CN112233479A - 一种锡鼎自动化考试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验考试设备技术领域，具体是一种锡鼎自动化考试设备，所述桌体的后侧设置有背板，所述背板的后侧对称固定有呈“L”形结构的限位导槽，两个所述限位导槽之间滑动连接有遮光板，所述遮光板的下方位于中部位置处连接有与背板相固定的电动推杆，所述桌体的上表面开设有第二槽口。本发明设计新颖，原理简单，一套设备可以同时具备常教学模式、实验教学模式、实验考试模式，切换方便，成本低，通过双摄像头进行多角度录播，可多次反复观察学生的操作，避免误判，增加判断准确性，AI阅卷模块可以对学生实验考核进行自动考评，让学生实验操作考评更加的高效化、信息化、公平化，且有效的降低了老师的劳动强度。

Description

一种锡鼎自动化考试设备

技术领域

本发明涉及实验考试设备技术领域，具体是一种锡鼎自动化考试设备。

背景技术

中国的学生实际操作理化生实验是从20世纪80年代开始起步实行的历经近四十年的发展，已基本步骤成熟，且理化生实验提高动手能力提高逻辑思维能力，理化生实验进入高速增长期，整个理化生实验室用设备产业正处于持续快速发展的历史机遇期，致使各式各样的考试产品应运而生。

现有产品无法实现自动化监考和评分，无法直观还原学生考试的当时情况，同时现有考试监控设置比较麻烦，尤其对于新手来说需要参照使用说明书来设置相关信息，因此，本领域技术人员提供了一种锡鼎自动化考试设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锡鼎自动化考试设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锡鼎自动化考试设备，包括硬件部分和***部分，所述硬件部分包括桌体，所述桌体的后侧设置有背板，所述背板的后侧对称固定有呈“L”形结构的限位导槽，两个所述限位导槽之间滑动连接有遮光板，所述遮光板的下方位于中部位置处连接有与背板相固定的电动推杆，所述桌体的上表面开设有第二槽口，且桌体的上表面位于第二槽口的位置处开设有第一槽口，所述桌体的上表面位于第二槽口的前侧位置处对称设置有插排，两个所述插排之间固定安装有音响，所述第二槽口的内部滑动连接有第一底板，所述第一底板的上方固定设置有第二支撑杆，且第一底板的上方位于第二支撑杆的一侧位置处固定安装有触控显示器，所述第二支撑杆的上端安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的传动端固定连接有第二转动臂，所述第二转动臂的一端安装有第二摄像头，所述第一槽口的内侧滑动连接有第二底板，所述第二底板的上方固定有第一支撑杆，所述第一支撑杆的上端安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的传动端固定有第一转动臂，所述第一转动臂的一端安装有第一摄像头，所述桌体的下方位于背板的前侧对应第二槽口和第一槽口的位置处均安装有分别连接第一底板和第二底板的升降机构；

所述***部分包括安装于桌体上表面的控制盒，所述控制盒内部安装有微电脑控制器和电源断路器，所述微电脑控制器的输出端分别电性连接电源断路器、音响、第一伺服电机、第一摄像头、第二伺服电机、第二摄像头、第三伺服电机、电动推杆，用于控制电源断路器、音响、第一伺服电机、第一摄像头、第二伺服电机、第二摄像头、第三伺服电机、电动推杆的启闭，且微电脑控制器通过无线模块与校服务器无线传输，所述校服务器包括教学单元、身份认证模块、AI阅卷模块，且校服务器通过光纤连接老师PC端。

作为本发明更进一步的方案：所述升降机构包括固定于背板前侧前对应第二槽口和第一槽口的位置处两个箱体，两个所述箱体的上方均开设有存储腔，两个所述存储腔的内侧均滑动连接有分别连接第一底板和第二底板的支撑托板，且存储腔的内侧位于下段位置处固定有连接板，所述存储腔的内侧位于连接板的下方位置处转动连接有第一锥齿轮，所述连接板的下方转动连接有与第一锥齿轮啮合相连的第二锥齿轮，所述支撑托板的下方固定连接有依次贯穿连接板和第二锥齿轮的丝杆，所述连接板和第二锥齿轮的上表面对应丝杆的位置处均开设有贯穿孔，位于第二锥齿轮内侧的贯穿孔内设置有与所述丝杆相适配的内螺纹。

作为本发明更进一步的方案：所述升降机构还包括固定于背板后侧且对应第一锥齿轮位置处的第三伺服电机，所述第三伺服电机的传动端贯穿背板和箱体与第一锥齿轮固定相连。

作为本发明更进一步的方案：所述支撑托板的两侧均设置有导向凸起，所述存储腔的内侧对称开设有与导向凸起相适配的导向槽。

作为本发明更进一步的方案：所述身份认证模块用于对学生的身份进行确认，且身份认证模块包括识别模块和学员面部特征库，所述学员面部特征库内存储有所有在读学生的标准面像器官模板，所述识别模块采用面纹模板法对使用中的学员进行面部采样，并将采样面像所有像素与学员面部特征库中所有模板进行归一化相关量的匹配认证。

作为本发明更进一步的方案：所述AI阅卷模块用于对学员提交的测试卷进行批阅打分，且AI阅卷模块包括学习模块和批卷模块，所述学习模块采用深度卷积神经网络算法对相关知识以及试卷进行学习，所述批卷模块根据学习模块训练学习后的知识储备对学员提交的测试卷进批阅打分。

作为本发明更进一步的方案：所述桌体的底部设置有调平垫，调平垫为一种橡胶材质的构件。

作为本发明更进一步的方案：所述遮光板的厚度与限位导槽相适配，且遮光板为一种亚克力材质的构件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，原理简单，一套设备可以同时具备常教学模式、实验教学模式、实验考试模式，切换方便，成本低，升降机构可以实现设备的隐藏，避免考试仪器设备占用学生课桌空间，增加了实用性，通过双摄像头进行多角度录播，可多次反复观察学生的操作，避免误判，增加判断准确性，杜绝导致学生无法正常操作的弊端，增加考试的便捷性，同时通过老师PC端远程监控实现电源断路器的掌控，避免学员实验是错误操作导致危险的问题，增加了安全防护，AI阅卷模块可以对学生实验考核进行自动考评，让学生实验操作考评更加的高效化、信息化、公平化，且有效的降低了老师的劳动强度。

附图说明

图1为一种锡鼎自动化考试设备硬件部分的结构示意图；

图2为图1展开后的结构示意图；

图3为一种锡鼎自动化考试设备中升降机构的结构示意图；

图4为图1的后视图；

图5为一种锡鼎自动化考试设备***部分的原理框架图。

图中：1、桌体；2、箱体；3、第一槽口；4、背板；5、控制盒；6、限位导槽；7、遮光板；8、插排；9、第一伺服电机；10、音响；11、第二槽口；12、第一底板；13、第二底板；14、第一支撑杆；15、第一摄像头；16、第一转动臂；17、第二伺服电机；18、触控显示器；19、第二摄像头；20、第二转动臂；21、第二支撑杆；22、支撑托板；23、导向凸起；24、第一锥齿轮；25、第三伺服电机；26、导向槽；27、第二锥齿轮；28、连接板；29、电动推杆；30、丝杆。

具体实施方式

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种锡鼎自动化考试设备，包括硬件部分和***部分，硬件部分包括桌体1，桌体1的底部设置有调平垫，调平垫为一种橡胶材质的构件，可以起到稳固支撑的效果。

桌体1的后侧设置有背板4，背板4的后侧对称固定有呈“L”形结构的限位导槽6，两个限位导槽6之间滑动连接有遮光板7，遮光板7的厚度与限位导槽6相适配，且遮光板7为一种亚克力材质的构件，遮光板7的下方位于中部位置处连接有与背板4相固定的电动推杆29，调节时电动推杆29运作带动遮光板7沿限位导槽6的方向向上运动，在到达一定位置后停止，可以起到遮挡和遮光的效果。

桌体1的上表面开设有第二槽口11，且桌体1的上表面位于第二槽口11的位置处开设有第一槽口3，桌体1的上表面位于第二槽口11的前侧位置处对称设置有插排8，两个插排8之间固定安装有音响10，第二槽口11的内部滑动连接有第一底板12，第一底板12的上方固定设置有第二支撑杆21，且第一底板12的上方位于第二支撑杆21的一侧位置处固定安装有触控显示器18，第二支撑杆21的上端安装有第一伺服电机9，第一伺服电机9的传动端固定连接有第二转动臂20，第二转动臂20的一端安装有第二摄像头19，第一槽口3的内侧滑动连接有第二底板13，第二底板13的上方固定有第一支撑杆14，第一支撑杆14的上端安装有第二伺服电机17，第二伺服电机17的传动端固定有第一转动臂16，第一转动臂16的一端安装有第一摄像头15，桌体1的下方位于背板4的前侧对应第二槽口11和第一槽口3的位置处均安装有分别连接第一底板12和第二底板13的升降机构，升降机构包括固定于背板4前侧前对应第二槽口11和第一槽口3的位置处两个箱体2，两个箱体2的上方均开设有存储腔，两个存储腔的内侧均滑动连接有分别连接第一底板12和第二底板13的支撑托板22，且存储腔的内侧位于下段位置处固定有连接板28，存储腔的内侧位于连接板28的下方位置处转动连接有第一锥齿轮24，连接板28的下方转动连接有与第一锥齿轮24啮合相连的第二锥齿轮27，支撑托板22的下方固定连接有依次贯穿连接板28和第二锥齿轮27的丝杆30，连接板28和第二锥齿轮27的上表面对应丝杆30的位置处均开设有贯穿孔，位于第二锥齿轮27内侧的贯穿孔内设置有与丝杆30相适配的内螺纹，升降机构还包括固定于背板4后侧且对应第一锥齿轮24位置处的第三伺服电机25，第三伺服电机25的传动端贯穿背板4和箱体2与第一锥齿轮24固定相连，支撑托板22的两侧均设置有导向凸起23，存储腔的内侧对称开设有与导向凸起23相适配的导向槽26，需要实验教学模式或实验考试模式时，通过两个升降机构分别带动螺纹特性分别带动第一底板12和第二底板13沿导向凸起23的方向向上顶起(第三伺服电机25运作带动第一锥齿轮24转动，通过啮合关系使得第二锥齿轮27随之转动，第二锥齿轮27内设置有与丝杆30螺纹相连的内螺纹，因丝杆30与支撑托板22固定相连，在受到限位的作用下丝杆30只会沿内螺纹的旋转方向进行位移)，进而使得第一支撑杆14、第二支撑杆21、触控显示器18上升，第二伺服电机17、第一伺服电机9运作分别带动第一转动臂16和第二转动臂20转动，进而使得第二摄像头19和第一摄像头15可以进行角度调节，方便全方位的监控学生的试验以及试验考试，在常教学模式时，通过升降机构带动第一底板12和第二底板13分别下移至第二槽口11和第一槽口3内，实现设备隐藏，避免考试仪器设备占用学生课桌空间，增加了实用性。

***部分包括安装于桌体1上表面的控制盒5，控制盒5内部安装有微电脑控制器和电源断路器，微电脑控制器的输出端分别电性连接电源断路器、音响10、第一伺服电机9、第一摄像头15、第二伺服电机17、第二摄像头19、第三伺服电机25、电动推杆29，用于控制电源断路器、音响10、第一伺服电机9、第一摄像头15、第二伺服电机17、第二摄像头19、第三伺服电机25、电动推杆29的启闭，且微电脑控制器通过无线模块与校服务器无线传输，校服务器包括教学单元、身份认证模块、AI阅卷模块，且校服务器通过光纤连接老师PC端，教学单元包括测试题库和教学视频，身份认证模块用于对学生的身份进行确认，且身份认证模块包括识别模块和学员面部特征库，学员面部特征库内存储有所有在读学生的标准面像器官模板，识别模块采用面纹模板法对使用中的学员进行面部采样，并将采样面像所有像素与学员面部特征库中所有模板进行归一化相关量的匹配认证，学员考试式通过触控显示器18点击身份识别，此时第二摄像头19会对使用学员的面部进行摄像，并将摄像后的数据传输至微电脑控制器，微电脑控制器接收数据后通过无线模块输送至校服务器，进一步识别模块采用面纹模板法对使用中的学员进行面部采样，并将采样面像所有像素与学员面部特征库中所有模板进行归一化相关量的匹配认证。

AI阅卷模块用于对学员提交的测试卷进行批阅打分，且AI阅卷模块包括学***化，且有效的降低了老师的劳动强度，试验教学时，学员可以通过触控显示器18播放教学视频或老师直播的试验视频进行模仿性学习操作。

本发明的工作原理是：实验考试模式，教师通过老师PC端控制电源断路器进行通电，通电后电动推杆29运作带动遮光板7沿限位导槽6的方向向上运动，在到达一定位置后停止，可以起到遮挡和遮光的效果；

0.5s过后，通过两个升降机构分别带动螺纹特性分别带动第一底板12和第二底板13沿导向凸起23的方向向上顶起(第三伺服电机25运作带动第一锥齿轮24转动，通过啮合关系使得第二锥齿轮27随之转动，第二锥齿轮27内设置有与丝杆30螺纹相连的内螺纹，因丝杆30与支撑托板22固定相连，在受到限位的作用下丝杆30只会沿内螺纹的旋转方向进行位移)，进而使得第一支撑杆14、第二支撑杆21、触控显示器18上升，第二伺服电机17、第一伺服电机9运作分别带动第一转动臂16和第二转动臂20转动，进而使得第二摄像头19和第一摄像头15可以进行角度调节，方便全方位的监控学生的试验以及试验考试，同时触控显示器18即将开始的考试内容，学生通过触控显示器18开始指定开始考试指令，此指令包括智能抽签、身份识别、在线答题、视频同步采集、电子报告提交等步骤，学员在考试时，第二摄像头19和第一摄像头15会采用录播的形式将画面传输至老师PC端，由老师PC端进行监控，当发现学员有违规或有危险的试验步骤时，可以远程控制电源断路器进行断电，避免出现严重危险，增加了安全防护，学员考试结束后，提交考卷，通过AI阅卷模块进行自动考评，让学生实验操作考评更加的高效化、信息化、公平化，且有效的降低了老师的劳动强度，试验教学时，学员可以通过教学视频或老师直播的试验视频进行模仿性学习操作。

考试完毕后，学生整理实验室桌台后，电动推杆29运作带动遮光板7下降，0.5s过后，通过升降机构带动第一底板12和第二底板13分别下移至第二槽口11和第一槽口3内(此时为设备的常教学模式)，实现设备隐藏，避免考试仪器设备占用学生课桌空间；

实验教学模式与实验考试模式的状态相同，学员可以通过触控显示器18播放教学视频或老师直播的试验视频进行模仿性学习操作。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锡鼎自动化考试设备，包括硬件部分和***部分，其特征在于，所述硬件部分包括桌体(1)，所述桌体(1)的后侧设置有背板(4)，所述背板(4)的后侧对称固定有呈“L”形结构的限位导槽(6)，两个所述限位导槽(6)之间滑动连接有遮光板(7)，所述遮光板(7)的下方位于中部位置处连接有与背板(4)相固定的电动推杆(29)，所述桌体(1)的上表面开设有第二槽口(11)，且桌体(1)的上表面位于第二槽口(11)的位置处开设有第一槽口(3)，所述桌体(1)的上表面位于第二槽口(11)的前侧位置处对称设置有插排(8)，两个所述插排(8)之间固定安装有音响(10)，所述第二槽口(11)的内部滑动连接有第一底板(12)，所述第一底板(12)的上方固定设置有第二支撑杆(21)，且第一底板(12)的上方位于第二支撑杆(21)的一侧位置处固定安装有触控显示器(18)，所述第二支撑杆(21)的上端安装有第一伺服电机(9)，所述第一伺服电机(9)的传动端固定连接有第二转动臂(20)，所述第二转动臂(20)的一端安装有第二摄像头(19)，所述第一槽口(3)的内侧滑动连接有第二底板(13)，所述第二底板(13)的上方固定有第一支撑杆(14)，所述第一支撑杆(14)的上端安装有第二伺服电机(17)，所述第二伺服电机(17)的传动端固定有第一转动臂(16)，所述第一转动臂(16)的一端安装有第一摄像头(15)，所述桌体(1)的下方位于背板(4)的前侧对应第二槽口(11)和第一槽口(3)的位置处均安装有分别连接第一底板(12)和第二底板(13)的升降机构；

所述***部分包括安装于桌体(1)上表面的控制盒(5)，所述控制盒(5)内部安装有微电脑控制器和电源断路器，所述微电脑控制器的输出端分别电性连接电源断路器、音响(10)、第一伺服电机(9)、第一摄像头(15)、第二伺服电机(17)、第二摄像头(19)、第三伺服电机(25)、电动推杆(29)，用于控制电源断路器、音响(10)、第一伺服电机(9)、第一摄像头(15)、第二伺服电机(17)、第二摄像头(19)、第三伺服电机(25)、电动推杆(29)的启闭，且微电脑控制器通过无线模块与校服务器无线传输，所述校服务器包括教学单元、身份认证模块、AI阅卷模块，且校服务器通过光纤连接老师PC端。

2.根据权利要求1所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述升降机构包括固定于背板(4)前侧前对应第二槽口(11)和第一槽口(3)的位置处两个箱体(2)，两个所述箱体(2)的上方均开设有存储腔，两个所述存储腔的内侧均滑动连接有分别连接第一底板(12)和第二底板(13)的支撑托板(22)，且存储腔的内侧位于下段位置处固定有连接板(28)，所述存储腔的内侧位于连接板(28)的下方位置处转动连接有第一锥齿轮(24)，所述连接板(28)的下方转动连接有与第一锥齿轮(24)啮合相连的第二锥齿轮(27)，所述支撑托板(22)的下方固定连接有依次贯穿连接板(28)和第二锥齿轮(27)的丝杆(30)，所述连接板(28)和第二锥齿轮(27)的上表面对应丝杆(30)的位置处均开设有贯穿孔，位于第二锥齿轮(27)内侧的贯穿孔内设置有与所述丝杆(30)相适配的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述升降机构还包括固定于背板(4)后侧且对应第一锥齿轮(24)位置处的第三伺服电机(25)，所述第三伺服电机(25)的传动端贯穿背板(4)和箱体(2)与第一锥齿轮(24)固定相连。

4.根据权利要求2所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述支撑托板(22)的两侧均设置有导向凸起(23)，所述存储腔的内侧对称开设有与导向凸起(23)相适配的导向槽(26)。

5.根据权利要求1所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述身份认证模块用于对学生的身份进行确认，且身份认证模块包括识别模块和学员面部特征库，所述学员面部特征库内存储有所有在读学生的标准面像器官模板，所述识别模块采用面纹模板法对使用中的学员进行面部采样，并将采样面像所有像素与学员面部特征库中所有模板进行归一化相关量的匹配认证。

6.根据权利要求1所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述AI阅卷模块用于对学员提交的测试卷进行批阅打分，且AI阅卷模块包括学习模块和批卷模块，所述学习模块采用深度卷积神经网络算法对相关知识以及试卷进行学习，所述批卷模块根据学习模块训练学习后的知识储备对学员提交的测试卷进批阅打分。

7.根据权利要求1所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述桌体(1)的底部设置有调平垫，调平垫为一种橡胶材质的构件。

8.根据权利要求1所述的一种锡鼎自动化考试设备，其特征在于，所述遮光板(7)的厚度与限位导槽(6)相适配，且遮光板(7)为一种亚克力材质的构件。

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