘箱上设置有吸尘风机，吸尘风机通过吸尘管给吸尘腔内提供负压，上安装板的下端面设置有储水管，储水管沿板体宽度方向设置在板体的前端面，底座的背面设置有水箱，上安装板的上端设置有水泵，水泵的出水管与储水管连通，水泵的进水管连通至水箱，储水管靠近板体的端面设置有喷头；支撑壳体的侧板固定在板体的侧面上且延伸超出板体的前端面，底座的上端面设置有围板，围板与板体、板体两侧的支撑壳体之间围成蓄水通道，蓄水通道靠近水箱的一端设置有回流孔，回流孔通过管道连通至水箱，水箱内设置有过滤滤芯，所述蓄水通道的底面向回流孔的一端逐渐倾斜降低；智能讲桌内设置有控制器，控制器与第一电机、水泵、电磁铁和吸尘风机通过导线连接，控制器上设置有触控屏，触控屏控制第一电机、水泵、电磁铁和吸尘风机的开启和关闭，控制器内设置有时间模块，时间模块控制第一电机、电磁体、吸尘风机和水泵的自动启停。。

作为优选，智能踏台包括底部的安装座，安装座的上端面设置有支撑组件，支撑组件的上端面设置有塌台本体，支撑组件的个数为四个分布在塌台本体的四角，支撑组件包括外部的支撑套管，支撑套管与塌台本体固连，支撑套管内设置有用于调节塌台本体高度的调节杆，支撑套管的中部设置有第一支撑台，第一支撑台和支撑套管的内侧面固连，第一支撑台上设置有扇形的通道槽，通道槽的个数为3个，隔开相邻通道槽的为连接臂，支撑套管的内部设置有高度调节机构；高度调节机构包括螺杆，螺杆的上端与第一支撑台通过轴承转动连接，另一端通过与设置在支撑套管内的第二支撑台转动连接，螺杆上配合有安装圆台，安装圆台与调节杆相连，调节杆的横截面与第一支撑台的横截面相适配，调节杆上开设有导向槽，导向槽沿调节杆长度方向设置，调节杆穿过通道槽，连接臂落入在导向槽内；螺杆穿过第二支撑台的一端为光轴，光轴与底板通过轴承连接，光轴上同轴设置有第一锥齿轮，第一锥齿轮连接有第一动力部，第一动力部包括第二电机，第二电机同轴连接有驱动轴，安装座的四个侧面均设置有安装腔，光轴的底面通过轴承与安装腔的底面相连，驱动轴的一端与第二电机相连，另一端与安装腔的侧面通过轴承相连，驱动轴上设置有两个第二锥齿轮，两个第二锥齿轮分别与沿驱动轴路径上的两个第一锥齿轮相互啮合；驱动轴的一端穿过安装腔的侧面连接在相邻安装腔内的第一锥齿轮减速箱，相邻安装腔的另一端设置有第二锥齿轮减速箱，第一锥齿轮减速箱和第二锥齿轮减速箱之间连接有联动轴，第二锥齿轮减速箱的输出端连接有从动轴，从动轴与驱动轴平行设置，联动轴与驱动轴垂直设置，从动轴上设置有第二锥齿轮，从动轴通过第二锥齿轮带动另外的两个第一锥齿轮转动，第一锥齿轮减速箱和第二锥齿轮减速箱的减速比为1:1，安装座的上端面设置有红外线测距模块，红外线测距模块设置在踏台本体的正下方，所述的第二电机和红外线测距模块与控制器通过导线连接，控制器根据接收的红外线测距模块的信号在触控屏上实时显示塌台本体的实时高度。

作为优选，上安装板下方还设置有幕布组件，幕布组件包括幕布电机和幕布滚轴，幕布滚轴与幕布电机相连通过幕布电机带动转动；支撑壳体的前侧面设置有控制第一电机正转或反转的第一开关、控制第二电机正转或反转的第二开关和控制幕布电机正转反转的幕布电机，幕布电机通过导线与控制器连接。

本发明还提供了一种人性化讲台控制系统，包括上述的人性化讲台，控制器还包括存储器、数据对比模块、考勤模块，

存储器：用于收录班级师生的身高数据和每周老师的课表；

信息对比模块：用于计算塌台的实时高度与预设高度之间的差值；

考勤模块：用于学生出勤记录；

控制器根据存储器、信息对比模块、课表对应的时间模块和红外线测距模块在课间休息时间对第二电机、第一电机、水泵、吸尘风机、电磁铁进行启停控制。

本发明还提供了一种用于上述控制系统的控制方法，

包括以下几个步骤：

步骤一、控制器根据师生的身高数据情况计算出每位师生距离黑板最佳观看

区域高度的距离，并计算出每位师生所需要塌台的高度；

步骤二、将每位授课老师所需要的塌台高度的信息录入至对应的每节课中；

步骤三、根据课表对应的时间信息，控制器在课间休息时间对塌台进行高度调整，使其满足下节课授课老师所需要的高度；同时进行擦黑板和集尘动作。

作为优选，所述控制器内还设置有密码单元，当控制器处于解密状态时，第一开关、第二开关和第三开关处于可操作的功能状态。

作为优选，控制系统还包括点名系统，点名系统中收录了学生的身高与书写时塌台本体升起的高度点名系统和考勤模块信息互通；当点名学生为出勤学生时，学生上台书写时，触碰触摸屏启动第二电机，根据学生的身高将塌台本体升到合适高度；当所点名学生为未出勤学生时，触控屏上学生姓名为无法选中的状态。

本发明还提供了一种智能化授课教室，包括上述的人性化授课讲台及控制系统。

本发明由于采用了以上技术方案，具有以下显著的技术效果：

本发明所设计的智能授课讲台，不仅能够对黑板施行擦除作业，而且在擦除的过程中可以对扬尘进行吸附，减少扬尘对老师和学生身体健康的伤害。而且本发明通过水流的设置，还能够对黑板进行清洁，水流喷射在黑板上，然后沿黑板向下流动，对整个黑板的板面进行清洁，具有清洁彻底等优点，而且可以采用干净的黑板擦对黑板进行二次清洁。清洁后的水流流入至底部的回流孔，回流孔将污水过滤后流入水箱循环利用，从而保证了整个冲洗过程的可持续性和环保性。同时当教室需要投放装置时，投放幕布挡在黑板的前侧，节约了教室墙面的使用面积。

该教室所采用的踏台，具有可升降的优点，而且整个升降过程同步性好，支撑稳定，整个升降组件采用内置式，使用寿命更长，升降组件采用锥齿轮啮合传动的方式进行调节，具有调节稳定等优点。升降动力源为单源提供，所以成本更低，控制更加方便。所述的电机、传动组件设置在安装底座的内侧，从而保证了，电机以及传动组件不会受到外界的伤害，延长了整个装置的使用寿命。

附图说明

图1是装置的整体结构示意图；

图2是装置的整体结构示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是图1的左视图；

图5是图4a-a视角的剖视图；

图6是图4b-b视角的剖视图；

图7是图6的局部放大图；

图8是图4c-c视角的剖视图；

图9是图1的主视图；

图10是图9d-d视角的剖视图；

图11是图10的局部放大图；

图12是支撑组件的结构示意图；

图13是图12去除支撑套管的结构示意图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，100—智能黑板、2—智能踏台、101—板体、102—底座、103—上安装板、104—支撑壳体、105—黑板擦固定杆、106—调节丝杆、107—高度调节板、108—第一电机、109—第一导轴、110—第一机壳、111—滑动导向腔、112一滑动轴、113—连接座、114—挡座、115一回位弹簧、117一电磁铁、118一导槽、119一第二导轴、120一黑板擦安装块、121一吸灰槽槽口、122一吸尘腔、123一集尘箱、124一吸尘管、125一吸尘风机、126一储水管、127一水箱、128一水泵、129一喷头、130一围板、131一蓄水通道、132一回流孔、201一安装座、202一支撑组件、203一踏台本体、204一支撑套管、205一调节杆、206一第一支撑台、207一通道槽、208一连接臂、209一螺杆、210一安装圆台、211一导槽、212一光轴、213一第一锥齿轮、214一第二电机、215一驱动轴、216一安装腔、217一第二锥齿轮、218一第一锥齿轮减速箱、219一第二锥齿轮减速箱、220一联动轴、221一红外线测距模块、222一幕布电机、223一幕布滚轴、

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1至图13所示，人性化授课讲台，包括智能黑板100和智能踏台200，智能黑板100包括板体101，板体101的下端固定在底部的底座102上，上端固定有上安装板103，板体101的两侧设置有连接上安装板103和底座102的支撑壳体104，板体101的正面正对设置有黑板擦组件，黑板擦组件包括沿板体101宽度方向设置且与板体101宽度相同的黑板擦固定杆105，黑板擦固定杆105的两端设置有黑板擦上下移动机构；黑板擦移动机构包括主动驱动机构和从动驱动机构，主动驱动机构设置在板体101一侧的支撑壳体104内，从动驱动机构设置在板体101另一侧的支撑壳体104内；主动驱动机构包括调节丝杆106和设置在调节丝杆106上的高度调节板107，调节丝杆106通过设置在上安装板103的第一电机108带动旋转，第一电机108安装在上安装板103的上端面上，调节丝杆106的两侧设置有第一导轴109，第一导轴109的上端、下端分别对应与上安装板103、底座102固连，第一导轴109与设置在高度调节板107内的直线轴承滑动配合；高度调节板107上固定有黑板擦横向调节机构，黑板擦横向调节机构包括横向设置的第一机壳110，第一机壳110内开设有滑动导向腔111，滑动导向腔111内设置有滑动轴112，滑动轴112的一端设置在滑动导向腔111内，另一端穿出滑动导向腔111与黑板擦固定杆105的一端固连，黑板擦固定杆105的两端设置有用于与滑动轴112固连的连接座113；滑动轴112位于滑动导向腔111内的一端设置有挡座114，挡座114与滑动导向腔111密封配合，所挡座114为不锈钢材质，滑动轴112上套设有回位弹簧115，回位弹簧115的一端与挡座114固连，另一端与滑动导向腔111靠近黑板擦固定杆105的一端固连，滑动导向腔111底部设置有电磁铁117，支撑壳体104的前端面开设有用于滑动轴112上下移动的导槽118；从动驱动机构包括第二导轴119，第二导轴119的上端与上安装板103固连，下端与底座102固连，第二导轴119上固定有高度调节板107二，高度调节板107二上设置有黑板擦横向调节机构二，黑板擦横向调节机构二与黑板擦横向调节机构结构相同；电磁铁117通电，电磁铁117吸附挡座114向其运动并拉通回位弹簧115，滑动轴112带动黑板擦固定杆105向黑板板面运动，使黑板擦贴附在黑板上，然后调节丝杆106带动高度调节板106上下运动，同时带动黑板擦固定杆105上下运动对黑板进行擦拭。黑板擦固定杆105靠近黑板的一侧设置有黑板擦安装块120，黑板擦固定杆105的中部开设有沿杆长度方向的吸尘槽槽口121，吸灰槽口的开口开设在黑板擦固定杆105靠近板体101的侧面上，吸灰槽口在黑板擦固定杆105中部形成连通其两端连接座113的吸尘腔122。黑板擦安装块120内设置有安装腔，整个安装腔呈燕尾型设计，黑板擦擦体通过螺栓穿过安装腔侧面将擦体固定在安装腔内。所述整个擦体前端形成两端向中部凹的弧形，从而便于中部的吸尘槽槽口121对粉尘的吸附。而为了更将方便吸尘槽槽口121对粉尘的吸附，黑板擦固定杆105两端的连接座113正对黑板的端面设置有吸尘口，吸尘口与洗尘腔122连通，从而能够实现对黑板擦固定杆105两侧散落粉尘的吸附。

底座102的背面设置有集尘箱123，集尘箱123的吸尘管124连通至吸尘腔122，集尘箱123上设置有吸尘风机125，吸尘风机125通过吸尘管124给吸尘腔122内提供负压，上安装板103的下端面设置有储水管126，储水管126沿板体101宽度方向设置在板体101的前端面，底座102的背面设置有水箱127，上安装板103的上端设置有水泵128，水泵128的出水管与储水管126连通，水泵128的进水管连通至水箱127，储水管126靠近板体101的端面设置有喷头129；支撑壳体104的侧板固定在板体101的侧面上且延伸超出板体101的前端面，底座102的上端面设置有围板130，围板130与板体101、板体101两侧的支撑壳体104之间围成蓄水通道131，蓄水通道131靠近水箱127的一端设置有回流孔132，回流孔132通过管道连通至水箱127，水箱127内设置有过滤滤芯，所述蓄水通道131的底面为斜面且向回流孔132的一端逐渐降低。

智能踏台200包括底部的安装座201，安装座201的上端面设置有支撑组件202，支撑组件202的上端面设置有塌台本体，支撑组件202的个数为四个分布在塌台本体的四角，支撑组件202包括外部的支撑套管204，支撑套管204与塌台本体固连，支撑套管204内设置有用于调节塌台本体高度的调节杆205，支撑套管204的中部设置有第一支撑台206，第一支撑台206和支撑套管204的内侧面固连，第一支撑台206上设置有扇形的通道槽207，通道槽207的个数为3个，隔开相邻通道槽207的为连接臂208，支撑套管204的内部设置有高度调节机构；高度调节机构包括螺杆209，螺杆209的上端与第一支撑台206通过轴承转动连接，另一端通过与设置在支撑套管204内的第二支撑台(2061)转动连接，螺杆209上配合有安装圆台210，安装圆台210与调节杆205相连，调节杆205的横截面与第一支撑台206的横截面相适配，调节杆205上开设有导向槽211，导向槽211沿调节杆205长度方向设置，调节杆205穿过通道槽207，连接臂208落入在导向槽211内；螺杆209穿过第二支撑台(2061)的一端为光轴212，光轴212与底板通过轴承连接，光轴212上同轴设置有第一锥齿轮213，第一锥齿轮213连接有第一动力部，第一动力部包括第二电机214，第二电机214同轴连接有驱动轴215，安装座201的四个侧面均设置有安装腔216，光轴212的底面通过轴承与安装腔216的底面相连，驱动轴215的一端与第二电机214相连，另一端与安装腔216的侧面通过轴承相连，驱动轴215上设置有两个第二锥齿轮217，两个第二锥齿轮217分别与沿驱动轴215路径上的两个第一锥齿轮213相互啮合；驱动轴215的一端穿过安装腔216的侧面连接在相邻安装腔216内的第一锥齿轮减速箱218，相邻安装腔216的另一端设置有第二锥齿轮减速箱219，第一锥齿轮减速箱218和第二锥齿轮减速箱219之间连接有联动轴220，第二锥齿轮减速箱219的输出端连接有从动轴(225)，从动轴225与驱动轴215平行设置，联动轴220与驱动轴215垂直设置，从动轴225上设置有第二锥齿轮217，从动轴225通过第二锥齿轮217带动另外的两个第一锥齿轮213转动，第一锥齿轮减速箱218和第二锥齿轮减速箱219的减速比为1:1，安装座201的上端面设置有红外线测距模块221，红外线测距模块221设置在踏台本体203的正下方。

上安装板103下方还设置有幕布组件，幕布组件包括幕布电机222和幕布滚轴223，幕布滚轴223与幕布电机222相连通过幕布电机222带动转动；支撑壳体104的前侧面设置有控制第一电机108正转或反转的第一开关、控制第二电机214正转或反转的第二开关和控制幕布电机222正转反转的幕布电机222；所述支撑壳体104的侧面上固定设置有显示屏，用于显示红外测距模块221测量的数据，以此能够方便人们对所在高度的判断。所述第一电机108、第二电机214和幕布电机222均为伺服电机。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。