CN108295423A - 一种训练手眼协调的装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种训练手眼协调的装置及其工作方法，该装置包括：具有取物窗的后板、具有插口的上盖、具有可视窗的前板、分别安装插销的左、右板、插片、可旋转的三角转盘，控制三角转盘直线运动的伸缩机构、回收机构和检测模块；插片具有拼图缺口，三角转盘的三个面上设有与插片图案相匹配的转盘图案，拼图缺口和三角转盘的三个面的大小相匹配；前板上设置有控制台，控制台用于操作所述三角转盘运动，使其与插片在同一平面形成完整的图案；检测模块用于检测所述三角转盘是否与所述插片在同一平面形成完整的图案；后板、前板、左板、右板、上盖和下板组成一个整体。本发明通过对控制台的操作和对图案的观察，使得操作者达到手眼协调训练的目的。

Description

一种训练手眼协调的装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种训练装置，尤其涉及一种训练手眼协调的装置及其工作方法。

背景技术

眼睛、手是身体感受外在环境讯号的重要器官，手除了感受外界环境讯号外，还需对外界做出一定反应。经过对手眼协调的训练无疑能提高反应速度和操作能力。现有技术中，存在一些利用电子设备进行手眼协调的训练，比如专利号为201610038017.5的专利，该专利中记载了通过显示模块进行训练，但是，我们知道电子显示界面辐射较大，或多或少地会影响视力，尤其对于幼小儿童来说，不宜过多接触电子显示屏幕。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无需电子显示，结构合理、操作简单的训练手眼协调的装置及其工作方法。其具体采用的技术方案如下：

一种训练手眼协调的装置，包括：具有取物窗的后板、具有插口的上盖、具有可视窗的前板、分别对应安装三个插销的左板和右板、若干具有图案的插片、可旋转的三角转盘，控制所述三角转盘直线运动的伸缩机构、回收机构和检测模块；

所述插片具有拼图缺口，所述三角转盘的三个面上设有与插片图案相匹配的转盘图案，所述拼图缺口和所述三角转盘的三个面的大小相匹配；所述插片包含导磁单元；

所述前板上设置有控制台，所述控制台用于操作所述三角转盘运动，使其与所述插片在同一平面形成完整的图案；所述检测模块用于检测所述三角转盘是否与所述插片在同一平面形成完整的图案；

所述回收机构位于下板上方，包括传送带、承接板、运动臂、滑槽、吸盘、回收台和磁力控制单元；所述吸盘位于运动臂的前端，且具有磁力单元，所述磁力单元在所述磁力控制单元的控制下生磁或者去磁，用于控制所述吸盘对所述插片的吸起或者释放；所述运动臂末端置于滑槽内；所述承接板用于固定落下的插片；所述传送带用于将所述落下的插片传送至所述回收台一侧；当所述落下的插片运动至所述回收台处时，所述磁力控制单元控制所述磁力单元生磁，将所述插片吸起后，通过运动臂的运动将所述插片置于所述回收台上；

所述后板、前板、左板、右板、上盖和下板组成一个整体。

优选的，所述承接板上设置有位置传感器，用于保证所述承接板位于所述插销正下方。

优选的，所述承接板包括相对设置的第一板和第二板，所示第一板和第二板设置有红外对射传感器，用于检测插片是否落下。

优选的，所述控制台包括用于控制所述伸缩机构运动的直线运动的第一操作单元、控制所述三角转盘旋转的第二操作单元。

优选的，所述控制台还包括用于确认训练完成的第三操作单元。

优选的，当所述检测模块检测到所述三角转盘与所述插片在同一平面形成完整的图案后，所述插销缩进。

优选的，所述检测模块包括用于采集完成匹配后的拼图图案的图像采集单元，存储标准图案的存储单元、将所述采集的图案与所述存储的标准图案进行对比的比较单元，以及根据所述比较结果输出控制所述插销伸缩运动的输出单元。

优选的，所述图像采集单元与所述三角转盘处于不同高度或不同水平线上。

一种训练手眼协调的装置的工作方法，适用于上述的一种训练手眼协调的装置，包括以下步骤：

控制插销伸出；

控制传送带运动，使得所述承接板位于所述插销正下方；

采集操作者完成匹配的拼图图案；

判断操作者完成的拼图图案与标准图案是否匹配；

当所述拼图图案与所述标准图案相匹配时，控制所述插销缩进，所述插片落入承接板；

控制所述传送带运动到回收台一侧；

控制运动臂运动到对应位置，且使所述吸盘生磁，使得所述吸盘吸起所述插片；

再次控制所述运动臂运动，通过所述运动臂运动将所述插片置于回收台上后，控制所述吸盘去磁。

优选的，还包括步骤：确认匹配完成；确认匹配完成后，再采集所述拼图图案，判断是否匹配，匹配后，最后控制所述插销缩进。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：无需电子屏幕即能完成手眼协调的训练，且每个插片上的图片均不相同，三角转盘的每个面与其中一个插片图案相对应，通过控制三角转盘旋转以选择合适的面插入拼图缺口，形成匹配后的图案，每匹配成功一片插片，装置控制插销缩进，插片掉入承接板，随后传送带带动承接板运动至回收台一侧，最后通过运动臂和吸盘将插片运至回收台，方便取出，使得操作者达到手眼协调训练的同时，实现插片的智能回收。通过控制台进行操作，控制三角转盘通过拼图缺口与插片镶嵌匹配，操作方式方便快捷。

附图说明

图1是本发明实施例的一种训练手眼协调的装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的一种训练手眼协调的装置的组装图；

图3是本发明实施例的一个检测模块的结构框图。

其中，1-第二操作单元，2-第一操作单元，3-插销，4-插片，5-滑槽，6-运动臂，7-伸缩机构，8-三角转盘，9-回收台，10-吸盘，11-传送带，12-承接板，13-取物窗，14-可视窗，15-插口，16-拼图缺口。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明实施例提供了一种训练手眼协调的装置，如图1所示，包括：具有取物窗13的后板、具有插口15的上盖、具有可视窗14的前板、分别对应安装三个插销3的左板和右板、若干具有图案的插片4、可旋转的三角转盘8，控制所述三角转盘8直线运动的伸缩机构7、回收机构和检测模块；

所述插片4具有拼图缺口16，所述三角转盘8的三个面上设有与插片图案相匹配的转盘图案，所述拼图缺口16和所述三角转盘8的三个面的大小相匹配；所述插片4包含导磁单元；

所述前板上设置有控制台，所述控制台用于操作所述三角转盘运动，使其与所述插片在同一平面形成完整的图案；所述检测模块用于检测所述三角转盘是否与所述插片在同一平面形成完整的图案；

所述回收机构位于下板上方，包括传送带11、承接板12、运动臂6、滑槽5、吸盘10、回收台9和磁力控制单元；所述吸盘10位于运动臂6的前端，且具有磁力单元，所述磁力单元在所述磁力控制单元的控制下生磁或者去磁，用于控制所述吸盘对所述插片的吸起或者释放；所述运动臂末端置于滑槽5内；所述承接板12用于固定落下的插片；所述传送带用于将所述落下的插片传送至所述回收台9一侧；当所述落下的插片运动至所述回收台9处时，所述磁力控制单元控制所述磁力单元生磁，将所述插片吸起后，通过控制运动臂6的运动将所述插片置于所述回收台9上；

所述后板、前板、左板、右板、上盖和下板组成一个整体，如图2所示。图1、图2中并未示出左板，仅示出了位于左板上的3个插销。

上述实施例中，吸盘的磁力单元为电磁力单元，当其通电时，产生磁力；断电时，失去磁力；因此磁力控制单元实际为控制磁力单元的通电与否。

本发明提供的一种训练手眼协调的装置，每个插片上图案均不同，三角转盘3个面的图案分别对应一个插片的图案，每个三角转盘的一个面与对应的插片拼合形成一个完整的图案，操作者通过控制台控制三角转盘的伸缩机构直线运动和三角转盘旋转，获取与插片图案相匹配的三角转盘的面，并使其运动到拼图缺口处，从而使得三角转盘的某一面和插片匹配形成一幅完整的图案。本实施例中，三角转盘8为一个三面体，具有三个面，分别为A1、B1和C1；共有三个配套的插片4，分别为A2、B2和C2，当A1运动到A2的拼图缺口时形成完整图案A；同样，当B1运动到B2的拼图缺口时形成完整图案B，当C1运动到C2的拼图缺口时形成完整图案C。具体的，操作者根据插入插口的插片图案，通过控制台进行操作，控制三角转盘旋转进行A1、B1、C1面之间的切换、同时通过控制台进行操作，通过伸缩机构7控制三角转盘的直线运动，从而使得A1或B1或C1运动到拼图缺口处，其与所述插片A2或B2或C2在同一平面形成完整的图案；同时，本装置设置有检测模块，所述检测模块用于检测所述三角转盘是否与所述插片在同一平面匹配形成完整的图案。当检测模块检测到匹配形成完整图案后，回收机构开始工作。具体的，装置复位或启动时，控制传送带运动，使得所述承接板位于所述插销正下方，当检测模块检测到匹配形成完整图案后，插销3缩回，插片落入承接板12上，承接板12将落下的插片固定，随后传送带11运动，将插片带到回收台9一侧，如图1所示，最后通过运动臂和吸盘将插片运至回收台，方便取出。具体的，通过控制磁力控制单元使得吸盘上的磁力单元生磁，并通过运动臂的运动，将吸盘运动到插片附近，如图1所示，此时，吸盘将带有导磁单元的插片吸起，如图2所示，再次通过控制运动臂运动，将所述插片置于回收台上，最后，控制磁力控制单元使得吸盘上的磁力单元去磁，插片从吸盘上释放，落在回收台上9，操作者通过取物窗13取出位于回收台9上的插片，取出方便。

本实施例中，所述承接板上设置有位置传感器，用于保证所述承接板位于所述插销正下方；装置复位或启动时，传送带运动，通过位置传感器检测承接板是否位于插销正下方，当传送带上刚好有3对承接板分别位于3对插销的正下方，传送带停止运动，为插片落下时，接收插片做准备。

进一步地，在上述实施例中，如图1所示，承接板包括相对设置的第一板和第二板，所述第一板和第二板设置有红外对射传感器，用于检测插片是否落下。本实施例中，第一板上设置有红外发射单元，第二板上设有红外接收单元；当插片未落下时，第二板上的红外接收单元接收第一板的红外发射单元发射的红外线；当插片落下时，第一板的红外发射单元发射的红外线被插片阻挡，第二板上的红外接收单元无法接收第一板的红外发射单元发射的红外线，此时发送一个控制信号控制传送带运动，使得传送带将所述插片运至回收台一侧。

进一步地，在上述实施例中，如图1所示，控制台包括用于控制所述伸缩机构7直线运动的第一操作单元2、控制所述三角转盘旋转的第二操作单元1。所示第一操作单元2用于控制伸缩机构7的直线运动，从而控制三角转盘的水平位置，第二操作单元1用于控制三角转盘的旋转，从而供操作者选择合适的面与插片进行匹配。本实施例中，通过对第一、二操作单元的操作和对插片图案和转盘图案的观察，实现三角转盘上的转盘图案与插片图案的匹配，从而实现手眼协调的训练。

进一步地，为了实现对插片的回收，所述插销为可伸缩的，复位时，插销伸出，供插片放置；当所述检测模块检测到所述三角转盘与所述插片在同一平面形成完整的图案后，即，操作者完成图案匹配后，所述插销缩进，插片落入回收机构。

另一个实施例中，为了提供训练难度，所述控制台还包括用于确认训练完成的第三操作单元。本实施例中，当操作者认为自己完成匹配后，需手动确认训练完成，确认后检测模块才开始检测；一方面，有效降低了检测模块实时工作的功耗，同时提高了趣味性。

在上述实施例中，所述检测模块包括用于采集完成拼图后的拼图图案的图像采集单元，存储标准图案的存储单元、将所述采集的图案与所述存储的标准图案进行对比的比较单元，以及根据所述比较结果输出控制所述插销伸缩运动的输出单元。为了增加趣味性，三角转盘及插片上的图案为可拆卸粘贴，通过更换图案，训练观察能力，此时，标准图案需包括所有可粘贴的图案，从而保证检测结果的正确性。

进一步地，所述图像采集单元与所述三角转盘位于不同高度或处于不同水平线上。如果所述图像采集单元和所述三角转盘位于相同高度和水平线上时，将导致三角转盘的面未匹配到拼图缺口(在上述拼图缺口的后方或前方)时的误检测，当三角转盘的面未匹配到拼图缺口(在上述拼图缺口的后方或前方)时，也可能检测结果为匹配成功；而当所述图像采集单元与所述三角转盘位于不同高度或处于不同水平线上，由于平面问题或者阴影效果，当三角转盘的面未匹配到拼图缺口(在上述拼图缺口的后方或前方)时，图像采集装置采集到的拼图图案与标准图案将会不一样，从而检测结果为不匹配，实现正确检测。

需要说明的是，在上述实施例中，并未阐明传送带、运动臂等的驱动控制模块，但在实际的装置中，这些是必不可少的，具体可采用现有技术中的嵌入式控制电机、51单片机控制电机等方式实现，本发明对此不做具体限定。

根据上述的一种训练手眼协调的装置，本发明还提供了一种训练手眼协调的装置的工作方法，包括以下步骤：

控制插销伸出；

控制传送带运动，使得所述承接板位于所述插销正下方；

采集操作者完成匹配的拼图图案；

判断操作者完成的拼图图案与标准图案是否匹配；

当所述拼图图案与所述标准图案相匹配时，控制所述插销缩进，所述插片落入承接板；

控制所述传送带运动到回收台一侧；

控制运动臂运动到对应位置，且使所述吸盘生磁，使得所述吸盘吸起所述插片；

再次控制所述运动臂运动，通过所述运动臂运动将所述插片置于回收台上后，控制所述吸盘去磁。

具体的，当操作者复位或开机时，插销伸出，用于将插片通过插口放置在插销上，同时，传送带运动使得承接板位于插销正下方；随后，操作者通过控制台控制三角转盘，实现拼图的匹配；装置检测操作者完成的拼图图案，与标准图案进行比较判断是否匹配成功，当所述拼图图案与所述标准图案匹配成功后，控制所述插销缩进，所述插片落入承接板；最后控制运动臂和吸盘将插片放置到回收台上，方便操作者取出插片。

进一步地，在一个实施例中，只有当操作者确认操作完成(匹配完成)后，才采集所述拼图图案、判断是否匹配；匹配后，再控制所述插销缩进。具体的，当操作者操作第三操作单元后，检测模块进行工作，图像采集装置进行图像采集，而后判断，匹配成功后，方控制插销缩进。本实施例中，检测模块无需实时工作实时检测判断，从而节省功耗。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种训练手眼协调的装置，其特征在于，包括：具有取物窗的后板、具有插口的上盖、具有可视窗的前板、分别对应安装三个插销的左板和右板、若干具有图案的插片、可旋转的三角转盘，控制所述三角转盘直线运动的伸缩机构、回收机构和检测模块；

所述插片具有拼图缺口，所述三角转盘的三个面上设有与插片图案相匹配的转盘图案，所述拼图缺口和所述三角转盘的三个面的大小相匹配；所述插片包含导磁单元；

所述前板上设置有控制台，所述控制台用于操作所述三角转盘运动，使其与所述插片在同一平面形成完整的图案；所述检测模块用于检测所述三角转盘是否与所述插片在同一平面形成完整的图案；

所述回收机构位于下板上方，包括传送带、承接板、运动臂、滑槽、吸盘、回收台和磁力控制单元；所述吸盘位于运动臂的前端，且具有磁力单元，所述磁力单元在所述磁力控制单元的控制下生磁或者去磁，用于控制所述吸盘对所述插片的吸起或者释放；所述运动臂末端置于滑槽内；所述承接板用于固定落下的插片；所述传送带用于将所述落下的插片传送至所述回收台一侧；当所述落下的插片运动至所述回收台处时，所述磁力控制单元控制所述磁力单元生磁，将所述插片吸起后，通过运动臂的运动将所述插片置于所述回收台上；

所述后板、前板、左板、右板、上盖和下板组成一个整体。

2.如权利要求1所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述承接板上设置有位置传感器，用于保证所述承接板位于所述插销正下方。

3.如权利要求2所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述承接板包括相对设置的第一板和第二板，所示第一板和第二板设置有红外对射传感器，用于检测插片是否落下。

4.如权利要求3所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述控制台包括用于控制所述伸缩机构运动的直线运动的第一操作单元、控制所述三角转盘旋转的第二操作单元。

5.如权利要求4所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述控制台还包括用于确认训练完成的第三操作单元。

6.如权利要求1所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，当所述检测模块检测到所述三角转盘与所述插片在同一平面形成完整的图案后，所述插销缩进。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述检测模块包括用于采集完成匹配后的拼图图案的图像采集单元，存储标准图案的存储单元、将所述采集的图案与所述存储的标准图案进行对比的比较单元，以及根据所述比较结果输出控制所述插销伸缩运动的输出单元。

8.如权利要求7所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，所述图像采集单元与所述三角转盘处于不同高度或不同水平线上。

9.一种训练手眼协调的装置的工作方法，适用于如权利要求1-8任一项所述的一种训练手眼协调的装置，其特征在于，包括以下步骤：

控制插销伸出；

控制传送带运动，使得所述承接板位于所述插销正下方；

采集操作者完成匹配的拼图图案；

判断操作者完成的拼图图案与标准图案是否匹配；

当所述拼图图案与所述标准图案相匹配时，控制所述插销缩进，所述插片落入承接板；

控制所述传送带运动到回收台一侧；

控制运动臂运动到对应位置，且使所述吸盘生磁，使得所述吸盘吸起所述插片；

再次控制所述运动臂运动，通过所述运动臂运动将所述插片置于回收台上后，控制所述吸盘去磁。

10.如权利要求9所述的一种训练手眼协调的装置的工作方法，其特征在于，还包括步骤：确认匹配完成；确认匹配完成后，再采集所述拼图图案，判断是否匹配，匹配后，最后控制所述插销缩进。