CN109754646B - 桌面式虚拟现实教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桌面式虚拟现实教学系统，包括：桌体，其包括箱体，箱体顶端设置可开合的第一桌板，箱体内设置可升降的触摸显示屏；箱体的两侧以及前端均设置移动挡板；支撑装置；虚拟现实系统，其包括处理器和VR头显；虚拟现实模块用于将虚拟数据以三维动态视景的方式展现，并传输至处理器；问答同步模块用于将学生的问题同步到讲解的虚拟场景内，并短视频录制或者是画面截屏保存图片传输至问答再现模块进行归纳整理；问答解答模块，其接收短视频或者图片将解答传输至问答再现模块，同时向处理器发送匹配信号。本发明将虚拟现实结合教学应用于桌面，并在虚拟教学中设置问答同步和后续解疑环节，便于学生虚拟现实教学展开以及学习效率的提高。

Description

桌面式虚拟现实教学系统

技术领域

本发明涉及虚拟技术领域，尤其涉及一种桌面式虚拟现实教学系统。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中；考虑到所述虚拟现实技术的特点，将其应用于教学中，使其在一定程度上替代传统教学，便于抓住学生的学习热情，利于将枯燥的书本知识转换为学生可直观感受的三维动态视景，现今结合于教学中的虚拟显示技术，无法对学生一一进行针对性教学，且在虚拟教学过程中，因佩戴VR头显的原因，笔记记录十分不便，学生在虚拟教学中可能遇到的问题，因记录不及时，很可能课下就忘记了，使得学习效率大打折扣，建立一种桌面式虚拟现实教学系统，置于桌面上一一适用于每个学生，同时便于虚拟教学中的答疑解惑是很有必要的。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种桌面式虚拟现实教学系统，将虚拟现实结合教学应用于桌面的形式，并在虚拟教学中设置问答同步以及后续解疑环节，便于学生虚拟现实教学的展开以及学习效率的提高。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种桌面式虚拟现实教学系统，包括：

桌体，其包括中空结构的箱体，所述箱体顶端设置开口，所述开口处设置以可转动的方式连接的第一桌板，所述第一桌板底端设置以可升降的方式连接于所述箱体内的第二桌板，所述第二桌板的顶端设置第一凹槽，所述第一凹槽内设置与所述第一凹槽适配的触摸显示屏，所述触摸显示屏底端设置位于所述第一凹槽内，以固定所述触摸显示屏的固定板；所述第一桌板的底端横向设置多个与所述固定板顶端适配的第二凹槽；所述箱体的两侧以及前端均设置以可上下移动的方式连接的挡板。

支撑装置，其设置在所述箱体的底端，所述支撑装置包括设置在所述箱体底端一侧的支撑腿以及设置在所述箱体底端另一侧的支撑箱。

虚拟现实系统，其包括与所述触摸显示屏连接的处理器和与所述处理器连接的VR头显，所述处理器控制所述第二桌板的升降。

虚拟数据存储模块，其用于存储与教学知识相关的虚拟数据，所述虚拟数据存储模块设置有输入端口。

虚拟现实模块，其连接到所述虚拟数据存储模块，所述虚拟现实模块用于将所述虚拟数据以三维动态视景的方式展现，并传输至所述处理器。

问答同步模块，其连接到所述虚拟现实模块，所述问答同步模块用于将学生的问题同步到讲解的虚拟场景内，并对讲解的所述虚拟场景进行短视频录制或者是画面截屏保存图片。

问答再现模块，其连接到所述问答同步模块，以接收记录有所述学生问题的所述短视频或者图片进行归纳整理；并将反馈的所述学生的问题的解答整理归纳至相应的所述学生的问题下。以及

问答解答模块，其用于存储相关教学中遇到的多种问题以及对应所述问题的多种解答，并在接收所述问答再现模块传输的所述短视频或者图片后，将所述学生的问题的多种解答传输至所述问答再现模块，同时向所述处理器发送匹配信号。

优选的是，所述虚拟显示系统还包括教师解答模块，其连接到所述处理器，当所述处理器接收到所述匹配信号为成功时，则所述教师解答模块不启动；当所述处理器接收到所述匹配信号为未成功时，则所述处理器同时向所述问答同步模块和教师解答模块发送信号，以使所述问答同步模块将所述学生的问题传输至所述教师解答模块，通过所述教师解答模块使教师连线对应的学生对所述学生问题进行解答分析。

优选的是，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的摄像语音模块，所述摄像语音模块用于在所述教师解答模块启动时教师连线对应的学生进行语音视频。

优选的是，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的语音传递模块，所述语音传递模块用于将教师讲解教学的语音传递至所述虚拟场景内。

优选的是，所述固定板底端设置辅助支撑装置，其包括支撑杆和与所述支撑杆适配的多组定位孔，所述支撑杆以可转动的方式设置在所述第一凹槽内，并与所述固定板的底端相对；多组定位孔对称设置在所述固定板的底端，以使所述支撑杆适配至不同的所述定位孔时，所述固定板倾斜不同的角度。

优选的是，所述支撑箱设置为长方体状，所述支撑箱内设置多个以可拆卸的方式连接的隔板，所述隔板将所述支撑箱由上至下分隔为多个储物空间，所述支撑箱前端设置第二开口，所述第二开口处设置以可转动方式连接的封板。

优选的是，所述隔板可拆卸设置的具体方式为，所述支撑箱内由上至下设置多组对称设置的卡槽，所述卡槽与所述隔板适配，以卡固所述隔板。

优选的是，所述挡板的具体设置方式为：所述箱体两侧以及前端均对称设置与所述挡板适配的滑槽，所述箱体两侧以及前端在靠近所述箱体顶端的位置均设置多个固定孔，当所述挡板的底端高于所述固定孔时，在所述固定孔内插入固定销，以固定所述挡板的高度。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过将所述桌体设置为箱体，使其顶端设置第一开口，便于在箱体内保存触摸显示屏以及放置VR头显，以对其起到很好的保护以及防尘的作用；通过将第一桌面转动掀起的方式，再由处理器控制第二桌板的升降到适宜的高度，将放置有触摸显示屏的固定板倾斜，并卡固在第二凹槽内，不仅对第一桌板起到支撑固定的作用，同时也对固定板起到固定支撑的作用；所述箱体两侧以及与桌位相对的一面设置的挡板，在上移到一定的高度时，形成了一个桌位面开放的半包围区域，使每一个对应的桌体构成一个相对独立的学习空间，以减少外界的干扰，利于提高学习效率；所述支撑装置中支撑箱的设置，不仅起到对箱体的支撑作用，同时具备储物功能。

通过在桌体上设置触摸显示屏以及虚拟现实系统，使的虚拟现实教学对应每个桌位面上的学生，通过学生佩戴VR头显，可沉浸与虚拟现实教学中，为保证教学中的效率，通过设置问答同步模块，使得学生可以在沉浸于虚拟现实教学中时，可将当下的疑惑提出问题，提出的问题可同步到当时提出问题的虚拟场景下，利用短视频或者是图片的方式截取保存，并由问答再现模块进行整理归纳，传输至问答解析模块，通过问答解析模块内相关知识点的解答的丰富的储备对接收的问题进行解答，并将解答后的信息传输至问答再现模块，通过问答再现模块将解答后的信息整理归于相应的问题下，便于学生查看，问答再现模块对教学过程中的问题进行整理，并在教学结束后，一并显示在触摸显示屏上，防止学生在虚拟教学中，有疑惑而暂时无法记录导致课后遗忘的问题，通过所述虚拟显示系统将虚拟教学应用于每个学生的学习桌面上，对应每个学生进行虚拟教学，提高学生的学习兴趣，并对虚拟教学中的关于知识点的疑惑，及时在课程上进行解疑，避免遗忘偷懒的学习情况，极大的提高了学生的学习效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述桌面式虚拟现实教学系统的结构框图；

图2为本发明中所述第一桌板展开时所述桌体的结构示意图；

图3为本发明中所述挡板展开时所述桌体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图3所示，本发明提供一种桌面式虚拟现实教学系统，包括：

桌体1，其包括中空结构的箱体11，所述箱体11顶端设置开口，所述开口处设置以可转动的方式连接的第一桌板12，所述第一桌板12底端设置以可升降的方式连接于所述箱体11内的第二桌板13，所述第二桌板13的顶端设置第一凹槽131，所述第一凹槽131内设置与所述第一凹槽131适配的触摸显示屏14，所述触摸显示屏14底端设置位于所述第一凹槽131内，以固定所述触摸显示屏14的固定板15；所述第一桌板12的底端横向设置多个与所述固定板15顶端适配的第二凹槽121；所述箱体11的两侧以及前端均设置以可上下移动的方式连接的挡板16。

支撑装置，其设置在所述箱体11的底端，所述支撑装置包括设置在所述箱体11底端一侧的支撑腿21以及设置在所述箱体11底端另一侧的支撑箱22。

虚拟现实系统，其包括与所述触摸显示屏14连接的处理器和与所述处理器连接的VR头显，所述处理器控制所述第二桌板13的升降。

虚拟数据存储模块，其用于存储与教学知识相关的虚拟数据，所述虚拟数据存储模块设置有输入端口。

虚拟现实模块，其连接到所述虚拟数据存储模块，所述虚拟现实模块用于将所述虚拟数据以三维动态视景的方式展现，并传输至所述处理器。

问答同步模块，其连接到所述虚拟现实模块，所述问答同步模块用于将学生的问题同步到讲解的虚拟场景内，并对讲解的所述虚拟场景进行短视频录制或者是画面截屏保存图片。

问答再现模块，其连接到所述问答同步模块，以接收记录有所述学生问题的所述短视频或者图片进行归纳整理；并将反馈的所述学生的问题的解答整理归纳至相应的所述学生的问题下。以及

问答解答模块，其用于存储相关教学中遇到的多种问题以及对应所述问题的多种解答，并在接收所述问答再现模块传输的所述短视频或者图片后，将所述学生的问题的多种解答传输至所述问答再现模块，同时向所述处理器发送匹配信号。

在上述方案中，通过将所述桌体1设置为箱体11，使其顶端设置第一开口，便于在箱体11内保存触摸显示屏14以及放置VR头显，以对其起到很好的保护以及防尘的作用；通过将第一桌面转动掀起的方式，再由处理器控制第二桌板13的升降到适宜的高度，将放置有触摸显示屏14的固定板15倾斜，并卡固在第二凹槽121内，不仅对第一桌板12起到支撑固定的作用，同时也对固定板15起到固定支撑的作用；所述箱体11两侧以及与桌位相对的一面设置的挡板16，在上移到一定的高度时，形成了一个桌位面开放的半包围区域，使每一个对应的桌体1构成一个相对独立的学习空间，以减少外界的干扰，利于提高学习效率；所述支撑装置中支撑箱22的设置，不仅起到对箱体11的支撑作用，同时具备储物功能。

通过在桌体1上设置触摸显示屏14以及虚拟现实系统，使的虚拟现实教学对应每个桌位面上的学生，通过学生佩戴VR头显，可沉浸与虚拟现实教学中，为保证教学中的效率，通过设置问答同步模块，使得学生可以在沉浸于虚拟现实教学中时，可将当下的疑惑提出问题，提出的问题可同步到当时提出问题的虚拟场景下，利用短视频或者是图片的方式截取保存，并由问答再现模块进行整理归纳，传输至问答解析模块，通过问答解析模块内相关知识点的解答的丰富的储备对接收的问题进行解答，并将解答后的信息传输至问答再现模块，通过问答再现模块将解答后的信息整理归于相应的问题下，便于学生查看，问答再现模块对教学过程中的问题进行整理，并在教学结束后，一并显示在触摸显示屏14上，防止学生在虚拟教学中，有疑惑而暂时无法记录导致课后遗忘的问题，通过所述虚拟显示系统将虚拟教学应用于每个学生的学习桌面上，对应每个学生进行虚拟教学，提高学生的学习兴趣，并对虚拟教学中的关于知识点的疑惑，及时在课程上进行解疑，避免遗忘偷懒的学习情况，极大的提高了学生的学习效率。

一个优选方案中，所述虚拟显示系统还包括教师解答模块，其连接到所述处理器，当所述处理器接收到所述匹配信号为成功时，则所述教师解答模块不启动；当所述处理器接收到所述匹配信号为未成功时，则所述处理器同时向所述问答同步模块和教师解答模块发送信号，以使所述问答同步模块将所述学生的问题传输至所述教师解答模块，通过所述教师解答模块使教师连线对应的学生对所述学生问题进行解答分析。

在上述方案中，通过设置教师解答模块，在问答解答模块无法对学生的问题进行解答时，处理器开启教师解答模块，以切实解决学生提出的问题，通过教师解答模块连线提出相应问题的对应的学生，以便教师一对一进行远程讲解，从而保有问答解答模块无法给出解答时的第二处理方式，以完善这样一个和虚拟现实相对接的问答形式。

一个优选方案中，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的摄像语音模块，所述摄像语音模块用于在所述教师解答模块启动时教师连线对应的学生进行语音视频。

在上述方案中，通过设置摄像语音模块，以便于在教师与学生连线时，进行语音以及画面同步的解答，便于老师进行讲解问题；同时所述摄像语音模块还可便于老师实时观察对应学生的学习情况，防止个别学生不专心于虚拟教学，对学生起到监督学习的作用。

一个优选方案中，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的语音传递模块，所述语音传递模块用于将教师讲解教学的语音传递至所述虚拟场景内。

在上述方案中，通过设置语音传动模块，以便在学生沉浸与虚拟现实教学中时，老师可同步在对虚拟教学中需指点的知识点进行讲解，并能同步到虚拟场景中，使得虚拟现实与传统教学结合，以提高教学效率。

一个优选方案中，所述固定板15底端设置辅助支撑装置，其包括支撑杆132和与所述支撑杆132适配的多组定位孔，所述支撑杆132以可转动的方式设置在所述第一凹槽131内，并与所述固定板15的底端相对；多组定位孔对称设置在所述固定板15的底端，以使所述支撑杆132适配至不同的所述定位孔时，所述固定板15倾斜不同的角度。

在上述方案中，通过在所述固定板15底端设置辅助支撑装置，以在固定板15适配至第二凹槽121内时形成辅助支撑，以保证固定板15倾斜角度位置上的稳固性；所述支撑杆132与所述固定板15转动固定的位置是相对设置的，支撑杆132的转动方向与固定板15的转动方向相反，固定板15卡固在第二凹槽121内时，将支撑板适配至相应的定位孔内，以对固定板15起到辅助支撑的作用，所述固定板15通过合页连接实现转动，支撑杆132通过铰接的方式实现转动。

一个优选方案中，所述支撑箱22设置为长方体状，所述支撑箱22内设置多个以可拆卸的方式连接的隔板17，所述隔板17将所述支撑箱22由上至下分隔为多个储物空间，所述支撑箱22前端设置第二开口，所述第二开口处设置以可转动方式连接的封板18。

在上述方案中，通过将所述支撑箱22设置在箱体11底端的一侧，不仅对箱体11起到支撑的作用，同时长方体设置的支撑箱22可于桌面的宽度适配，同时支撑箱22本身的宽度也不会对使用者造成不便和干扰；通过在所述支撑箱22内设置多个隔板17，便于将支撑箱22内的空间进行划分，以便增加储物层次，满足不同物品的储物需求，所述封板18通过合页以可转动的方式连接在第二开口处，以封闭第二开口，以满足储物隐秘性。

一个优选方案中，所述隔板17可拆卸设置的具体方式为，所述支撑箱22内由上至下设置多组对称设置的卡槽，所述卡槽与所述隔板17适配，以卡固所述隔板17。

在上述方案中，通过隔板17插入不同高度的卡槽内，使得支撑箱22内的高度可调，便于满足不同的储物需求；所述隔板17插拔于卡槽的固定方式，使得隔板17的拆卸更为简单省力，同时也使得隔板17设置的较为稳固。

一个优选方案中，所述挡板16的具体设置方式为：所述箱体11两侧以及前端均对称设置与所述挡板16适配的滑槽，所述箱体11两侧以及前端在靠近所述箱体11顶端的位置均设置多个固定孔，当所述挡板16的底端高于所述固定孔时，在所述固定孔内插入固定销19，以固定所述挡板16的高度。

在上述方案中，通过在所述箱体11两侧以及前端的每一端面上设置位于每一端面上的对称的滑槽，使所述挡板16沿所述滑槽上下滑动的同时，对所述挡板16有固定的作用，防止挡板16向外侧以及两端倾斜；通过在靠近箱体11顶端的位置设置固定孔，固定孔按高度的不同设置多个，在挡板16底端的高度高于固定孔时，通过在固定孔内插入固定销19，利用固定销19固定于固定孔内并支撑挡板16，固定孔和固定销19可设置为相适配的螺纹孔和螺栓，便于固定销19的稳定。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种桌面式虚拟现实教学系统，其中，包括：

桌体，其包括中空结构的箱体，所述箱体顶端设置开口，所述开口处设置以可转动的方式连接的第一桌板，所述第一桌板底端设置以可升降的方式连接于所述箱体内的第二桌板，所述第二桌板的顶端设置第一凹槽，所述第一凹槽内设置与所述第一凹槽适配的触摸显示屏，所述触摸显示屏底端设置位于所述第一凹槽内，以固定所述触摸显示屏的固定板；所述第一桌板的底端横向设置多个与所述固定板顶端适配的第二凹槽；所述箱体的两侧以及前端均设置以可上下移动的方式连接的挡板；

支撑装置，其设置在所述箱体的底端，所述支撑装置包括设置在所述箱体底端一侧的支撑腿以及设置在所述箱体底端另一侧的支撑箱；

虚拟现实系统，其包括与所述触摸显示屏连接的处理器和与所述处理器连接的VR头显，所述处理器控制所述第二桌板的升降；

虚拟数据存储模块，其用于存储与教学知识相关的虚拟数据，所述虚拟数据存储模块设置有输入端口；

虚拟现实模块，其连接到所述虚拟数据存储模块，所述虚拟现实模块用于将所述虚拟数据以三维动态视景的方式展现，并传输至所述处理器；

问答同步模块，其连接到所述虚拟现实模块，所述问答同步模块用于将学生的问题同步到讲解的虚拟场景内，并对讲解的所述虚拟场景进行短视频录制或者是画面截屏保存图片；

问答再现模块，其连接到所述问答同步模块，以接收记录有所述学生问题的所述短视频或者图片进行归纳整理；并将反馈的所述学生的问题的解答整理归纳至相应的所述学生的问题下；以及

问答解答模块，其用于存储相关教学中遇到的多种问题以及对应所述问题的多种解答，并在接收所述问答再现模块传输的所述短视频或者图片后，将所述学生的问题的多种解答传输至所述问答再现模块，同时向所述处理器发送匹配信号；

教师解答模块，其连接到所述处理器，当所述处理器接收到所述匹配信号为成功时，则所述教师解答模块不启动；当所述处理器接收到所述匹配信号为未成功时，则所述处理器同时向所述问答同步模块和教师解答模块发送信号，以使所述问答同步模块将所述学生的问题传输至所述教师解答模块，通过所述教师解答模块使教师连线对应的学生对所述学生问题进行解答分析。

2.如权利要求1所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的摄像语音模块，所述摄像语音模块用于在所述教师解答模块启动时教师连线对应的学生进行语音视频。

3.如权利要求1所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述虚拟现实系统还包括连接到所述处理器的语音传递模块，所述语音传递模块用于将教师讲解教学的语音传递至所述虚拟场景内。

4.如权利要求1所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述固定板底端设置辅助支撑装置，其包括支撑杆和与所述支撑杆适配的多组定位孔，所述支撑杆以可转动的方式设置在所述第一凹槽内，并与所述固定板的底端相对；多组定位孔对称设置在所述固定板的底端，以使所述支撑杆适配至不同的所述定位孔时，所述固定板倾斜不同的角度。

5.如权利要求1所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述支撑箱设置为长方体状，所述支撑箱内设置多个以可拆卸的方式连接的隔板，所述隔板将所述支撑箱由上至下分隔为多个储物空间，所述支撑箱前端设置第二开口，所述第二开口处设置以可转动方式连接的封板。

6.如权利要求5所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述隔板可拆卸设置的具体方式为，所述支撑箱内由上至下设置多组对称设置的卡槽，所述卡槽与所述隔板适配，以卡固所述隔板。

7.如权利要求1所述桌面式虚拟现实教学系统，其中，所述挡板的具体设置方式为：所述箱体两侧以及前端均对称设置与所述挡板适配的滑槽，所述箱体两侧以及前端在靠近所述箱体顶端的位置均设置多个固定孔，当所述挡板的底端高于所述固定孔时，在所述固定孔内插入固定销，以固定所述挡板的高度。

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