本发明涉及一种训练设备，尤其是涉及一种拼图式手眼协调训练系统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高和科学技术的发展，人们开始越来越重视手眼协调能力的训练，近年来该领域内出现了各种各样的手眼协调装置，较好地满足了用户的需求。通过使用这些装置，用户在一定程度上有效地实现了手眼协调的综合训练。但现有的手眼协调训练装置，主要存在功能单一、结构复杂及操作麻烦等缺点，用户多次使用后，兴趣度可能很快下降，训练效果大打折扣。为此，有必要研究、设计一种功能灵活性强、结构合理且操作简单的手眼协调训练系统，更好地满足用户需求。
技术实现要素：
本发明克服了上述的技术问题，提供了一种结构合理、操作简单的拼图式手眼协调训练系统。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种拼图式手眼协调训练系统，包括主体，主体前部设有控制台，主体内部分隔形成上部的训练室和下部的回收室，在训练室前部开有视窗口，在训练室内靠视窗口排列设置有若干具有图案的插片，在训练室底部上设置有将使用过的插片回收到回收室的回收装置，在每个插片上开有操作口，在训练室内设置有进行前后移动并与操作口进行镶嵌匹配的匹配框，在匹配框上设置有对拼图进行切换以与不同插片形成图案拼合的切换装置，所述切换装置包括若干能展开和回卷拼图的拼图卷、带动若干拼图卷轮转的轮盘机构，拼图末端连接有运动棒，所述匹配框包括上框体和下框体，在上框体和下框体相对的内侧面上沿长度方向设置有滑槽，且位于内侧面同一侧设置有旋转槽，旋转槽与滑槽相连通，切换装置安装在旋转槽上，在下框体滑槽内设置有直线电机，所述运动棒下端设置有与直线电机动子自行卡合的锁止机构。本发明提供了一种能对手眼协调进行训练的系统，每个插片上的图片均不相同，每个拼图与其中一个插片图案相对应，通过切换匹配框内拼图以匹配插片图案，每匹配成功一片插片，系统回收一片插片，依次完成所有插片图案匹配，使得操作者达到手眼协调训练的目的。本系统通过控制台进行操作，控制拼图切换、匹配框与插片镶嵌匹配，无需人工操作，操作方式方便快捷。拼图采用卷轴式机构，使用时可展开形成拼图，若干拼图卷通过轮盘机构轮转使用，使得在一个匹配框可以切换多个拼图，结构紧凑合理。拼图卷采用直线电机进行展开，结构新颖，展开方便。上下两个旋转槽用安装切换装置，供切换装置进行转动以切换拼图卷。
作为一种优选方案，所述轮盘机构包括两个转盘，转盘上绕圆心相设置有若干插接拼图卷的卡槽，两个转盘分别设置在上框体和下框体的旋转槽内，其中一个转盘有电机驱动转动。本方案中轮盘机构进行转动，每转动一次将转盘上的一个拼图卷转到与滑槽相连的位置，控制不同的拼图卷进行工作。电机安装在上框体或下框体内，电机驱动转盘转动，电机设定每次控制转盘转动一个固定角度。
作为一种优选方案，所述拼图卷包括壳体、固定在壳体内的固定轴、套在固定轴上的套筒、卷绕在套筒上的拼图，所述套筒通过轴承转动连接在固定轴上，在套筒与固定轴之间设置有扭簧，扭簧一端固定在固定轴上，另一端固定在套筒内壁上，固定轴两端分别伸出壳体外形成用于和卡槽相连接的卡头，在壳体壁上设置有供拼图伸出的出口，运动棒设置在拼图前端并卡在出口外。
作为一种优选方案，所述动磁棒长度大于开口长度且等于固定轴的长度，所述旋转槽靠近转盘边缘处设有缺口，所述运动棒的端头位于在缺口内，在旋转槽底面上设置有限位槽，在固定轴两端端面上设置有与限位槽相配合的限位块。本方案中动磁棒长度大于开口长度，使得动磁棒能卡在壳体外，便于拉出拼图。旋转槽上设置缺口以供动磁棒端头进出，同时也形成对动磁棒的限位。限位块与限位槽的配合用于将固定轴固定在转盘的旋转槽内，固定轴固定不转动，以使得拼图卷能够依靠固定轴和扭簧带动套筒进行回卷拼图。
作为一种优选方案，所述锁止机构包括设置在运动棒下端内的锁舌腔，在锁舌腔内滑动设置有锁舌，锁舌与锁舌腔底部之间设置有锁舌弹簧，所述锁舌前端伸出在转盘外，锁舌前端两侧分别具有滑入斜面，两滑入斜面相交，将锁舌前端形成三角形结构，锁舌前端面向滑槽一侧形成阻挡面，所述直线电机动子包括卡接部，在卡接部表面上设置有与锁舌相卡合的锁槽，卡接部位于在转盘缺口下部。本方案中通过锁止机构将运动棒卡入或脱离直线电机动子，使得拼图运动棒能够自动与直线电机动子形成固定，能够将拼图展开，同时也能够使得轮盘机构转动时运动盘脱离与直线电机动子的连接，使得轮盘机构顺利欢动。锁舌两侧都具有滑入斜面，使得锁舌能够卡入锁槽和脱离锁槽，锁舌面向滑槽一侧则是阻挡面，动子在沿滑槽移动时，锁槽侧面推动阻挡面从而带动锁舌一起移动。
作为一种优选方案，在固定轴一端上设置有能进行伸缩推压机构，所述推压机构包括设置于固定轴一端面上环形的推压腔、套入在推压腔内的推压帽，推压腔沿外环面上边缘设置有阻挡沿，在推压帽下端外壁上设置有对应的卡沿，在推压帽内腔与固定轴端面之间设置有复位弹簧，所述限位块设置在推压帽端面上。本方案推压机构使得拼图卷能够通过推压方式插入固定在两个转盘之间，方便拼图卷更换。使用时将推压机构的推压帽放入卡槽，向下推压使得推压帽缩入固定轴推压腔内，改变了固定轴的长度，然后将固定轴另一端放入另一个转盘卡槽内，松开固定轴，固定轴在复位弹簧作用下恢复长度，使得固定轴卡在两个转盘卡槽内。
作为一种优选方案，所述训练室上部设置有若干供插片插入的插孔，在训练室两内侧壁上设有供插片插入的导向槽，所述回收装置包括若干与插孔相对应的回收孔，在回收孔内设置有电机驱动进行伸缩的滑片，所述插片高度大于训练室高度，插片插入插孔后下端位于在回收孔的滑上，所述回收室内底部设置有垫子。本方案中插片通过插孔和导向槽插入到训练室内，插片高度大于训练室高度，插片插入后上端露出在训练室外，可以方便操作者取出更换插片。导向槽便于插片插入训练室，同时也使得插片插入到位不会偏离。回收装置控制回收插片，当某一插片图案匹配成功后，控制台控制滑片内锁，打开回收孔，则插片通过回收孔掉入回收室内，完成插片回收。回收室内设置有垫子，垫子可以为海绵垫，使得插片掉入回收室内得到缓冲，不会造成插片的损坏，同时也起到降噪的作用。
作为一种优选方案，所述匹配框通过自动伸缩杆进行移动，自动伸缩杆具有两个，固定在训练室后侧内壁上，在自动伸缩杆的前端上设置有u型的连接架，连接架的端头与匹配框一侧的上下部相连接，自动伸缩杆伸缩的所在的方向正对插入训练室后的插片上操作口位置。本方案中自动伸缩杆带动匹配框进行水平方向上前后移动，当要进行图案匹配时，通过前移将匹配框嵌入到插片的操作口内。自动伸缩杆具有两个，两个自动伸缩杆同步运动，自动伸缩杆通过u型连接架与匹配框固定，连接更加稳固。
作为一种优选方案，所述训练室内还设置有用于采集插片匹配后图案照片的图像采集单元，所述控制台包括供使用者对系统进行图案匹配操作的操作单元和处理单元，图像采集单元、操作单元分别与处理单元相连，且处理单元与系统内各执行单元相连。本方案中使用者通过操作单元对系统进行图像匹配以完成手眼协调训练，该操作单元包括控制匹配框架水平前后移动的操作杆，确定匹配的确定按钮，当然操作单元并不仅限于这种结构，可以是其他操作杆或按钮组合。图像采集单元采集图像信息，当确认匹配后，图像采集单元采集匹配结果的图案信息并发送给处理单元，处理单元内存储有完整的图案，通过对比采集的图案信息，判断匹配是否正确。处理单元还对系统内各执行单元进行控制，执行单元即系统内电机、自动伸缩杆、电源开关等等，处理单元根据操作单元操作转换成命令控制系统各执行单元进行工作，从而完成对图案匹配的操作过程。
因此，本发明的优点是：提供了一种能对手眼协调进行训练的系统，每个插片上的图片均不相同，每个拼图与其中一个插片图案相对应，通过切换匹配框内拼图以匹配插片图案，每匹配成功一片插片，系统回收一片插片，依次完成所有插片图案匹配，使得操作者达到手眼协调训练的目的。通过控制台进行操作，控制拼图切换、匹配框与插片镶嵌匹配，无需人工操作，操作方式方便快捷。拼图采用卷轴式机构，使用时可展开形成拼图，若干拼图卷通过轮盘机构轮转使用，使得在一个匹配框可以切换多个拼图，结构紧凑合理。拼图卷采用直线电机进行展开，结构新颖，展开顺利。
附图说明
图1是本发明的一种结构透视图；
图2是本发明的一种爆炸结构示意图；
图3是本发明中匹配框和切换装置的一种爆炸结构示意图；
图4是本发明中转盘的一种结构示意图；
图5是图3中a处的放大结构示意图；
图6是本发明中匹配框架和自动伸缩杆连接的一种结构示意图；
图7是本发明中拼图卷的一种剖视结构示意图；
图8是本发明中锁止机构与卡接部连接的一种结构示意图；
图9是本发明中锁止机构的一种剖视结构示意图。
1-主体2-控制台3-训练室4-回收室5-视窗口6-插片7-操作口8-匹配框9-垫子10-插孔11-回收孔12-自动伸缩杆13-连接架14-上框体15-下框体16-转盘17-拼图卷18-运动棒19-卡接部20-旋转槽21-滑槽22-卡槽23-缺口24-限位槽25-限位块26-卡头27-壳体28-套筒29-拼图30-扭簧31-推压腔32-推压帽33-阻挡沿34-卡沿35-复位弹簧36-固定轴37-锁舌38-锁舌腔39-锁舌弹簧40-锁槽41-滑入斜面42-阻挡面。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例一种手眼协调训练系统，如图1和图2所示，包括主体1，主体前部设有控制台2，主体内部分隔形成上部的训练室3和下部的回收室4，在训练室前部开有视窗口5，在训练室内靠视窗口排列设置有若干具有图案的插片6，本实施例中设置有三片插片，三片插片前后排列设置在训练室内。在训练室底部上设置有将使用过的插片回收到回收室的回收装置，在每个插片上开有操作口7，在训练室内设置有进行前后移动并与操作口进行镶嵌匹配的匹配框8，在匹配框上设置有对拼图29进行切换以与不同插片形成图案拼合的切换装置。切换装置包括四个能展开和回卷拼图的拼图卷17、带动拼图卷轮转的轮盘机构，拼图末端连接有运动棒18。如图3所示，匹配框包括上框体14和下框体15，在上框体和下框体相对的内侧面上沿长度方向设置有滑槽21，且位于内侧面同一侧设置有旋转槽20，旋转槽与滑槽相连通，切换装置安装在旋转槽上，在下框体滑槽内设置有直线电机，图中未示出，运动棒下端设置有与直线电机动子自行卡合的锁止机构。
匹配框通过自动伸缩杆12进行移动，自动伸缩杆具有两个，固定在训练室后侧内壁上，在自动伸缩杆的前端上设置有u型的连接架13，连接架的端头与匹配框一侧的上下部相连接，自动伸缩杆伸缩的所在的方向正对插入训练室后的插片上操作口位置。
具体的，如图2所示，训练室上部设置有若干供插片插入的插孔10，在训练室两内侧壁上设有供插片插入的导向槽。回收装置包括若干与插孔相对应的回收孔11，在回收孔内设置有电机驱动进行伸缩的滑片，如图1所示，插片高度大于训练室高度，插片插入插孔后下端位于在回收孔的滑上，回收室内底部设置有垫子9。
如图3所示，轮盘机构包括两个转盘16，转盘上绕圆心相设置有若干插接拼图卷的卡槽22，两个转盘分别设置在上框体和下框体的旋转槽内，其中一个转盘有电机驱动转动。
如图7所示，拼图卷包括壳体27、固定在壳体内的固定轴36、套在固定轴上的套筒28、卷绕在套筒上的拼图29，套筒通过轴承转动连接在固定轴上，在套筒与固定轴之间设置有扭簧30，扭簧一端固定在固定轴上，另一端固定在套筒内壁上，固定轴两端分别伸出壳体外形成用于和卡槽相连接的卡头26，在壳体壁上设置有供拼图伸出的出口，运动棒18设置在拼图前端并卡在出口外。
运动棒长度大于开口长度且等于固定轴的长度，如图4所示，旋转槽靠近转盘边缘处设有缺口23，运动棒的端头位于在缺口内，在旋转槽底面上设置有限位槽24，如图5所示，在固定轴两端端面上设置有与限位槽相配合的限位块25。
如图7所示，锁止机构包括设置在运动棒下端内的锁舌腔38，在锁舌腔内滑动设置有锁舌37，锁舌与锁舌腔底部之间设置有锁舌弹簧39，锁舌前端伸出在转盘外。如图8所示，这里给出了锁止机构沿滑槽方向看的剖视图，锁舌前端两侧分别具有滑入斜面41，两滑入斜面相交，将锁舌前端形成三角形结构，锁舌前端面向滑槽一侧形成阻挡面42，直线电机动子包括卡接部19，在卡接部表面上设置有与锁舌相卡合的锁槽40，卡接部位于在转盘缺口23下部。
为了便于拼图件安装到轮盘机构上，如图7所示，在固定轴一端上设置有能进行伸缩推压机构，推压机构包括设置于固定轴一端面上环形的推压腔31、套入在推压腔内的推压帽32，推压腔沿外环面上边缘设置有阻挡沿33，在推压帽下端外壁上设置有对应的卡沿34，在推压帽内腔与固定轴端面之间设置有复位弹簧35，限位块设置在推压帽端面上。
训练室内还设置有用于采集插片匹配后图案照片的图像采集单元，所述控制台包括供使用者对系统进行图案匹配操作的操作单元和处理单元，图像采集单元、操作单元分别与处理单元相连，且处理单元与系统内各执行单元相连。执行单元包括电机、自动伸缩杆等。
本系统使用过程：使用前用户将插片插入到训练室，用户通过操作控制台，通过轮盘机构选择拼图卷并控制展开，直至用户选择认为与插片对应的拼图，然后控制自动伸缩杆将带拼图的匹配框前伸嵌入到最靠视窗口的插片操作口内，将拼图与插片图案相拼合，然后图形采集单元采集插片和拼图的图片信息，由处理单元进行图案是否一致判定，若判定成功，则图案匹配成功，此时控制对应该插片的回收装置中滑片打开，插片掉入回收室内。然后以同样的操作完成后面两片插片的图案匹配，三个插片图案匹配后以后，处理单元还统计所需时间。这样使得不同用户可以进行比较和竞技。用户可以打开回收室的拉门，取出插片，开始新一轮的游戏和竞技。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了主体、控制台、训练室、回收室、视窗口等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。