一種可移動多媒體教學設備的製作方法

2023-11-08 03:04:52 2

本實用新型涉及一種針對教學用的智能多媒體追蹤平臺，具體涉及一種可移動多媒體教學設備。

背景技術：

目前，無論在大學課堂裡還是在中小學的課堂中，教師在授課過程中都會用到多媒體教學，多媒體設備幾乎在中國的教室內已經普遍存在了。通過調查了解到，多媒體裝置一般都會放置在講臺中間或者講臺的一邊，這樣，教師在授課過程中常常往返於黑板和多媒體之間，增加了教師的負擔，教師的板書和PPT無法做到有效的互動。

技術實現要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了可移動多媒體教學設備，本實用新型設計合理，通過設置可方便移動的顯示屏既可實時調整顯示屏與教師的距離，可使教師在授課過程中既可以根據需要調節顯示屏的位置，又可以方便的寫板書，使得黑板和多媒體有效結合起來，發揮最大的作用。

為達到上述目的，本實用新型所述可移動多媒體教學設備包括支撐裝置，所述支撐裝置包括開有滑槽的支撐架，所述支撐架一個側面上設置有齒條，滑槽中設置有沿滑槽水平移動的滑塊，所述滑塊上表面設置有平臺，所述平臺通過支撐杆連接有顯示屏，所述滑塊通過驅動裝置與齒輪連接，所述驅動裝置用於為齒輪提供動力，所述齒輪與齒條嚙合。

所述支撐杆包括第一連杆和第二連杆，第一連杆一端與平臺鉸接，另一端通過第一銷軸與第一連接座連接，所述第二連杆一端通過第二銷軸連接在連接座側面，另一端與顯示屏鉸接，所述第一銷軸與第二銷軸相互垂直。

還包括彈簧，所述彈簧一端固定在連接座上，另一端與第二連杆連接。

所述平臺的兩端分別設置有行程開關。

所述支撐架上設置有用於限制滑塊移動路徑的導軌，滑塊上開設有可供導軌穿過的導向孔。

所述驅動裝置為步進電機。

還包括超聲波傳感器和單片機，所述驅動裝置用於驅動齒輪轉動，所述超聲波傳感器用於測量人與平臺之間距離，並將人與平臺之間的距離信息傳遞至單片機，所述單片機用於接收超聲波傳感器傳遞的距離信息，將該信息與預設距離進行比較，並根據比較結果控制驅動裝置的啟停。

還包括用於檢測講臺上是否有人的紅外傳感器。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益的技術效果，本實用新型設有可移動的平臺，平臺上連接有顯示屏，教師可以根據需要方便的調節顯示屏在講臺上的位置，方便了教師板書，使得教師不局限於多媒體設備跟前，可以使教師在多媒體演示的同時，也可以方便教師板書的書寫，增加授課效率，提高教學質量。

所述支撐杆包括第一連杆和第二連杆，第一連杆一端與平臺鉸接，另一端通過第一銷軸與第一連接座連接，所述第二連杆一端通過第二銷軸連接在連接座側面，另一端與顯示屏鉸接，所述第一銷軸與第二銷軸相互垂直，教師可以根據自己的身高和喜好調節顯示屏的俯仰角以及高度，不使用時，顯示屏可以鑲嵌在牆體中，節約了佔地面積，同時避免顯示屏因暴露在外而出現的意外損壞。

還包括彈簧，所述彈簧一端固定在連接座上，另一端與第二連杆連接，通過彈簧19對連杆施加預緊力，可以使連杆停留在任意位置，從而實現顯示屏可以在任意位置靜止。

所述平臺的兩端分別設置有行程開關，碰到障礙物時，立刻停止運動，避免驅動裝置因長時間工作而引起的損壞。

所述支撐架上設置有用於限制滑塊移動路徑的導軌，滑塊上開設有可供導軌穿過的導向孔，可規範滑塊的移動的路徑，使滑塊帶動平臺及顯示屏平穩移動。

所述驅動裝置為步進電機，具有精度高，響應快的優點。

還包括超聲波傳感器和單片機，所述驅動裝置用於驅動齒輪轉動，所述超聲波傳感器用於測量人與平臺之間距離，並將人與平臺之間的距離信息傳遞至單片機，所述單片機用於接收超聲波傳感器傳遞的距離信息，將該信息與預設距離進行比較，並根據比較結果控制驅動裝置的啟停，可實時測量平臺與教師的距離，當超聲傳感器測量本裝置與人的距離後，由單片機程序判斷人與裝置的距離和之前設定的距離比較，由單片機控制驅動裝置10實現裝置實時移動，從而使得追蹤平臺與人保持恆定的距離。

還包括用於檢測講臺上是否有人的紅外傳感器，當檢測到有人在時，再啟動超聲波傳感器，節約能源。

附圖說明

圖1是本實用新型應用場合；

圖2是本實用新型裝置結構示意圖；

圖3是本裝置未工作時的初始狀態圖；

圖4是可移動追蹤裝置結構圖(正面)；

圖5是可移動追蹤裝置結構圖(背面)；

圖6是可移動追蹤裝置(正面)；

圖7是可移動追蹤裝置(背面)；

圖8是可自鎖四桿裝置示意圖；

圖9是支撐裝置結構圖。

圖10是追蹤平臺的驅動裝置位置示意圖；

圖11是平臺俯視圖；

附圖中：1、黑板，2、追蹤裝置，3、支撐裝置，4、講臺，5、顯示屏，6、支撐杆，61、第一連杆，62、第一銷軸，63、第一連接座，64、第二銷軸，65、第二連杆，66、第二連接座， 7、平臺，8、滑塊，9、齒輪，10、驅動裝置，11、導向孔，12、紅外傳感器，13、超聲波傳感器，14、第一行程開關，15、第二行程開關，16、支撐架，17、齒條，18、導軌，19、彈簧， 20、總控制臺。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步描述。

參見圖1至圖2，本實用新型用於教師在教室中授課，包括動追蹤裝置2和支撐裝置3，支撐裝置3用於支撐可移動追蹤裝置2，支撐裝置3設置在講臺4上方、黑板1的正前方位置。

參照圖4至圖7，追蹤裝置2包括顯示屏5，顯示屏5通過支撐杆6鉸接在平臺7上，平臺7下表面設置有滑塊8，滑塊8下端設置有用於驅動齒輪9轉動的步進電機，步進電機穿過滑槽與齒輪9通過軸承連接，在步進電機的帶動下，齒輪9可帶動滑塊8沿滑槽水平移動，步進電機具有精度高，響應快的優點，教師可以動過遙控器控制步進電機的正轉、反轉或停止，進而控制滑塊8在滑槽中的運動方向以及啟停。

參見圖8，支撐杆6為可自鎖四桿裝置，包括第一連杆61，第一連杆61的一端鉸接在平臺7上，使第一連杆可以繞鉸接軸水平轉動，從而調節顯示屏的水平位置，另一端通過豎直設置的第一銷軸62與第一連接座63連接，所述連接座通過水平設置的第二銷軸64與第二連杆 65一端鉸接，使第二連杆可以繞第二銷軸轉動，從而調節顯示屏的高度，第二連杆65另一端通過第二連接座66鉸接有顯示屏5，教師可以根據實際需要調節顯示屏的俯仰角，不需要使用顯示屏進行演示時，顯示屏可以鑲嵌在牆體中，節約了佔地面積，連接座63上還固定有彈簧19的一端，彈簧19的另一端與第二連杆65連接，通過彈簧19對連杆施加預緊力，可以使連杆停留在任意位置，從而實現顯示屏可以在任意位置靜止。

參見圖3，作為進一步的優選方案，還包括紅外傳感器12、超聲波傳感器13以及單片機 (型號：STM32)，所述單片機和電腦主機設置在總控制臺20中，總控制臺20設置在講臺的一側，由於現在的多媒體教室中的多媒體裝置一般都放在教室正中間或者偏一點，這樣導致老師在上課的過程中既要寫板書又要看電腦多媒體，本實用新型將多媒體中的顯示器與其他的多媒體設備分離開來，並且把總控制臺20設置在牆角，顯示器可以跟隨老師的移動而移動。紅外傳感器12和超聲波傳感器13均設置在平臺7側面，紅外傳感器12用於檢測講臺上是否有人，當檢測到有人在時，將該信息傳遞至單片機，由單片機啟動超聲波傳感器13，這樣可以節約能源，超聲波傳感器13用於測量人與平臺7之間距離，並將人與平臺之間的距離信息傳遞至單片機，單片機用於接收超聲波傳感器13傳遞的距離信息，將該信息與預設距離進行比較，並根據比較結果控制驅動裝置的啟停，可實時測量追蹤裝置與教師的距離，當超聲傳感器測量本裝置與人的距離後，由單片機程序判斷人與裝置的距離和之前設定的距離比較，由單片機控制驅動裝置10實現裝置實時移動，從而使得追蹤平臺自動與人保持恆定的距離，同時教師可以根據需要方便的調節顯示屏在講臺上的位置，方便了教師板書，使得教師不局限於多媒體設備跟前，可以使教師在多媒體演示的同時，也可以方便教師板書的書寫，增加授課效率，提高教學質量。

參照圖9和圖10，支撐裝置3包括支撐架16，支撐架16由一個開方通孔口的矩形和支撐其的四個支撐腿組成，支撐架16上設置有導軌18和與齒輪9嚙合的齒條17，追蹤裝置2可以在支撐裝置3上來回移動，支撐裝置3上設置有用於限制追蹤裝置運動路徑的導軌18，滑塊8上開設有可供導軌18穿過的導向孔11，可規範追蹤裝置的路徑，同時使追蹤裝置平穩移動。

參照圖11，所述平臺7的左右兩端分別設置有第一行程開關14和第二行程開關15，追蹤裝置碰到支撐架的端部或障礙物時時，可以立刻停止運動，可防止滑塊或平臺遇到障礙物不能繼續運動時，而電機仍然持續工作引起的電機的損壞。

本實用新型使用過程如下：

在總控制臺20預設授課教師與追蹤裝置的距離初始距離，(系統有預設值，老師也可以根據自身情況自定義)當紅外傳感器12檢測到有人在講臺時，將該信息傳遞至單片機，由單片機啟動超聲傳感器13，通過超聲傳感器13測量追蹤裝置與教師之間的距離，並將該距離信息傳遞至單片機，由單片機將該距離與預設的距離進行比較，根據比較結果控制電機的正反轉或關閉，如果距離大於設定的初始值，就控制步進電機輸出軸正轉；如果距離小於設定的初始值，就電機輸出軸反轉，步進電機輸出軸帶動齒輪9在齒條上轉動或停止，通過齒輪9和齒條17 嚙合使得追蹤裝置2移動，保持追蹤裝置2與人之間的距離在合適範圍內，這樣就保證了授課人員在講臺移動過程中，智能多媒體追蹤平臺可以做到實時跟蹤。下課後，將追蹤裝置推至初始位置，並將顯示屏轉至與黑板平行，避免顯示屏受到損壞。