CN107862968A - 仿生鱼教学设备 - Google Patents
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Abstract
本发明一种仿生鱼教学设备，具体涉及一种具有触摸反馈和动作演示的鱼类仿生教学装置；本发明所要解决的技术问题是：提供一种适于教学、增加教学趣味的仿生鱼教学设备；为解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：一种仿生鱼教学设备，包括：仿生鱼本体和仿生鱼智能控制装置，所述仿生鱼本体为中空的鱼体结构，仿生鱼本体上设置有触摸体验点和远程讲解点；所述仿生鱼智能控制装置安装在鱼体内部；所述触摸体验点设置有弹性压片开关K1，挤压触摸体验点可使得弹性压片开关K1接通，所述远程讲解点设置有红外接收传感器；所述仿生鱼智能控制装置包括：触摸反馈电路和红外运动模拟装置。
Description
技术领域
本发明仿生鱼教学设备，具体涉及一种具有触摸反馈和动作演示的鱼类仿生教学装置。
背景技术
目前，现有的教学中，一般为教师在课堂上使用书本、粉笔与黑板或者采用PPT的方式对学生进行教学，例如：在对鱼类的一些教学课程中，一般是通过老师的讲解以及动画演示的方式进行，这种教学模式比较刻板单一，很难给学生以直观的感受，常使学生觉得枯燥、索然无味，影响教学质量，导致同学们对鱼生活习惯的了解比较浅显，脑海中的模拟鱼的生物结构和运动方式也相对死板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适于教学、增加教学趣味的仿生鱼教学设备。
为解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：仿生鱼教学设备，包括：仿生鱼本体和仿生鱼智能控制装置，所述仿生鱼本体为中空的鱼体结构，仿生鱼本体上设置有触摸体验点和远程讲解点；所述仿生鱼智能控制装置安装在鱼体内部；
所述触摸体验点设置有弹性压片开关K1，挤压触摸体验点可使得弹性压片开关K1接通，所述远程讲解点设置有红外接收传感器；
所述仿生鱼智能控制装置包括：触摸反馈电路和红外运动模拟装置；
所述触摸反馈电路包括：时基集成电路芯片IC1和继电器J1，其中：继电器J1的线圈为J1.1，其常开触点为J1.2；其电路结构为：
所述继电器J1的常开触点J1.2的一端与交流电源火线相连，继电器J1的常开触点J1.2的另一端并接灯泡L1的一端和播放器BL1的一端后与变压器T1的火线输入端相连，所述变压器T1的零线输入端并接灯泡L1的另一端和播放器BL1的另一端后与交流电源零线相连，上述开关K1并接在继电器J1的常开触点J1.2的两端；
所述变压器T1的输出端与整流滤波电路Q1的输入端相连，所述整流滤波电路Q1的输出端正极并接电容C1的正极、电阻R2的一端和时基集成电路芯片IC1的4脚后与时基集成电路芯片IC1的8脚相连，所述整流滤波电路Q1的输出端负极并接电容C1的负极、电容C2的负极、二极管D1的正极和继电器J1的线圈J1.1的一端后与时基集成电路芯片IC1的1脚相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的正极、电阻R3的一端和时基集成电路芯片IC1的6脚后与时基集成电路芯片IC1的2脚相连，所述电阻R3的另一端与时基集成电路芯片IC1的7脚相连；
所述时基集成电路芯片IC1的3脚并接二极管D1的负极后与继电器J1的线圈J1.1的另一端相连；
所述红外运动模拟装置包括：红外遥控器、红外接收模块、运动主控器、继电输出模块、电机、减速器和摇摆控制装置；
所述红外接收模块的信号输出端与上述运动主控器的信号输入端相连，所述运动主控器的信号输出端与继电输出模块的信号输入端相连，所述继电输出模块的信号输出端与上述电机的电源端电连接，所述电机的输出轴通过减速器与摇摆控制装置相连；
摇摆控制装置包括：框架和转轮，所述框架呈椭圆形框体结构，所述椭圆形框体结构由两端的半圆形框体和中间的方形框体共同组成，其中方形框体的内侧均设置有齿条，所述转轮位于框架内，且所述转轮外侧的一部分设置有外齿，所述外齿能与方形框体内任一侧的齿条相啮合，且只能同时与一侧的齿条相啮合，所述转轮的轴与上述减速器的输出轴连接，通过减速器驱动转轮转动，实现框架的往复移动，所述框架的两端安装在鱼体上。
所述时基集成电路芯片IC1采用NE555芯片。
所述灯泡L1采用LED灯组。
所述红外接收模块、电机、减速器和摇摆控制装置有多组。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
一、仿生鱼教学设备采用红外遥控和触摸控制，能够很好的配合教师的讲解做出相应的动作，便于师生之间的交流和互动。
二、仿生鱼教学设备采用摇摆控制装置实现仿生鱼的摆尾动作，结构简单、控制方便、故障率低，便于长时间的教学使用。
三、仿生鱼教学设备安装有远程讲解点，配合摇摆控制装置，实现讲解内容和动作同比进行，增加来学习的趣味性，提升了学习自主性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中触摸反馈电路的电路图；
图3是本发明中红外运动模拟装置的电路结构示意图；
图4是图1的A向视图；
图中：1为仿生鱼本体、2为触摸体验点、3为远程讲解点、4为红外遥控器、5为红外接收模块、6为运动主控器、7为继电输出模块、8为电机、9为减速器、10为摇摆控制装置、11为框架、12为转轮、13为齿条、14为外齿。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明仿生鱼教学设备，包括：仿生鱼本体1和仿生鱼智能控制装置，所述仿生鱼本体1为中空的鱼体结构，仿生鱼本体1上设置有触摸体验点2和远程讲解点3；所述仿生鱼智能控制装置安装在鱼体内部；
所述触摸体验点2设置有弹性压片开关K1，挤压触摸体验点2可使得弹性压片开关K1接通，所述远程讲解点3设置有红外接收传感器；
所述仿生鱼智能控制装置包括：触摸反馈电路和红外运动模拟装置；
所述触摸反馈电路包括：时基集成电路芯片IC1和继电器J1，其中：继电器J1的线圈为J1.1，其常开触点为J1.2；其电路结构为：
所述继电器J1的常开触点J1.2的一端与交流电源火线相连，继电器J1的常开触点J1.2的另一端并接灯泡L1的一端和播放器BL1的一端后与变压器T1的火线输入端相连，所述变压器T1的零线输入端并接灯泡L1的另一端和播放器BL1的另一端后与交流电源零线相连，上述开关K1并接在继电器J1的常开触点J1.2的两端；
所述变压器T1的输出端与整流滤波电路Q1的输入端相连，所述整流滤波电路Q1的输出端正极并接电容C1的正极、电阻R2的一端和时基集成电路芯片IC1的4脚后与时基集成电路芯片IC1的8脚相连，所述整流滤波电路Q1的输出端负极并接电容C1的负极、电容C2的负极、二极管D1的正极和继电器J1的线圈J1.1的一端后与时基集成电路芯片IC1的1脚相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的正极、电阻R3的一端和时基集成电路芯片IC1的6脚后与时基集成电路芯片IC1的2脚相连，所述电阻R3的另一端与时基集成电路芯片IC1的7脚相连；
所述时基集成电路芯片IC1的3脚并接二极管D1的负极后与继电器J1的线圈J1.1的另一端相连；
所述红外运动模拟装置包括：红外遥控器4、红外接收模块5、运动主控器6、继电输出模块7、电机8、减速器9和摇摆控制装置10；
所述红外接收模块5的信号输出端与上述运动主控器6的信号输入端相连，所述运动主控器6的信号输出端与继电输出模块7的信号输入端相连，所述继电输出模块7的信号输出端与上述电机8的电源端电连接，所述电机8的输出轴通过减速器9与摇摆控制装置10相连；
摇摆控制装置10包括：框架11和转轮12，所述框架11呈椭圆形框体结构，所述椭圆形框体结构由两端的半圆形框体和中间的方形框体共同组成，其中方形框体的内侧均设置有齿条13，所述转轮12位于框架11内，且所述转轮12外侧的一部分设置有外齿14，所述外齿14能与方形框体内任一侧的齿条13相啮合，且只能同时与一侧的齿条13相啮合，所述转轮12的轴与上述减速器9的输出轴连接，通过减速器9驱动转轮12转动，实现框架11的往复移动，所述框架11的两端安装在鱼体上。
所述时基集成电路芯片IC1采用NE555芯片。
所述灯泡L1采用LED灯组。
所述红外接收模块5、电机8、减速器9和摇摆控制装置10有多组。
本发明通过弹性压片开关K1感应外界的压力，当触摸弹性压片开关K1时，能够将感知的压力转化为电信号发送给触摸反馈电路，触摸反馈电路能够在一段时间内发出语音信息，实现了仿生鱼类的感知功能。
当挤压上述弹性压片开关K1时，此时弹性压片开关K1接通灯泡L1和播放器BL1的电路，上述设备开始工作，发出灯光和声音，同时电源经过变压、整流滤波后给时基集成电路芯片IC1供电，所述时基集成电路芯片IC1的2脚和时基集成电路芯片IC1的6脚所连接的电容C2的初始电压为0，此时时基集成电路芯片IC1的3脚输出高电平，继电器J1的线圈J1.1吸合，继电器J1的常开触点K1.2闭合，整个电路进入自锁状态，上述灯泡L1和播放器BL1持续工作，此后，时基集成电路芯片IC1的2脚和时基集成电路芯片IC1的6脚所连接的电容C2的电压持续上升，当电容C2的充电电压至2/3的直流电压时为定时时间，此时时基集成电路芯片IC1的3脚输出电压为低电平，继电器J1的线圈J1.1释放，继电器J1的常开触点K1.2自动断开，切断所有的反馈工作，这样就实现了反馈信息的持续性，既实现了对外界压力的感知，同时又能够有足够的时间完成语音的播放，达到很好的压力感知和反馈功能，实现很好的交互性。
所述触摸体验点2设置在鱼体的各个部分，相应的播放器BL1中存储触摸体验点位置的鱼类信息，挤压鱼鳃上的触摸体验点，会播放鱼鳃的信息，例如：“鳃是硬骨鱼的呼吸器官，水从口进入后经过鳃流出，水流方向正好与鳃板中的血流方向相反，形成逆流交换系统能高效地既带来氧又带走二氧化碳，每个鳃片、鳃丝、鳃小片都完全张开，使鳃和水的接触面积扩大，增加摄取水中所溶解的氧的机会，在鳃小片中有微血管，这里的表皮很薄，当血液流过这里时就完成了气体交换，同时，吸取水中的氧，氧随血液循环输送到身体各部分去，鱼类的呼吸作用就是在这个过程中完成的”。
所述所述红外接收模块5、电机8、减速器9和摇摆控制装置10有多组，本具体实施方式中设置有三组，分别安装在鱼口位置，鱼鳃位置和鱼尾位置，用来控制鱼口张合、鱼鳃开合和鱼尾摆动，当设置在鱼口时，将上述框架11在鱼口中竖直设置，框架11可以顶开鱼口，上述电机8、减速器9和转轮12同轴固定设置，启动上述电路，由于转轮12固定不动，则框架11上下运动，可以带动鱼口张合；当设置在鱼鳃和鱼尾位置时，将上述框架11在水平设置，上述电机8、减速器9和转轮12同轴固定设置，启动上述电路，由于转轮12固定不动，则框架11左右运动，可以带动鱼鳃开合和鱼尾摆动。
本发明采用36V交流电源装置为整个仿生鱼教学用具供电，36V交流电是安全电压，所述36V交流电源装置可以满足仿生鱼的运行电量，同时避免发生触电身亡的事故。
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.仿生鱼教学设备，其特征在于：包括：仿生鱼本体（1）和仿生鱼智能控制装置，所述仿生鱼本体（1）为中空的鱼体结构，仿生鱼本体（1）上设置有触摸体验点（2）和远程讲解点（3）；所述仿生鱼智能控制装置安装在鱼体内部；
所述触摸体验点（2）设置有弹性压片开关K1，挤压触摸体验点（2）可使得弹性压片开关K1接通，所述远程讲解点（3）设置有红外接收传感器；
所述仿生鱼智能控制装置包括：触摸反馈电路和红外运动模拟装置；
所述触摸反馈电路包括：时基集成电路芯片IC1和继电器J1，其中：继电器J1的线圈为J1.1，其常开触点为J1.2；其电路结构为：
所述继电器J1的常开触点J1.2的一端与交流电源火线相连，继电器J1的常开触点J1.2的另一端并接灯泡L1的一端和播放器BL1的一端后与变压器T1的火线输入端相连，所述变压器T1的零线输入端并接灯泡L1的另一端和播放器BL1的另一端后与交流电源零线相连，上述开关K1并接在继电器J1的常开触点J1.2的两端；
所述变压器T1的输出端与整流滤波电路Q1的输入端相连，所述整流滤波电路Q1的输出端正极并接电容C1的正极、电阻R2的一端和时基集成电路芯片IC1的4脚后与时基集成电路芯片IC1的8脚相连，所述整流滤波电路Q1的输出端负极并接电容C1的负极、电容C2的负极、二极管D1的正极和继电器J1的线圈J1.1的一端后与时基集成电路芯片IC1的1脚相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的正极、电阻R3的一端和时基集成电路芯片IC1的6脚后与时基集成电路芯片IC1的2脚相连，所述电阻R3的另一端与时基集成电路芯片IC1的7脚相连；
所述时基集成电路芯片IC1的3脚并接二极管D1的负极后与继电器J1的线圈J1.1的另一端相连；
所述红外运动模拟装置包括：红外遥控器（4）、红外接收模块（5）、运动主控器（6）、继电输出模块（7）、电机（8）、减速器（9）和摇摆控制装置（10）；
所述红外接收模块（5）的信号输出端与上述运动主控器（6）的信号输入端相连，所述运动主控器（6）的信号输出端与继电输出模块（7）的信号输入端相连，所述继电输出模块（7）的信号输出端与上述电机（8）的电源端电连接，所述电机（8）的输出轴通过减速器（9）与摇摆控制装置（10）相连；
摇摆控制装置（10）包括：框架（11）和转轮（12），所述框架（11）呈椭圆形框体结构，所述椭圆形框体结构由两端的半圆形框体和中间的方形框体共同组成，其中方形框体的内侧均设置有齿条（13），所述转轮（12）位于框架（11）内，且所述转轮（12）外侧的一部分设置有外齿（14），所述外齿（14）能与方形框体内任一侧的齿条（13）相啮合，且只能同时与一侧的齿条（13）相啮合，所述转轮（12）的轴与上述减速器（9）的输出轴连接，通过减速器（9）驱动转轮（12）转动，实现框架（11）的往复移动，所述框架（11）的两端安装在鱼体上。
2.根据权利要求1所述的仿生鱼教学设备，其特征在于：所述时基集成电路芯片IC1采用NE555芯片。
3.根据权利要求1所述的仿生鱼教学设备，其特征在于：所述灯泡L1采用LED灯组。
4.根据权利要求1所述的仿生鱼教学设备，其特征在于：所述红外接收模块（5）、电机（8）、减速器（9）和摇摆控制装置（10）有多组。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109613869A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-12 | 合肥昊康电器有限公司 | 一种用于仿生仪器的驱动控制电路 |
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2017
- 2017-11-16 CN CN201711140729.9A patent/CN107862968A/zh active Pending
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