CN108806350A - 用于教学演示的教具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于教学演示的教具，包括：电子设备，其具有显示屏；电子笔，其包括本体以及设置于所述本体的头部的球状的笔芯；所述电子笔和所述显示屏关系配置成：所述显示屏通过感应所述电子笔的头部的笔芯以在所述显示屏上形成笔迹；背景布；投影仪，其与电子设备连接，以用于将电子设备的显示屏所显示的信息投影至所述背景布上；所述显示屏的屏面由玻璃板制成，所述玻璃板的朝向外侧的表面设置成第一表面粗糙度；所述笔芯用于与所述显示屏接触的表面设置成第二表面粗糙度；所述笔芯与所述本体之间设置有摩擦体，以限制所述笔芯相对所述本体滑动，而使所述电子笔反馈给使用者的力由所述笔芯与所述显示屏之间的摩擦力提供。

Description

用于教学演示的教具
技术领域
本发明涉及教育教学技术领域，特别涉及一种用于教学演示的教具。
背景技术
随着电子技术的不断发展，教师在课堂的教学方式也呈多样式发展，例如，现有技术中出现了一种采用投影仪将电子书所记载的信息以及教师批注的信息投影至背景的一种教具(或称教学系统)，该教具可应用于马哲等所需记载和批注文字较多的学科教学中。该教具通常包括：具有显示屏的电子设备、电子笔、投影仪以及背景布。该电子设备上的显示屏一方面用于显示电子书的内容，另一方面，通过电子笔可在显示屏上进行书写以实现对电子书的显示内容的批注，该电子设备与投影仪相连，以将显示屏上显示的带有批注的信息内容投影至背景布上以供学生观看及相互交流。
应该说明：如何将显示屏上的信息通过投影仪投影至背景布上是公知常识，在本文不再赘述。
现有技术中的上述电子设备的显示屏的屏面通常由如玻璃材料等刚性材料制成，且屏面过于光滑，电子笔在显示屏上的书写过程不会给使用者以书写感以及书写线条的真实感(与普通机械笔在纸张上所书写的线条相比)。所谓书写感应该理解为：与普通机械笔，如铅笔、钢笔在纸张上书写给使用者的感觉相同或类似。例如，当使用者在用力下压普通机械笔时，该笔会反馈给使用者摩擦力增大的感觉，且使用者在进行下压变化的书写时会具有弹力反馈的变化。所谓真实感应理解为：当使用者在用力下压普通机械笔时，机械笔在纸张上留下的线条会增粗，而电子笔在显示屏上留下的线条达不到增粗的效果，其线条的宽度基本维持不变。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于教学演示的教具。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种用于教学演示的教具，包括：
电子设备，其具有显示屏；
电子笔，其包括本体以及设置于所述本体的头部的球状的笔芯；所述电子笔和所述显示屏关系配置成：所述显示屏通过感应所述电子笔的头部的笔芯以在所述显示屏上形成笔迹；
背景布；
投影仪，其与电子设备连接，以用于将电子设备的显示屏所显示的信息投影至所述背景布上；其中：
所述显示屏的屏面由玻璃板制成，所述玻璃板的朝向外侧的表面设置成第一表面粗糙度；
所述笔芯用于与所述显示屏接触的表面设置成第二表面粗糙度；
所述笔芯与所述本体之间设置有摩擦体，以限制所述笔芯相对所述本体滑动，而使所述电子笔反馈给使用者的力由所述笔芯与所述显示屏之间的摩擦力提供。
优选地，所述本体的头部形成有球状的凹陷，所述笔芯收纳于球状的凹陷中，并部分的凸出于所述本体的头部，其中：
所述摩擦体设置于所述笔芯未凸出的一侧的外壁与所述凹陷的内壁之间，以在所述笔芯与所述显示屏接触时，所述摩擦体受到所述笔芯的挤压。
优选地，所述摩擦体由弹性材料制成，所述摩擦体包括对称设置的两个，所述摩擦体的内外两侧分别与所述凹陷的内壁以及笔芯的外壁贴附，其中：
所述摩擦体使得所述凹陷的内部与所述笔芯的外壁形成活动间隙，以当所述笔芯与所述显示屏之间的接触力变化时，所述摩擦体通过变形使得所述活动间隙发生改变而使所述笔芯能够进行伸缩动作。
优选地，所述显示屏上设置有若干感光部件，若干感光部件呈矩阵排布，所述显示屏根据所述感光部件所感应光线而形成组成笔迹的基础点；
所述笔芯由透光材料制成；
所述本体内设置有发光组件，所述发光组件透过所述笔芯照射于所述显示屏上以在所述笔芯运动时使所述显示屏上所形成的所述基础点连成笔迹。
优选地，所述发光组件根据所述笔芯与所述显示屏之间的压力的改变来改变透过所述笔芯的光线的面积，以当所述笔芯与所述显示屏之间的压力增大时，光线的面积增大以使笔迹所对应的线条的宽度增大，而当所述笔芯与所述显示屏之间的压力减小时，光线的面积减小以使笔迹所对应的线条的宽度减小。
优选地，所述发光组件包括：
保持体，其呈柱状，所述保持体设置于所述本体并能够轴向的移动，所述保持体的下端用于与所述笔芯抵接；
发光体，其包括多个，多个所述发光体设置于所述保持体内，且布置成多圈，并通过一一对应的开设于所述保持体上的导光通道使光线透过笔芯照射于所述显示屏；
盘状弹性导电部，其用于与所述保持体的上端抵接；
电源，其两级分别与所述发光体电连接以及与所述盘状弹性导电部电连接；其中：
所述保持体的上端的端面上布置有与多个所述发光体一一对应且电连接的多个触点；多个所述触点布置成多圈，多圈所述触点从内到外与多圈所述发光体一一对应；
当所述笔芯与所述显示屏之间的压力增大时，所述保持体的上端迫使所述盘状弹性导电部朝轴向变小的方向变形而使外圈的触点与所述盘状弹性导电部电接触，而使外圈的所述发光体电导通而发光，以增大透过所述笔芯的光线的面积。
优选地，所述导光通道内设置有导光体。
优选地，所述发光体为红外线发光体，所述感光部件用于感应红外线以形成基础点。
与现有技术相比，本发明公开的用于教学演示的教具的有益效果是：将笔芯的表面和屏幕的表面设置成毛面，如此，当使用者增大下压力时，笔芯与屏幕之间的摩擦力会增大，当使用者减小下压力时，笔芯与屏幕之间的摩擦力会减小，该摩擦力反馈给使用者，且这种反馈与普通机械笔给使用者的力反馈是一致的，从而改善了使用者利用电子笔在屏幕上书写的书写感。
附图说明
图1为本发明的实施例所提供的用于教学演示的教具的结构示意图。
图2为本发明的实施例所提供的用于教学演示的教具中电子笔的结构示意图(笔芯受压力较小)。
图3为图2的局部A的放大视图。
图4为图2的局部B的放大视图。
图5为本发明的实施例所提供的用于教学演示的教具中电子笔的结构示意图(笔芯受压力较大)。
图6为图5的局部C的放大视图。
图7为图5的局部D的放大视图。
图中：
100-电子笔；200-电子设备；201-显示屏；300-投影仪；400-背景布；10-本体；20-笔芯；30-摩擦体；40-发光组件；41-保持体；411-触点；42-发光体；43-导光体；44-盘状弹性导电部；45-电源。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明的实施例公开一种用于教学演示的教具，该教具包括电子设备200、电子笔100、背景布400、投影仪300。其中，电子设备200具有一个显示屏201，该显示屏201不但具有显示功能，而且能够感应电子笔100的运行轨迹并将电子笔100的运行轨迹进行显示。例如，使用者手握电子笔100在显示屏201上画一个圈，显示屏201上便在电子笔100对应的运动位置显示一个圈(这种感应并显示的技术是公知常识，再次不再赘述)。投影仪300与电子设备200进行有线或者无线电连接，该投影仪300用于将显示屏201上显示的内容或信息投影至背景布400上，如此，使用者，例如授课教师利用电子笔100在显示屏201上所做的记录、批注或解释的内容也一同在背景布400上进行了显示，从而方便学生观看并与学生进行交流。如图2和图5所示，在本发明中，电子笔100包括本体10以及笔芯20，本体10外部成柱状，其外形类似于普通的机械笔，笔芯20呈球状并设置在本体10的头部，该笔芯20用于在使用电子笔100时与显示屏201接触。在本发明中，电子设备200的显示屏201由玻璃板制成，且玻璃板的朝向外侧的表面设置成第一表面粗糙度，该第一表面粗糙度应理解为将该表面设置成毛面。在本发明中，笔芯20用于与显示屏201接触的表面设置成第二表面粗糙度，该第二表面粗糙度应理解为将笔芯20的外部(或称表面)设置成毛面。在本发明中，笔芯20与本体10之间设置有摩擦体30，以限制笔芯20相对本体10滑动。如此，当使用者手握电子笔100而模仿普通机械笔使笔芯20与显示屏201接触而在显示屏201上进行批注、记录等操作时，使用者所受到的力的反馈由笔芯20与显示屏201之间的摩擦力提供。
本发明的上述实施例的优势在于：
本发明的上述实施例，将笔芯20的表面和屏幕的表面设置成毛面，如此，当使用者增大下压力时(相对于使者用力书写)，笔芯20与屏幕之间的摩擦力会增大，当使用者减小下压力时，笔芯20与屏幕之间的摩擦力会减小，该摩擦力反馈给使用者，且这种反馈与普通机械笔给使用者的力反馈是一致的，从而改善了使用者利用电子笔100在屏幕上书写的书写感。
在上述实施例中，第一表面粗糙度和第二表面粗糙度的具体设置值至少由使用者的书写习惯确定以及由所需模仿的普通机械笔的类型决定，如模仿圆珠笔需使两个粗糙度设置的小一些，若模仿钢笔，需使粗糙度设置的大一些，优选地，尽量减小第一粗糙度的值，而尽量增大第二粗糙度的值。
在本发明的一个优选实施例中，如图2、3、5、6所示，本体10的头部形成有球状的凹陷，笔芯20收纳于球状的凹陷中，并部分的凸出于本体10的头部，其中：摩擦体30设置于笔芯20未凸出的一侧的外壁与凹陷的内壁之间，以在笔芯20与显示屏201接触时，摩擦体30受到笔芯20的挤压。在一个优选方案中，摩擦体30由弹性材料制成，摩擦体30包括对称设置的两个，摩擦体30的内外两侧分别与凹陷的内壁以及笔芯20的外壁贴附，其中：摩擦体30使得凹陷的内部与笔芯20的外壁形成活动间隙，以当笔芯20与显示屏201之间的接触力变化时，摩擦体30通过变形使得活动间隙发生改变而使笔芯20能够进行伸缩动作。优选地，摩擦体30由透明的硅胶制成
上述实施例的优势在于：
摩擦体30，一方面在压力增大时，通过弹性变形增大了与笔芯20接触的面积，从而增大了与笔芯20之间的摩擦力，从而在笔芯20与显示屏201之间的摩擦力增大时，也能够限制笔芯20相对于本体10产生滑动；另一方面，活动间隙随使用者施加的下压力的增大而减小，随下压力的减小而增大，从而在使用者施加的力增大时，笔芯20微回缩，施加的力减小时，笔芯20微伸出，从而使使用者获得较佳的弹力反馈感，且与普通机械笔所给予使用者的弹力反馈感是一致的。
在本发明的一个优选实施例中，如图2至7所示，显示屏201上设置有若干感光部件，若干感光部件呈矩阵排布，显示屏201根据感光部件所感应光线而形成组成笔迹的基础点；笔芯20由透光材料制成；本体10内设置有发光组件40，发光组件40透过笔芯20照射于显示屏201上以在笔芯20运动时使显示屏201上所形成的基础点连成笔迹。具体地，发光组件40根据笔芯20与显示屏201之间的压力的改变来改变透过笔芯20的光线的面积，以当笔芯20与显示屏201之间的压力增大时，光线的面积增大以使笔迹所对应的线条的宽度增大，而当笔芯20与显示屏201之间的压力减小时，光线的面积减小以使笔迹所对应的线条的宽度减小。具体地，发光组件40包括：保持体41、发光体42、盘状弹性导电部44、电源45。保持体41呈柱状，保持体41设置于本体10并能够轴向的微动，保持体41的下端用于与笔芯20抵接；发光体42，其包括多个，多个发光体42设置于保持体41内，且布置成多圈，并通过一一对应的开设于保持体41上的导光通道使光线透过笔芯20照射于显示屏201；盘状弹性导电部44具有弧形弯折的外形，且该盘状弹性导电部44的中部低，外缘高，自由状态下，该盘状弹性导电部44与保持体41的上端抵接；电源45的正极和负极分别与每个发光体42电连接以及与盘状弹性导电部44电连接；其中：保持体41的上端的端面上布置有与多个发光体42一一对应且电连接的多个触点411；多个触点411布置成多圈，多圈触点411从内到外与多圈发光体42一一对应。如此，当每圈的触点411与盘状弹性导电部44接触后，与该圈对应的一圈发光体42实现电导通，从而该圈的发光体42发光，所发出光线通过笔芯20照射于显示屏201上。由盘状弹性导电部44的结构和材料可知：当保持体41的上端对盘状弹性导电部44的抵接力增大时，盘状弹性导电部44便在轴向上的方向变形，也就是说，盘状弹性导电部44朝扁平的方向变形，如此，盘状弹性导电部44在保持与内圈不分离的状态下并与保持体41上的外圈实现接触，从而使外圈的发光体42电导通而发光，从而增大了照射显示屏201的光线的面积。
上述实施例的优势在于：
当使用者对电子笔100施加的压力增大时，显示屏201对笔芯20的抵靠力增大，笔芯20回缩推抵保持体41使保持体41微上移，保持体41同时迫使盘状弹性导电部44变形而使直径更大的外圈的触点411实现与导电部的电连接，从而使直径更大的外圈的发光体42也同内圈一同发射光线，从而使照射于显示屏201上的光线的面积增大，所对应的书写笔迹的线条增粗，而当使用者对电子笔100施加的压力较小时，容易理解地，对应的线条变细，这样的书写笔迹特性与普通机械笔的书写特性完全一致。因此，上述实施例能够最大程度上获得与普通机械笔一致书写笔迹。
优选地，导光通道内设置有导光体43以减小光线传导损失。发光体42为红外线发光体42，感光部件用于感应红外线以形成基础点。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于教学演示的教具，其特征在于，包括：
电子设备，其具有显示屏；
电子笔，其包括本体以及设置于所述本体的头部的球状的笔芯；所述电子笔和所述显示屏关系配置成：所述显示屏通过感应所述电子笔的头部的笔芯以在所述显示屏上形成笔迹；
背景布；
投影仪，其与电子设备连接，以用于将电子设备的显示屏所显示的信息投影至所述背景布上；其中：
所述显示屏的屏面由玻璃板制成，所述玻璃板的朝向外侧的表面设置成第一表面粗糙度；
所述笔芯用于与所述显示屏接触的表面设置成第二表面粗糙度；
所述笔芯与所述本体之间设置有摩擦体，以限制所述笔芯相对所述本体滑动，而使所述电子笔反馈给使用者的力由所述笔芯与所述显示屏之间的摩擦力提供。
2.根据权利要求1所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述本体的头部形成有球状的凹陷，所述笔芯收纳于球状的凹陷中，并部分的凸出于所述本体的头部，其中：
所述摩擦体设置于所述笔芯未凸出的一侧的外壁与所述凹陷的内壁之间，以在所述笔芯与所述显示屏接触时，所述摩擦体受到所述笔芯的挤压。
3.根据权利要求2所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述摩擦体由弹性材料制成，所述摩擦体包括对称设置的两个，所述摩擦体的内外两侧分别与所述凹陷的内壁以及笔芯的外壁贴附，其中：
所述摩擦体使得所述凹陷的内部与所述笔芯的外壁形成活动间隙，以当所述笔芯与所述显示屏之间的接触力变化时，所述摩擦体通过变形使得所述活动间隙发生改变而使所述笔芯能够进行伸缩动作。
4.根据权利要求1所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述显示屏上设置有若干感光部件，若干感光部件呈矩阵排布，所述显示屏根据所述感光部件所感应光线而形成组成笔迹的基础点；
所述笔芯由透光材料制成；
所述本体内设置有发光组件，所述发光组件透过所述笔芯照射于所述显示屏上以在所述笔芯运动时使所述显示屏上所形成的所述基础点连成笔迹。
5.根据权利要求4所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述发光组件根据所述笔芯与所述显示屏之间的压力的改变来改变透过所述笔芯的光线的面积，以当所述笔芯与所述显示屏之间的压力增大时，光线的面积增大以使笔迹所对应的线条的宽度增大，而当所述笔芯与所述显示屏之间的压力减小时，光线的面积减小以使笔迹所对应的线条的宽度减小。
6.根据权利要求5所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述发光组件包括：
保持体，其呈柱状，所述保持体设置于所述本体并能够轴向的移动，所述保持体的下端用于与所述笔芯抵接；
发光体，其包括多个，多个所述发光体设置于所述保持体内，且布置成多圈，并通过一一对应的开设于所述保持体上的导光通道使光线透过笔芯照射于所述显示屏；
盘状弹性导电部，其用于与所述保持体的上端抵接；
电源，其两级分别与所述发光体电连接以及与所述盘状弹性导电部电连接；其中：
所述保持体的上端的端面上布置有与多个所述发光体一一对应且电连接的多个触点；多个所述触点布置成多圈，多圈所述触点从内到外与多圈所述发光体一一对应；
当所述笔芯与所述显示屏之间的压力增大时，所述保持体的上端迫使所述盘状弹性导电部朝轴向变小的方向变形而使外圈的触点与所述盘状弹性导电部电接触，而使外圈的所述发光体电导通而发光，以增大透过所述笔芯的光线的面积。
7.根据权利要求6所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述导光通道内设置有导光体。
8.根据权利要求6所述的用于教学演示的教具，其特征在于，所述发光体为红外线发光体，所述感光部件用于感应红外线以形成基础点。
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