CN110660297A - 一种基于物联网的数学曲线演示系统 - Google Patents

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刘羽
孙齐
周晶
赵湘莲
张宇
常晶
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    • G—PHYSICS
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    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/02—Electrically-operated educational appliances with visual presentation of the material to be studied, e.g. using film strip

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的数学曲线演示系统，包括通过磁块吸附设置在幕布表面的圆形棋子和PLC控制器，磁块设置在演示板的背面，上端中心处通过绳索连接有一绳索收放装置Ⅰ，左侧或右侧中心处通过绳索连接有另一绳索收放装置Ⅱ，绳索收放装置Ⅰ和绳索收放装置Ⅱ分别通过L形支架安装在演示板的外侧壁上，L形支架通过带伺服装置的滑块与设置在演示板外侧壁上的滑槽滑接，每个圆形棋子内均设有灯带卷绕装置，每个灯带卷绕装置上均缠绕设置有两个互不干涉的灯带卷，每个圆形棋子上对称设置有一组灯带出口，相邻两个圆形棋子的灯带通过卡扣相连。本发明可以实现各种曲线的动态演示，使用方便，且演示过程更为生动。

Description

一种基于物联网的数学曲线演示系统
技术领域
本发明涉及教学教具领域，具体涉及一种基于物联网的数学曲线演示系统。
背景技术
在数学课堂教学中，学习到抛物线双曲线等曲线知识时，教师需要在黑板上绘画曲线，来形象具体地给学生进行讲解，但是曲线不易绘出，而现有的曲线演示装置在使用时操作较为复杂，同时不易显示出曲线的形状，导致在使用时不方便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网的数学曲线演示系统，可以实现各种数学曲线的演示。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于物联网的数学曲线演示系统，包括演示板、黏贴设置在演示板表面的幕布、与幕布配合使用的投影仪，还包括通过磁块吸附设置在幕布表面的圆形棋子，所述磁块设置在演示板的背面，上端中心处通过绳索连接有一绳索收放装置Ⅰ，左侧或右侧中心处通过绳索连接有另一绳索收放装置Ⅱ，所述绳索收放装置Ⅰ和绳索收放装置Ⅱ分别通过L形支架安装在演示板的外侧壁上，所述L形支架通过带伺服装置的滑块与设置在演示板外侧壁上的滑槽滑接，每个圆形棋子内均设有灯带卷绕装置，每个灯带卷绕装置上均缠绕设置有两个互不干涉的灯带卷，每个圆形棋子上对称设置有一组灯带出口，相邻两个圆形棋子的灯带通过卡扣相连，还包括PLC控制器，用于根据用户输入的演示需求，输出对应的控制命令至投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带，从而实现各种曲线的演示。
进一步地，所述投影仪用于实现坐标系、各点坐标的投放。
进一步地，所述演示板背面安装有一限位框，用于避免绳索在收放的过程中导致磁块与演示板的分离。
进一步地，所述PLC控制器内载：
控制命令输入模块，用于以文本、图片的方式进行演示命令的输入；
演示命令识别模块，用于实现演示命令的解析，从而将其转换成对应的控制命令至投影素材生成模块、投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带；
投影素材生成模块，用于根据接收到的控制命令在素材数据库内调用相应的素材，按预设的模板编排后发送到投影仪进行投放。
进一步地，所述灯带卷绕装置包括两个带缠绕杆的伺服电机，分别用于控制两个灯带卷的收放。
进一步地，所述圆形棋子沿圆周方向设置有两个呈圆弧状的LED灯带，该灯带的两端分别设置在两灯带出口处，LED灯带和灯带均采用彩色灯带，可呈现红、黄、蓝、绿四种颜色。
进一步地，所述演示板下端通过支撑架安装有一底座，该底座下底面对称安装有一组带刹车片的万向轮。
本发明可以实现各种曲线的动态演示，使用方便，且演示过程更为生动，便于学生对各种曲线的学习、理解。
附图说明
图1为本发明实施例中的演示板正面图。
图2为本发明实施例中的演示板背面图。
图3为本发明实施例中绳索收放装置Ⅰ的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种基于物联网的数学曲线演示系统，包括演示板1、黏贴设置在演示板1表面的幕布、与幕布配合使用的投影仪，还包括通过磁块6吸附设置在幕布表面的圆形棋子2，所述磁块6设置在演示板的背面，上端中心处通过绳索5连接有一绳索收放装置Ⅰ4，左侧或右侧中心处通过绳索5连接有另一绳索收放装置Ⅱ10，所述绳索收放装置Ⅰ4和绳索收放装置Ⅱ10分别通过L形支架8安装在演示板的外侧壁上，所述L形支架8通过带伺服装置的滑块9与设置在演示板外侧壁上的滑槽滑接，每个圆形棋子2内均设有灯带卷绕装置，每个灯带卷绕装置上均缠绕设置有两个互不干涉的灯带卷，所述灯带卷绕装置包括两个带缠绕杆的伺服电机，分别用于控制两个灯带卷的收放，每个圆形棋子上对称设置有一组灯带出口，相邻两个圆形棋子的灯带3通过卡扣相连，可分离；还包括PLC控制器，所述PLC控制器通过无线方式与所述投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带实现通讯；用于根据用户输入的演示需求，输出对应的控制命令至投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带，从而实现各种曲线的演示。
本实施例中，所述演示板背面安装有一限位框7，该限位框为矩形，尺寸略小于展示板，与演示板的背面平行设置，且其与演示板的背面之间的距离小于磁块的厚度，用于避免绳索在收放的过程中导致磁块与演示板的分离。
本实施例中，所述PLC控制器内载：
控制命令输入模块，用于以文本、图片的方式进行演示命令的输入；在以文本形式输入控制命令时，采用两种模式，一种采用填空的模式输入，包括各点坐标以及曲线名称；另一种直接以试题的方式输入；在以图片模式输入曲线时，该图片上必须标明坐标系或各点坐标，或者包含一个完整的数学曲线试题；
演示命令识别模块，用于实现演示命令的解析，从而将其转换成对应的控制命令至投影素材生成模块、投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带；
投影素材生成模块，用于根据接收到的控制命令在素材数据库内调用相应的素材，基于绘图模块进行对应曲线的绘制，然后将对应的坐标按预设的模板编排在绘制的曲线中后发送到投影仪进行投放，所述投影仪用于实现坐标系、各点坐标的投放。
本实施例中，所述圆形棋子沿圆周方向设置有两个呈圆弧状的LED灯带，该灯带的两端分别设置在两灯带出口处，从而使得在演示时，可以使得圆形棋子与灯带呈现一体状，从而可以更好的展示曲线，LED灯带和灯带均采用彩色灯带，可呈现红、黄、蓝、绿四种颜色，同时灯带内采用单独设置的LED灯珠，从而可以实现每个灯珠的单独控制。
本实施例中，所述演示板下端通过支撑架安装有一底座，该底座下底面对称安装有一组带刹车片的万向轮。
本具体实施使用时，首先通过控制命令输入模块输入对应的控制命令至PLC控制器，PLC控制器内的演示命令识别模块完成控制命令的识别后，输出对应的控制命令至投影素材生成模块，投影素材生成模块根据接收到的控制命令在素材数据库内调用相应的素材，基于绘图模块进行对应曲线的绘制，然后将对应的坐标按预设的模板编排在绘制的曲线中后发送到投影仪，同时PLC控制器发送对应的控制命令至投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带，通过投影仪进行坐标系以及坐标点的投放，通过绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ对绳索的收放实现磁块位置的调节，从而实现圆形棋子所在位置的调节，在圆形棋子移动的过程中，灯带卷绕装置也处于工作状态，进行灯带的收放操作，直至圆形棋子到达目标坐标位置，对应的灯带和LED灯带启动，目标曲线即展示在幕布上了。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种基于物联网的数学曲线演示系统，包括演示板、黏贴设置在演示板表面的幕布、与幕布配合使用的投影仪，其特征在于：还包括通过磁块吸附设置在幕布表面的圆形棋子，所述磁块设置在演示板的背面，上端中心处通过绳索连接有一绳索收放装置Ⅰ，左侧或右侧中心处通过绳索连接有另一绳索收放装置Ⅱ，所述绳索收放装置Ⅰ和绳索收放装置Ⅱ分别通过L形支架安装在演示板的外侧壁上，所述L形支架通过带伺服装置的滑块与设置在演示板外侧壁上的滑槽滑接，每个圆形棋子内均设有灯带卷绕装置，每个灯带卷绕装置上均缠绕设置有两个互不干涉的灯带卷，每个圆形棋子上对称设置有一组灯带出口，相邻两个圆形棋子的灯带通过卡扣相连，还包括PLC控制器，用于根据用户输入的演示需求，输出对应的控制命令至投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带，从而实现各种曲线的演示。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述投影仪用于实现坐标系、各点坐标的投放。
3.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述演示板背面安装有一限位框，用于避免绳索在收放的过程中导致磁块与演示板的分离。
4.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述PLC控制器内载：
控制命令输入模块，用于以文本、图片的方式进行演示命令的输入；
演示命令识别模块，用于实现演示命令的解析，从而将其转换成对应的控制命令至投影素材生成模块、投影仪、绳索收放装置Ⅰ、绳索收放装置Ⅱ、灯带卷绕装置、带伺服装置的滑块和灯带；
投影素材生成模块，用于根据接收到的控制命令在素材数据库内调用相应的素材，按预设的模板编排后发送到投影仪进行投放。
5.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述灯带卷绕装置包括两个带缠绕杆的伺服电机，分别用于控制两个灯带卷的收放。
6.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述圆形棋子沿圆周方向设置有两个呈圆弧状的LED灯带，该灯带的两端分别设置在两灯带出口处，LED灯带和灯带均采用彩色灯带，可呈现红、黄、蓝、绿四种颜色。
7.如权利要求1所述的一种基于物联网的数学曲线演示系统，其特征在于：所述演示板下端通过支撑架安装有一底座，该底座下底面对称安装有一组带刹车片的万向轮。
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