CN109480538B - 一种基于ar增强现实的学前教育系统 - Google Patents

一种基于ar增强现实的学前教育系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于学前教育领域，尤其是一种基于AR增强现实的学前教育系统，针对现有教学系统闲置后得不到充分利用且可调节性差的问题，现提出如下解决方案，包括一种基于AR增强现实的学前教育系统，包括可移动的分体式桌体，分体式桌体包括左桌体和右桌体，左桌体和右桌体之间安装有用于驱使左桌体和右桌体分离或合体的分合组件；还包括安装在分体式桌体上的可收放影布组件、可升降投影组件和电源，本发明中左桌体和右桌体即能够分体使用也能够合体使用，分体使用时，左桌体和右桌体之间的距离能够根据需要调节，且通过与插销、投影布、安装罩和AR投影仪不仅能够投放三维的影像用于教学，使教学生动形象。

Description

一种基于AR增强现实的学前教育系统
技术领域
本发明涉及学前教育技术领域，尤其涉及一种基于AR增强现实的学前教育系统。
背景技术
增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。
目前基于AR增强现实技术的教学系统大多体积庞大，不方便移动，在不使用时就闲置下来没有其他作用，从而得不到充分利用，另外，在使用的过程中，其投影面积有限，无法根据需要增大面积，为此无法满足一些特殊情况下的投影需求，而现实生活中孩子的教育免不了会使用教学桌，为此，如果将AR增强现实技术与教学桌结合起来使用，将会达到意想不到的效果，这样形成的教学系统将不会被闲置，继而得到充分利用，为此本发明提出一种基于AR增强现实的学前教育系统。
发明内容
本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统，解决了现有教学系统闲置后得不到充分利用且可调节性差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于AR增强现实的学前教育系统，包括可移动的分体式桌体，分体式桌体包括左桌体和右桌体，左桌体和右桌体之间安装有用于驱使左桌体和右桌体分离或合体的分合组件；
还包括安装在分体式桌体上的可收放影布组件、可升降投影组件和电源，所述可收放影布组件在分体式桌体分体后用于增大投影面积，所述可升降投影组件用于投放三维影像到可收放影布组件上，所述可收放影布组件和所述可升降投影组件连接有控制组件，控制组件用于控制所述可收放影布组件和所述可升降投影组件工作。
优选的，分合组件包括固定在左桌体底部的左移动座以及固定在右桌体底部的右移动座，所述左移动座和右移动座之间设置有旋钮，且旋钮的两端固定有对称设置的螺纹柱，两个所述螺纹柱分别与左移动座和右移动座螺纹连接，所述左桌体和右桌体的背面均固定有限位套，且限位套的内侧滑动套设有导向杆，导向杆的两端均固定有限位块。
优选的，所述可收放影布组件包括固定杆、卷绕电机、缠绕辊、投影布、连接条和插销，所述固定杆固定在左桌体的一侧，卷绕电机固定在固定杆的一侧，卷绕电机的输出轴与位于固定杆远离卷绕电机一侧的缠绕辊固定，缠绕辊的外侧缠绕有位于左桌体和右桌体上方的所述投影布，所述投影布远离缠绕辊的一端固定有连接条，连接条的一侧固定有与右桌体卡接的插销，卷绕电机与所述控制组件电性连接。
优选的，所述可升降投影组件包括升降部、旋转部和投影部，所述升降部用于驱使投影部升降调节高度，所述旋转部用于驱使投影部旋转用于调节投影角度。
优选的，所述升降部包括矩形安装筒、驱动电机、螺纹杆、固定块，矩形安装筒固定在左桌体的一侧，驱动电机固定在矩形安装筒的底部内壁上，且驱动电机的输出轴与螺纹杆固定，螺纹杆转动安装在矩形安装筒的内侧，所述固定块螺纹套接在螺纹杆的外侧，且固定块滑动安装在矩形安装筒的内侧，固定块连接有所述旋转部，矩形安装筒的一侧设置有与固定块大小适配的矩形滑槽，固定块滑动套设在矩形滑槽内。
优选的，所述旋转部包括安装杆、电动缸、安装板和连接块，安装杆垂直固定在固定块的一端并位于矩形安装筒的一侧，连接块固定在安装杆的一侧，且安装板与连接块铰接，电动缸铰接在安装杆上，且电动缸的活塞杆与安装板铰接，安装板的一侧固定有所述投影部。
优选的，所述投影部为AR投影仪，且AR投影仪为HoloLamp AR投影仪，AR投影仪、驱动电机和电动缸均与所述控制组件电性连接。
优选的，所述控制组件为控制器，控制器的型号为KV-40AR。
优选的，所述左移动座和右移动座的底部均固定有多个万向轮，且两个所述螺纹柱的螺纹旋向相反，且右桌体的一侧设置有与插销大小适配的插孔，插销插接在插孔内，且连接条的长度与投影布的宽度一致。
优选的，还包括固定在左桌体一侧的安装罩，固定杆、缠绕辊和卷绕电机均位于安装罩的内侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，本发明中左桌体和右桌体即能够分体使用也能够合体使用，分体使用时，左桌体和右桌体之间的距离能够根据需要调节，且通过与插销、投影布、安装罩和AR投影仪不仅能够投放三维的影像用于教学，使教学生动形象，能够很好的提高孩子的注意力，且还能够根据需要增大投影区域的面积，使用效果好，能够满足一些特殊情况下的使用需求。
2，通过矩形安装筒、驱动电机、螺纹杆、电动缸、安装板、固定块和连接块的设置，能够根据需要调节AR投影仪的高度和角度，继而满足不同使用者对高度和角度的不同需求，通用性强且通过卷绕电机和缠绕辊的设置能够自动收回投影布无需人工收回，使用便利。
3，本发明通过将左桌体和右桌体合并即可形成学习桌供给孩子使用，从而能够得到充分利用，不会闲置，功能性好，且整个系统占用体积小，从而使得房内空间能够得到充分利用。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的正视示意图；
图3为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的固定块俯视示意图；
图4为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的螺纹柱安装示意图；
图5为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的矩形安装筒侧视示意图；
图6为本发明提出的一种基于AR增强现实的学前教育系统的控制器连接示意图。
图中：1左桌体、2右桌体、3左移动座、4右移动座、5旋钮、6螺纹柱、7限位套、8导向杆、9限位块、101安装罩、102固定杆、103卷绕电机、104缠绕辊、105投影布、106连接条、107插销、111矩形安装筒、112驱动电机、113螺纹杆、114固定块、115安装杆、116电动缸、117安装板、118连接块、119AR投影仪、12电源、13控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种基于AR增强现实的学前教育系统，包括可移动的分体式桌体，分体式桌体包括左桌体1和右桌体2，左桌体1和右桌体2之间安装有用于驱使左桌体1和右桌体2分离或合体的分合组件；
还包括安装在分体式桌体上的可收放影布组件、可升降投影组件和电源12，可收放影布组件在分体式桌体分体后用于增大投影面积，可升降投影组件用于投放三维影像到可收放影布组件上，可收放影布组件和可升降投影组件连接有控制组件，控制组件用于控制可收放影布组件和可升降投影组件工作；
分合组件包括固定在左桌体1底部的左移动座3以及固定在右桌体2底部的右移动座4，左移动座3和右移动座4之间设置有旋钮5，且旋钮5的两端固定有对称设置的螺纹柱6，两个螺纹柱6分别与左移动座3和右移动座4螺纹连接，左桌体1和右桌体2的背面均固定有限位套7，且限位套7的内侧滑动套设有导向杆8，导向杆8的两端均固定有限位块9；
可收放影布组件包括固定杆102、卷绕电机103、缠绕辊104、投影布105、连接条106和插销107，固定杆102固定在左桌体1的一侧，卷绕电机103固定在固定杆102的一侧，卷绕电机103的输出轴与位于固定杆102远离卷绕电机103一侧的缠绕辊104固定，缠绕辊104的外侧缠绕有位于左桌体1和右桌体2上方的投影布105，投影布105远离缠绕辊104的一端固定有连接条106，连接条106的一侧固定有与右桌体2卡接的插销107，卷绕电机103与控制组件电性连接；
可升降投影组件包括升降部、旋转部和投影部，升降部用于驱使投影部升降调节高度，旋转部用于驱使投影部旋转用于调节投影角度；
升降部包括矩形安装筒111、驱动电机112、螺纹杆113、固定块114，矩形安装筒111固定在左桌体1的一侧，驱动电机112固定在矩形安装筒111的底部内壁上，且驱动电机112的输出轴与螺纹杆113固定，螺纹杆113转动安装在矩形安装筒111的内侧，固定块114螺纹套接在螺纹杆113的外侧，且固定块114滑动安装在矩形安装筒111的内侧，固定块114连接有旋转部，矩形安装筒111的一侧设置有与固定块114大小适配的矩形滑槽，固定块114滑动套设在矩形滑槽内；
旋转部包括安装杆115、电动缸116、安装板117和连接块118，安装杆115垂直固定在固定块114的一端并位于矩形安装筒111的一侧，连接块118固定在安装杆115的一侧，且安装板117与连接块118铰接，电动缸116铰接在安装杆115上，且电动缸116的活塞杆与安装板117铰接，安装板117的一侧固定有投影部；
投影部为AR投影仪119，且AR投影仪119为HoloLamp AR投影仪，AR投影仪119、驱动电机112和电动缸116均与控制组件电性连接，控制组件为控制器13，控制器13的型号为KV-40AR，左移动座3和右移动座4的底部均固定有多个万向轮，且两个螺纹柱6的螺纹旋向相反，且右桌体2的一侧设置有与插销107大小适配的插孔，插销107插接在插孔内，且连接条106的长度与投影布105的宽度一致，还包括固定在左桌体1一侧的安装罩101，固定杆102、缠绕辊104和卷绕电机103均位于安装罩101的内侧。
本实施例中，部件间的固定方式均为焊接或螺钉固定中的一种，且导向杆8为水平设置，矩形安装筒111为竖直设置，左桌体1和右桌体2的正面还设置有多个储物抽屉，旋钮5的形状为圆形，其外侧沿周向设置有防滑齿。
本发明在使用时，通过手动转动设置的旋钮5即可转动螺纹柱6，在正方向螺纹的作用，左桌体1和右桌体2可以分体或者合体使用，当需要需要投影学习时，通过拉动插销107将投影布105从安装罩101内侧拉出，并将插销107插在插孔内，之后通过操作控制器13控制AR投影仪119向投影布105上投影，即可得到三维的影像，从而用于教学，教学生动形象，可以提高孩子的注意力，且通过设置的驱动电机112可以驱使螺纹杆113转动，从而调节AR投影仪119的整体高度，且通过设置的电动缸116可以驱使安装板117转动，从而可以调节AR投影仪119的投影角度，继而可以满足不同使用者对高度和角度的不同需求，通用性强，另外，当投影区域不够时，通过转动设置的旋钮5驱使左桌体1和右桌体2分开，此时，设置的投影布105即伸出更大的面积，从而可以用于投射面积更大的影像，可调节性好，方便观看，可以满足特殊情情况下的使用需求，且当不需要使用投影布105时，将插销107拔出，之后通过设置的卷绕电机103可以驱使缠绕辊104转动，从而可以对投影布105进行缠绕，从而自动收回投影布105，无需人工收回，使用便利，而在使用投影布105时，将左桌体1和右桌体2合并即可形成学习桌供给孩子使用，从而得到充分利用，不会闲置，功能性好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于AR增强现实的学前教育系统，包括可移动的分体式桌体，其特征在于，分体式桌体包括左桌体和右桌体，左桌体和右桌体之间安装有用于驱使左桌体和右桌体分离或合体的分合组件；
还包括安装在分体式桌体上的可收放影布组件、可升降投影组件和电源，所述可收放影布组件在分体式桌体分体后用于增大投影面积，所述可升降投影组件用于投放三维影像到可收放影布组件上，所述可收放影布组件和所述可升降投影组件连接有控制组件，控制组件用于控制所述可收放影布组件和所述可升降投影组件工作；
所述分合组件包括固定在左桌体底部的左移动座以及固定在右桌体底部的右移动座，所述左移动座和右移动座之间设置有旋钮，且旋钮的两端固定有对称设置的螺纹柱，两个所述螺纹柱分别与左移动座和右移动座螺纹连接，所述左桌体和右桌体的背面均固定有限位套，且限位套的内侧滑动套设有导向杆，导向杆的两端均固定有限位块；
所述可收放影布组件包括固定杆、卷绕电机、缠绕辊、投影布、连接条和插销，所述固定杆固定在左桌体的一侧，卷绕电机固定在固定杆的一侧，卷绕电机的输出轴与位于固定杆远离卷绕电机一侧的缠绕辊固定，缠绕辊的外侧缠绕有位于左桌体和右桌体上方的所述投影布，所述投影布远离缠绕辊的一端固定有连接条，连接条的一侧固定有与右桌体卡接的插销，卷绕电机与所述控制组件电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述可升降投影组件包括升降部、旋转部和投影部，所述升降部用于驱使投影部升降调节高度，所述旋转部用于驱使投影部旋转用于调节投影角度。
3.根据权利要求2所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述升降部包括矩形安装筒、驱动电机、螺纹杆、固定块，矩形安装筒固定在左桌体的一侧，驱动电机固定在矩形安装筒的底部内壁上，且驱动电机的输出轴与螺纹杆固定，螺纹杆转动安装在矩形安装筒的内侧，所述固定块螺纹套接在螺纹杆的外侧，且固定块滑动安装在矩形安装筒的内侧，固定块连接有所述旋转部，矩形安装筒的一侧设置有与固定块大小适配的矩形滑槽，固定块滑动套设在矩形滑槽内。
4.根据权利要求3所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述旋转部包括安装杆、电动缸、安装板和连接块，安装杆垂直固定在固定块的一端并位于矩形安装筒的一侧，连接块固定在安装杆的一侧，且安装板与连接块铰接，电动缸铰接在安装杆上，且电动缸的活塞杆与安装板铰接，安装板的一侧固定有所述投影部。
5.根据权利要求4所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述投影部为AR投影仪，且AR投影仪为HoloLamp AR投影仪，AR投影仪、驱动电机和电动缸均与所述控制组件电性连接。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述控制组件为控制器，控制器的型号为KV-40AR。
7.根据权利要求1所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，所述左移动座和右移动座的底部均固定有多个万向轮，且两个所述螺纹柱的螺纹旋向相反，且右桌体的一侧设置有与插销大小适配的插孔，插销插接在插孔内，且连接条的长度与投影布的宽度一致。
8.根据权利要求1或3或4所述的一种基于AR增强现实的学前教育系统，其特征在于，还包括固定在左桌体一侧的安装罩，固定杆、缠绕辊和卷绕电机均位于安装罩的内侧。
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