CN100390831C - 智能型书写教导机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帮助小学生或学龄前儿童规范化书写的教学产品，其结构是：将规范文字或字母、数字、组成笔划和字迹凹槽的书写板安放在显示衬板上，显示衬板安装在底架上，底架设有可变视角调节架，并安装有控制电路板和开关、扬声器，电源采用输入的低压稳压电源或干电池，书写板上还配套有压纸装置。这种书写教导机智能化高；趣味性强；准确地可视引导各种文字规范化书写练习，解决教师和家长手把手领教难题，整体提高书写整洁度，强化提高书写速度，并由语音纠正错误的书写坐姿，配置趣味的背景音乐，保护练习者视力。

Description

智能型书写教导机

技术领域：

本发明涉及一种教学用具，特别是一种帮助小学生或学龄前儿童规范化书写的教学产品。

背景技术：

目前所见的公知书写教学产品有多种，如磁性写字板、坐姿矫正器等，他们存在的不足之处是智能化辅导程度低、机械呆板限制、趣味性不强，无法替代教师或家长手把手领教练习者按规范化书写练习等不足。近年来公开文献也报道了一些规范化书写教学用具，如中国专利<申请号>97210339<发明名称>习字摹板<申请人>惠俊岐，重庆市石桥铺渝州路31号重庆新世纪文化发展有限公司<文摘>一种习字摹板，由塑料或铜板纸制成，在塑料薄板/铜板纸上单面/双面模压上供练习的与初小学生语言课文生字同步的规范文字组成笔划和字迹凹槽，其凹槽宽0.6mm，深0.3～0.4mm，以限制书写文字笔划。习字时，只需使笔尖沿凹槽书写，即可实现规范化习字。特别适用于学龄前儿童、初小学生及其他初习字者钢笔和铅笔习字之用。<申请号>98245886<发明名称>英语书写规范仪河南省郑州市东关南里168号华威电子有限公司<文摘>本实用新型属于一种教学仪器，尤其涉及一种在书写英文字母时能够达到规范化要求的英语书写规范仪，由带有角度尺的主架及主架下部的带有直尺的手柄构成，在主架上部固定有间距相同的画爪，画爪带有紧圈，在主架上设置有平稳架，在主架中间部位纵向设置有水准仪，具有在书写英文字母时能够达到规范、流畅、省时、简捷的优点，适于教师和学生在书写英文字母时使用。<申请号>93223945<发明名称>硬笔字临摹卡<申请人>兰腾勤，福建省福安市宁德地区农业学校<文摘>硬笔字临摹卡是有关硬笔字规范训练的文具，它是在卡片上印制笔画凹陷的范字，来限制练习者笔尖的运动而按照范字笔画进行书写，充分调动手指的触觉功能，提高书写动作的准确性，使初学者在临摹练习时视觉、手指的触觉和大脑思维协同作用，通过反复的练习养成规范化的书写习惯。本硬笔字临摹卡特别适合于儿童和初学者使用。<申请号>92229569<发明名称>板框字帖<申请人>高庆海，河北省泊头市中共泊头市委宣传部<文摘>板框字帖属文化用品，在金属或非金属薄板上制出空框形笔画和凹形笔画的独体文字及文字部件，使用时，用硬笔在字帖的空框笔画或凹形笔画中书写，逐渐练就书写规范文字的基本功，对使用者文字书写的规范化具有强制性。这种板框字帖，是学龄前儿童识字和学习文字书写的工具，是练就文字书写规范化的工具，是硬笔书法训练的工具。<申请号>86206793<授权公告日>1987年12月09日<发明名称>文字规范化练习工具<申请人>姚萍，湖南省怀化市迎丰路行署大院科委<文摘>一种文字规范化练习工具。该工具在塑料或纸材料上制有供文字规范化练习的规范文字组成笔划和字迹凹槽，以限制书写文字笔划。习字时笔尖沿凹槽书写，即可规范化习字，特别适用于学龄前儿童、初小学生及其他初习字者钢笔和铅笔习字使用。

从上述公开文献了解到，大部分的规范化书写工具(教具)是根据规范文字组成笔划和字迹凹槽，使学生在写字时按照字迹凹槽进行书写，以达到规范化写字的要求。但这些公开文献报道的教具也依然存在着智能化辅导程度低、机械呆板限制、趣味性不强的不足之处。

发明内容：

为了克服以上存在的不足，真正让教师和家长在教学方面轻松起来，整体提高规范的书写能力、书写整洁度，提高书写速度，掌握正确的书写座姿，保护视力，本发明提供了一种智能型书写教导机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

智能型书写教导机包括书写板，该书写板是将规范文字或字母(英文、汉语拼音、阿拉伯数字)组成笔划和字迹凹槽的透明塑料板，其特点是：书写板安放在显示衬板上，显示衬板安装在底架上，底架设有可变视角的调节架，并安装有控制电路板和开关、可调速微型液压装置，电源采用输入的低压稳压电源或干电池，书写板上还配套有压纸装置，上盖的前沿边框安装有红外感应装置，上盖边框安装有扬声器。

以上所述书写板上重复印刷两种不同显示、相同字体的规范文字(文字可以是标准规范的任何文字，尤其可以用适合我国书写文化的汉字基本笔画、汉字、词、句、汉语拼音、阿拉伯数字、标点符号、运算符号、英文字母等)，一种印刷显示为空心笔画字体与预制的凹槽重合，供引导临摹用，以限制练习者在临摹时笔尖不轻易超出规定范围；重复印刷的另一种相同字体显示为实心笔画字体(不配制凹槽)，供练习者“趁热打铁”描红训练用；两种印刷显示顺序按一个(或一段落)空心笔画字，一个(或一段落)实心笔画字顺序排列。为方便显示引导进程，除引导临摹用字的空心笔画部分背景为无色透明外，即书写板其余背景均为有助保护视力的浅绿色。书写板背面附着有空心透明导管并沿着引导临摹用空心笔画字的规范书写笔顺依次绕行。

以上所述的显示衬板可以有两种技术方案，其一是采用有色液体导通的技术，具体结构是空心透明导管与微型的液压装置控制的有色颜料输出器连接，电动机给微型的液压装置提供动力，当电机作正、反方向转动时，微型的液压装置将有色液体沿空心透明导管挤出或吸入；在衬板显示控制芯片的引导和显示衬板逐一同步显示作用下，清晰可见导管内有色液体的最前端沿着引导临摹用字的下笔起点、运笔长度、收笔终点、书写笔顺、笔画摆幅匀速前进，此过程也就是引导练习者按规范书写的逐一显示引导临摹过程，由手动开关K6调节电机速度；其二采用光电导通技术，即将显示衬板做成有程序控制按规范笔顺逐一发光显示的衬板，根据数百种文字或数字、字母做成的字库模块，利用按钮开关决定每一页的文字，再与有不同文字或数字、字母凹槽的透明写字板配套。

以上所述的控制电路板包括红外发射电路、红外接收电路、语音存储芯片IC1、背景音乐存储芯片IC2、衬板显示控制芯片IC3、扬声器、继电器、定位开关等部件，其中红外发射电路、红外接收电路、语音存储芯片IC1、音乐存储芯片IC2、衬板显示控制芯片IC3装配在电路板上，红外感应探头安装在底架的前沿边框，电路板、电池盒安装在底架后沿边框，扬声器A、B安装在上盖边框，定位开关安装在底架上。

以上所述的可变视角装置：可将书写训练板调整角度为水平0度或15度，书写训练板与水平呈15度时有利于保护练习者视力。

本发明的智能型书写教导机的工作原理及使用方法是：

显示衬板采用有色液体导通的技术的原理：当电机作正、反方向转动时，螺旋传动杆也作正、反方向转动，活塞连杆则沿螺旋传动杆作轴向往复运动，将液压腔内的有色液体沿空心透明导管挤出或吸入；电机的正、反转由活塞连杆伸出的定位挡板拨动定位开关结合电路转换控制；当活塞向挤出方向匀速运动时，在显示衬板逐一同步显示作用下，更加清晰可见导管内有色液体的最前端沿着引导临摹用字的下笔起点、运笔长度、收笔终点、书写笔顺、笔画摆幅匀速前进，此过程也就是引导练习者按规范书写的逐一显示临摹引导过程；在引导过程中可由开关手动控制引导暂停/开始，由开关手动调节引导速度，由开关手动控制引导归零复位；

显示衬板采用光电导通技术的原理：即将显示衬板做成有程序控制按规范笔顺逐一发光显示的衬板，根据数百种文字或数字、字母做成的字库模块，利用按钮开关决定每一页的文字，再与有不同文字或数字、字母做成凹槽的透明书写板配套，当需要书写时，只要将按钮开关按下，根据学生的程度选定透明书写板的页码，更换与之匹配的书写板，利用按扭开关选择每个字的引导速度，就可以临摹了。

如果学生在练习过程坐姿不正确，本发明还可以探测练习者错误坐姿并发出语音警示。当教导机工作在引导状态时红外感应器开始工作，此时，如练习者身体过于前倾或者趴在桌上练习书写，感应探头将信号转换并触发语音IC1，扬声器A会发出请学生将身体座直、离写字桌保持一定距离等警示语音，在一轮导引过程中扬声器A累计发出3次警示语音，引导器自动归零复位，立即从头开始引导。即智能罚写。

本发明的突出的实质性特点和显著的进步是：

1、将适合我国书写文化用的汉字基本笔画、汉字、词、句、汉语拼音、阿拉伯数字、标点符号、运算符号、英文字母等，一种印刷显示为空心笔画字体与凹槽重合，结合引导器，供引导临摹用，为小学生或学龄前儿童只要在大人的适当辅导，而不需要去听老师讲很多课就可以自己进行规范化练习写字。重复印刷的一种实心笔画字(不配制凹槽)，供练习者即学即练用，趁热打铁快速掌握规范书写要领。

2、智能化高；趣味性强；准确地可视引导各种文字规范化书写练习，包括每一笔画的下笔起点、同比运笔长度、同比运笔摆幅、收笔终点以及每个字的笔顺；解决教师和家长手把手领教难题；整体提高书写整洁度；强化提高书写速度；红外感应探测书写者坐姿，并由语音纠正错误的书写坐姿，训练者不听警告时自动处罚训练者；配置趣味的背景音乐；保护练习者视力。

3、练习时右手腕接触面设计为符合人体工程的弧面，练习者不易疲劳。

4、功能多，结构紧凑，耐用。

附图说明

图1是本发明智能型书写教导机组装后的结构示意图；

图2是书写板的结构图，它是将规范文字或字母(英文、汉语拼音、阿拉伯数字)组成笔划和字迹凹槽的透明塑料板；

图3是显示衬板的结构示意图；它是将存贮在芯片的文字、字母、数字显示的部件；

图4是底架的结构示意图，它是安装显示衬板、书写板、微型液压装置、控制电路板及其它电器元件的部件；

图5是控制电路板电路原理图，它安装有红外发射电路、红外接收电路、语音存储芯片、背景音乐存储芯片、衬板显示控制芯片等元件的电路板。

具体实施方式

本发明的智能型书写教导机的书写板是将规范文字或字母、阿拉伯数字组成笔划和字迹凹槽的透明塑料板，其结构是：书写板(1)安放在显示衬板(11)上，显示衬板(11)安装在底架(12)上，底架(12)设有可变视角调节架(13)，并安装有控制电路板(14)和开关、扬声器(15、16)，电源采用输入的低压稳压电源或干电池，书写板上还配套有压纸装置(17)。

下面结合附图分别陈述各部分的结构及使用的方法：

1、书写板：开机训练前，装上适合练习者程度的书写板，用左手拇指轻轻掀起压纸装置(17)，右手将一张透明描红纸插入压纸条下，放开左手拇指，透明描红纸平铺于书写板上。开机由K9选择与写字板匹配的页码及由K8选择适合自己练习的引导速度，即可跟着显示衬板的逐一引导在描红纸上进行规范化写字练习。

2、采用有色液体导通显示衬板的实施结构：它由直流电动机(5)、变速箱(6)、螺旋传动杆(7)、液压腔(8)、活塞连杆(9)、空心透明导管(10)、有色液体、显示衬板及控制电路合成微型液压装置。电机(5)的输出轴连接变速箱(6)，变速箱(6)输出轴为螺旋传动杆(7)；螺旋传动杆(7)旋入活塞连杆(9)的空心螺母使之相连；液压腔(8)的出口连接空心透明导管(10)，空心透明导管(10)附着于写字板背面，并沿着引导临摹用空心笔画字的规范书写笔顺依次绕行。当电机(5)作正、反方向转动时，螺旋传动杆(7)也作正、反方向转动，将液压腔内的有色液体沿空心透明导管挤出或吸入；挤出有色液体的速度(即：引导速度)是由开关K6调节电机(5)的转速决定；当活塞向挤出方向匀速运动时，在显示衬板(11)逐一同步显示作用下，更加清晰可见导管内有色液体的最前端沿着引导临摹用字的下笔起点、运笔长度、收笔终点、书写笔顺、笔画摆幅匀速前进，此过程也就是引导练习者按规范书写的逐一显示临摹引导过程；在引导过程中可由暂停开关K5手动控制引导暂停/开始，由复位开关K4手动控制引导归零复位。

3、教导机底座装有可调节该机书写训练板水平仰角的可变视角调节架(13)，可将书写训练板调整为水平0度或15度，书写训练板与水平呈15度时有利于保护练习者视力。

4、教导机的红外感应坐姿、语音警示、自动处罚系统：它由红外发射电路、红外接收电路、红外发射管、红外接收管、语音存储芯片IC1、扬声器A(15)组成该系统，探测练习者错误坐姿并发出语音警示。扬声器A(15)会发出诸如“小朋友，请您将身体座直，离写字桌一拳距离，两脚轻放于地，提醒您三次后，将被罚写一遍哟”等亲切的语音警示，在一轮导引过程中扬声器A(15)累计3次发出警示语音，引导器自动归零复位，立即从头开始引导。也就是智能教导机自动处罚训练者。

5、可关断背景音乐配置：

整机电源开关置NO时，由背景音乐储芯片IC2、开关电位器K10、扬声器B(16)组成的背景音乐系统自动播放IC2存储的幽雅音乐，使练习者在轻松的环境下进行训练。练习者可随意调节扬声器B(16)音量或关闭。

6、电路部分实例及电路工作原理：

从图4可以了解到，电源6V直流电供电，可外接6V直流电源插座，也可以采用干电池。

市电经降压整流滤波或干电池输出的直流电接到电源开关K1，定位开关K2与K1输出端相连，再与继电器J1、定位开关K3、复位开关K4、控制开关K7、继电器J2连接组成电机的正反转、复位、断电前先归零等状态的控制电路，暂停开关K5与调速开关K6串接于K1输出端和电机组成电机工作电源的暂停、调速控制。

由红外感应装置H控制语音存储芯片IC1的ON-OFF状态，语音存储芯片IC1控制K7实现归零罚写，语音存储芯片IC1输出端接扬声器A。

背景音乐存储芯片IC2的控制电源由继电器J1的输出触点取出，工作电源由调速开关K6输出端接入，与音量调节开关K10、扬声器B组成背景音乐播放控制。

衬板显示控制芯片IC3的工作电源由暂停开关K5输出端经降压穏压后接入，从电机调速开关K6后面取样的电压向IC3提供显示速度指令，由手动按扭K8控制显示同步速度，取样的电压与手动按扭K8接衬板显示控制芯片IC3；手动按扭K9与衬板显示控制芯片IC3输入端连接；衬板显示控制芯片IC3的输出端接显示衬板(11)。

以下详细叙述控制电路的工作过程：

控制电路接通电源的状态是：电源总开关K1为OFF时，定位开关K2的①、②常闭，③、④常开，电源VCC经C1滤波后，正极经K1的②、③、定位开关K2的②、①、D1、控制继电器J2的②、③、④、电机、控制继电器J2的①、⑥、⑤与电源负极形成回路，电机反转推动液压活塞挡板向定位开关K2方向运动直至K2动作，控制继电器J1、J2线圈处于无电状态不会动作，整机处于停止状态。

当置电源总开关K1为NO时，背景语音存储IC2工作，扬声器B播放背景音乐，J2吸合，此时电机正转，即引导开始；当K3断开，J1的线圈失电被迫释放，J2跟着释放，电机高速反转，K2状态翻转电机重复上述过程工作，开始第二轮引导。

教导机在引导途中的“暂停”由K5手动执行，断开K5时，J1、J2均为吸合状态，但J2触点无正电源输入，电机无法形成回路而停止运转，故引导暂停。接通K5，引导器继续工作。

教导机在引导途中的“手动复位”由断开K4实现，当断开手动复位开关K4时电路工作过程与断开定位开关K3时相同。

语音警示、语音纠正错误坐姿、自动处罚练习：教导机在引导状态下，当练习者身体过于前倾或者趴在桌上练习书写时，身体将发射管发射的红外波反射给接收管，接收管触发语音IC1，扬声器A(15)发声提示。当练习者改变为正确坐姿，扬声器A(15)停止发声。如果在一轮引导训练过程中接收管触发语音IC1三次，语音IC1将发出指令断开K7，断开K7时电路工作状态与断开K3同，引导快速归零，从头开始引导。

教导机无论处在引导状态、暂停状态、还是复位状态，将电源总开关置于OFF时，衬板显示停止，背景音乐停止，但微型液压装置总是快速归零后才关断整机电源。

Claims (5)

1.一种智能型书写教导机，包括书写板，该书写板是将规范文字或字母、阿拉伯数字组成笔划和字迹凹槽的透明塑料板，其特征在于：书写板(1)安放在显示衬板(11)上，显示衬板(11)安装在底架(12)上，底架(12)设有可变视角调节架(13)，并安装有控制电路板(14)和开关、扬声器A、扬声器B，电源采用输入的低压稳压电源或干电池，书写板上还配套有压纸装置(17)。

2.根据权利要求1所述的智能型书写教导机，其特征在于：显示衬板采用有色液体导通装置，具体结构是在显示衬板上安装有空心透明导管(10)，并沿着引导临摹用空心笔画字的规范书写笔顺依次绕行，空心透明导管与用微型的液压装置控制的有色颜料输出器连接，电动机给微型的液压装置提供动力。

3.根据权利要求1所述的智能型书写教导机，其特征在于：显示衬板(11)采用光电导通技术，将显示衬板做成有程序控制的发光显示的衬板，根据数百种文字或数字、字母做成的字库模块，利用按钮开关决定每一页的文字及显示速度，再与有不同文字或数字、字母、笔画凹槽的透明书写板配套。

4.根据权利要求1所述的智能型书写教导机，其特征在于：控制电路板(14)包括红外发射电路、红外接收电路、语音存储芯片IC1、背景音乐存储芯片IC2、衬板显示控制芯片IC3、扬声器、继电器(J1、J2)、定位开关，其中红外发射电路、红外接收电路、语音存储芯片IC1、音乐存储芯片IC2、衬板显示控制芯片IC3装配在电路板上，扬声器、红外感应装置安装在上盖边框，电池盒安装在底架(12)后沿边框，定位开关安装在底架上；控制电路的连接方式：市电经降压整流滤波或干电池输出的直流电接到电源开关K1；定位开关K2与电源开关K1输出端相连，再与继电器J1、定位开关K3、复位开关K4、控制开关K7、继电器J2连接组成电机的正反转、复位、断电前先归零等状态的控制电路，暂停开关K5与调速开关K6串接于K1输出端和电机组成电机工作电源的暂停、调速控制电路；红外感应装置H与语音存储芯片IC1、控制开关K7、扬声器A组成语音控制及智能罚写控制；背景音乐存储芯片IC2与音量调节开关K10、扬声器B组成背景音乐控制电路；取样的电压与手动按扭K8接衬板显示控制芯片IC3；手动按扭K9与衬板显示控制芯片IC3输入端连接；衬板显示控制芯片IC3的输出端接显示衬板(11)。

5.根据权利要求1所述的智能型书写教导机，其特征在于：可变视角装置可将书写板调整到水平0度或15度。

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