CN106023711A - 一种钻木取火模拟展项及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组合视听显示设备技术领域，公开了一种钻木取火模拟展项及其控制方法，其中钻木取火模拟展项包括背景墙、操作台、显示屏和控制主机，控制主机内设有数据采集转化模块，操作台设有方形的凹槽，凹槽内设置有压力传感器，压力传感器上放置方形块，方形块与凹槽滑动配合，方形块上面设有圆锥形槽，圆锥形槽内放置有一端为圆锥形的棒状物；方形块内安装有温度传感器探头，凹槽的侧壁上设置有转速传感器探头，上述电子检测元件均电路连接至数据采集转化模块。本发明使参观者通过实际操作来亲身体验钻木取火的过程，增加参观过程的趣味性，使参观者更加深刻的体会古人的智慧和艰苦的生活条件。

Description

一种钻木取火模拟展项及其控制方法

技术领域

本发明涉及组合视听显示设备技术领域，更具体地是涉及一种可以供参观者主动操作的钻木取火模拟展项及其控制方法。

背景技术

现有的展厅在展示时一般是由解说员带领参观者进行参观，并由解说员逐一对各个展项进行讲解。对于各个展项的控制一般也是由解说员手动按动按钮或者控制器进行操作。参观者只能被动的接受解说员的讲解和展项所示出的内容，不能进行主动操作或者进行亲身体验操作等。

例如在现有的一些科普展厅里面展示古人利用钻木取火的方法来生火，参观者只能从展项示出的文字图片内容中去感受古人的智慧，不能亲身体验具体的钻木取火过程，参观过程单调乏味，缺乏趣味，无法使参观者真正体会古人的智慧和艰苦的生活条件。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种可以供参观者主动操作的钻木取火模拟展项。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的。

一种钻木取火模拟展项，包括背景墙、操作台、相互连接的显示屏和控制主机，其中显示屏固定在背景墙上，控制主机内设有数据采集转化模块，操作台的台面设有中轴为竖向的、横截面为方形的凹槽，凹槽的底面设置有压力传感器，压力传感器上方放置有方形块，方形块与凹槽滑动配合，方形块上面设有圆锥形槽，圆锥形槽内放置有一端为圆锥形的棒状物，棒状物的圆锥形端部与方形块的圆锥形槽相匹配；方形块内安装有温度传感器探头，温度传感器探头的端部靠近圆锥形槽的槽壁，棒状物的侧壁上镶嵌有磁性件，凹槽的侧壁上设置有用于感应磁性件的转速传感器探头，压力传感器、温度传感器探头和转速传感器探头均电路连接至数据采集转化模块。

本方案中的方形块和棒状物可以采用硬质阻燃塑料制成，此类材料的着火点一般高于木材的着火点，因此即使在操作过程中达到木材的着火点也不会起火燃烧，另外采用硬质阻燃塑料可以进一步防止起火或者产生烟雾，保证操作的安全性。本方案可以供参观者实际搓动棒状物在凹槽内转动来模拟古人钻木取火的过程，棒状物的圆锥形端部与方形块的圆锥形槽相匹配便于参观者搓动棒状物，同时方形块与凹槽滑动配合，将参观者施加在棒状物向下的力转化成压力传感器的正压力，提高检测的准确性；通过转速传感器探头感应棒状物侧壁上的磁性件来检测棒状物的转速，通过温度传感器探头来检测圆锥形槽处的温度，并通过数据采集转化模块采集这些数据转化成控制主机可接收的信号后传送给控制主机，控制主机将这些数据以条状、饼状或者数字的形式在显示屏上显示出来，并与预先设置的参数进行对比来判断参观者的钻木取火的结果。同时还可以根据结果在屏幕上显示火苗燃烧或者熄灭的动态图像，从而使参观者通过实际操作来亲身体验钻木取火的过程，增加参观过程的趣味性，使参观者更加深刻的体会古人的智慧和艰苦的生活条件，此过程又与真正的钻木取火过程有区别，不会产生烟雾和火焰，操作安全且绿色环保。

在实际的钻木取火过程中如果适时的对摩擦处吹气来增加空气流动会提高生火的几率和速度，因此为了检测参观者是否吹气和吹气的时机与力度，在上述的操作台的台面上还设置有麦克风，麦克风电路连接至数据采集转化模块。数据采集转化模块采集麦克风检测的数据后转化成控制主机可接收的信号后传送给控制主机，并与预先设置的参数进行对比来判断参观者的钻木取火的结果。

作为进一步改进的结构，上述的操作台内设有射灯、RFID卡读卡模块和RFID卡，操作台的台面上设有过孔，过孔上盖有透光板，射灯可以分别将绿色和红色光照射到操作台的过孔处，射灯和RFID卡读卡模块电路连接至数据采集转化模块。在钻木取火时如果加入助燃材料，如干草或者枯柴等可以起到助燃作用，提高生火的速度，在这里用一张RFID卡来代替助燃材料，当RFID卡读卡模块检测到RFID卡时可以控制射灯照射绿光表示已经放入助燃材料可以进行钻木取火，当参观者钻木取火成功后使射灯变为红光照射到过孔处，来模拟火焰燃烧的颜色，同时提示参观者钻木取火成功，给参观者带来成就感，使参观者的记忆更加深刻。

作为进一步改进的结构，上述的操作台的数量为两个以上，每个操作台均配置有凹槽、方形块、棒状物、压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风、射灯、RFID卡读卡模块和RFID卡。从而可以同时为两个以上的参观者提供实际体验的机会，同时还可以给两个以上的参观者提供比赛的机会，为参观过程带来更多的乐趣。

一种用于上述的钻木取火模拟展项的控制方法，控制步骤如下：开启显示屏和控制主机，首先RFID卡读卡模块进行检测，当RFID卡读卡模块检测到RFID卡后，控制主机通过数据采集转化模块控制射灯照射绿光，并在显示屏上显示已放入助燃材料可以进行钻木取火，然后压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风进行检测，控制主机分别将检测到的数值与对应的预设值进行比较，如果检测到的数值有一项或者数项数值低于对应的预设值，则在显示屏上显示此项或者此数项数值稍低；如果所有检测到的数值均超过对应的预设值，则在显示屏上显示火焰燃烧的图像并显示钻木取火成功，同时射灯变为照射红光。

本方案中的压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风检测的信号通过数据采集转化模块进行采集并转化成控制主机可接收的信号后传送给控制主机，本方案控制简单稳定。

作为进一步改进，上述的压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风是连续地检测一定时间段，然后将检测到的各项数值进行均值计算，然后将计算出的各项均值与对应的预设值进行比较，如果各项均值中有一项或者数项数值低于对应的预设值，则在显示屏上显示此项或者此数项数值稍低；如果各项均值均超过对应的预设值，则在显示屏上显示火焰燃烧的图像并显示钻木取火成功，同时射灯变为照射红光。实际的钻木取火过程是一个能量累积的过程，需要操作一段时间后将能量累积到一定程度才能使木材达到着火点，为此本方案中的压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风是进行连续检测，然后控制主机在每个一定时间段内进行一次均值计算，例如每10秒钟进行一次均值计算。这样可以更加真实的模拟实际的钻木取火过程。

本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：模拟古人钻木取火的过程并通过现代化的检测装置检测各项参数，然后通过图形或者数字的方式展现出来，使参观者通过实际操作来亲身体验钻木取火的过程，增加参观过程的趣味性，使参观者更加深刻的体会古人的智慧和艰苦的生活条件，此过程又与真正的钻木取火过程有区别，不会产生烟雾和火焰，操作安全且绿色环保；控制方法简单稳定，模拟更加真实。

附图说明

图1为本发明实施例局部剖视的立体结构示意图。

图2为图1中K处的局部放大结构示意图。

图3为本发明实施例中操作台的凹槽处的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本创造的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。

实施例：

如图1、图2和图3所示，一种钻木取火模拟展项，包括背景墙100，操作台3、相互连接的显示屏2和控制主机1，其中显示屏2固定在背景墙100上，控制主机1内设有数据采集转化模块（图中未示出），操作台3的台面设有中轴为竖向的、横截面为方形的凹槽31。

凹槽31的底面设置有压力传感器5，压力传感器5上方放置有方形块32，方形块32由硬质阻燃塑料制成，方形块32与凹槽31滑动配合，方形块32上面设有圆锥形槽321，圆锥形槽321内放置有一端为圆锥形的棒状物4，棒状物4由硬质阻燃塑料制成，棒状物4的圆锥形端部与方形块32的圆锥形槽321相匹配。

方形块32内安装有温度传感器探头6，温度传感器探头6的端部靠近圆锥形槽321的槽壁，棒状物4的侧壁上镶嵌有磁性件41，凹槽31的侧壁上设置有用于感应磁性件41的转速传感器探头7。

压力传感器5、温度传感器探头6和转速传感器探头7均电路连接至数据采集转化模块。

在实际的钻木取火过程中如果适时的对摩擦处吹气来增加空气流动会提高生火的几率和速度，因此为了检测参观者是否吹气和吹气的时机与力度，在上述的操作台3的台面上还设置有麦克风8，麦克风8连接至数据采集转化模块。数据采集转化模块采集麦克风8检测的数据后转化成控制主机1可接收的信号后传送给控制主机1，并与预先设置的参数进行对比来判断参观者的钻木取火的结果。

本实施例中的操作台3内设有射灯9、RFID卡读卡模块101和RFID卡102，操作台3的台面上设有过孔，过孔上盖有透光板33，射灯9可以分别将绿光和红光照射到操作台3的过孔处，射灯9和RFID卡读卡模块101电路连接至数据采集转化模块。在钻木取火时如果加入助燃材料，如干草或者枯柴等可以起到助燃作用，提高生火的速度，在这里用一张RFID卡102来代替助燃材料，当RFID卡读卡模块101检测到RFID卡102时可以控制射灯9照射绿光表示已经放入助燃材料可以进行钻木取火，当参观者钻木取火成功后使射灯9变为红光照射到操作台3的过孔处，来模拟火焰燃烧的颜色，同时提示参观者钻木取火成功，给参观者带来成就感，使参观者的记忆更加深刻。

本实施例中操作台3的数量为三个，每个操作台3均配置有凹槽31、方形块32、棒状物4、压力传感器5、温度传感器探头6、转速传感器探头7、麦克风8、射灯9、RFID卡读卡模块101和RFID卡102。从而可以同时为三个参观者提供实际体验的机会，同时还可以给三个参观者提供比赛的机会，为参观过程带来更多的乐趣。

一种用于上述的钻木取火模拟展项的控制方法，控制步骤如下：开启显示屏2和控制主机1，首先RFID卡读卡模块101进行检测，当RFID卡读卡模块101检测到RFID卡102后，控制主机1通过数据采集转化模块控制射灯9照射绿光，并在显示屏2上显示已放入助燃材料可以进行钻木取火，然后压力传感器5、温度传感器探头6、转速传感器探头7、麦克风8进行检测。

实际的钻木取火过程是一个能量累积的过程，需要操作一段时间后将能量累积到一定程度才能使木材达到着火点，为此本实施例中的压力传感器5、温度传感器探头6、转速传感器探头7、麦克风8是进行连续检测，然后控制主机1每10秒钟进行一次均值计算，然后将计算出的各项均值与对应的预设值进行比较，如果各项均值中有一项或者数项数值低于对应的预设值，则在显示屏上显示对应的操作台的此项或者此数项数值稍低；如果各项均值均超过对应的预设值，则在显示屏2上显示火焰燃烧的图像并显示对应的操作台钻木取火成功，同时射灯9变为照射红光。通过此控制方法可以更加真实的模拟实际的钻木取火过程。

本实施例可以供参观者实际搓动棒状物4转动来模拟古人钻木取火的过程，通过压力传感器5来检测参观者施加在棒状物4上向下的力，通过转速传感器探头7来检测棒状物4的转速，通过温度传感器探头6来检测圆锥形槽321处的温度，通过麦克风8检测参观者吹气的力度，并通过数据采集转化模块采集这些数据转化成控制主机1可接收的信号后传送给控制主机1，控制主机1经过计算对比后判断参观者的钻木取火的结果。当参观者钻木取火成功后使射灯9将红光照射到过孔处来模拟火焰燃烧的颜色。从而使参观者通过实际操作来亲身体验钻木取火的过程，增加参观过程的趣味性，使参观者更加深刻的体会古人的智慧和艰苦的生活条件，此过程又与真正的钻木取火过程有区别，不会产生烟雾和火焰，操作安全且绿色环保。

以上仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用本发明构思对本发明做出的非实质性修改，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钻木取火模拟展项，其特征在于，包括背景墙，操作台、相互连接的显示屏和控制主机，其中显示屏固定在背景墙上，控制主机内设有数据采集转化模块，操作台的台面设有中轴为竖向的、横截面为方形的凹槽，凹槽的底面设置有压力传感器，压力传感器上方放置有方形块，方形块与凹槽滑动配合，方形块上面设有圆锥形槽，圆锥形槽内放置有一端为圆锥形的棒状物，棒状物的圆锥形端部与方形块的圆锥形槽相匹配；方形块内安装有温度传感器探头，温度传感器探头的端部靠近圆锥形槽的槽壁，棒状物的侧壁上镶嵌有磁性件，凹槽的侧壁上设置有用于感应磁性件的转速传感器探头，压力传感器、温度传感器探头和转速传感器探头均电路连接至数据采集转化模块。

2.根据权利要求1所述的钻木取火模拟展项，其特征在于，所述的操作台的台面上还设置有麦克风，麦克风电路连接至数据采集转化模块。

3.根据权利要求2所述的钻木取火模拟展项，其特征在于，所述的操作台内设有射灯、RFID卡读卡模块和RFID卡，操作台的台面上设有过孔，过孔上盖有透光板，射灯可以分别将绿色和红色光照射到操作台的过孔处，射灯和RFID卡读卡模块电路连接至数据采集转化模块。

4.根据权利要求3所述的钻木取火模拟展项，其特征在于，所述的操作台的数量为两个以上，每个操作台均配置有凹槽、方形块、棒状物、压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风、射灯、RFID卡读卡模块和RFID卡。

5.一种权利要求3所述的钻木取火模拟展项的控制方法，其特征在于，控制步骤如下：开启显示屏和控制主机，首先RFID卡读卡模块进行检测，当RFID卡读卡模块检测到RFID卡后，控制主机通过数据采集转化模块控制射灯照射绿光，并在显示屏上显示已放入助燃材料可以进行钻木取火，然后压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风进行检测，控制主机分别将检测到的数值与对应的预设值进行比较，如果检测到的数值有一项或者数项数值低于对应的预设值，则在显示屏上显示此项或者此数项数值稍低；如果所有检测到的数值均超过对应的预设值，则在显示屏上显示火焰燃烧的图像并显示钻木取火成功，同时射灯变为照射红光。

6.根据权利要求5所述的钻木取火模拟展项的控制方法，其特征在于，所述的压力传感器、温度传感器探头、转速传感器探头、麦克风是连续地检测一定时间段，然后将检测到的各项数值进行均值计算，然后将计算出的各项均值与对应的预设值进行比较，如果各项均值中有一项或者数项数值低于对应的预设值，则在显示屏上显示此项或者此数项数值稍低；如果各项均值均超过对应的预设值，则在显示屏上显示火焰燃烧的图像并显示钻木取火成功，同时射灯变为照射红光。