CN108133640A - 教学台桌 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种教学台桌，它包括用于显示图像的桌板、成像装置和支撑机构。桌板上有一个或多个成像区，成像装置可选择地投射在一个或多个成像区上。本发明中的教学台桌，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，可同时显示视频教程和临摹对象，使显示多样化，使学习者可以一面看着教学课程，一边练习，提高学习效率；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。本发明中的教学台桌，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
技术领域
本发明涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种教学台桌。
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：一种教学台桌，它包括桌板、支撑机构和成像装置，所述支撑机构用于支撑桌板，所述成像装置将图像投射在桌板上。
进一步地，所述桌板设置有一个或多个成像区，所述成像装置可选择地将图像投射在一个或多个所述成像区的成像板上。
进一步地，所述成像区不透光，所述成像装置将图像投射至成像区的表面而显像。
进一步地，所述成像区为透光材料制成，所述成像装置将图像投射到所述成像区的背面。
进一步地，所述成像装置为投影仪、电视、平板电脑、手机中的一种或多种的组合。
进一步地，还包括通讯模块，所述成像装置通过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。
进一步地，还包括数据采集模块和数据处理模块，数据采集模块所采集到的数据传输至数据处理模块中处理。
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。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，还包括用于储存数据的存储模块。
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。
本发明提供的教学台桌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为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为成像区为嵌装在桌板内的板状物时的剖视图；
图3为成像区是桌板上划分出的部分区域时的结构示意图；
图4为连杆的结构示意图；
图5为本发明中成像装置与外部电子设备数据传输方式的示意图；
图6为本发明中数据采集模块与数据处理模块结构工作原理示意图；
图7为本发明中桌板与支腿连接结构示意图；
图8为图7的A-A处剖视图；
图9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10为成像装置安装在桌板下方时的结构示意图；
其中，图中的件号表示为：
1.成像装置，2.桌板，3.支腿，4.成像区，6.通讯模块，7.存储模块， 8.数据采集模块，9.数据处理模块，21.通道，22.凹槽，31.孔，32.安装孔， 41.第一成像区，42.第二成像区，51.连杆，52.夹持件，53.卡扣件，54.凸起，55.通孔，56限位件，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。
本发明中所说的桌板的表面或背面、成像区的表面或背面是以教学台桌使用者的为参照，将面向使用者的一面称为桌板或成像区的表面，另一面则称为桌板或成像区的背面。
图1为本发明所提供的教学台桌的一个实施例的结构示意图，它包括成像装置1、桌板2和支撑装置。支撑机构用于支撑桌板2，成像装置1用于将图像投射在桌板2上。
桌板2上设置有一个或者多个用于投射图像的成像区4，成像装置1可选择地将图像投射在一个或多个成像区4上。如图1所示，成像区4设置有两个，在书画教学中，第一成像区41可以用于投影临摹对象，第二成像区 42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。
成像区4可以是嵌装在桌板2上的板状物(如图1、图2所示)，也可以是在桌板2上划分出的区域(如图3所示)，甚至是整个桌板2为成像区4。
成像区4可以不透光，此时，成像区4使用不透光材料制成，或者在成像区4的表面或背面涂覆不透光涂层。成像装置1将图像投射到成像区4的表面而显像。如图1所示，成像装置1安装在桌板2的上方。
成像区4还可以使用透光材料制成，此时，成像装置1将图像投射到成像区4的背面而显像。如图10所示，成像装置1安装在桌板2的下方。此方案为背投形式，有效避免了正投形式时，临摹者处于成像装置1和成像区 4之间时遮挡光线而使成像区4产生阴影的问题，从而优化了投影效果。
成像装置1与桌板2的相对位置可以调节，从而调节投影图像的位置或投影的成像的大小。
成像装置1可以通过连接机构与桌板2或者支腿3活动连接。优选地，将成像装置1通过连接机构与桌板2活动连接，如此，调整好成像装置1与桌板2的相对位置并固定，当需要调节桌板2的高度或角度时，则不需要重新对成像装置1进行调整，简化操作。
图1、图4示意性示出了一种连接机构，连接机构包括连杆51、夹持件 52和可转动的卡扣件53。连杆51的两端分别设置有凸起54，凸起54分别与卡扣件53和夹持件52上的通孔55配合固定，卡扣件53与桌板卡合，夹持件52与成像装置1连接。凸起54周围还设置有多个与夹持件52与卡扣件53配合的限位件56，用于不同角度的固定。使用时，通过旋转卡扣件53 调整成像装置1在桌板2上的投影位置，通过调整连杆51与桌板2的夹角，可调整成像装置1相对于桌板2的高度。
成像装置1投射在成像区4的图像大小可以通过调整成像装置1与桌板 2之间的高度来调整，还可以在成像装置1上设置调节按键或旋钮来调整图像大小。
本发明中的成像装置1可以选用投影仪、电视、平板电脑或手机，可以是其中的一种单独使用，当成像区4设置为多个时，也可以是几种成像装置 1组合使用。
成像装置1可以直接将图像投射至桌板2上的成像区4而显像；或者，成像装置1的图像经过透镜的折射和/或反射镜的反射后再投射至桌板2上的成像区4而显像。
为了实现与外部电子设备之间的数据传输，教学台桌还包括通讯模块6。
如图5所示，成像装置1通过通讯模块6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，再通过网络间接地与各种联网的外部电子设备连接，如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；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。
成像装置1还可以通过通讯模块6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。
为了使教学台桌在离线情况下也可使用，还设置了存储模块7，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。
还可以对上述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8和数据处理模块9(如图6所示)。数据采集模块8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8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9，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。当使用者在成像区4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9，经过数据处理后，可以形成力度曲线。在存储模块7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8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。
本发明中的支撑装置可采用机械结构直接接触的形式对桌板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，非接触式地对桌板2进行支撑。
如图1所示，支撑结构为支腿3，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7、图8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。
图9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。
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。
本发明提供的教学台桌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)
1.一种教学台桌，其特征在于，它包括桌板（2）、支撑机构和成像装置（1），所述支撑机构用于支撑桌板（2），所述成像装置（1）将图像投射在桌板（2）上。
2.根据权利要求1所述的教学台桌，其特征在于，所述桌板（2）设置有一个或多个成像区（4），所述成像装置（1）可选择地将图像投射在一个或多个成像区（4）上。
3.根据权利要求2所述的教学台桌，其特征在于，所述成像区（4）不透光，所述成像装置（1）将图像投射至成像区（4）的表面。
4.根据权利要求2所述的教学台桌，其特征在于，所述成像区（4）为透光材料制成，所述成像装置（1）将图像投射到所述成像区（4）的背面。
5.根据权利要求1所述的教学台桌，其特征在于，所述成像装置（1）为投影仪、电视、平板电脑、手机中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的教学台桌，其特征在于，还包括通讯模块（6），所述成像装置（1）通过通讯模块（6）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。
7.根据权利要求1所述的教学台桌，其特征在于，还包括数据采集模块（8）和数据处理模块（9），数据采集模块（8）所采集到的数据传输至数据处理模块（9）中处理。
8.根据权利要求7所述的教学台桌，其特征在于，所述数据采集模块（8）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。
9.根据权利要求8所述的教学台桌，其特征在于，所述数据采集模块（8）包括3D摄像头。
10.根据权利要求1所述的教学台桌，其特征在于，所述支撑机构为支腿（3），所述支腿（3）与桌板（2）之间活动连接。
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