CN112190083A - 一种中学数学物理课堂展示工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教学设备技术领域，公开了一种中学数学物理课堂展示工具，包括：底座、电机、承载盘、四个激光测距传感器、微处理器、电源和开关，底座连接多个万向轮，万向轮上设有驱动电机，底座设置有多个放置槽，电机设于底座内，承载盘中心处与电机的输出轴连接，承载盘的上端面具有凹槽，四个激光测距传感器呈环状设置于底座下部的外周壁上，微处理器设于底座内，通过电机控制器分别与驱动电机和电机信号连接，与激光测距传感器信号连接，电源设于底座的底部，分别与驱动电机、电机和微处理器电连接，开关设于底座的外表面，用于电源的开启或关闭。本发明提供的一种中学数学物理课堂展示工具可以使教室内的每个学生可以坐在自己座位上就可以实时观察到模具的全态，不浪费宝贵的课堂教学时间。

Description

一种中学数学物理课堂展示工具

技术领域

本发明涉及教学设备技术领域，特别涉及一种中学数学物理课堂展示工具。

背景技术

数学和物理是中学教学中的重要学科，在课堂上，为了使学生能够直观观察到教学中的理论知识，教师往往需要展示不同的数学或者物理教学模型，以使学生可以深刻理解理论知识，传统的展示只是教师将模型拿起在讲台上进行展示或者由学生之间互相传递观看，这种展示方式由于是学生之间互相传递，在传递过程中，每个学生的观看速度不一致，很可能延长整体传送时间，影响教师课堂教学进度。

发明内容

本发明提供一种中学数学物理课堂展示工具，可以将数学或者物理课堂上需要的教学模型在教室内的各个位置进行展示。

本发明提供了一种中学数学物理课堂展示工具，包括：

底座，下端连接有多个万向轮，相对的两个万向轮上设有驱动电机，底座的周向均匀设置有多个放置槽；

电机，设于底座内，输出轴与底座的中轴线相重合，且输出轴延伸出底座的上端面；

承载盘，与电机的输出轴连接，承载盘的上端面具有凹槽，凹槽的边缘靠近承载盘的边缘，凹槽用以放置教学模型；

四个激光测距传感器，呈环状设置于底座下部的外周壁上；

微处理器，设于底座内，通过电机控制器分别与驱动电机和电机信号连接，与激光测距传感器信号连接；

电源，设于底座的底部，分别与驱动电机、电机和微处理器电连接；

开关，设于底座的外表面，用于电源的开启或关闭；

打开开关后，电源接通，微处理器通过电机控制器控制电机和驱动电机转动，驱动电机带动万向轮转动，则展示工具前行，激光测距传感器将检测到的展示工具行走方向正前方的距离信息实时传递给微处理器，当微处理器接收到的距离信息等于阈值时，通过电机控制器控制两个驱动电机反向转动，则万向轮发生转向直至微处理器接收到的距离信息大于阈值则微处理器通过电机控制器控制同向转动则展示工具继续朝着转后的方向前行，在此过程中，万向轮的转向角度为90°，则展示工具转向90°后继续前行，如此循环，直至关闭电源。

可选的，凹槽内设有多个用于固定所要展示的模型的固定机构。

可选的，固定机构包括：

底托，为凹形结构，与凹槽靠近槽壁的底壁固连，底托上固定有第一定位销；

两块滑板，垂直于底托设置，分别与底托的两侧壁滑动连接；

盖板，连接于两块滑板之间，且设于底托的上方，下端面固连有第二定位销；

压簧，两端分别固连于第一定位销和第二定位销上。

可选的，盖板靠近凹槽的中心位置的一侧固连有硅胶垫，硅胶垫上具有多条纵向的防滑纹。

可选的，电机的输出轴与支撑杆的下端通过轴承连接，支撑杆的上端与承载盘的下端面中心处通过铰接座相铰接，底座的上端面具有第一环形滑槽，第一环形滑槽内滑动连接有第一滑块，承载盘的下端面具有第二环形滑槽，第二环形滑槽内固定连接有第二滑块，第一环形滑槽与第二环形滑槽位置相对，电动伸缩杆的下端与第一滑块固连，电动伸缩杆的上端与第二滑块相铰接，电动伸缩杆与微处理器通过电动伸缩杆控制器连接，电动伸缩杆与电源连接，电源接通后，电机每转动一圈后，微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆伸长或者缩短一次，伸长和缩短间隔设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置的万向轮及驱动电机，使展示工具整体可以移动，通过设置的激光测距传感器保证了在教室内使用时，展示工具在一个通道内前行到距离教室最前面墙面或最后面墙面时通过微处理器控制两个驱动电机中的一个反转，使万向轮转向90°后继续前行，经过固定时间后，通过微处理器再次控制两个驱动电机中的一个反转，使万向轮转向90°后进入另一个通道继续前行，从而使展示工具在教室内的多个不同通道内移动行走，在展示工具移动过程中，电机一直保持转动，带动承载盘同步转动，使放置于承载盘上的教学模具保持转动，使教室内的每个学生可以坐在自己座位上就可以实时观察到模具的全态，不浪费宝贵的课堂教学时间，在展示过程中，不会影响教师对模型所要展示的理论进行充分的解释，也可以提高课堂教学的趣味性，同时，学生可将作业或教室需要学生对当前教学模型所展示的理论做出的文字说明放置在放置槽内，传递给教师，教师不必再自行收集。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种中学数学物理课堂展示工具的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种中学数学物理课堂展示工具一种工作状态的主视图；

图3为本发明实施例提供的一种中学数学物理课堂展示工具的俯视图；

图4为本发明实施例提供的固定机构的结构示意图；

图5为图1中G处的局部的结构放大示意图。

附图标记说明：

1-底座，2-万向轮，3-放置槽，4-电机，5-承载盘，6-，7-凹槽，8-激光测距传感器，9-电源，10-开关，11-固定机构，110-底托，111-第一定位销，112-滑板，113-盖板，114-第二定位销，115-压簧，116-硅胶垫，117-防滑纹，12-第一环形滑槽，13-第一滑块，14-第二环形滑槽，15-第二滑块，16-电动伸缩杆，17-铰接座，18-轴承，19-驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，本发明实施例提供的一种中学数学物理课堂展示工具，包括：底座1、电机4、承载盘5、四个激光测距传感器8、微处理器、电源9和开关10，底座1的下端连接有多个万向轮2，相对的两个万向轮2上设有驱动电机19，也就是说只有两个万向轮2是主动轮，其余均为从动轮，底座1的周向均匀设置有多个放置槽3，电机4设于底座1内，输出轴与底座1的中轴线相重合，且输出轴延伸出底座1的上端面，承载盘5与电机4的输出轴连接，承载盘5的上端面具有凹槽7，凹槽7的边缘靠近承载盘5的边缘，凹槽7用以放置教学模型，四个激光测距传感器8呈环状设置于底座1下部的外周壁上，微处理器设于底座1内，通过电机控制器分别与驱动电机19和电机4信号连接，与激光测距传感器8信号连接，电源9设于底座1的底部，分别与驱动电机19、电机4和微处理器电连接，开关10设于底座1的外表面，用于电源9的开启或关闭，打开开关10后，电源接通，微处理器通过电机控制器控制电机4和驱动电机19转动，驱动电机19带动万向轮2转动，则展示工具前行，激光测距传感器8将检测到的展示工具行走方向正前方的距离信息实时传递给微处理器，当微处理器接收到的距离信息等于阈值时，通过电机控制器控制两个驱动电机19中的一个反向转动，则万向轮2发生转向直至微处理器接收到的距离信息大于阈值则微处理器通过电机控制器控制19同向转动则展示工具继续朝着转后的方向前行，在此过程中，万向轮2的转向角度为90°，则展示工具转向90°后继续前行，如此循环，直至关闭电源。

使用方法及工作原理：数学或物理课堂上，首先教师将需要展示的教学模具放置在凹槽7内，并进行固定，可通过粘贴或利用固定机构11进行固定，本实施例选择用固定装置11进行固定，固定好后，模具底部再凹槽内，其余部分均露出展示在承载盘5外，教师将本发明工具放置在教室内最左侧或最右侧的通道内，如放在最右侧通道，将万向轮2的方向与教室中通道方向保持一致，随后打开开关10，则电源9开始供电，微处理器通过电机控制器控制驱动电机19和电机4转动，驱动电机19带动万向轮2在所在通道从前至后朝着教室最后面行走，此时，4个激光测距传感器8中的一个面向教室正后方，将检测到的与教室正后方的距离实时发送给微处理器直至微处理器接收到的距离值与阈值相等，此处阈值为提前设置，阈值为最后一排座位到教室最后面的墙面的距离的中间值，如最后排到教室最后面的距离为1米，则阈值设为0.5米，此时，微处理器通过电机控制器控制两个驱动电机19中的一个反向转动，则万向轮2开始转动，直至转动至90°，此处两个驱动电机19驱动万向轮2转向为现有技术，此处不再赘述，当万向轮2转动90°后，则微处理器通过电机控制器控制两个驱动电机19同向转动，则展示工具在教室最后面从右向左移动，微处理器中预设驱动电机19转动时间，此时间内展示工具从最右侧通道的后端走至自右向左的第二个通道的后端，此时，微处理器通过电机控制器控制两个驱动电机19中的一个再次反向转动，则万向轮2开始转动，直至转动至90°，当万向轮2转动90°后，则微处理器通过电机控制器控制两个驱动电机19同向转动，则展示工具在教室内的自右向左的第二个通道的最后面向教室前方移动，在此过程中，面向教室前端的激光测距传感器8开始工作，并将检测到的与教室最前面的墙面之间的阈值发送给微处理器直至检测到的距离值等于设置在微处理器内的阈值，此阈值提前设置，略小于最前排的桌子到教室最前面的墙面的距离，如最前排的桌子到教室最前面的墙面的距离为2米时，此阈值可设置为1.6米，即使展示工具转向后不会碰到前排座椅，如此反复，直至展示工具在教室内的所有通道内都走过，即展示工具在教室内的运行轨迹为连续的S型，最后由教师或者学生通过开关10关闭电源即可，另外放置槽3用于学生将其作业或文字说明等放入其内部。

本发明通过设置的万向轮及驱动电机，使展示工具整体可以移动，通过设置的激光测距传感器保证了在教室内使用时，展示工具在一个通道内前行到距离教室最前面墙面或最后面墙面时通过微处理器控制两个驱动电机中的一个反转，使万向轮转向90°后继续前行，经过固定时间后，通过微处理器再次控制两个驱动电机中的一个反转，使万向轮转向90°后进入另一个通道继续前行，从而使展示工具在教室内的多个不同通道内移动行走，在展示工具移动过程中，电机一直保持转动，带动承载盘同步转动，使放置于承载盘上的教学模具保持转动，使教室内的每个学生可以坐在自己座位上就可以实时观察到模具的全态，不浪费宝贵的课堂教学时间，在展示过程中，不会影响教师对模型所要展示的理论进行充分的解释，也可以提高课堂教学的趣味性，同时，学生可将作业或教室需要学生对当前教学模型所展示的理论做出的文字说明放置在放置槽内，传递给教师，教师不必再自行收集。

为了使教学模型稳固的放置在凹槽7内，避免其在承载盘5转动过程中出现晃动位移等，在本实施例中在凹槽7内设有多个用于固定所要展示的模型的固定机构11。

如图4所示，固定机构11包括：底托110、两块滑板112、盖板113和压簧115，底托110为凹形结构，与放置槽3靠近槽壁的底壁固连，底托110上固定有第一定位销111，两块滑板112垂直于底托110设置，分别与底托110的两侧壁滑动连接，盖板113连接于两块滑板112之间，且设于底托110的上方，下端面固连有第二定位销114，压簧115两端分别固连于第一定位销111和第二定位销114上，盖板113靠近凹槽7的中心位置的一侧固连有硅胶垫116，硅胶垫116上具有多条纵向的防滑纹117。

使用方法及工作原理：本实施例中，固定机构11设置为4个，以放置槽3的中心为圆心呈环形均匀设置，将教学模型放置在凹槽7内，盖板113在压簧115的作用下将盖板113向靠近教学模具的方向推动，使硅胶垫116紧抵在教学模具的外周，硅胶垫116和防滑纹117都增大了固定机构11和教学模具之间的摩擦力，使其稳固的固定在凹槽7内，在承载盘5的转动过程中，不会产生位移晃动，本发明中的固定机构11相当于将两个凹形板互相扣合，通过下方的凹形板首端的定位销和上方的凹形板末端的定位销使压簧115连接在两者之间，这样可以最大程度的减小两个凹形板之间的长度，尽量减小固定机构11占用凹槽7的空间，保证了大型教学模具不会因为尺寸问题放不进固定机构11之间的问题。

如图5所示，电机4的输出轴与支撑杆6的下端通过轴承18连接，支撑杆6的上端与承载盘5的下端面中心处通过铰接座17相铰接，底座1的上端面具有第一环形滑槽12，第一环形滑槽12内滑动连接有第一滑块13，承载盘5的下端面具有第二环形滑槽14，第二环形滑槽14内固定连接有第二滑块15，第一环形滑槽12与第二环形滑槽14位置相对，电动伸缩杆16的下端与第一滑块13固连，电动伸缩杆16的上端与第二滑块15相铰接，电动伸缩杆16与微处理器通过电动伸缩杆控制器连接，电动伸缩杆16与电源9连接，电源接通后，电机4每转动一圈后，微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆16伸长或者缩短一次，伸长和缩短间隔设置。

使用方法及工作原理：在接通电源后，微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆16伸长或者缩短一次，伸长和缩短间隔设置，如电动伸缩杆16是伸长、缩短、伸长缩短这样往复运动的，随着承载盘5的转动，电动伸缩杆16伸长的时候，承载盘5单侧抬高产生一定角度的倾斜，如图2所示，教学模具的每个方位在随着电动伸缩杆16的伸长而连续抬起，这样可以使教学模具可以全方位展示给学生，使学生可以更清楚的看到模具的各个方位的形态，在承载盘5的转动的转动过程中，电动伸缩杆16的下端由于固定在第二环形滑槽14内不会产生移动，则保证了电动伸缩杆16始终处在同一位置，上端的第一滑块13在第一环形滑槽12内滑动。

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。

Claims (5)

1.一种中学数学物理课堂展示工具，其特征在于，包括：

底座(1)，下端连接有多个万向轮(2)，相对的两个所述万向轮(2)上设有驱动电机(19)，所述底座(1)的周向均匀设置有多个放置槽(3)；

电机(4)，设于所述底座(1)内，输出轴与所述底座(1)的中轴线相重合，且输出轴延伸出所述底座(1)的上端面；

承载盘(5)，与所述电机(4)的输出轴连接，所述承载盘(5)的上端面具有凹槽(7)，所述凹槽(7)的边缘靠近所述承载盘(5)的边缘，所述凹槽(7)用以放置教学模型；

四个激光测距传感器(8)，呈环状设置于所述底座(1)下部的外周壁上；

微处理器，设于所述底座(1)内，通过电机控制器分别与所述驱动电机(19)和电机(4)信号连接，与所述激光测距传感器(8)信号连接；

电源(9)，设于所述底座(1)的底部，分别与所述驱动电机(19)、电机(4)和微处理器电连接；

开关(10)，设于所述底座(1)的外表面，用于所述电源(9)的开启或关闭；

打开所述开关(10)后，电源接通，微处理器通过电机控制器控制电机(4)和驱动电机(19)转动，驱动电机(19)带动万向轮(2)转动，则展示工具前行，激光测距传感器(8)将检测到的展示工具行走方向正前方的距离信息实时传递给微处理器，当微处理器接收到的距离信息等于阈值时，通过电机控制器控制两个驱动电机(19)中的一个反向转动，则万向轮(2)发生转向直至微处理器接收到的距离信息大于阈值则微处理器通过电机控制器控制(19)同向转动，则展示工具继续朝着转后的方向前行，在此过程中，万向轮(2)的转向角度为90°，则展示工具转向90°后继续前行，如此循环，直至关闭电源。

2.如权利要求1所述的中学数学物理课堂展示工具，其特征在于，所述凹槽(7)内设有多个用于固定所要展示的模型的固定机构(11)。

3.如权利要求1所述的中学数学物理课堂展示工具，其特征在于，所述固定机构(11)包括：

底托(110)，为凹形结构，与所述凹槽(7)靠近槽壁的底壁固连，所述底托(110)上固定有第一定位销(111)；

两块滑板(112)，垂直于所述底托(110)设置，分别与所述底托(110)的两侧壁滑动连接；

盖板(113)，连接于所述两块滑板(112)之间，且设于所述底托(110)的上方，下端面固连有第二定位销(114)；

压簧(115)，两端分别固连于所述第一定位销(111)和第二定位销(114)上。

4.如权利要求3所述的中学数学物理课堂展示工具，其特征在于，所述盖板(113)靠近所述凹槽(7)的中心位置的一侧固连有硅胶垫(116)，所述硅胶垫(116)上具有多条纵向的防滑纹(117)。

5.如权利要求4所述的中学数学物理课堂展示工具，其特征在于，所述电机(4)的输出轴通过轴承(18)连接支撑杆(6)的下端，所述支撑杆(6)的上端与所述承载盘(5)的下端面中心处通过铰接座(17)相铰接，所述底座(1)的上端面具有第一环形滑槽(12)，所述第一环形滑槽(12)内滑动连接有第一滑块(13)，所述承载盘(5)的下端面具有第二环形滑槽(14)，所述第二环形滑槽(14)内固定连接有第二滑块(15)，所述第一环形滑槽(12)与所述第二环形滑槽(14)位置相对，电动伸缩杆(16)的下端与所述第一滑块(13)固连，所述电动伸缩杆(16)的上端与所述第二滑块(15)相铰接，所述电动伸缩杆(16)与所述微处理器通过电动伸缩杆控制器信号连接，所述电动伸缩杆(16)与所述电源(9)电连接，所述电源接通后，所述电机(4)每转动一圈后，微处理器通过电动伸缩杆控制器控制电动伸缩杆(16)伸长或者缩短一次，伸长和缩短间隔设置。

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