一种小学教学用课堂互动装置及方法与流程

本发明涉及儿童学习设备技术领域，特别涉及一种小学教学用课堂互动装置及方法。

背景技术：

儿童有着好动，爱玩的天性，其注意力集中的时间很短，目前，对儿童的课堂教学还是大多采用单一的枯燥的输入式教学，明显不能吸引学生的注意力，同时因为缺少必要的互动环节，使得学生的参与感不强，无法激起儿童的学习兴趣。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种小学教学用课堂互动装置，以便解决现有技术中的不足。

本发明的技术方案是：

一种小学教学用课堂互动装置，包括支承架，所述支承架的上方设置有工作台面，所述工作台面的侧面设置有至少一个展示装置，所述展示装置设置在能方便展示装置的板面互换的翻转装置上；所述支承架上设置有位置调整装置一，所述位置调整装置一的移动体上设置有高度调整装置，所述高度调整装置的顶端设置有位置调整装置二，所述位置调整装置二与位置调整装置一的位置调整方向垂直，所述位置调整装置二背离高度调整装置的一端设置有用于采集展示装置和工作台面上的图像的图像采集装置；所述支承架背离工作台面的一端固定支座一，所述支座一的顶端设置有液压缸一，所述液压缸一的活塞杆通过连接杆与齿条的一端固定连接，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮与转轴的一端固定连接，所述转轴的另一端套装固定摇摆臂，所述转轴的中部通过轴承一架设在支座二上端，所述支座二的下端与支承架固定；所述工作台面上内嵌有显示屏，所述显示屏侧边设置有用于接收声音信号的麦克风、用于发送声音信号的扬声器、用于进行信息传输的usb接口和用于调节声音大小的音量键，所述工作台面下方设置有供电电源和用于控制整机及其辅助设备的处理器芯片，所述展示装置、翻转装置、位置调整装置一、高度调整装置、位置调整装置二、液压缸一、显示屏和图像采集装置分别和处理器芯片电连接，所述处理器芯片与供电电源电连接；所述工作台面上还设置有开始按钮，所述开始按钮与处理器芯片电连接；该装置还包括多个承载信息的实物载体。

优选的，所述翻转装置包括工作台面下表面设置的液压缸二，所述液压缸二的活塞杆与推杆的一端固定连接，所述推杆穿设在固定块上的导向孔内，所述固定块与工作台面的下表面固定，所述推杆的另一端设置有支架一，所述支架一与用于装夹展示装置的u型夹的一端铰接，所述u型夹的中部与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与支架二的一端铰接，所述支架二的另一端与支承架固定。

优选的，所述u型夹包括依次固定连接成u形的开口卡装结构的板体一、底块二和板体二，所述底块二上开设有用于与支架一铰接用的安装孔一，所述板体一的中段固定有连接用凸耳，所述凸耳上开设有用于与连杆铰接用的安装孔二，所述板体一、板体二上分别开设有至少一个用于穿设紧固螺钉的安装孔三。

优选的，所述位置调整装置二的下表面上设置有照明灯和光敏开关，所述照明灯通过光敏开关与供电电源电连接。

优选的，所述图像采集装置是摄像头，所述摄像头与处理器芯片电连接。

优选的，所述处理器芯片是海思麒麟980。

优选的，所述位置调整装置一包括与支承架固定的电动机，所述电动机的输出轴通过联轴器与丝杠连接，所述丝杠的两端分别通过轴承二架设在支架三和支架四上，所述丝杠上套装有螺母座，所述螺母座与高度调整装置的下端固定连接。

优选的，所述高度调整装置、位置调整装置二是液压缸或者气压缸的其中一种。

优选的，所述展示装置包括平板电脑、展示板和平板电脑的复合体的其中一种。

上述装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、打开供电电源开关、展示装置和显示屏，在显示屏上调取练习任务，如：速记，并在展示装置上展示需要记忆的内容，用定时器计时来限定一定时间的记忆时间，定时器计时时间到之后，处理器芯片发出控制指令给翻转装置的液压缸二，使得液压缸二动作，推动推杆动作，使得u型夹带动展示装置实现翻转；

步骤二、使用者挑选出合适的实物载体，用承载信息的实物载体组合出练习任务的答案，将答案按序摆放在工作台面上；

步骤三、按下开始按钮提交答案，此时，处理器芯片接收到开始按钮的指令信息后，启动图像采集装置进行图像采集，当使用者摆放答案的位置不合适时，处理器芯片同步启动位置调整装置一、高度调整装置和位置调整装置二，使得图像采集装置移动到能获取答案的最佳位置进行图像采集，图像采集装置将采集到的图形上传到处理器芯片经过处理后与正确答案进行对比，若答案不正确，则处理器芯片启动液压缸一，使得液压缸一带动齿条左右往复移动，齿条带动与之啮合的齿轮正方向来回转动，带动摇摆臂来回摆动实现类似摆手的动作，同时，处理器芯片发出指令给扬声器，发出答案不正确的信号，给练习者改正答案的机会；若改正好了，确认无误后按下开始按钮提交答案，若答案正确，则处理器芯片发出指令给扬声器，发出答案正确的信号，开始下一轮的任务。

与现有技术相比，本发明提供的一种小学教学用课堂互动装置通过让使用者动手来加深印象，集趣味性和激励性于一体，可调动儿童的学习积极性，学习效果好，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的位置调整装置一的结构示意图；

图4为本发明的摇摆臂及其周边结构的连接结构示意图；

图5为本发明的u型夹的主视图；

图6为本发明的u型夹的俯视图；

图7为本发明的u型夹的左视图。

具体实施方式

下面结合附图1到图7，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

图1为本发明实施例提供的一种小学教学用课堂互动装置的结构示意图。如图1和图2所示，该装置包括支承架1，所述支承架1的上方设置有工作台面25，所述工作台面25的侧面设置有至少一个展示装置14，所述展示装置14设置在能方便展示装置14的板面互换的翻转装置上；所述支承架1上设置有位置调整装置一，所述位置调整装置一的移动体上设置有高度调整装置15，所述高度调整装置15的顶端设置有位置调整装置二12，所述位置调整装置二12与位置调整装置一的位置调整方向垂直，所述位置调整装置二12背离高度调整装置15的一端设置有用于采集展示装置14和工作台面25上的图像的图像采集装置13；

如图1、图2和图4所示，所述支承架1背离工作台面25的一端固定支座一5，所述支座一5的顶端设置有液压缸一6，所述液压缸一6的活塞杆通过连接杆7与齿条9的一端固定连接，所述齿条9与齿轮11啮合，所述齿轮11与转轴24的一端固定连接，所述转轴24的另一端套装固定摇摆臂10，所述转轴24的中部通过轴承一架设在支座二8上端，所述支座二8的下端与支承架1固定；所述工作台面25上内嵌有显示屏，所述显示屏侧边设置有用于接收声音信号的麦克风、用于发送声音信号的扬声器、用于进行信息传输的usb接口和用于调节声音大小的音量键，所述工作台面下方设置有供电电源和用于控制整机及其辅助设备的处理器芯片，所述展示装置14、翻转装置、位置调整装置一、高度调整装置、位置调整装置二、液压缸一6、显示屏和图像采集装置13分别和处理器芯片电连接，所述处理器芯片与供电电源电连接；所述工作台面25上还设置有开始按钮，所述开始按钮与处理器芯片电连接；该装置还包括多个承载信息的实物载体。

作为本实施例的一种优选方式，所述翻转装置包括工作台面25下表面设置的液压缸二19，所述液压缸二19的活塞杆与推杆18的一端固定连接，所述推杆18穿设在固定块20上的导向孔内，所述固定块20与工作台面25的下表面固定，所述推杆18的另一端设置有支架一17，所述支架一17与用于装夹展示装置14的u型夹4的一端铰接，所述u型夹4的中部与连杆3的一端铰接，所述连杆3的另一端与支架二2的一端铰接，所述支架二2的另一端与支承架1固定。

作为本实施例的一种优选方式，如图5到图7所示，所述u型夹4包括依次固定连接成u形的开口卡装结构41的板体一、底块二和板体二，所述底块二上开设有用于与支架一17铰接用的安装孔一42，所述板体一的中段固定有连接用凸耳44，所述凸耳44上开设有用于与连杆3铰接用的安装孔二43，所述板体一、板体二上分别开设有至少一个用于穿设紧固螺钉26的安装孔三。

作为本实施例的一种优选方式，所述位置调整装置二12的下表面上设置有照明灯和光敏开关，所述照明灯通过光敏开关与供电电源电连接。

使用状态下，若控制开关打开，当光敏开关检测到的光线水平值高于设定值时，光敏开关不动作，当光敏开关检测到的光线水平值低于设定值时，光敏开关动作，接通照明灯，为使用者提供良好的照明条件。

作为本实施例的一种优选方式，所述图像采集装置13是摄像头，所述摄像头与处理器芯片电连接。

其中，摄像头可在显示屏上操作，进行摄像头的开关选择。

其中，摄像头的型号优选为rb-221ccd。

作为本实施例的一种优选方式，所述处理器芯片是海思麒麟980。

作为本实施例的一种优选方式，如图3所示，所述位置调整装置一包括与支承架1固定的电动机23，所述电动机23的输出轴通过联轴器与丝杠21连接，所述丝杠21的两端分别通过轴承二架设在支架三22和支架四16上，所述丝杠21上套装有螺母座27，所述螺母座27与高度调整装置15的下端固定连接。

作为本实施例的一种优选方式，所述高度调整装置15、位置调整装置二12是液压缸或者气压缸的其中一种。

作为本实施例的一种优选方式，所述展示装置14包括平板电脑、展示板和平板电脑的复合体的其中一种。

上述装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、打开供电电源开关、展示装置14和显示屏，在显示屏上调取练习任务，如：速记，并在展示装置14上展示需要记忆的内容，用定时器计时来限定一定时间的记忆时间，定时器计时时间到之后，处理器芯片发出控制指令给翻转装置的液压缸二19，使得液压缸二19动作，推动推杆18动作，使得u型夹4带动展示装置14实现翻转；

步骤二、使用者挑选出合适的实物载体，用承载信息的实物载体组合出练习任务的答案，将答案按序摆放在工作台面25上；

步骤三、按下开始按钮提交答案，此时，处理器芯片接收到开始按钮的指令信息后，启动图像采集装置13进行图像采集，当使用者摆放答案的位置不合适时，处理器芯片同步启动位置调整装置一、高度调整装置15和位置调整装置二12，使得图像采集装置13移动到能获取答案的最佳位置进行图像采集，图像采集装置13将采集到的图形上传到处理器芯片经过处理后与正确答案进行对比，若答案不正确，则处理器芯片启动液压缸一6，使得液压缸一6带动齿条9左右往复移动，齿条9带动与之啮合的齿轮11正方向来回转动，带动摇摆臂10来回摆动实现类似摆手的动作，同时，处理器芯片发出指令给扬声器，发出答案不正确的信号，给练习者改正答案的机会；若改正好了，确认无误后按下开始按钮提交答案，若答案正确，则处理器芯片发出指令给扬声器，发出答案正确的信号，开始下一轮的任务。

其中，处理器芯片上设置有储存模块、语音识别模块、信息处理模块和无线通信模块，用于支撑处理器芯片实现各个不同的功能。

其中，语音识别模块的型号优选为lark7318。

其中，无线通信模块的型号优选为str-30。

其中，显示屏为电容式触摸显示屏，其型号优选为h7et-n1。

其中，语音识别模块还用于接收外界的声音控制指令，并将传输过来的声音控制指令进行识别后，并将其传输给处理器芯片，经处理器芯片处理后调取对应的内容，并通过显示器进行显示。

在本发明实施例中，当处理器芯片接收需要处理的信息时，还可通过无线通信模块访问服务器，还可以通过无线发送相应的控制指令给处理器芯片。

在本实施例中，播放任务的声音，可以进行角色选择以适应不同个体的爱好。

本发明提供的一种小学教学用课堂互动装置，能通过让使用者动手组答案来加深印象，集趣味性和激励性于一体，可调动儿童的学习积极性，学习效果好，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。