CN108133626A - 智能教学台桌 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能教学台桌，它包括用于显示图像的桌板和支撑机构，桌板可直接显示图像或通过承载显示装置而显示图像。桌板上至少有一个成像区或显示窗口可同时显示视频教程和临摹对象。本发明中的智能教学台桌，可用于教学，特别是互联网远程教学，可实现实时网络授课，降低学习成本。内容物电子化，无需消耗纸质资源，有利于资源节约和保护环境。桌板设置多个成像区或显示窗口，使显示多样化，使学习者可以一面看着教学课程，一边练习；甚至可以超越时空以竞赛、互动等方式学习，使学习过程更为生动，提高学习效率。本发明中的台桌，尤其适合需要临摹练习的学习，包括但不限于书法、绘画等。

Description

智能教学台桌

技术领域

本发明涉及教学用具技术领域，尤其涉及智能教学台桌。

背景技术

传统的教育模式基本就是学生坐在教室里，老师在讲台面对一个班学生授课。近几年来，我国教育现代化程度越来越高，这得益于我国教育在信息化领域取得的巨大成就。目前，基本实现每个学校至少拥有一套多媒体教学设备；基本实现各级各类学习互联网全覆盖，拥有网络教学和学习环境。

目前是教学设备主要针对语文、英语等不需要实际操作的课程，但是，对于书画类的课程可能就没那么合适了。而且教学模式也比较单一，缺乏互动性。

汉字书法在中国五千年璀璨的文明及无与伦比的丰富文字记载都已为世人所认可，在这一博大精深的历史长河中，中国的书画艺术以其独特的艺术形式和艺术语言再现了这一历时性的嬗变过程。

中国人历来都视诗、书、画为一家，或曰诗、书、画同源。中国书法，能集中体现一个人的精神气质、文化修养等总体素质。无论是单字成幅或多字组合成幅，对于运笔的力度，起、承、转、合、收笔等技术的掌握配合，都必须适宜得当，恰到好处。如甲骨文要古朴，篆书要富有钟、鼎、籀之神韵，隶书要具秦、汉、魏诸碑之精华﹔楷书，须含魏、晋苍松古柏之雄劲与俊美﹔行书与草书，要自然潇洒，飘逸秀丽，引发和给人以观赏的乐趣。

随着科技的进步，传统的文字书写方式逐渐被新的书写方式取代。但同时，随着人们生活水平的不断提高，人们也越来越重视艺术修养，书画作为一门重要的艺术，可以让人修心养性，陶冶情操。

工欲善其事必先利其器，而传统书画学习的用具笔墨纸砚难以满足人们的高效率、低成本的学习需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能教学台桌，该台桌可提高学习者的学习效率，降低学习成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能教学台桌它包括桌板和用于支撑桌板的支撑机构，所述桌板用于显示图像。

桌板显示图像可有两种形式，一种是桌板作为显示部件直接显示图像；另一种是桌板作为显示装置的载体。

桌板作为显示部件直接显示图像，此时桌板为显示屏、显示器、电视或平板电脑等；

进一步地，还包括通讯模块，所述桌板通过第一通讯模块有线连接或无线连接地与网络、手机、电脑、电视、平板电脑中的一种或多种的组合连接。

桌板作为显示装置的载体，所述桌板表面设置有一个或多个成像区，所述成像区内安装有显示装置。

进一步地，所述成像区为贯通桌板表面与背面的通道，或者为开设在桌板表面的凹槽。

进一步地，所述成像区内安装有与桌板表面持平的透光板，所述显示装置贴合安装在透光板的背面。

进一步地，所述显示装置为显示屏、显示器、电视、平板电脑、手机中的一种或多种。

进一步地，还包括通讯模块，所述显示装置通过第二通讯模块有线连接或无线连接地与网络、手机、电脑、电视、平板电脑中的一种或多种的组合连接。

对上述方案进行改进，增加用于采集和处理使用者与智能教学台桌之间的互动行为数据的数据采集模块和数据处理模块。

进一步地，所述数据采集模块包括一个或多个传感器，所述传感器包括图像传感器、压力传感器、位置传感器中的一种或多种。

进一步地，所述数据采集模块包括3D摄像头。

以上所述方案中，所述支撑机构为支腿，所述支腿与桌板之间通过连接件可活动地连接；或者所述支撑机构利用磁悬浮、声悬浮或气流悬浮对桌板进行支撑。

本发明使用电子教材，无需消耗纸质等资源，有利于资源节约和保护环境。另外，对于书画教学而言，临摹的对象除了专门自制的字帖外，还可以将各种图片电子图片或者拍摄到的照片(如碑文)作为临摹对象，获取方式灵活，省去了纸质临摹对象制作的复杂过程。通过设置多个成像区，实现多屏显示，使临摹者可以一面看着教学课程，一边临摹，使学习过程更为生动，提高学习效率。

本发明提供的智能教学台桌可以满足各种独立或联网学习的需求，尤其适用于需要临摹的书画教学、需要采取竞赛模式的趣味学习等场景。对于书画初学者，使用本发明进行临摹可使其体会整个字的间架结构，快速入门；对于有一定基础的书法爱好者，使用本发明进行临摹可使其体会每个笔画的起落转承以及书体的用笔风格，有利于书写水平的提高。

本发明提供的智能教学台桌系统还可与网络黑白等现有的智能教学设备连用，成为智慧教室的组成部分。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中桌板与支腿连接结构示意图；

图3为图2的A-A处剖视图；

图4、图5为本发明实施例1中显示装置嵌装在凹槽中的结构示意图；

图6、图7为本发明实施例1中显示装置安装在通道内的结构示意图；

图8为本发明实施例1中数据采集模块与数据处理模块结构工作原理示意图；

图9为本发明实施例1中显示装置与外部电子设备数据传输方式示意图；

图10为本发明中利用声波悬浮技术对桌板进行支撑的结构示意图；

图11为本发明实施例2的结构示意图；

图12为本发明实施例2中桌板与外部电子设备数据传输方式示意图；

其中，图中的件号表示为：

1.显示装置，2.桌板，3.支腿，4.成像区，5.透光板，6.数据采集模块， 7.数据处理模块，8.存储模块，91.第一通讯模块，92.第二通讯模块，21. 通道，22.凹槽，31.孔，32.安装孔，41.第一成像区，42.第二成像区，100. 圆盘，101.圆柱状凸起，102.卡槽，103.弹簧，104.钢珠，201.上超声波发射装置，202.下超声波发射装置，203.支架。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

图1为本发明所提供台桌的一个实施例结构示意图，它包括桌板2和用于支撑桌板2的支撑装置。本实施例中的支撑装置选用支腿3，如图1所示，支腿3由两个倒T形组成。但支腿3形状和数量并无特别要求，可为单支腿3、四支腿3等，只要能对桌板2起到支撑成作用即可。

不同使用者或不同使用情况的下对台桌的形态要求不同，如不同身高的使用人对台桌高度要求不同，书写时通常桌板2水平放置，而绘画时常常需要对桌板2的角度进行调整，使其与水平方向形成一定的夹角。

为了提高台桌的适用性，将支腿3设计为可调节长度的形式(如支腿3 的竖直段采用伸缩杆制成或支腿直段设计成具有调节螺钉和滑槽的多段结构)，通过调节支腿3的长度，从而调节桌板2的高度；支腿3与桌板2之间活动连接，如使用旋转限位机构进行活动连接或通过调节螺栓连接等，使桌板2既可水平放置，也可与水平方向呈夹角放置。

图2、图3给出了一个桌板2与支腿3活动连接的示例，如图所示，桌板2相对应的两个侧壁上分别固定安装有一个圆盘100，圆盘100中心具有圆柱状凸起101，圆盘100的圆面上开设有沿径向延伸的卡槽102；支腿3 竖直段的一端设置有与圆柱状凸起101相配合的孔31，支腿3与桌板2通过圆柱状凸起101和孔31配合而转动连接，支腿3上还开设有安装孔32，弹簧103的一端固定在安装孔32的底部，另一端连接有钢珠104，钢珠104 可卡合在卡槽102内。需要调整桌板2与水平方向的角度时，对桌板2施加足够的力使之相对于支腿3而旋转，当调到适当位置停止施力，使钢珠104 卡合在对应的卡槽102内，从而使桌板2角度得以固定。

显示装置1可以将计算机的数据变换成各种文字、数字、符号或直观的图像显示出来。

桌板2上设置有成像区4，成像区4为开设在桌板表面的凹槽22，显示装置1嵌装在凹槽22内(如图4、图5所示)；成像区4还可以设计为贯通桌板2表面与背面的通道21，显示装置1部分或全部安装在通道21内(如图6、图7所示)。

在本实施例中，显示装置的显示面板朝上地安装在成像区4内。

进行书画学习时，可直接将半透明的纸张覆于显示装置1的显示面板上进行临摹(如图4所示)。

为减小对显示装置1的显示面板的磨损，还可以在成像区4内安装透光板5，为了便于书写，透光板5应该和桌板2的表面持平。显示装置1贴合安装在透光板5的背面(如图5至图7所示)。进行书画学习时，直接将临摹用的纸张覆于透光板5上，显示装置1显示的图像透过透光板5呈现在纸张上，形成可供临摹的字帖或画作，即可进行临摹。临摹时，特别是学习硬笔书法临摹字帖时，透光板5可对显示装置1起到保护作用，有效避免笔尖直接接触并摩擦显示面板，提高显示装置1的使用寿命；透光板5覆于显示面板之上，还可起到防水防尘作用，而且使桌板2的整体性更好。

成像区4的设置数量可以是一个或者多个。当成像区4设置为多个时，不同成像区4的显示装置1可以显示各自不同图像，也可以显示同样的图像，还可以显示拼接的组合大画面。

如图1所示，成像区4设置为两个，第一成像区41的显示装置1用于显示临摹对象，学习者将纸张覆于其上进行临摹，第二成像区42的显示装置1用于投影动态教学内容；如此，临摹者可以一面看着教学课程，一边临摹，使学习过程更为生动，提高学习效率。

本实施例中的显示装置1还可以是显示屏、显示器、电视、平板电脑、手机等，可以是其中的一种单独使用，当成像区4设置为多个时，也可以是几种显示装置1组合使用。

还可以对本实施例的方案进行进一步优化，增设用于采集和处理学习者与台桌之间的互动行为数据的数据采集模块6和数据处理模块7(如图8所示)。数据采集模块6中可以包括各种类型和数量的传感器进行，如图像传感器、压力传感器、位置传感器等。

例如：

在本实施例中，数据采集模块6中包括图像传感器，当书法家在台桌上进行书写时，可以记录其书画时的影像，制成书画教学录像；或者将书画家在台桌上完成的作品，通过图像传感器采集信息，采集信息到的信息传输至数据处理模块7，经过数据处理后，直接转化成电子字帖。

还可以在成像区4均匀设置多个压力传感器和位置传感器，压力传感器和位置传感器可为矩阵式分布，用于检测书写轨迹和力度。当使用者在显示面板或者透光板5上书写时，压力传感器和位置传感器检测书写轨迹和力度，并将所检测到的信号传输至数据处理模块7，经过数据处理后，可以形成力度曲线。在存储模块8中预先储存了老师的力度曲线，在书画教学过程中，练习者可以同时看到自己和老师的力度曲线，并以老师的力度曲线为参考，进行临摹练习。

还可以在数据采集模块6中设置3D摄像头，可记录空间位置和运动轨迹，用于识别和记录的三维动作，特别是书画老师的提、按、折、转等运笔动作。在实际应用中，可用于制作三维视频教程，可演示老师的运笔动作，并对运笔动作配合同步的语音或文字提示，使教学过程更加形象、生动。除此之外，还可以对学习者的运笔动作进行识别，并与教程中老师的动作进行对比，当认定二者运笔动作不一致时可发出语音或文字提示，纠正学习者的不规范动作，提高学习效率。

如图9所示，为了实现与外部电子设备之间的数据传输，教学台桌还包括第二通讯模块92。

显示装置1通过第二通讯模块92可以有线或者无线地连接到局域网、城域网、广域网和互联网等网络。通过网络间接地与各种联网的外部电子设备连接，如网络黑白等现有的智能教学设备连用，成为智慧教室的组成部分；更方便快捷的获取学习资料(如临摹对象或相关教程)，同时还可以实现实时网络授课，便于教学互动，安坐家中即可享受高质量的书画教育。

显示装置还可以通过第二通讯模块92与手机、电脑、电视或平板电脑等外部电子设备有线或无线连接，从而实现与外部电子设备之间的数据传输。

为了使智能教学台桌在离线情况下也可使用，还设置了存储模块8，还用于储存各种数据，如临摹对象的电子化信息、视频教程等等。

本实施例中的采用机械结构的支撑装置(如桌腿3)对桌板2进行支撑。除此之外，支撑装置还可以利用磁悬浮、声悬浮、气流悬浮等技术，对桌板 2进行支撑。

图10是利用声波悬浮技术对桌板2进行支撑的一个示例，支撑机构包括上超声波发射装置201、下超声波发射装置202和用于支撑上超声波发射装置201的支架203，上超声波发射装置201安装在桌板2的上方，下超声波发射装置202安装在桌板2的下方，其位置与上超声波发射装置201相对应。上超声波发射装置201与下超声波发射装置202之间形成驻波，桌板2 在驻波的作用下处于悬浮状态。为了更好的保持桌板2平衡且不影响使用，可设置两个支撑机构，并分别安装在桌板2两侧对应位置。

实施例2：

图11为本发明所提供台桌的另一个实施例的结构示意图，它包括桌板2 和用于支撑桌板2的支撑装置。桌板2作为显示部件直接显示图像，即用显示屏、显示器、电视或平板电脑等直接作为桌板2，其显示面板朝上安装。

显示面板可以同时呈现多个的显示窗口：不同显示窗口可以显示相同或不同的内容；或者使用如画中画的呈现方式，在一个窗口图像全屏显示的同时，于画面的小面积区域上同时显示另一个图像。在书画临摹学习时，可以使其中一个窗口显示临摹对象，学习者将纸张覆于其上进行临摹，另一个窗口用于投影动态教学内容；如此，临摹者可以一面看着教学课程，一边临摹，使学习过程更为生动，提高学习效率。

如图12所示，为了实现与外部电子设备之间的数据传输，教学台桌还包括第一通讯模块91。桌板2通过第一通讯模块91可以有线或者无线地连接到局域网、城域网、广域网和互联网等网络。通过网络间接地与各种联网的外部电子设备连接，如网络黑白等现有的智能教学设备连用，成为智慧教室的组成部分；更方便快捷的获取学习资料(如临摹对象或相关教程)，同时还可以实现实时网络授课，便于教学互动，安坐家中即可享受高质量的书画教育。

桌板2还可以通过第一通讯模块91与手机、电脑、电视或平板电脑等外部电子设备有线或无线连接，从而实现与外部电子设备之间的数据传输。

还可以对本实施例的方案进行进一步优化，增设一个用于采集和处理学习者与台桌之间的互动行为数据的数据采集模块6和数据处理模块7。

为了使智能教学台桌在离线情况下也可使用，还设置了存储模块8，还用于储存各种数据，如临摹对象的电子化信息、视频教程等等。

本实施例中的支撑装置、数据采集模块6、数据处理模块7、和存储模块8的设置于实施例1中相同，因此不再赘述。

本发明使用电子教材，无需消耗纸质等资源，有利于资源节约和保护环境。另外，对于书画教学而言，临摹的对象除了专门自制的字帖外，还可以将各种图片电子图片或者拍摄到的照片(如碑文)作为临摹对象，获取方式灵活，省去了纸质临摹对象制作的复杂过程。通过设置多个成像区，实现多屏显示，使临摹者可以一面看着教学课程，一边临摹，使学习过程更为生动，提高学习效率。

本发明提供的智能教学台桌可以满足各种独立或联网学习的需求，尤其适用于需要临摹的书画教学、需要采取竞赛模式的趣味学习等场景。对于书画初学者，使用本发明进行临摹可使其体会整个字的间架结构，快速入门；对于有一定基础的书法爱好者，使用本发明进行临摹可使其体会每个笔画的起落转承以及书体的用笔风格，有利于书写水平的提高。

本发明提供的智能教学台桌系统还可与网络黑白等现有的智能教学设备连用，成为智慧教室的组成部分。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种智能教学台桌，其特征在于，它包括桌板（2）和用于支撑桌板的支撑机构，所述桌板（2）用于显示图像。

2.根据权利要求1所述的智能教学台桌，其特征在于，所述桌板（2）为显示屏、显示器、电视或平板电脑。

3.根据权利要求1所述的智能教学台桌，其特征在于，所述桌板（2）表面设置有一个或多个成像区（4），所述成像区（4）内安装有显示装置（1）。

4.根据权利要求3所述的智能教学台桌，其特征在于，所述成像区（4）为贯通桌板（2）表面与背面的通道（21），或者为开设在桌板表面的凹槽（22）。

5.根据权利要求3或4任一项权利要求所述的智能教学台桌，其特征在于，所述成像区（4）内安装有与桌板（2）表面持平的透光板（5），所述显示装置（1）贴合安装在透光板（5）的背面。

6.根据权利要求3所述的智能教学台桌，其特征在于，所述显示装置（1）为显示屏、显示器、电视、平板电脑、手机中的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的智能教学台桌，其特征在于，还包括第一通讯模块（81），所述桌板（2）通过第一通讯模块（81）有线连接或无线连接地与网络、手机、电脑、电视、平板电脑中的一种或多种的组合连接。

8.根据权利要求3所述的智能教学台桌，其特征在于，还包括第二通讯模块（92），所述显示装置（1）通过第二通讯模块（92）通讯模块有线连接或无线连接地与网络、手机、电脑、电视、平板电脑中的一种或多种的组合连接。

9.根据权利要求1所述的智能教学台桌，其特征在于，还包括数据采集模块6和数据处理模块7，数据采集模块6所采集到的数据传输至数据处理模块7中处理。

10.根据权利要求9所述的智能教学台桌，其特征在于，所述数据采集模块6包括一个或多个传感器，所述传感器包括图像传感器、压力传感器、位置传感器中的一种或多种。