CN106683563A - 一种教学沙盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种教学沙盘,包括盘体、与所述盘体连接的控制器及可插接于所述盘体上的教学模型,所述教学模型的底端设置有插头,其特征在于,所述盘体包括底层、顶层以及设置于所述底层和顶层之间的多个驱动机构,所述顶层上设置有多个与所述插头匹配的插孔,所述底层为固定层,所述顶层为弹性层,所述驱动机构的两端分别与所述底层和顶层连接,所述控制器用于通过所述驱动机构驱动所述顶层相对于所述底层进行凹凸变化。本发明的教学沙盘,可以通过驱动机构驱动顶层的相应部分凸起或者下凹,从而模拟地形的起伏变化,更接近真实的园林地形环境。同时,通过控制器控制各个驱动机构的动作,具有控制方便,实现简单等优点。

Description

一种教学沙盘
技术领域
本发明涉及教学器材技术领域,具体而言涉及一种教学沙盘,尤其是一种适用于建筑及园林设计的教学沙盘。
背景技术
在教学实践中,单单通过教师口头讲解或平面图片展示往往无法达到预期的效果,通常需要借助一些教具来辅助学生理解。以园林设计学、建筑学的教学为例,为了培养该领域的人才,使之具备较强的实践操作能力和创新能力,以便于直观的理解和展现设计方案,沙盘教具显得尤为必要。
为提供一种立体生动的教学用具,中国专利申请号为201420058165.X的实用新型专利公开了一种园林设计学沙盘教具,如图1所示,其包括沙盘盘体1、沙盘灯光控制盒2,植物或路灯模型。沙盘盘体1包括竖置T字型沙盘模型插口1.1、横置T字型沙盘模型插口,沙盘盘体1的前方设有沙盘电源口1.3及灯光控制盒连接口1.4,沙盘盘体1的内部拥有一个交流220V变直流5V变压器。竖置T字型沙盘模型插口1.1、横置T字型沙盘模型插口用于插入植物或路灯模型。使用时将沙盘在桌子上平放,带有模型插孔一面向上,在沙盘电源口1.3上插上市电在,将沙盘控制盒2与沙盘盘体1上的沙盘控制盒接口1.4相连,分别将植物模型与路灯模型底部设有的模型插头根据设计需要插入竖置T字型沙盘模型插口1.1或横置T字型沙盘模型插口上。为方便模型内灯光的分控,所有植物模型插入竖置T字型沙盘模型插口1.1,所有路灯插入横置T字型沙盘模型插口上,根据需要按下沙盘控制盒植物灯光控制按钮2.1、沙盘控制盒路灯灯光控制按钮2.2来控制沙盘上模型内的灯光。
上述方案能够较为生动地演示植物和路灯布置,但是仍然存在如下问题:(1)植物和路灯必须按照设定方式插入竖置T字型沙盘模型插口1.1或横置T字型沙盘模型插口上,否则灯光控制不准确,容易因为插错而影响演示效率;(2)只能演示平面地形的植物和路灯布置,模型较少,不能进行道路、桥梁和围栏等设施的模拟,不能模拟地形的凹凸变化。
因此,如何更好地模拟园林或绿化带布置效果,降低演示时出错概率,成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
鉴于此,本发明提出了一种教学沙盘,以更好地模拟园林或绿化布置情况,降低演示时出错概率,或至少其中之一。
本发明提出的一种教学沙盘,包括盘体、与所述盘体连接的控制器及可插接于所述盘体上的教学模型,所述教学模型的底端设置有插头,其特征在于,所述盘体包括底层、顶层以及设置于所述底层和顶层之间的多个驱动机构,所述顶层上设置有多个与所述插头匹配的插孔,所述底层为固定层,所述顶层为弹性层,所述驱动机构的两端分别与所述底层和顶层连接,所述控制器用于通过所述驱动机构驱动所述顶层相对于所述底层进行凹凸变化。
上述的教学沙盘,优选地,所述教学沙盘还包括压力油源,所述驱动机构为油缸,所述油缸的缸筒与所述底层连接,所述油缸的活塞杆与所述顶层连接,所述油缸的进油口连接所述压力油源;或,所述教学沙盘还包气泵,所述驱动机构为气缸,所述气缸的缸筒与所述底层连接,所述气缸的活塞杆与所述顶层连接,所述气缸的进气口通过换向阀连通所述气泵的出口。
上述的教学沙盘,优选地,所述盘体上设置有供电接口,所述驱动机构为直线驱动电机,所述直线驱动电机的一端与所述底层连接,所述直线驱动电机的另一端与所述顶层连接。
上述的教学沙盘,优选地,所述弹性层为橡胶层。
上述的教学沙盘,优选地,所述盘体还包括边框,所述边框的下端与所述底层连接,所述边框的上端与所述顶层连接,所述边框包括沿所述盘体周向设置的弹性环。
上述的教学沙盘,优选地,所述插头为十字形结构,所述插头包括横插头和竖插头,所述横插头和竖插头相差预定长度,所述横插头或所述竖插头上设置有接电触头。
上述的教学沙盘,优选地,所述插孔的形状与所述插头匹配,所述插孔包括横槽和竖槽,所述横槽与所述横插头匹配,所述竖槽与所述竖插头匹配,所述横槽和竖槽的下部设置有可通电的接电触片,所述横槽下部的接电触片与所述竖槽下部的接电触片连接不同的电路,所述接电触头通过所述接电触片取电。
上述的教学沙盘,优选地,所述教学模型包括植物模型和/或路灯模型和/或桥梁模型和/或围栏模型和/或道路模型。
上述的教学沙盘,优选地,所述教学模型包括围栏模型,所述围栏模型包括横杆和竖杆,所述横杆穿设于所述竖杆上,所述横杆为软杆;或/和,所述横杆与所述竖杆拼接而成。
上述的教学沙盘,优选地,所述教学模型包括道路模型,所述道路模型为多组铰接的平行四连杆结构组成。
本发明提出的教学沙盘,包括盘体、与盘体连接的控制器及可插接于盘体上的教学模型,教学模型的底端设置有插头,其特征在于,盘体包括底层、顶层以及设置于底层和顶层之间的多个驱动机构,顶层上设置有多个与插头匹配的插孔,底层为固定层,顶层为弹性层,驱动机构的两端分别与底层和顶层连接,控制器用于通过驱动机构驱动顶层相对于底层进行凹凸变化。盘体主要用于放置需要演示的教学模型,对于园林设计教学,教学模型可以为房屋、植物、路灯、围栏和道路等模型,当然还可以为溪流、雕塑等,对于其他领域教学,还可以为相应的模型。教学模型通过其底端的插头插接在盘体的插孔上。由于本发明中的盘体包括底层、顶层以及设置于底层和顶层之间的多个驱动机构,且底层为固定层,顶层为弹性层,即顶层可以弹性起伏(凹凸)变化,因此,在驱动机构的作用下,可以驱动顶层的相应部分凸起或者下凹,从而模拟建筑地形的起伏变化,更接近真实的园林地形环境。同时,通过控制器控制各个驱动机构的动作,动作时,有的驱动机构可以伸长,有的驱动机构可以缩短,各个驱动机构可以联动控制,因此,具有控制方便,实现简单等优点。
在进一步的技术方案中,插头为十字形结构,插头包括横插头和竖插头,横插头和竖插头相差预定长度,横插头或竖插头上设置有接电触头。插孔的形状与插头匹配,插孔包括横槽和竖槽,横槽与横插头匹配,竖槽与竖插头匹配,横槽和竖槽的下部设置有可通电的接电触片,横槽下部的接电触片与竖槽下部的接电触片连接不同的电路,接电触头通过接电触片取电。通过该方案,对于一类特定的模型,可以设置横插头上设置有接电触头,对于另一类特定模型,可以在竖插头上设置接电触头,因此,演示者不需要根据具体的模型类型,判断是需要横插或竖插,避免出错。又由于横槽下部的接电触片与竖槽下部的接电触片连接不同的电路,因此,对于上述横插头上设置有接电触头的模型,可以通过一个电路控制,对于竖插头上设置接电触头的模型,可以通过另一个电路控制,控制方便,避免出错。
附图说明
图1为现有技术中一种教学沙盘的示意图;
图2为本发明具体实施例提出的一种教学沙盘的结构示意图;
图3为图2中教学沙盘的盘体的截面图;
图4为图3中一种驱动机构的示意图;
图5为图3中顶层凹凸变化的示意图;
图6为图2中盘体的局部放大图;
图7为本发明具体实施例提出的一种插头的示意图;
图8为本发明具体实施例提出的一种插孔的示意图;
图9为本发明具体实施例提出的三种教学模型的示意图;
图10为本发明具体实施例提出第四种教学模型的示意图;
图11为本发明具体实施例提出第五种教学模型的示意图;
图12为图11中教学模型的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,本发明中的“和/或”,指既可以同时具备,也可以选择其中之一,如方案A和/或方案B,包括方案A、方案B、方案A且方案B此三种情况。
如图2-12所示,本发明提出的一种教学沙盘,包括盘体10、与盘体10连接的控制器20及可插接于盘体10上的教学模型30,教学模型30的底端设置有插头31,参见图2所示,盘体10包括底层11、顶层12以及设置于底层11和顶层12之间的多个驱动机构13,顶层12上设置有多个与插头31匹配的插孔121,底层11为固定层,顶层12为弹性层,驱动机构13的两端分别与底层11和顶层12连接,控制器20用于通过驱动机构13驱动顶层12相对于底层11进行凹凸变化。本方案中,盘体10主要用于放置需要演示的教学模型30,对于园林设计教学,教学模型30可以为房屋、植物、路灯、围栏和道路等模型,当然还可以为溪流、雕塑等,对于其他领域教学,还可以为相应的模型。教学模型30通过其底端的插头31插接在盘体10的插孔121上。由于本实施例中的盘体10包括底层11、顶层12以及设置于底层11和顶层12之间的多个驱动机构13,且底层11为固定层,顶层12为弹性层,即顶层可以弹性起伏(凹凸)变化,因此,在驱动机构13的作用下,可以驱动顶层12的相应部分凸起或者下凹,从而模拟建筑地形的起伏变化,更接近真实的园林地形环境。同时,本方案中,通过控制器20控制各个驱动机构13的动作,动作时,有的驱动机构13可以伸长,有的驱动机构13可以缩短,各个驱动机构13可以联动控制,因此,具有控制方便,实现简单等优点。
驱动机构13可以有多种方式实现,在第一种具体方案中,教学沙盘还包括压力油源,如油泵(需配置油箱),驱动机构13为油缸,油缸的缸筒与底层11连接,油缸的活塞杆与顶层12连接,油缸的进油口连接压力油源。该方案中,通过液压驱动,驱动力大,油缸的伸缩行程控制准确。
在第二种驱动机构13的实施方式中,如图4所示,教学沙盘还包气泵40,驱动机构13为气缸,气缸的缸筒与底层11连接,气缸的活塞杆与顶层12连接,气缸的进气口通过换向阀50连通气泵40的出口。该方案中,由于通过气压驱动,可以直接利用空气作为气源,相比于油缸驱动方式,可以省略油箱,成本降低,换向阀50用于控制气缸的有杆腔或无杆腔进气,即控制气泵40的出口与气缸的有杆腔或无杆腔连通,换向阀50优选为电磁换向阀,通过控制器20进行控制,气泵优选为电动泵,也通过控制器控制。
在第三种驱动机构13的实施方式中,盘体10上设置有供电接口14,驱动机构13为直线驱动电机,直线驱动电机的一端与底层11连接,直线驱动电机的另一端与顶层12连接。可以理解,直线驱动电机通过从供电接口14取电,从而直线移动驱动顶层12作凹凸变化。供电接口14还可以为顶层12上的插孔121供电。
上述方案中,弹性层(即顶层12)优选为橡胶层,即通过橡胶制成,橡胶的弹性好,控制凹凸变化方便,同时绝缘性较好。当然还可以为具有弹性的合成塑料、乳胶等。
上述的教学沙盘,可以只允许盘体10的中部或局部可以凹凸变化,优选地,如图6所示,盘体10还包括边框15,边框15的下端与底层11连接,边框的上端与顶层12连接,边框15包括沿盘体10周向设置的弹性环151。由于设置弹性环151,顶层12的边上也可以高低起伏,更容易模拟现实地形的变化,同样的,弹性环151可以用橡胶制成。
为克服现有技术中,植物和路灯必须按照设定方式插入竖置T字型沙盘模型插口或横置T字型沙盘模型插口上,否则灯光控制不准确,容易因为插错而影响演示效率等问题,本实施例中,如图7所示,插头31为十字形结构,插头设置在教学模型30的下方,插头31包括横插头311和竖插头312,横插头311和竖插头312相差预定长度,预定长度可以根据需要设置,只要使横插头311和竖插头312不至于插反即可,横插头311或竖插头312上设置有接电触头313。通过该方案,对于一类特定的模型,可以设置横插头311上设置有接电触头313,对于另一类特定模型,可以在竖插头312上设置接电触头313,因此,演示者不需要根据具体的模型类型,判断是需要横插或竖插,避免出错。
同样地,如图8所示,插孔121的形状与插头31匹配,插孔121包括横槽1211和竖槽1212,横槽1211与横插头311匹配,竖槽1212与竖插头312匹配,横槽1211和竖槽1212的下部设置有可通电的接电触片122,横槽1211下部的接电触片122与竖槽1212下部的接电触片122连接不同的电路,接电触头313通过接电触片122取电。本方案中,由于横槽1211下部的接电触片122与竖槽1212下部的接电触片122连接不同的电路,因此,对于上述横插头311上设置有接电触头313的模型,可以通过一个电路控制,对于竖插头312上设置接电触头313的模型,可以通过另一个电路控制,控制方便,避免出错。
上述的教学沙盘,教学模型30可以有多种,优选地,如图9-11所示,包括植物模型32和/或路灯模型33和/或桥梁模型34和/或围栏模型35和/或道路模型36。具体地,如图10所示,教学模型30包括围栏模型35,围栏模型35包括横杆351和竖杆352,横杆351穿设于竖杆352上,横杆351为软杆,由于横杆351为软杆,因此可以弯折,模拟围栏的转折。另外,横杆351与竖杆352也可以拼接而成,从而适应模拟不同长度的围栏。
进一步地,如图11-12所示,对于教学模型30包括道路模型36的情形,道路模型优选为多组铰接的平行四连杆结构组成,由于采用铰接的平行四连杆结构,参考图11,可以模拟道路的高低及弯曲变化。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种教学沙盘,包括盘体(10)、与所述盘体(10)连接的控制器(20)及可插接于所述盘体(10)上的教学模型(30),所述教学模型(30)的底端设置有插头(31),其特征在于,所述盘体(10)包括底层(11)、顶层(12)以及设置于所述底层(11)和顶层(12)之间的多个驱动机构(13),所述顶层(12)上设置有多个与所述插头(31)匹配的插孔(121),所述底层(11)为固定层,所述顶层(12)为弹性层,所述驱动机构(13)的两端分别与所述底层(11)和顶层(12)连接,所述控制器(20)用于通过所述驱动机构(13)驱动所述顶层(12)相对于所述底层(11)进行凹凸变化。
2.根据权利要求1所述的教学沙盘,其特征在于,所述教学沙盘还包括压力油源,所述驱动机构(13)为油缸,所述油缸的缸筒与所述底层(11)连接,所述油缸的活塞杆与所述顶层(12)连接,所述油缸的进油口连接所述压力油源;或,所述教学沙盘还包气泵(40),所述驱动机构(13)为气缸,所述气缸的缸筒与所述底层(11)连接,所述气缸的活塞杆与所述顶层(12)连接,所述气缸的进气口通过换向阀(50)连通所述气泵(40)的出口。
3.根据权利要求1所述的教学沙盘,其特征在于,所述盘体(10)上设置有供电接口(14),所述驱动机构(13)为直线驱动电机,所述直线驱动电机的一端与所述底层(11)连接,所述直线驱动电机的另一端与所述顶层(12)连接。
4.根据权利要求1所述的教学沙盘,其特征在于,所述弹性层为橡胶层。
5.根据权利要求1所述的教学沙盘,其特征在于,所述盘体(10)还包括边框(15),所述边框(15)的下端与所述底层(11)连接,所述边框的上端与所述顶层(12)连接,所述边框(15)包括沿所述盘体(10)周向设置的弹性环(151)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的教学沙盘,其特征在于,所述插头(31)为十字形结构,所述插头(31)包括横插头(311)和竖插头(312),所述横插头(311)和竖插头(312)相差预定长度,所述横插头(311)或所述竖插头(312)上设置有接电触头(313)。
7.根据权利要求6所述的教学沙盘,其特征在于,所述插孔(121)的形状与所述插头(31)匹配,所述插孔(121)包括横槽(1211)和竖槽(1212),所述横槽(1211)与所述横插头(311)匹配,所述竖槽(1212)与所述竖插头(312)匹配,所述横槽(1211)和竖槽(1212)的下部设置有可通电的接电触片(122),所述横槽(1211)下部的接电触片(122)与所述竖槽(1212)下部的接电触片(122)连接不同的电路,所述接电触头(313)通过所述接电触片(122)取电。
8.根据权利要求1-5任一项所述的教学沙盘,其特征在于,所述教学模型(30)包括植物模型(32)和/或路灯模型(33)和/或桥梁模型(34)和/或围栏模型(35)和/或道路模型(36)。
9.根据权利要求8所述的教学沙盘,其特征在于,所述教学模型(30)包括围栏模型(35),所述围栏模型(35)包括横杆(351)和竖杆(352),所述横杆(351)穿设于所述竖杆(352)上,所述横杆(351)为软杆;或/和,所述横杆(351)与所述竖杆(352)拼接而成。
10.根据权利要求8所述的教学沙盘,其特征在于,所述教学模型(30)包括道路模型(36),所述道路模型为多组铰接的平行四连杆结构组成。
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