一种基于人工智能的教学互动装置及其系统

1.本发明涉及教育技术领域，具体为一种基于人工智能的教学互动装置及其系统。


背景技术：

2.当前社会各界都对教育领域越来越关注，教育行业也不断进行变革，传统教学装置和教学方式的弊端逐渐暴露。高校教学互动装置参差不齐，部分建设较粗糙。很多教学互动装置在对上课的内容的分析，对学生表现的分析，教师上课内容的分析上还有所不足，有待于改进一种基于人工智能的教学互动装置及其系统。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于人工智能的教学互动装置及其系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的教学互动装置及其系统，包括书写板、立杆二号和立板一号，所述立杆二号和所述立板一号左右相对分布，所述立杆二号和所述立板一号的顶端分别固定连接有壳体，所述壳体的内部可拆卸连接有底座，所述底座的顶端固定连接有摄像头，所述立板一号和所述立杆二号的内部后表面固定连接有齿条，每个所述齿条的前表面啮合连接有齿轮，两个所述齿轮之间固定连接有所述书写板，所述书写板的左侧下方固定连接有连接板，所述连接板的左端固定连接有连接条，所述连接条的上表面固定连接有钢丝绳，所述立板一号的内部上方固定连接有滑轮，且所述钢丝绳绕过所述滑轮，所述立板一号的左侧固定连接有中空板，所述中空板与所述立板一号相连通，所述中空板的内部固定连接有轴杆，所述轴杆的外部转动连接有收卷筒，所述钢丝绳的下方缠绕在所述收卷筒外壁，所述收卷筒的前表面固定连接有联动盘，所述联动盘的前表面开设多个u形槽，所述中空板的内部靠近所述联动盘的下方固定连接有连接杆，所述连接杆的外部转动连接有盘体，所述盘体的后表面固定连接有长板，所述长板的前表面上方固定连接有圆杆，且所述圆杆套在其中一个所述u形槽的内部，所述盘体的前表面固定连接有棘轮，所述棘轮的前方固定连接有转动杆，所述转动杆处在所述中空板的前方，所述转动杆的后表面通过连接轴固定连接有爪条，且所述爪条处在所述中空板的内部，并且所述爪条的底端与所述棘轮外侧壁相接触，所述中空板的内部转动连接有棘爪，所述棘爪的顶端与所述棘轮的外侧壁相接触，所述棘爪的前方固定连接有长杆，所述长杆贯穿所述中空板的前方，所述长杆的前端固定连接有手柄，所述立杆二号的内部右侧固定连接有导杆，所述导杆的外部滑动连接有滑块，所述滑块固定于所述书写板的右侧下方，所述立杆二号和所述立板一号的底端共同固定连接有支撑板。
7.优选的，所述壳体的上表面开设圆槽，所述壳体的内部下表面左右两侧固定连接有轴座，所述轴座的内部转动连接有圆轴，所述圆轴的顶端固定连接有l板，所述圆轴的外
侧壁上方固定连接有手轮，所述手轮的前方贯穿至所述壳体的外部，所述壳体的内部且处在两个所述轴座之间固定连接有支架，所述支架的顶端固定连接有圆环，所述圆环的内部滑动连接有立杆，所述立杆的顶端固定连接有支板，所述立杆的外部套设弹簧，所述支板的上表面放置有所述底座。
8.优选的，所述底座的上表面左右两侧贴合有所述l板，且所述l板与所述底座转动连接。
9.优选的，所述手柄的后表面和所述中空板的前表面以及所述中空板的内部前方均固定连接有磁片。
10.优选的，所述长杆的后端固定连接有扭簧，所述扭簧的外部转动连接有所述棘爪。
11.优选的，所述支撑板的底部固定连接有主箱体，所述主箱体的下表面固定连接有底板，所述主箱体的内部安装有语音模块、面部表情分析模块、动作分析模块、统计模块、语音转换模块、互联网模块和人工智能芯片，所述语音模块可以对监控声音记录，自动整理学生提问内容，记录声音通过所述语音转换模块自动生成课程笔记，所述面部表情分析模块对学生面部识别进行表情分析，所述动作分析模块对动作、体态进行行为识别，所述统计模块计算学生举手人数，低头人数，互动人数，提问内容，为课后分析和教学效果评价提供数据参考。
12.优选的，所述主箱体的前表面一体成型有若干个气孔。
13.优选的，所述棘爪与所述中空板通过所述磁片相吸附，所述中空板与所述手柄通过所述磁片相吸附。
14.优选的，所述u形槽的数量为多个，多个所述u形槽呈圆周阵列分布。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种基于人工智能的教学互动装置及其系统，具备以下有益效果：
17.(1)、本发明，握住中空板前面的转动杆逆时针转动，棘轮转动，进而盘体转动，通过长板、圆杆带动联动盘一圈一圈的转动，这样能够实现收卷筒上将钢丝绳收卷起来，于此同时，连接板向上移动，齿轮在齿条上转动，并向上移动位置，进而能够使书写板向上调节位置，利于不同教学人员在书写板上写字，并且，爪条和棘爪能够限位，可以很好的避免转动杆意外转动，在书写板向下调节时，握住手柄向前拽动，棘爪与磁片吸附在一起，这时，人员握住转动杆顺时针转动，能够实现书写板向下移动，调节书写板位置方便，能够对书写板最上方和最下方空间充分利用。
18.(2)、本发明，握住摄像头将底座放在壳体中，底座放置在支板上表面，向下按动摄像头，底座向下移动，此时弹簧处在压缩状态，手部转动手轮，通过转动能够将l板转动到底座上，两个l板将底座卡住，能够避免摄像头移动位置，安装简单，另外，摄像头拆卸方便，无需使用工具。
19.(3)、本发明，利用人工智能技术对上课的语音、视频内容进行处理检索，能够生成课程笔记，对学生面部识别进行表情分析，对动作、体态进行行为识别，计算学生举手人数，低头人数，互动人数，提问内容，为课后分析和教学效果评价提供数据参考，通过对多种维度的数据信息进行实时或课后的分析和反馈，这一系统的设计与实现，能够辅助教师进行更有效的教学活动，提高教学效果。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明的内部结构示意图；
22.图3为本发明收卷筒和联动盘结构示意图；
23.图4为本发明棘轮和棘爪结构示意图；
24.图5为本发明棘爪和中空板侧视结构示意图；
25.图6为本发明壳体和底座连接结构示意图。
26.图中：1、底板；2、主箱体；3、支撑板；4、书写板；5、立杆二号；6、中空板；7、立板一号；8、壳体；9、摄像头；10、滑轮；11、钢丝绳；12、齿轮；13、连接条；14、连接板；15、齿条；16、语音模块；17、面部表情分析模块；18、动作分析模块；19、统计模块；20、语音转换模块；21、互联网模块；22、人工智能芯片；23、滑块；24、导杆；25、联动盘；26、u形槽；27、收卷筒；28、圆杆；29、长板；30、盘体；31、连接杆；32、轴杆；33、爪条；34、转动杆；35、棘轮；36、棘爪；37、扭簧；38、手柄；39、磁片；40、圆槽；41、支板；42、底座；43、圆环；44、l板；45、轴座；46、圆轴；47、手轮；48、立杆；49、支架；50、弹簧；51、长杆。
具体实施方式
27.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。
28.如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种基于人工智能的教学互动装置及其系统，包括书写板4、立杆二号5和立板一号7，立杆二号5和立板一号7左右相对分布，立杆二号5和立板一号7的顶端分别固定连接有壳体8，壳体8的内部可拆卸连接有底座42，底座42的顶端固定连接有摄像头9，立板一号7和立杆二号5的内部后表面固定连接有齿条15，每个齿条15的前表面啮合连接有齿轮12，两个齿轮12之间固定连接有书写板4，书写板4的左侧下方固定连接有连接板14，连接板14的左端固定连接有连接条13，连接条13的上表面固定连接有钢丝绳11，立板一号7的内部上方固定连接有滑轮10，且钢丝绳11绕过滑轮10，立板一号7的左侧固定连接有中空板6，中空板6与立板一号7相连通，中空板6的内部固定连接有轴杆32，轴杆32的外部转动连接有收卷筒27，钢丝绳11的下方缠绕在收卷筒27外壁，收卷筒27的前表面固定连接有联动盘25，联动盘25的前表面开设多个u形槽26，中空板6的内部靠近联动盘25的下方固定连接有连接杆31，连接杆31的外部转动连接有盘体30，盘体30的后表面固定连接有长板29，长板29的前表面上方固定连接有圆杆28，且圆杆28套在其中一个u形槽26的内部，盘体30的前表面固定连接有棘轮35，棘轮35的前方固定连接有转动杆34，转动杆34处在中空板6的前方，转动杆34的后表面通过连接轴固定连接有爪条33，且爪条33处在中空板6的内部，并且爪条33的底端与棘轮35外侧壁相接触，中空板6的内部转动连接有棘爪36，棘爪36的顶端与棘轮35的外侧壁相接触，棘爪36的前方固定连接有长杆51，长杆51贯穿中空板6的前方，长杆51的前端固定连接有手柄38，立杆二号5的内部右侧固定连接有导杆24，导杆24的外部滑动连接有滑块23，滑块23固定于书写板4的右侧下方，立杆二号5和立板一号7的底端共同固定连接有支撑板3。
29.优选的，壳体8的上表面开设圆槽40，壳体8的内部下表面左右两侧固定连接有轴座45，轴座45的内部转动连接有圆轴46，圆轴46的顶端固定连接有l板44，圆轴46的外侧壁上方固定连接有手轮47，手轮47的前方贯穿至壳体8的外部，壳体8的内部且处在两个轴座45之间固定连接有支架49，支架49的顶端固定连接有圆环43，圆环43的内部滑动连接有立杆48，立杆48的顶端固定连接有支板41，立杆48的外部套设弹簧50，支板41的上表面放置有底座42，圆槽40和底座42均呈圆形，底座42的直径小于圆槽40的直径，工作人员握住摄像头9将底座42放在壳体8内的支板41上，向下按动摄像头9，底座42向下移动，此时弹簧50处在压缩状态，手部转动手轮47，通过转动能够将l板44转动到底座42上，两个l板44将底座42卡住，能够避免摄像头9移动位置，安装简单。
30.优选的，底座42的上表面左右两侧贴合有l板44，且l板44与底座42转动连接，两个l板44之间夹住底座42，并且，l板44的上方阻挡底座42，另外，处在压缩状态的弹簧50存在反弹的力，这样，能够使底座42稳定在壳体8中，连接稳固，避免晃动。
31.优选的，手柄38的后表面和中空板6的前表面以及中空板6的内部前方均固定连接有磁片39，棘爪36为金属材质，握住手柄38向前拽动，手柄38向前移动，棘爪36吸附在中空板6后面的磁片39上，棘爪36、棘轮35一前一后，在棘轮35顺时针转动时不受阻挡。
32.优选的，长杆51的后端固定连接有扭簧37，扭簧37的外部转动连接有棘爪36，在棘轮35逆时针转动时，棘爪36向右侧转动一些，这时，由于扭簧37扭曲，在棘轮35继续转动时，棘爪36会向左转动一些，能够使棘爪36尖部与棘轮35的齿接触。
33.优选的，支撑板3的底部固定连接有主箱体2，主箱体2的下表面固定连接有底板1，主箱体2的内部安装有语音模块16、面部表情分析模块17、动作分析模块18、统计模块19、语音转换模块20、互联网模块21和人工智能芯片22，语音模块16可以对监控声音记录，自动整理学生提问内容，记录声音通过语音转换模块20自动生成课程笔记，面部表情分析模块17对学生面部识别进行表情分析，动作分析模块18对动作、体态进行行为识别，统计模块19计算学生举手人数，低头人数，互动人数，提问内容，为课后分析和教学效果评价提供数据参考，通过人工智能技术语音模块16将教师语音内容转变为文字内容，自动生成教学记录和课堂笔记，面部表情分析模块17对学生进行面部识别，评判学生的表情，利于了解学生学习效果，动作分析模块18对肢体动作分析评判学生的举手人数低头人数，互动人数。
34.优选的，主箱体2的前表面一体成型有若干个气孔，散热透气作用。
35.优选的，棘爪36与中空板6通过磁片39相吸附，中空板6与手柄38通过磁片39相吸附，手柄38可以吸附在中空板6前方，在拉动手柄38时，棘爪36吸附在中空板6内的磁片39上。
36.优选的，u形槽26的数量为多个，多个u形槽26呈圆周阵列分布，盘体30转动时，通过长板29、圆杆28带动联动盘25转动，圆杆28与u形槽26活动连接。
37.综上可得，本发明的工作流程：教师可以在书写板4上写字教学，握住中空板6前面的转动杆34逆时针转动，棘轮35转动，进而盘体30转动，通过长板29、圆杆28带动联动盘25一圈一圈的转动，这样能够实现收卷筒27上将钢丝绳11收卷起来，于此同时，连接板14向上移动，齿轮12在齿条15上转动，并向上移动位置，进而能够使书写板4向上调节位置，利于不同教学人员在书写板上写字，在书写板4向下调节时，握住手柄38向前拽动，棘爪36与磁片39吸附在一起，这时，人员握住转动杆34顺时针转动，能够实现书写板4向下移动，调节书写
板位置方便，能够对书写板4最上方和最下方空间充分利用，装置中的系统利用人工智能技术对上课的语音、视频内容进行处理检索，能够生成课程笔记，对学生面部识别进行表情分析，对动作、体态进行行为识别，计算学生举手人数，低头人数，互动人数，提问内容，为课后分析和教学效果评价提供数据参考，通过对多种维度的数据信息进行实时或课后的分析和反馈，这一系统的设计与实现，能够辅助教师进行更有效的教学活动，提高教学效果。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。