拼装式仿真设备的制作方法

本发明涉及一种拼装式仿真设备。适用于教育与展示领域。

背景技术：

为了更生动形象的展示设备和其工作原理，一些学校和工厂会做一些沙盘作为展示品，但传统沙盘存在一些缺点：1、使用者不能随意改变单元的位置；2、模型缺少内部的高精度数据计算，使用者难以改变沙盘上设备的状态等。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种拼装式仿真设备，以使教学展示更加生动形象。

本发明所采用的技术方案是：一种拼装式仿真设备，其特征在于包括：

外部控制器；

若干连接件；

若干拼装件，各拼装件上包括至少一个用于通过连接件、另一拼装件的相应第一连接单元而将该拼装件与该另一拼装件连接起来的第一连接单元；

拓扑结构获取模块，用于获取经连接件相连后各拼装件之间的拓扑结构信息；

外部控制器与拓扑结构获取模块通信，获取各拼装件之间的拓扑结构信息，并根据拓扑结构信息在外部控制器的仿真软件中生成相应的拓扑结构模型；外部控制器与各拼装件通信，获取各拼装件发出的信息，并根据拼装件发出的信息结合相应的仿真模拟程序得出仿真结果，根据仿真结果向拼装件发送控制信号。

所述第一连接单元包括数据传输触点、用于接收电力的第一电源触点和用于提供输出电力的第二电源触点；

各连接件包括至少两个可与所述第一连接单元相适配进行数据传输和电力输送的第二连接单元；

各拼装件经连接件相连后通过连接件传输数据和输送电力。

所述拼装件包括集中器拼装件，以及第一类拼装件、第二类拼装件和第三类拼装件中的一种或几种；

各第一类拼装件，用于输出其身份识别信息；

各第二类拼装件，用于输出其身份识别信息，以及根据操作人员的操作控制输出相应的操作控制信息；

各第三类拼装件，用于输出其身份识别信息，以及接收控制信号并根据控制信号执行相应的功能；

集中器拼装件，用于集中各第一、第二、第三类拼装件输出的信息，并将集中的信息发送给外部控制器；用于接收外部控制器发出的控制信号，并将控制信号发送给相应的第三类拼装件；用于提供电力。

各第一类拼装件包括用于通过其上的数据传输触点发送该第一类拼装件身份识别信息的第一控制单元。

各第二类拼装件包括用于人员操作的操作控制单元，以及用于通过第二类拼装件上的数据传输触点发送该第二类拼装件的身份识别信息、操作控制单元产生的操作控制信息的第二控制单元。

各第三类拼装件包括用于执行相应功能的功能执行单元，以及用于通过第三类拼装件上的数据传输触点发送该第三类拼装件身份识别信息的第三控制单元，第三控制单元根据相应的控制信号控制功能执行单元动作。

所述集中器拼装件包括通信单元、用于通过集中器拼装件上的数据传输触点与第一、第二、第三类拼装件通信和通过通信单元向外传输数据、接收外部控制器控制信号的集中器控制单元，以及用于供应该集中器拼装件电力和通过该集中器拼装件上第二电源触点输出电力的电源。

所述集中器拼装件具有用于获取该集中器拼装件所在网络中的各拼装件之间拓扑结构的所述拓扑结构获取模块。

该仿真设备包括底板，各拼装件可拆卸的安装于底板上。

本发明的有益效果是：本发明中拼装件之间通过连接件相连，可根据不同的展示需求拼装出不同的连接形式。

本发明中外部控制器获取经连接件相连后的拼装件之间的拓扑结构信息，并根据拓扑结构信息在外部控制器的仿真软件中生成相应的拓扑结构模型，实现虚拟与现实的结合。

本发明可在外部控制器拓扑结构模型中的对各个拼装件进行参数等的设置，并结合外部控制器从拼装件获取的相关信息、相应的仿真模拟程序得出仿真结果，外部控制器可根据仿真结果控制相应的拼装件动作，实现虚拟结果现实输出，使仿真展示更加生动形象。

附图说明

图1为实施例1的一种拼装结构示意图。

图2为实施例1中一种第一类拼装件的电路框图。

图3为实施例1中一种第一类拼装件的结构示意图。

图4为实施例1中一种第二类拼装件的电路框图。

图5为实施例1中一种第二类拼装件的结构示意图。

图6为实施例1中一种第三类拼装件的电路框图。

图7为实施例1中一种第三类拼装件的结构示意图。

图8为实施例1中集中器拼装件的电路框图。

图9为实施例1中连接件的结构示意图。

图10为实施例1中拼装件与底板的连接示意图。

11、第一类拼装件；12、第二类拼装件；13、第三类拼装件；2、集中器拼装件；3、外部控制器；4、连接件；5、第一连接单元；6、开关；7、显示器；8、第二连接单元；9、底板；10、插装座。

具体实施方式

实施例1：本实施例为一种拼装式仿真设备，包括外部控制器3、集中器拼装件2、若干连接件4、若干第一类拼装件11、若干第二类拼装件12和若干第三类拼装件13。

本实施例中第一类拼装件11具有多种不同形状的设备模型外壳(形状可模拟现实设备)，壳内设有第一控制单元，第一控制单元上电连接有至少一个第一连接单元5(如图2)，第一连接单元5安装于外壳表面(如图3)。

本例中第二类拼装件12(作为输入设备)具有多种不同形状的设备模型外壳，外壳设有第二控制单元，第二控制单元上电连接有至少一个第一连接单元5和至少一个操作控制单元，第一连接单元5安装于外壳表面。操作控制单元用于操作者在第二类拼装件12上进行操作输入，可以采用开关6(见图4、图5)、滑动变阻器等，第二控制单元获取该操作控制单元的操作控制信息(如开关的开关信息、滑动变阻器的电阻变化信息)。

本实施例中第三类拼装件13(作为输出设备)具有多种不同形状的设备模型外壳，外壳内设有第三控制单元，第三控制单元上电连接有至少一个第一连接单元5和至少一个功能执行单元，第一连接单元5安装于外壳表面。功能执行单元用于执行相应功能，可采用电机、喇叭、led灯和显示器7(见图6、图7)等，第三控制单元根据接收到的控制信号控制功能执行单元动作(如电机转动、转速变化；led灯通断电；显示器显示相关数据)。

集中器拼装件2具有集中器设备外壳，外壳内设有集中器控制单元和电源，集中器控制单元上电连接有通信单元和至少一个第一连接单元5，电源为集中器控制单元和通信单元供电，并与第一连接单元5电路连接(图8)，第一连接单元5安装于外壳表面。本例中电源采用锂电池，并配有充电电路；通信单元采用蓝牙通信模块。

本例中各连接件4包括至少两个可与第一连接单元5相适配进行数据传输和电力输送的第二连接单元8(图9)。其中第一连接单元5包括数据传输触点、用于接收电力的第一电源触点和用于提供输出电力的第二电源触点。本例中第一连接单元采用lighting接口，第二连接单元采用lighting接头。

各拼装件经连接件4相连后可通过连接件4传输数据和输送电力，形成通信和供电网络，集中器控制单元具有用于获取该集中器拼装件所在网络中的各拼装件之间拓扑结构的拓扑结构获取模块。

本实施例中外部控制器3为安装有相应仿真软件的手机或平板电脑，外部控制器3可通过蓝牙与集中器拼装件2中的通信单元通信。

本例中各拼装件可插装在底板9上，底板9为颗粒底板，各拼装件外壳底部具有与颗粒底板相适配的插装座10(如图10)。

本实施例的使用方法如下：连接件4与拼装件之间通过lighting接头与lighting接口的插装配合相连，集中器拼装件2、若干第一类拼装件11、若干第二类拼装件12和若干第三类拼装件13相连按一定排布方式经连接件相连(如图1)，形成通信和供电网络；集中器拼装件2经通信单元与外部控制器3通信。

本实施例的工作原理如下：

集中器拼装件2通过连接件4为与其直接或间接相连的其他拼装件供电。

第一类拼装件11在获得集中器拼装件2提供的电力后，将其身份识别信息往集中器拼装件2发送。

第二类拼装件12在获得集中器拼装件2提供的电力后，将其身份识别信息、操作控制信息往集中器拼装件2发送。

第三类拼装件13在获得集中器拼装件2提供的电力后，将其身份识别信息往集中器拼装件2发送。

集中器拼装件2通过连接件4采集与其直接或间接相连的的其他拼装件所发出的信息，通过拓扑结构获取模块获取该集中器拼装件所在的通信网络中各拼装件的拓扑结构信息；集中器拼装件2通过通信单元将拓扑结构信息和其接收到的身份识别信息、操作控制信息发送给外部控制器3。

外部控制器3的仿真软件接收拓扑结构信息、身份识别信息和操作控制信息，并根据拓扑结构信息、身份识别信息(不同身份识别信息对应不同的设备模型)生成拓扑结构模型。操作人员可在仿真软件中对拓扑结构模型的相关参数进行设置，仿真软件通过所设置的相关参数及接收到的操作控制信息结合相对应的仿真模拟程序得出仿真结构。仿真结果需要对相应的第三类拼装件13进行控制时，外部控制器3给集中器拼装件2发出相应控制信号。

集中器拼装件2接收外部控制器3发出的控制信号，并将控制信号发送给相应的第三类拼装件13。

第三类拼装件13接收到对其的控制信号，根据控制信号控制其上的功能执行单元动作。

实施例2：本实施例外部控制器3、拓扑结构获取模块、若干连接件4和若干具有不同功能的拼装件。其中拼装件具有控制单元，各拼装件上包括至少一个用于通过连接件4、另一拼装件的相应第一连接单元5而将该拼装件与该另一拼装件连接起来的第一连接单元5。各连接件4包括至少两个可与第一连接单元相适配进行数据传输和电力输送的第二连接单元8。其中拓扑结构获取模块可以为使用者本身，使用者肉眼获取拼装件之间的拓扑结构后，将拓扑结构输入到外部控制器的仿真软件中。

本实施例的使用方法如下：连接件4与拼装件之间通过第二连接单元8与第一连接单元5的插装配合相连，各拼装件相连按一定排布方式经连接件相连；拼装件与外部控制器3通信。

本实施例的工作原理如下：

各拼装件向外部控制器3发送信息；

外部控制器3中的仿真软件接收各拼装件发出的信息，通过拓扑结构获取模块获取各拼装件之间的拓扑结构信息，生成拓扑结构模型；

操作人员可在仿真软件中对拓扑结构模型的相关参数进行设置，仿真软件通过所设置的相关参数及接收到的信息结合相对应的仿真模拟程序得出仿真结构。仿真结果需要对相应的拼装件进行控制时，外部控制器给相应的拼装件发出控制信号；

拼装件接收控制信号，并根据控制信号动作。