一種智能板書機的製作方法
2023-09-19 18:42:30
專利名稱：一種智能板書機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學用具，具體是指一種智能板書機。
背景技術：
傳統的教學方式中，教師在教學過程中採用板書筆(如粉筆)和板擦(如粉筆差)，在黑/白板上進行書寫，這樣一方面影響書寫速度，另一方面會使得教師的教學過程過於勞累。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能板書機，以提高教師的板書速度，避免教師過於勞累。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種智能板書機，包括鐵底黑/ 白板、至少3個紅外光源、蜘蛛板書裝置、控制器和無線手寫板；所述蜘蛛板書裝置設置於鐵底黑板上，所述紅外光源分布於所述鐵底黑板邊緣外側，所述蜘蛛板書裝置與所述控制器電連接，所述無線手寫板與所述控制器進行無線通信；所述無線手寫板用於輸入手寫內容和控制指令並將手寫內容信息以及控制指令信息發送給所述控制器，所述控制器根據所接收到的手寫信息和控制指令控制所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上進行移動和書寫，所述紅外光源用於定位所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的位置。本實用新型的有益效果是教師手持無線手寫板進行書寫，無線手寫板採集書寫的起落筆、二緯坐標和無線手寫板上的按鈕指令等信息，無線手寫板通過無線方式將信息發送給控制器。控制器接收到無線手寫板傳來的書寫指令，經過計算變換後向蜘蛛板書裝置發送控制命令，控制所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑/白板上的運動，將教師在無線手寫板書寫的內容寫在所述鐵底黑/白板上，實現與無線手寫板的同步板書，從而減小了教師的教學強度，並節省了板書時間，本新型適用於中小學和大中專等各種學校課堂教學，利用本新型可以解決人工板書中的各種限制，包括黑板高度的限制，講解者身體的限制等。在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。進一步，所述蜘蛛板書裝置包括紅外感光定位單元、擺杆步進單元、磁力吸附單元、線簧支撐單元和書寫單元；所述紅外感光定位單元用於根據從所述控制器接收到的信息通過所述紅外光源進行定位；所述擺杆步進單元用於蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板進行移動；所述磁力吸附單元用於所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的吸附，所述線簧支撐單元設置於用於所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑/白板上的支撐；所述書寫單元用於根據從控制器接收到的信息在所述鐵底黑/白板上進行書寫。採用上述進一步方案的有益效果是，實現了蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的停留，運動和板書動作。進一步，所述紅外感光定位單元包括旋轉遮光器和紅外感光管，所述旋轉遮光器上設有感光縫，所述紅外感光管設置於旋轉遮光器中，所述紅外感光管通過所述旋轉遮光器上的感光縫接收所述紅外光源的光線。採用上述進一步方案的有益效果是，實現了所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑/白板上的定位。進一步，所述擺杆步進單元包括相互垂直的縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元， 所述擺杆子單元包括擺杆、擺臂和擺臂驅動輪，所述擺臂驅動輪通過所述擺臂控制所述擺杆擺動。採用上述進一步方案的有益效果是，實現了所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑/白板上的移動。進一步，所述線簧支撐單元包括支撐單元和拉線收放單元；所述支撐單元包括支撐腿和設置於支撐腿上的彈簧，所述支撐腿與所述鐵底黑/白板接觸，用於支撐所述蜘蛛板書裝置；所述拉線收放單元包括繞線器、繞線盤和繞線，所述繞線盤設置於所述繞線器上並隨繞線器的驅動進行轉動，所述繞線的一端纏繞於所述繞線盤上，另一端穿過所述彈簧與所述支撐腿連接。採用上述進一步方案的有益效果是，通過支撐單元和拉線收放單元的配合實現了所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑/白板上平穩的支撐。進一步，所述支撐單元為4個。採用上述進一步方案的有益效果是，使得支撐單元對所述蜘蛛板書裝置的支撐更平穩。進一步，所述書寫單元包括縱向子單元和橫向子單元；所述縱向子單元和橫向子單元相互垂直設置；所述縱向子單元包括縱向齒條驅動輪和與其咬合的縱向運動齒條；所述橫向子單元包括橫向齒條驅動輪和與其咬合的橫向運動齒條以及板書筆和板擦；所述板書筆和板擦分別設置於所述橫向運動齒條的兩端。採用上述進一步方案的有益效果是，實現了所述智能板書機在鐵底黑/白板上的書寫和擦除。進一步，所述紅外光源為4個。採用上述進一步方案的有益效果是，便於對蜘蛛板書裝置進行定位。
圖1為本實用新型智能板書機組成示意圖；圖2為本實用新型中的蜘蛛板書裝置的結構示意圖；圖3為蜘蛛板書裝置中的紅外感光定位單元結構示意圖；圖4為蜘蛛板書裝置中的擺杆步進單元結構示意圖；圖5為蜘蛛板書裝置中的支撐單元結構示意圖；圖6為蜘蛛板書裝置中的拉線收放單元結構示意圖；圖7為蜘蛛板書裝置中書寫單元的縱向子單元的結構示意圖；圖8為蜘蛛板書裝置中書寫單元的橫向子單元的結構示意圖。附圖中，各標號所代表的部件列表如下1、鐵底黑/白板，2、紅外光源，3、蜘蛛板書裝置，4、電纜盤，5、控制器，6、無線手寫板，A、紅外感光定位單元，B、橫向子單元，C、擺杆步進單元，D、縱向子單元，E、拉線收放單元，F、支撐單元，G、磁力吸附單元，Al、旋轉遮光器，A2、紅外感光管，Bi、板書筆，B2、橫向運動齒條，B3、橫向齒條驅動輪，B4、板擦，Cl、擺杆，C2、擺臂，C3、擺臂驅動輪，D1、縱向運動齒條，D2、縱向齒條驅動輪，E1、繞線器，E2、繞線盤，E3、繞線，F1、彈簧，F2、支撐腿
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。如圖1所示，本實用新型智能板書機包括鐵底黑/白板1、4個紅外光源2、蜘蛛板書裝置3、控制器5和無線手寫板6 ；所述蜘蛛板書裝置3設置於鐵底黑板1上，所述紅外光源2分布於所述鐵底黑/白板1邊緣外側，所述蜘蛛板書裝置3與所述控制器5電連接，過長的連接電纜通過電纜盤4進行纏繞，所述電纜盤4採用發條方式依據蜘蛛板書裝置3重力大小完成電纜的收放操作，同時通過電纜盤4限制電纜的總長度可以防止板書機因意外離開黑板落地摔壞；所述無線手寫板6與所述控制器5進行無線通信，所述無線手寫板6用於輸入手寫內容和控制指令並將手寫內容信息以及控制指令信息發送給所述控制器5，所述控制器5根據所接收到的手寫信息和控制指令控制所述蜘蛛板書裝置3在所述鐵底黑/ 白板1上進行移動和書寫，所述紅外光源2用於定位所述蜘蛛板書裝置3在所述鐵底黑/ 白板1上的位置。如圖2所示，所述蜘蛛板書裝置3包括紅外感光定位單元A、擺杆步進單元C、磁力吸附單元G、線簧支撐單元和書寫單元；所述紅外感光定位單元A用於根據從所述控制器5 接收到的信息通過所述紅外光源2進行定位；所述擺杆步進單元C用於蜘蛛板書裝置3在所述鐵底黑/白板1進行移動；所述磁力吸附單元G用於所述蜘蛛板書裝置3在所述鐵底黑/白板1上的吸附，所述線簧支撐單元設置於用於所述蜘蛛板書裝置3在鐵底黑/白板 1上的支撐；所述書寫單元用於根據從控制器5接收到的信息在所述鐵底黑/白板1上進行書寫。如圖3所示，所述紅外感光定位單元A包括旋轉遮光器Al和紅外感光管A2，所述旋轉遮光器Al上設有感光縫，所述紅外感光管A2設置於旋轉遮光器Al中並通過所述旋轉遮光器Al上的感光縫接收所述紅外光源2的光線。圖2所示的蜘蛛板書裝置3中，擺杆步進單元C包括相互垂直的縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元，所述縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元結構相同，如圖4所示，均包括擺杆Cl、擺臂C2和擺臂驅動輪C3，所述擺臂驅動輪C3通過所述擺臂C2控制所述擺杆Cl 擺動。通過所述擺杆Cl的擺動，蜘蛛板書裝置3可以分別沿縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元的兩個相互垂直的方向運動，兩個擺杆子單元的運動相結合，蜘蛛板書裝置3便可以在鐵底黑/白板1上任意的進行移動。如圖2、圖5和圖6所示，線簧支撐單元包括4個支撐單元F和1個拉線收放單元 E ；所述支撐單元F包括支撐腿F2和設置於支撐腿F2上的彈簧F1，所述支撐腿F2與所述鐵底黑/白板1接觸，用於支撐所述蜘蛛板書裝置3 ；所述拉線收放單元E包括繞線器E1、 繞線盤E2和繞線E3，所述繞線盤E2設置於所述繞線器El上並隨繞線器El的驅動進行轉動，所述繞線E3的一端纏繞於所述繞線盤E2上，另一端穿過所述彈簧Fl與所述支撐腿F2 連接。[0037]如圖2所示，所述書寫單元包括相互垂直設置的縱向子單元D和橫向子單元B。如圖7所示，所述縱向子單元包括縱向齒條驅動輪D2和與其咬合的縱向運動齒條D1，所述縱向運動齒條Dl在縱向齒條驅動輪D2的驅動下實現縱向的移動。如圖8所示，所述橫向子單元B包括橫向齒條驅動輪B3和與其咬合的橫向運動齒條B2以及板書筆Bl和板擦B4 ；所述板書筆Bl和板擦B4分別設置於所述橫向運動齒條B2的兩端；所述橫向運動齒條B2在橫向齒條驅動輪B3的驅動下實現橫向的移動，帶動所述板書筆Bl和板擦B4移動，結合所述縱向子單元D的運動從而實現所述蜘蛛板書裝置3在鐵底黑/白板1上的書寫和擦除。使用時，教師手持無線手寫板6進行書寫。無線手寫板6採集書寫的起落筆、二緯坐標和手寫板上的按鈕指令等信息，通過其內置的無線發送器發送給控制器5。控制器5接受到手寫板傳來的書寫指令，經過計算變換後向蜘蛛板書裝置3發送控制命令，蜘蛛板書裝置通過磁力吸附單元G、擺杆步進單元C和線簧支撐單元的組合動作實現蜘蛛板書裝置3 的運動，同時控制板書筆Bl和板擦B4動作，實現與無線手寫板6的同步板書和擦除。紅外定位原理由多點(如4點)紅外光源2、紅外感光管A2和旋轉遮光器Al組成。旋轉遮光器Al在旋轉運動過程中，紅外感光管A2隻能通過感光縫一次接受到一個紅外光源2的光線，從而確定該點光源的方向，旋轉遮光器Al每旋轉一圈，就可以確定多個紅外光源2的方向。由於紅外光源2是固定的，位置已知，經過計算就可以知道紅外感光管A2 的自己的絕對位置和方向，也就確定了蜘蛛板書裝置3的絕對位置和方向。磁力吸附原理由鐵底黑/白板1和蜘蛛板書裝置3上的磁力吸附單元C構成，磁力吸附單元C可以為永磁鐵，磁力吸附單元C通過磁力保障蜘蛛板書裝置在附著在鐵底黑 /白板1上，同時向板書筆Bl和板擦B4提供壓力，保證書寫和擦除動作有效。運動原理由擺杆步進單元C和線簧支撐單元協同完成。擺杆步進單元C由相互垂直的縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元組成，通過擺杆Cl的左右擺動推動蜘蛛板書裝置3 在鐵底黑/白板1上的運動；線簧支撐單元由支撐腿F2、彈簧F1、繞線E3、繞線器El和繞線盤E2組成。控制繞線器對繞線E3的收緊和放鬆，實現支撐和抬起的作用。當擺杆步進單元C需要動作的時候，繞線E3放鬆，彈簧Fl推動支腿F2支撐蜘蛛板書裝置3，擺杆Cl就可以自由運動了。擺杆Cl運動到位後，繞線E3收緊，支腿F2抬起，支腿F2和蜘蛛板書裝置3通過擺杆Cl復位到前一個狀態。這樣也就實現了蜘蛛板書裝置3整體的運動。板書筆Bl和板擦B4 板書筆Bl和板擦B4的局部定位由書寫單元的縱向子單元 D和橫向子單元B控制。板書筆Bl的起落用電磁方式控制，保證在運動過程中完成書寫留痕和擦除。本新型適用於中小學和大中專等各種學校課堂教學。利用本新型可以解決人工板書中的各種限制，包括黑板高度的限制，講解者身體的限制等。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種智能板書機，其特徵在於包括鐵底黑/白板、至少3個紅外光源、蜘蛛板書裝置、控制器和無線手寫板；所述蜘蛛板書裝置設置於鐵底黑板上，所述紅外光源分布於所述鐵底黑板邊緣外側，所述蜘蛛板書裝置與所述控制器電連接，所述無線手寫板與所述控制器進行無線通信；所述無線手寫板用於輸入手寫內容和控制指令並將手寫內容信息以及控制指令信息發送給所述控制器，所述控制器根據所接收到的手寫信息和控制指令控制所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上進行移動和書寫，所述紅外光源用於定位所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的位置。
2.根據權利要求1所述的智能板書機，其特徵在於所述蜘蛛板書裝置包括紅外感光定位單元、擺杆步進單元、磁力吸附單元、線簧支撐單元和書寫單元；所述紅外感光定位單元用於根據從所述控制器接收到的信息通過所述紅外光源進行定位；所述擺杆步進單元用於蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板進行移動；所述磁力吸附單元用於所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的吸附，所述線簧支撐單元設置於用於所述蜘蛛板書裝置在鐵底黑 /白板上的支撐；所述書寫單元用於根據從控制器接收到的信息在所述鐵底黑/白板上進行書寫。
3.根據權利要求2所述的智能板書機，其特徵在於所述紅外感光定位單元包括旋轉遮光器和紅外感光管，所述旋轉遮光器上設有感光縫，所述紅外感光管設置於旋轉遮光器中，所述紅外感光管通過所述旋轉遮光器上的感光縫接收所述紅外光源的光線。
4.根據權利要求2所述的智能板書機，其特徵在於所述擺杆步進單元包括相互垂直的縱向擺杆子單元和橫向擺杆子單元，所述擺杆子單元包括擺杆、擺臂和擺臂驅動輪，所述擺臂驅動輪通過所述擺臂控制所述擺杆擺動。
5.根據權利要求2所述的智能板書機，其特徵在於所述線簧支撐單元包括支撐單元和拉線收放單元；所述支撐單元包括支撐腿和設置於支撐腿上的彈簧，所述支撐腿與所述鐵底黑/白板接觸，用於支撐所述蜘蛛板書裝置；所述拉線收放單元包括繞線器、繞線盤和繞線，所述繞線盤設置於所述繞線器上並隨繞線器的驅動進行轉動，所述繞線的一端纏繞於所述繞線盤上，另一端穿過所述彈簧與所述支撐腿連接。
6.根據權利要求5所述的智能板書機，其特徵在於所述支撐單元為4個。
7.根據權利要求2所述的智能板書機，其特徵在於所述書寫單元包括縱向子單元和橫向子單元；所述縱向子單元和橫向子單元相互垂直設置；所述縱向子單元包括縱向齒條驅動輪和與其咬合的縱向運動齒條；所述橫向子單元包括橫向齒條驅動輪和與其咬合的橫向運動齒條以及板書筆和板擦；所述板書筆和板擦分別設置於所述橫向運動齒條的兩端。
8.根據權利要求1至7任一項所述的智能板書機，其特徵在於所述紅外光源為4個。
專利摘要本實用新型涉及一種智能板書機，包括鐵底黑/白板、至少3個紅外光源、蜘蛛板書裝置、控制器和無線手寫板；所述蜘蛛板書裝置設置於鐵底黑板上，所述紅外光源分布於所述鐵底黑板邊緣外側，所述蜘蛛板書裝置與所述控制器電連接，所述無線手寫板與所述控制器進行無線通信；所述無線手寫板用於輸入手寫內容和控制指令並將手寫內容信息以及控制指令信息發送給所述控制器，所述控制器根據所接收到的手寫信息和控制指令控制所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上進行移動和書寫，所述紅外光源用於定位所述蜘蛛板書裝置在所述鐵底黑/白板上的位置。利用本新型可以解決人工板書中的各種限制，包括黑板高度的限制，講解者身體的限制等。
文檔編號G06F3/042GK201965770SQ20112000487
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者李志紅, 武寒松, 苗光新 申請人:承德醫學院, 承德石油高等專科學校