CN107564347B - 一种儿童智能教育设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，包括内部呈中空的扁平状箱体、第一吊带、第二吊带以及控制机构，控制机构包括处理器、驱动装置以及存储装置，处理器包括纠正模块，纠正模块与互联网连接，存储装置与处理器连接，用于存储处理器发送的信息，箱体包括第一充气装置以及第二充气装置，第一吊带包括第一空气导管，第二吊带包括第二空气导管，箱体还包括摄像头、旋转装置、投影装置以及打印装置，摄像头与处理器连接，用于拍摄用户前方的画面并将其发送给处理器，旋转装置与驱动装置连接，用于调整摄像头拍摄的角度，投影装置与处理器连接，用于向前方投射影像，打印装置与处理器连接，用于接收处理器发送的信息并打印。

Description

一种儿童智能教育设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及儿童教育领域，具体涉及一种儿童智能教育设备及其工作方法。

背景技术

当前，儿童教育是社会和家长都非常重视的问题。然而，由于生活节奏快、工作压力大，很多父母无法在工作时间陪伴孩子成长，也无法将孩子带在身边言传身教。但是，由于父母的教育在孩子的成长过程中起着关键性的作用，父母的言传身教也影响着孩子的性格形成。

在种类繁多的儿童教育形式中，将孩子送至教育机构费用不菲，并且集体教学的方式并不能使每个学生都获益，购置一台家庭用的儿童学习机虽然价格低廉，目前市场上在售的儿童学习机功能简单，并且矫正效率低下。

发明内容

发明目的： 为解决背景技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种儿童智能教育设备及其工作方法。

技术方案：一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，包括内部呈中空的扁平状箱体、第一吊带、第二吊带以及控制机构，所述控制机构包括处理器、驱动装置以及存储装置，所述处理器与移动终端连接，所述处理器包括纠正模块，所述纠正模块与互联网连接，所述驱动装置与所述处理器连接，所述存储装置与所述处理器连接，用于存储所述处理器发送的信息，所述第一吊带位于所述箱体的左侧，所述第二吊带位于所述箱体的右侧，所述箱体包括第一充气装置以及第二充气装置，所述第一充气装置以及所述第二充气装置与所述驱动装置连接，所述第一吊带包括第一空气导管，所述第一空气导管与所述第一充气装置连接，所述第二吊带包括第二空气导管，所述第二空气导管与所述第二充气装置连接，所述箱体还包括摄像头、旋转装置、投影装置以及打印装置，所述摄像头位于所述箱体顶部，与所述处理器连接，用于拍摄用户前方的画面并将其发送给所述处理器，所述旋转装置与所述驱动装置连接，用于调整所述摄像头拍摄的角度，所述投影装置与所述处理器连接，用于向前方投射影像，所述打印装置与所述处理器连接，用于接收所述处理器发送的信息并打印。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括激光测距仪，所述激光测距仪位于所述箱体顶部，与所述处理器连接，用于检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括直线导轨以及电动滑块，所述直线导轨位于所述箱体前部中间位置，所述电动滑块与所述直线导轨连接，由所述驱动装置驱动，沿所述直线导轨上下移动。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括旋转支架，所述旋转支架与所述电动滑块连接，由所述驱动装置驱动，启动后与桌面贴合，所述旋转支架包括阻力传感器，所述阻力传感器与所述处理器连接，用于检测受到的阻力并将其发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，所述箱体还包括颈部支撑装置，所述颈部支撑装置与所述驱动装置连接，作用于用户颈部以及肩部位置。

作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：

a)所述处理器向所述驱动装置第一充气信号以及第二充气信号，所述驱动装置驱动所述第一充气装置以及所述第二充气装置启动；

b)所述摄像头拍摄用户学习的画面并将其发送给所述处理器；

c)所述处理器将所述画面导入所述纠正模块，所述纠正模块判断用户书写的是否为计算公式或中文汉字或英文单词；

d)若是，所述纠正模块判断书写结果是否正确；

e)若否，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器，所述处理器将正确答案转发给所述投影装置，所述投影装置将正确答案在桌面投影显示；

f)所述处理器将错题收录至存储装置；

g)所述处理器判断所述存储装置的已用容量是否达到预设容量；

h)若是，所述处理器提取出所述存储装置中的存储信息向所述打印装置输出打印信号，所述打印装置打印所述存储信息。

作为本发明的一种优选方式，步骤a还包括

所述处理器向所述驱动装置输出第一旋转信号，所述驱动装置驱动所述旋转支架旋转90度；

所述处理器向所述驱动装置输出第一移动信号，所述驱动装置驱动所述电动滑块向下移动；

所述阻力传感器检测所述旋转支架受到的阻力并将其发送给所述处理器；

所述处理器判断所述阻力是否大于等于预设阻力；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出停止移动信号，所述驱动装置驱动所述电动滑块停止工作。

作为本发明的一种优选方式，步骤b还包括：

所述激光测距仪检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器；

所述处理器根据所述激光测距仪与所述旋转装置之间的距离以及所述激光测距仪发送的距离计算所述旋转装置的旋转角度；

所述处理器向所述驱动装置输出第二旋转信号，所述驱动装置驱动所述旋转装置旋转所述角度。

作为本发明的一种优选方式，步骤d还包括：

若在第一预设时间段内，用户仍未书写出正确答案，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，从用户开始学习时，每经过第二预设时间段，所述处理器向所述驱动装置输出支撑信号，所述驱动装置驱动所述颈部支撑装置启动，所述颈部支撑装置启动第三预设时间段后自动关闭。

本发明实现以下有益效果：

本发明提供的智能教育设备可从学习内容以及学习姿势两方面提供教育。第一充气装置与第二充气装置同步对第一空气导管与第二空气导管注入气体，所述第一空气导管以及所述第二空气导管膨胀后使得用户胸前与桌子保持一定距离，所述距离可调整；旋转支架通过电动滑块以及直线导轨可上下平移，所述旋转支架与桌面贴合，是的用户背部与桌面保持垂直状态；长时间学习后，颈部支撑装置可对用户颈部以及肩部进行短时间按摩，缓解学习造成的疲劳；纠正模块可对用户的书写错误进行纠正，投影装置将正确答案在桌面投影显示；处理器将错题录入存储装置，并定量通过打印装置将所述错题打印出来。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备结构示意图；

图2为本发明提供的箱体前部结构示意图；

图3为本发明提供的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备工作方法流程图；

图4为本发明提供的摄像头拍摄角度调整方法流程图；

图5为本发明提供的旋转支架工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1、2所示，一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，包括内部呈中空的扁平状箱体1、第一吊带2、第二吊带3以及控制机构4，所述控制机构4包括处理器5、驱动装置6以及存储装置7，所述处理器5与移动终端连接，所述处理器5包括纠正模块，所述纠正模块与互联网连接，所述驱动装置6与所述处理器5连接，所述存储装置7与所述处理器5连接，用于存储所述处理器5发送的信息，所述第一吊带2位于所述箱体1的左侧，所述第二吊带3位于所述箱体1的右侧，所述箱体1包括第一充气装置8以及第二充气装置9，所述第一充气装置8以及所述第二充气装置9与所述驱动装置6连接，所述第一吊带2包括第一空气导管10，所述第一空气导管10与所述第一充气装置8连接，所述第二吊带3包括第二空气导管11，所述第二空气导管11与所述第二充气装置9连接，所述箱体1还包括摄像头12、旋转装置13、投影装置14以及打印装置15，所述摄像头12位于所述箱体1顶部，与所述处理器5连接，用于拍摄用户前方的画面并将其发送给所述处理器5，所述旋转装置13与所述驱动装置6连接，用于调整所述摄像头12拍摄的角度，所述投影装置14与所述处理器5连接，用于向前方投射影像，所述打印装置15与所述处理器5连接，用于接收所述处理器5发送的信息并打印。

所述箱体1还包括激光测距仪16，所述激光测距仪16位于所述箱体1顶部，与所述处理器5连接，用于检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器5。

所述箱体1还包括直线导轨17以及电动滑块18，所述直线导轨17位于所述箱体1前部中间位置，所述电动滑块18与所述直线导轨17连接，由所述驱动装置6驱动，沿所述直线导轨17上下移动。

所述箱体1还包括旋转支架19，所述旋转支架19与所述电动滑块18连接，由所述驱动装置6驱动，启动后与桌面贴合，所述旋转支架19包括阻力传感器20，所述阻力传感器20与所述处理器5连接，用于检测受到的阻力并将其发送给所述处理器5。

所述箱体1还包括颈部支撑装置21，所述颈部支撑装置21与所述驱动装置6连接，作用于用户颈部以及肩部位置。

具体地，本发明提供的智能教育设备包括箱体1、第一吊带2、第二吊带3以及控制机构4，所述控制机构4位于所述箱体1内部，所述第一吊带2以及所述第二吊带3分别位于所述箱体1的左右两侧，所述控制机构4包括处理器5、驱动装置6以及存储装置7，所述处理器5包括纠正模块，所述纠正模块实时与互联网连接，所述箱体1呈扁平状，分为三个部分：第一部分、第二部分以及第三部分，第一部分包括摄像头12、旋转装置13、投影装置14以及激光测距仪16，位于所述箱体1的顶部位置，所述第二部分为主体，所述主体为背带式结构，包括第一充气装置8、第二充气装置9以及打印装置15，所述第三部分位于所述主体前方，包括直线导轨17、电动滑块18、旋转支架19以及颈部支撑装置21，所述第一吊带2包括第一空气导管10，所述第一空气导管10与所述箱体1左侧连通，所述第二吊带3包括第二空气导管11，所述第二空气导管11与所述箱体1右侧连通。

在用户学习前，穿戴上所述智能教育设备，所述处理器5向所述驱动装置6输出充气信号，所述驱动装置6驱动所述第一充气装置8以及所述第二充气装置9启动，所述第一充气装置8以及所述第二充气装置9向所述第一空气导管10以及所述第二空气导管11内注入预设容积的气体体积，所述第一空气导管10以及所述第二空气导管11位于用户胸前位置，注入气体后膨胀使用户胸前与桌子保持一定距离，所述距离可通过调整注入气体体积来控制，所述第一空气导管10以及所述第二空气导管11分别包括一个阀门，所述阀门的开关位于所述第一吊带2以及所述第二吊带3的外部，所述阀门的开闭可由用户手动操控，当用户学习完毕后，打开所述阀门，可释放所述第一空气导管10以及所述第二空气导管11内的气体。

实施例二

如图3所示，一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，包括以下工作步骤：

a)所述处理器5向所述驱动装置6第一充气信号以及第二充气信号，所述驱动装置6驱动所述第一充气装置8以及所述第二充气装置9启动；

b)所述摄像头12拍摄用户学习的画面并将其发送给所述处理器5；

c)所述处理器5将所述画面导入所述纠正模块，所述纠正模块判断用户书写的是否为计算公式或中文汉字或英文单词；

d)若是，所述纠正模块判断书写结果是否正确；

e)若否，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器5，所述处理器5将正确答案转发给所述投影装置14，所述投影装置14将正确答案在桌面投影显示；

f)所述处理器5将错题收录至存储装置7；

g)所述处理器5判断所述存储装置7的已用容量是否达到预设容量；

h)若是，所述处理器5提取出所述存储装置7中的存储信息向所述打印装置15输出打印信号，所述打印装置15打印所述存储信息。

步骤a还包括

所述处理器5向所述驱动装置6输出第一旋转信号，所述驱动装置6驱动所述旋转支架19旋转90度；

所述处理器5向所述驱动装置6输出第一移动信号，所述驱动装置6驱动所述电动滑块18向下移动；

所述阻力传感器20检测所述旋转支架19受到的阻力并将其发送给所述处理器5；

所述处理器5判断所述阻力是否大于等于预设阻力；

若是，所述处理器5向所述驱动装置6输出停止移动信号，所述驱动装置6驱动所述电动滑块18停止工作。

步骤b还包括：

所述激光测距仪16检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器5；

所述处理器5根据所述激光测距仪16与所述旋转装置13之间的距离以及所述激光测距仪16发送的距离计算所述旋转装置13的旋转角度；

所述处理器5向所述驱动装置6输出第二旋转信号，所述驱动装置6驱动所述旋转装置13旋转所述角度。

步骤d还包括：

若在第一预设时间段内，用户仍未书写出正确答案，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器5。

具体地，本发明提供的智能教育设备可从学习内容以及学习姿势两方面提供教育。所述摄像头12用于拍摄用户学习的画面并将其发送给所述处理器5，从而作为判断的依据，家长也可通过与所述处理器5连接的移动终端查看所述画面，而拍摄用户学习的画面，须保持摄像头12的拍摄角度与用户视线保持一直，当用户头部上下移动时，所述摄像头12须跟随移动，所述激光测距仪16位于用户头部后方位置，用于检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器5，所述激光测距仪16到所述旋转装置13的距离为一确定值，根据上述两个距离值可利用三角函数计算用户头部转动的角度，所述角度即为所述旋转装置13的旋转角度，tanx=所述激光测距仪16发送的距离/所述激光测距仪16到所述旋转装置13的距离，x即为所述角度，所述处理器5计算出所述角度后向所述驱动装置6输出第二旋转信号，所述驱动装置6驱动所述旋转装置13旋转所述角度，所述摄像头12的拍摄角度与用户视线保持一致，所述处理器5根据所述摄像头12发送的画面判断用户的书写结果是否正确，若用户书写的是计算公式，所述纠正模块预先联网获取所述计算公式的正确答案，若用户书写的是中文汉字，所述中文汉字包括词语、诗词等等，所述纠正模块先判断用户书写的最后一个字是否正确，若正确，则进一步判断最后两个字是否正确，若正确，继续判断最后三个字是否正确，以此类推，若所述纠正模块判断用户书写的是诗词，除了上述方法外，还将判断上下文诗句是否连贯，若用户书写的是英文单词，所述英文单词包括词组、语法等等，用户书写完一个单词后，所述纠正模块判断其是否书写正确。若是用户的书写结果错误，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器5，所述处理器5将正确答案转发给所述投影装置14，所述投影装置14将正确答案在桌面投影显示，其中，若是用户遇到难题，长时间未输出答案，所述处理器5中设置有第一预设时间段，若在第一预设时间段内，用户仍未书写出正确答案，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器5，所述处理器5将错题或为书写的题目收录至存储装置7，当所述存储装置7中的已用容量达到预设容量时，所述处理器5提取出所述存储装置7中的存储信息向所述打印装置15输出打印信号，所述打印装置15打印所述存储信息，提取后删除所述存储装置7中的存储信息。

纠正学习姿势除了实施一提供的方法外，利用直线导轨17、与所述直线导轨17连接的电动滑块18以及与所述电动滑块18连接的旋转支架19可改善用户的背部姿势，所述旋转支架19包括阻力传感器20，用户穿戴完毕后，所述旋转支架19贴合在所述箱体1上，当用户坐上座椅后，所述处理器5向所述驱动装置6输出第一旋转信号，所述驱动装置6驱动所述旋转支架19向前方旋转90度，此时，所述旋转支架19与所述箱体1保持垂直状态，所述处理器5向所述驱动装置6输出第一移动信号，所述驱动装置6驱动所述电动滑块18向下移动，当所述旋转支架19与桌面接触时，所述阻力传感器20检测所述旋转支架19受到的阻力并将其发送给所述处理器5，当所述阻力大于等于预设阻力时，所述处理器5向所述驱动装置6输出停止移动信号，所述驱动装置6驱动所述电动滑块18停止工作，使得用户背部与桌面保持垂直状态。

实施例三

如图3、4所示，从用户开始学习时，每经过第二预设时间段，所述处理器5向所述驱动装置6输出支撑信号，所述驱动装置6驱动所述颈部支撑装置21启动，所述颈部支撑装置21启动第三预设时间段后自动关闭。

具体地，长时间低头学习，会对用户颈部、肩部等部位造成不良影响，本发明提供有颈部支撑装置21，所述颈部支撑装置21内置有按摩模块，所述颈部支撑装置21弹出后，所述按摩模块可对用户颈部以及肩部振动按摩，缓解学习疲劳。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，包括内部呈中空的扁平状箱体（1）、第一吊带（2）、第二吊带（3）以及控制机构（4），其特征在于，所述控制机构（4）包括处理器（5）、驱动装置（6）以及存储装置（7），所述处理器（5）与移动终端连接，所述处理器（5）包括纠正模块，所述纠正模块与互联网连接，所述驱动装置（6）与所述处理器（5）连接，所述存储装置（7）与所述处理器（5）连接，用于存储所述处理器（5）发送的信息，所述第一吊带（2）位于所述箱体（1）的左侧，所述第二吊带（3）位于所述箱体（1）的右侧，所述箱体（1）包括第一充气装置（8）以及第二充气装置（9），所述第一充气装置（8）以及所述第二充气装置（9）与所述驱动装置（6）连接，所述第一吊带（2）包括第一空气导管（10），所述第一空气导管（10）与所述第一充气装置（8）连接，所述第二吊带（3）包括第二空气导管（11），所述第二空气导管（11）与所述第二充气装置（9）连接，所述箱体（1）还包括摄像头（12）、旋转装置（13）、投影装置（14）以及打印装置（15），所述摄像头（12）位于所述箱体（1）顶部，与所述处理器（5）连接，用于拍摄用户前方的画面并将其发送给所述处理器（5），所述旋转装置（13）与所述驱动装置（6）连接，用于调整所述摄像头（12）拍摄的角度，所述投影装置（14）与所述处理器（5）连接，用于向前方投射影像，所述打印装置（15）与所述处理器（5）连接，用于接收所述处理器（5）发送的信息并打印，所述箱体（1）还包括直线导轨（17）、电动滑块（18）以及旋转支架（19），所述直线导轨（17）位于所述箱体（1）前部中间位置，所述电动滑块（18）与所述直线导轨（17）连接，由所述驱动装置（6）驱动，沿所述直线导轨（17）上下移动，所述旋转支架（19）与所述电动滑块（18）连接，由所述驱动装置（6）驱动，启动后与桌面贴合，所述旋转支架（19）包括阻力传感器（20），所述阻力传感器（20）与所述处理器（5）连接，用于检测受到的阻力并将其发送给所述处理器（5）。

2.根据权利要求1所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，其特征在于：所述箱体（1）还包括激光测距仪（16），所述激光测距仪（16）位于所述箱体（1）顶部，与所述处理器（5）连接，用于检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器（5）。

3.根据权利要求2所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备，其特征在于：所述箱体（1）还包括颈部支撑装置（21），所述颈部支撑装置（21）与所述驱动装置（6）连接，作用于用户颈部以及肩部位置。

4.根据权利要求3所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

a)所述处理器（5）向所述驱动装置（6）第一充气信号以及第二充气信号，所述驱动装置（6）驱动所述第一充气装置（8）以及所述第二充气装置（9）启动；

b)所述摄像头（12）拍摄用户学习的画面并将其发送给所述处理器（5）；

c)所述处理器（5）将所述画面导入所述纠正模块，所述纠正模块判断用户书写的是否为计算公式或中文汉字或英文单词；

d)若是，所述纠正模块判断书写结果是否正确；

e)若否，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器（5），所述处理器（5）将正确答案转发给所述投影装置（14），所述投影装置（14）将正确答案在桌面投影显示；

f)所述处理器（5）将错题收录至存储装置（7）；

g)所述处理器（5）判断所述存储装置（7）的已用容量是否达到预设容量；

h)若是，所述处理器（5）提取出所述存储装置（7）中的存储信息向所述打印装置（15）输出打印信号，所述打印装置（15）打印所述存储信息。

5.根据权利要求4所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，其特征在于：步骤a还包括

所述处理器（5）向所述驱动装置（6）输出第一旋转信号，所述驱动装置（6）驱动所述旋转支架（19）旋转90度；

所述处理器（5）向所述驱动装置（6）输出第一移动信号，所述驱动装置（6）驱动所述电动滑块（18）向下移动；

所述阻力传感器检测所述旋转支架（19）受到的阻力并将其发送给所述处理器（5）；

所述处理器（5）判断所述阻力是否大于等于预设阻力；

若是，所述处理器（5）向所述驱动装置（6）输出停止移动信号，所述驱动装置（6）驱动所述电动滑块（18）停止工作。

6.根据权利要求4所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，其特征在于：步骤b还包括：

所述激光测距仪（16）检测其到用户头部的距离并将其发送给所述处理器（5）；

所述处理器（5）根据所述激光测距仪（16）与所述旋转装置（13）之间的距离以及所述激光测距仪（16）发送的距离计算所述旋转装置（13）的旋转角度；

所述处理器（5）向所述驱动装置（6）输出第二旋转信号，所述驱动装置（6）驱动所述旋转装置（13）旋转所述角度。

7.根据权利要求4所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，其特征在于：步骤d还包括：

若在第一预设时间段内，用户仍未书写出正确答案，所述纠正模块获取正确答案并将其发送给所述处理器（5）。

8.根据权利要求4所述的一种用于纠正儿童学习错误的智能教育设备的工作方法，其特征在于：从用户开始学习时，每经过第二预设时间段，所述处理器（5）向所述驱动装置（6）输出支撑信号，所述驱动装置（6）驱动所述颈部支撑装置（20）启动，所述颈部支撑装置（20）启动第三预设时间段后自动关闭。

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