CN110459100B - 一种基于空间立体感的思维训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于空间立体感的思维训练装置，包括底板、演示组件、控制总成、鹅颈管、激光成像仪、数据采集模块、数据成像模块、图像输出模块、成像对比模块、扫描记录模块、网络通讯模块、智能交互模块和机械控制模块，该发明通过显示板显示空间图像，通过智能交互模块，在指导下，在演示板上对空间拼接的构件进行拼接，通过激光成像仪进行扫描成像，通过成像对比模块进行对比后，进行对拼接成型的构件进行指导修改，通过视觉和手动配合能够大大提高空间立体感，达到训练模块，在不需要手工训练时，通过显示板进行显示指导时，通过输出电机作业，实现显示板的前后移动，通过调整视距，也可以提高训练人员的空间立体感。

Description

一种基于空间立体感的思维训练装置

技术领域

本发明涉及立体感训练设备技术领域，具体为一种基于空间立体感的思维训练装置。

背景技术

立体感是指平面造型艺术引起的一种近似于现实三度空间中的物体的审美感受，平面造型艺术作品中的空间是造型艺术家根据透视原理，通过构图等造型手段在二度空间中创造出来的，具体地说，是通过透视、色彩、明暗等产生现实空间的假象，在这种平面造型艺术作品中，不仅各造型物之间能使人感到有深度的立体空间关系，而且造型物本身也有一种立体感，现有的练习方式，只是通过建立三维坐标，进行对比练习，操作麻烦，而且立体感提高效果不佳，达不到提高目的，因此，设计一种基于空间立体感的思维训练装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空间立体感的思维训练装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于空间立体感的思维训练装置，包括底板、演示组件、控制总成、鹅颈管、磁板、固定板、摄像头、激光成像仪、演示盘、磁铁、演示桌、收纳箱、旋转轴、旋转齿盘、输出齿盘、作业电机和旋转板，所述演示桌固定在底板的一端顶侧，所述固定板固定在演示桌的顶侧，所述摄像头安装在固定板的一侧，所述鹅颈管的底端固定在演示桌的顶侧，且鹅颈管设置在固定板的一侧，所述鹅颈管的顶端安装有磁板，所述激光成像仪固定在演示桌的顶侧边角处，所述旋转轴通过轴承竖直安装在演示桌的中心位置，所述旋转齿盘安装在旋转轴的底端端部，所述作业电机固定在演示桌的桌面底侧，所述输出齿盘安装在作业电机的输出端部，所述旋转板固定在旋转轴的底端端部，所述演示盘通过轴承配合安装在旋转板的顶侧，所述磁铁嵌入式安装在演示盘的内部，所述收纳箱固定在演示桌的一端，所述演示组件安装在底板的顶侧另一端，所述控制总成设置在演示桌的桌面边侧。

所述演示组件包括滑轨、滑块、显示板、输出电机、配合齿轮和齿带，所述滑轨排布在底板的顶侧，所述滑块扣接在滑轨的顶侧，所述显示板安装在滑块的顶侧，所述输出电机固定在显示板的后侧底端，所述配合齿轮安装在输出电机的输出端部，所述齿带固定在底板的顶侧；

所述控制总成包括数据采集模块、数据成像模块、图像输出模块、成像对比模块、扫描记录模块、网络通讯模块、智能交互模块和机械控制模块，所述数据采集模块与数据成像模块通过信号连接，所述数据成像模块与图像输出模块通过信号连接，所述网络通讯模块与智能交互模块通过信号连接，所述成像对比模块和扫描记录模块分别与图像输出模块通过信号连接，所述智能交互模块和机械控制模块通过信号连接。

根据上述技术方案，所述齿带位于配合齿轮的正下方，且配合齿轮与齿带互为啮合结构。

根据上述技术方案，所述旋转齿盘和输出齿盘平行设置，且旋转齿盘和输出齿盘互为啮合结构。

根据上述技术方案，所述演示盘的两侧对称设置有摄像头和磁板。

根据上述技术方案，所述激光成像仪的扫描面与演示盘的中心线处于同一面。

根据上述技术方案，所述激光成像仪与数据采集模块通过信号线连接。

根据上述技术方案，所述图像输出模块与显示板通过信号线连接。

根据上述技术方案，所述机械控制模块分别与作业电机和输出电机通过信号连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，通过显示板显示空间图像，通过智能交互模块，在指导下，在演示板上对空间拼接的构件进行拼接，通过激光成像仪进行扫描成像，通过成像对比模块进行对比后，进行对拼接成型的构件进行指导修改，通过视觉和手动配合能够大大提高空间立体感，达到训练模块，在不需要手工训练时，通过显示板进行显示指导时，通过输出电机作业，实现显示板的前后移动，通过调整视距，也可以提高训练人员的空间立体感。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的演示组件结构示意图。

图3是本发明的旋转扫描结构示意图。

图4是本发明的拼接演示结构示意图。

图5是本发明的控制总成结构示意图。

图中：1、底板；2、演示组件；3、控制总成；4、鹅颈管；5、磁板；6、固定板；7、摄像头；8、激光成像仪；9、演示盘；10、磁铁；11、演示桌；12、收纳箱；13、旋转轴；14、旋转齿盘；15、输出齿盘；16、作业电机；17、旋转板；21、滑轨；22、滑块；23、显示板；24、输出电机；25、配合齿轮；26、齿带；31、数据采集模块；32、数据成像模块；33、图像输出模块；34、成像对比模块；35、扫描记录模块；36、网络通讯模块；37、智能交互模块；38、机械控制模块。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于空间立体感的思维训练装置，包括底板1、演示组件2、控制总成3、鹅颈管4、磁板5、固定板6、摄像头7、激光成像仪8、演示盘9、磁铁10、演示桌11、收纳箱12、旋转轴13、旋转齿盘14、输出齿盘15、作业电机16和旋转板17，演示桌11固定在底板1的一端顶侧，固定板6固定在演示桌11的顶侧，摄像头7安装在固定板6的一侧，鹅颈管4的底端固定在演示桌11的顶侧，且鹅颈管4设置在固定板6的一侧，鹅颈管4的顶端安装有磁板5，激光成像仪8固定在演示桌11的顶侧边角处，演示盘9的两侧对称设置有摄像头7和磁板5，旋转轴13通过轴承竖直安装在演示桌11的中心位置，旋转齿盘14安装在旋转轴13的底端端部，作业电机16固定在演示桌11的桌面底侧，输出齿盘15安装在作业电机16的输出端部，旋转齿盘14和输出齿盘15平行设置，且旋转齿盘14和输出齿盘15互为啮合结构，旋转板17固定在旋转轴13的底端端部，演示盘9通过轴承配合安装在旋转板17的顶侧，磁铁10嵌入式安装在演示盘9的内部，收纳箱12固定在演示桌11的一端，激光成像仪8的扫描面与演示盘9的中心线处于同一面，演示组件2安装在底板1的顶侧另一端，控制总成3设置在演示桌11的桌面边侧。

演示组件2包括滑轨21、滑块22、显示板23、输出电机24、配合齿轮25和齿带26，滑轨21排布在底板1的顶侧，滑块22扣接在滑轨21的顶侧，显示板23安装在滑块22的顶侧，输出电机24固定在显示板23的后侧底端，配合齿轮25安装在输出电机24的输出端部，齿带26固定在底板1的顶侧，齿带26位于配合齿轮25的正下方，且配合齿轮25与齿带26互为啮合结构。

控制总成3包括数据采集模块31、数据成像模块32、图像输出模块33、成像对比模块34、扫描记录模块35、网络通讯模块36、智能交互模块37和机械控制模块38，数据采集模块31与数据成像模块32通过信号连接，数据成像模块32与图像输出模块33通过信号连接，网络通讯模块36与智能交互模块37通过信号连接，成像对比模块34和扫描记录模块35分别与图像输出模块33通过信号连接，智能交互模块37和机械控制模块38通过信号连接，激光成像仪8与数据采集模块31通过信号线连接，图像输出模块33与显示板23通过信号线连接，机械控制模块38分别与作业电机16和输出电机24通过信号连接。

基于上述，本发明的优点在于，本发明，在进行模拟训练时，将空间拼接的构件分散放置在收纳箱12内，然后通过智能交互模块37控制显示板23显示与训练内容像匹配的图像，然后训练人员在演示盘9上对照滑块22显示的图片进行拼接组装，在拼接过程中，因拼装结构内部预设有磁块，在拼接时，通过调整鹅颈管4，实现对磁板5的控制，辅助拼装，同时通过摄像头7记录拼装过程，在拼装后，这时作业电机16作业，带动输出齿盘15旋转，通过旋转齿盘14和旋转轴13的配合，实现演示盘9的旋转，实现拼装成品的旋转，通过激光成像仪8扫描后，经过数据采集模块31采集扫描 数据，通过数据成像模块32处理成像，通过图像输出模块33输出到显示板23上，通过成像对比模块34对比后，经智能交互模块37与训练人员交互，指出错误和修改步骤，进行再次的拼装，亦可以通过智能交互模块37进行边拼装边修改的模式进行训练，在不需要手工训练时，通过显示板23进行显示指导时，通过输出电机24作业，带动配合齿轮25旋转，在齿带26的配合下，滑块22沿滑轨21滑动，实现显示板23的前后移动，通过调整视距，也可以提高训练人员的空间立体感。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于空间立体感的思维训练装置，包括底板（1）、演示组件（2）、控制总成（3）、鹅颈管（4）、磁板（5）、固定板（6）、摄像头（7）、激光成像仪（8）、演示盘（9）、磁铁（10）、演示桌（11）、收纳箱（12）、旋转轴（13）、旋转齿盘（14）、输出齿盘（15）、作业电机（16）和旋转板（17），其特征在于：所述演示桌（11）固定在底板（1）的一端顶侧，所述固定板（6）固定在演示桌（11）的顶侧，所述摄像头（7）安装在固定板（6）的一侧，所述鹅颈管（4）的底端固定在演示桌（11）的顶侧，且鹅颈管（4）设置在固定板（6）的一侧，所述鹅颈管（4）的顶端安装有磁板（5），所述激光成像仪（8）固定在演示桌（11）的顶侧边角处，所述旋转轴（13）通过轴承竖直安装在演示桌（11）的中心位置，所述旋转齿盘（14）安装在旋转轴（13）的底端端部，所述作业电机（16）固定在演示桌（11）的桌面底侧，所述输出齿盘（15）安装在作业电机（16）的输出端部，所述旋转板（17）固定在旋转轴（13）的底端端部，所述演示盘（9）通过轴承配合安装在旋转板（17）的顶侧，所述磁铁（10）嵌入式安装在演示盘（9）的内部，所述收纳箱（12）固定在演示桌（11）的一端，所述演示组件（2）安装在底板（1）的顶侧另一端，所述控制总成（3）设置在演示桌（11）的桌面边侧；所述演示组件（2）包括滑轨（21）、滑块（22）、显示板（23）、输出电机（24）、配合齿轮（25）和齿带（26），所述滑轨（21）排布在底板（1）的顶侧，所述滑块（22）扣接在滑轨（21）的顶侧，所述显示板（23）安装在滑块（22）的顶侧，所述输出电机（24）固定在显示板（23）的后侧底端，所述配合齿轮（25）安装在输出电机（24）的输出端部，所述齿带（26）固定在底板（1）的顶侧；所述控制总成（3）包括数据采集模块（31）、数据成像模块（32）、图像输出模块（33）、成像对比模块（34）、扫描记录模块（35）、网络通讯模块（36）、智能交互模块（37）和机械控制模块（38），所述数据采集模块（31）与数据成像模块（32）通过信号连接，所述数据成像模块（32）与图像输出模块（33）通过信号连接，所述网络通讯模块（36）与智能交互模块（37）通过信号连接，所述成像对比模块（34）和扫描记录模块（35）分别与图像输出模块（33）通过信号连接，所述智能交互模块（37）和机械控制模块（38）通过信号连接；所述演示盘（9）的两侧对称设置有摄像头（7）和磁板（5）；所述激光成像仪（8）的扫描面与演示盘（9）的中心线处于同一面；所述激光成像仪（8）与数据采集模块（31）通过信号线连接；所述图像输出模块（33）与显示板（23）通过信号线连接；所述齿带（26）位于配合齿轮（25）的正下方，且配合齿轮（25）与齿带（26）互为啮合结构；所述旋转齿盘（14）和输出齿盘（15）平行设置，且旋转齿盘（14）和输出齿盘（15）互为啮合结构；所述机械控制模块（38）分别与作业电机（16）和输出电机（24）通过信号连接；

本基于空间立体感的思维训练装置在进行模拟训练时，将空间拼接的构件分散放置在收纳箱内，然后通过智能交互模块控制显示板显示与训练内容像匹配的图像，然后训练人员在演示盘上对照滑块显示的图片进行拼接组装，在拼接过程中，拼装结构内部预设有磁块，在拼接时，通过调整鹅颈管，对磁板的控制，辅助拼装，同时通过摄像头记录拼装过程，在拼装后，这时作业电机作业，带动输出齿盘旋转，通过旋转齿盘和旋转轴的配合，实现演示盘的旋转，实现拼装成品的旋转，通过激光成像仪扫描后，经过数据采集模块采集扫描数据，通过数据成像模块处理成像，通过图像输出模块输出到显示板上，通过成像对比模块对比后，经智能交互模块与训练人员交互，指出错误和修改步骤，进行再次的拼装。

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