CN111572249A - 智能的黑板擦 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能的黑板擦，包括本体、处理模块和若干扫描传感器，本体包括除尘布和两组相对的侧边；处理模块固设于本体内；若干扫描传感器间隔固设于本体的一组相对的侧边上；黑板擦处于第一位置时，扫描传感器用于扫描黑板的表面范围并判断是否存在笔具接触表面时反射的扫描信号，若存在则将扫描信号传输至处理模块；第一位置为黑板的表面范围的坐标原点；处理模块用于根据扫描信号得到笔具接触表面时的位置，并将位置标记为待除尘位置。本发明通过若干扫描传感器扫描并判断是否存在笔具接触黑板的表面时反射的扫描信号，将笔具接触黑板的表面时的位置标记为待除尘位置，能够自动监控黑板书写状态，以便及时除尘。

Description

智能的黑板擦

技术领域

本发明涉及教学工具领域，尤其涉及一种智能的黑板擦。

背景技术

黑板擦在清除黑板灰尘本身是被动的即需要人为监管的，如果黑板未按时除尘会影响课堂教学及教职工教学心情；另外，黑板除尘的监管存在人为局限性，比如负责定时清理黑板的人员不在场等场景。

还有，教室黑板擦承担的任务不仅仅在于老师的课堂教学，在教室黑板报输出上也承载着重要的清理工作，这里最大的痛点是个体黑板尺寸不一，黑板报的输出需要事先使用尺规作图进行区域规划，而尺规作图的过程无法单独完成，工作量大且存在较大误差，进而影响后续板报输出质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中不能自动监控黑板书写状态容易造成黑板未能按时除尘的缺陷，提供一种能够自动监控黑板写状态以便及时除尘的智能的黑板擦。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种智能的黑板擦，所述黑板擦包括本体，所述本体包括除尘布和两组相对的侧边，所述黑板擦还包括：处理模块和若干扫描传感器；

所述处理模块固设于所述本体内；

若干所述扫描传感器间隔固设于所述本体的一组所述相对的侧边上；

所述黑板擦处于第一位置时，所述扫描传感器用于扫描黑板的表面范围并判断是否存在笔具接触所述表面时反射的扫描信号，若存在则将所述扫描信号传输至所述处理模块；

所述第一位置为所述黑板的表面范围的坐标原点；

所述处理模块用于根据所述扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的位置，并将所述位置标记为待除尘位置。

较佳地，所述处理模块包括标定单元；

所述第一位置为所述黑板的下边沿的两个端点中的一个；

所述标定单元用于所述黑板擦处于标定模式时确定所述黑板的水平边界和垂直边界；

其中，在确定所述水平边界时，所述扫描传感器扫描得到存在笔具接触所述表面时反射的第一扫描信号，则将所述第一扫描信号传输至所述标定单元，所述标定单元根据所述第一扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的第二位置，并将所述第二位置标记为水平边界位置；

在确定所述垂直边界时，所述扫描传感器扫描得到存在笔具接触所述表面时反射的第二扫描信号，则将所述第二扫描信号传输至所述标定单元，所述标定单元根据所述第二扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的第三位置，并将所述第三位置标记为垂直边界位置。

较佳地，所述黑板擦还包括至少一个按键；

所述按键固设于所述本体上的与所述除尘布相对的一面；

所述处理模块还用于接收按压所述按键产生的按键状态信号并基于所述按键状态信号输入数据和/或设置所述黑板擦的功能模式；

所述功能模式包括所述标定模式。

较佳地，所述黑板擦还包括显示屏；

所述显示屏固设于所述本体上的与所述除尘布相对的一面；

所述处理模块还用于输出显示信息至所述显示屏。

较佳地，所述扫描传感器使用超声波、红外线和激光中的至少一种进行扫描。

较佳地，所述黑板擦还包括蓄电池；

所述蓄电池固设于所述本体内；

所述蓄电池用于对所述黑板擦中的电器元件供电。

较佳地，所述黑板擦还包括履带、至少两个滚动装置、稳压模块和至少一个发电机；

所述稳压模块、所述发电机的定子固设于所述本体内；

所述发电机的转子与对应的所述滚动装置固定连接；

两个所述滚动装置分别固设于第四位置和第五位置，所述第四位置和所述第五位置为所述本体的一组所述相对的侧边的两端的位置，所述第四位置和所述第五位置间隔预设距离；

所述履带包裹两个所述滚动装置，所述除尘布固设于所述履带的外表面，所述除尘布与所述黑板摩擦带动所述履带随所述除尘布进行旋转运动，所述履带带动所述滚动装置，所述滚动装置带动所述发电机的转子进行旋转运动；

所述发电机用于将所述履带的旋转运动生成的感应电流传输至所述稳压模块；

所述稳压模块用于将所述感应电流或将所述蓄电池输出的电压稳压后对所述黑板擦中的电器元件供电；

所述蓄电池还用于通过所述稳压模块进行充电。

较佳地，若干所述扫描传感器间隔固设于所述侧边中的两个侧边上；

和/或，所述本体的一个所述侧边上的所述扫描传感器的数量为3～6个。

较佳地，所述黑板擦还包括物联网模组；

所述物联网模组固设于所述本体内；

所述处理模块还用于将所述待除尘位置的数据传输至所述物联网模组；

和/或，所述处理模块还用于按照预先设定的提醒规则生成提醒消息的数据，并将所述提醒消息的数据传输至所述物联网模组；

所述物联网模组用于将所述处理模块传输的所述数据发送至数据中心，所述数据中心用于根据所述数据生成统计结果；

所述物联网模组还用于接收预设的手机和/或所述数据中心发送的通信数据，并将所述通信数据传输至所述处理模块；

和/或，所述数据中心还用于将所述统计结果发送至所述预设的手机；

和/或，所述处理模块还用于根据所述通信数据进行数据统计。

较佳地，所述黑板擦还包括语音模块；

所述语音模块固设于所述本体内；

所述处理模块还用于基于预设的图形和坐标以及所述待除尘位置，生成对当前书写的提示信息，并将所述提示信息传输至所述语音模块；

所述语音模块用于将所述提示信息以语音形式播放。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过若干扫描传感器扫描并判断是否存在笔具接触黑板的表面时反射的扫描信号，将笔具接触黑板的表面时的位置标记为待除尘位置，能够自动监控黑板书写状态，以便及时除尘。

附图说明

图1为本发明的实施例的智能的黑板擦的结构示意图。

图2为本发明的实施例的智能的黑板擦的履带的位置示意图。

图3为本发明的实施例的智能的黑板擦的电连接示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种智能的黑板擦。参照图1、图2和图3，黑板擦包括：本体1、处理模块2、若干扫描传感器3、至少一个按键4、显示屏5、蓄电池6、履带7、至少两个滚动装置8、稳压模块9、至少一个发电机10、物联网模组11和语音模块12。其中，扫描传感器3使用超声波、红外线和激光中的至少一种进行扫描。本体1的一个侧边102上的扫描传感器3的数量为3～6个，使用黑板擦扫描时，需要设有扫描传感器3的两个侧边102中的一个向上。本实施例中，扫描传感器3的个数为12个，按键4为3个，滚动装置8和发电机10均为2个。12个扫描传感器3间隔固设于本体1的一组相对的长侧边102上，每个长侧边102上有6个扫描传感器3。两个滚动装置8分别位于长侧边102的两端(左端和右端)，即第四位置为长侧边102的左端的位置，第五位置为长侧边102的右端的位置。第四位置和第五位置间隔预设距离。发电机10的转子与对应的滚动装置8固定连接；具体为，一个发电机10的转子与左端的滚动装置8固定连接，另一个发电机10的转子与右端的滚动装置8固定连接。

本实施例中，本体1包括除尘布101和两组相对的侧边102。处理模块2、蓄电池6、稳压模块9、发电机10的定子、物联网模组11和语音模块12固设于本体1内；按键4和显示屏5固设于本体1上的与除尘布101相对的一面；履带7包裹两个滚动装置8，除尘布101固设于履带7的外表面。

使用黑板擦进行扫描时，黑板擦处于第一位置时，扫描传感器3用于扫描黑板的表面范围并判断是否存在笔具接触表面时反射的扫描信号，若存在则将扫描信号传输至处理模块2；第一位置为黑板的表面范围的坐标原点，第一位置为黑板的下边沿的两个端点中的一个；例如，黑板下方一般有托板，第一位置为托板的两个端点中的一个。处理模块2用于根据扫描信号得到笔具接触表面时的位置，并将位置标记为待除尘位置。处理模块2还用于接收按压按键4产生的按键状态信号并基于按键状态信号输入数据和设置黑板擦的功能模式；其中，功能模式包括标定模式。处理模块2还用于输出显示信息至显示屏5。

在使用黑板擦进行扫描之前，需要确保已经确定了黑板的水平边界和垂直边界。本实施例中，处理模块2包括标定单元21(图中未标注)，标定单元21用于黑板擦处于标定模式时确定黑板的水平边界和垂直边界。其中，在确定水平边界时，扫描传感器3扫描得到存在笔具接触黑板的表面时反射的第一扫描信号，则将第一扫描信号传输至标定单元21，标定单元21根据第一扫描信号得到笔具接触表面时的第二位置，并将第二位置标记为水平边界位置；在确定垂直边界时，扫描传感器3扫描得到存在笔具接触黑板的表面时反射的第二扫描信号，则将第二扫描信号传输至标定单元21，标定单元21根据第二扫描信号得到笔具接触表面时的第三位置，并将第三位置标记为垂直边界位置。

本实施例中，完成确定黑板的水平边界和垂直边界后，使用黑板擦进行扫描时，黑板擦需要放置于确定黑板的水平边界和垂直边界时的第一位置。例如，确定黑板的水平边界和垂直边界时，第一位置为黑板的下边沿的两个端点中左端点，那么之后使用黑板擦进行扫描时，黑板擦均需放置于左端点，如果需要黑板擦放置于右端点进行扫描，则必须黑板擦放置于右端点重新进行确定黑板的水平边界和垂直边界，之后黑板擦才能在右端点进行扫描。

本实施例中，除尘布101与黑板摩擦带动履带7随除尘布101进行旋转运动，履带7带动两个滚动装置8，两个滚动装置8带动两个发电机10的转子进行旋转运动；两个发电机10用于将履带7的旋转运动生成的感应电流传输至稳压模块9；稳压模块9用于将感应电流或将蓄电池6输出的电压稳压后对黑板擦中的电器元件供电；蓄电池6可以用于通过稳压模块9对黑板擦中的电器元件供电，蓄电池6还可以用于通过稳压模块9进行充电。履带7、滚动装置8、稳压模块9和发电机10配合蓄电池6，能够通过给黑板除尘的摩擦产生电能并将电能存储至蓄电池6，通过稳压模块9蓄电池6在发电机10发电时存储电能，在发电机10不发电时释放电能为黑板擦中的电器元件供电，使得黑板擦不需要外接电源或外接充电装置即可满足内部的电器元件的用电需求，避免忘记给黑板擦充电，避免由于忘充电造成的无法使用黑板擦的扫描等功能。

本实施例中，处理模块2还用于将待除尘位置的数据传输至物联网模组11；处理模块2还用于按照预先设定的提醒规则生成提醒消息的数据，并将提醒消息的数据传输至物联网模组11；物联网模组11用于将处理模块2传输的数据发送至数据中心，数据中心用于根据数据生成统计结果；物联网模组11还用于接收预设的手机和/或数据中心发送的通信数据，并将通信数据传输至处理模块2；数据中心还用于将统计结果发送至预设的手机；处理模块2还用于根据通信数据进行数据统计，以及用于基于预设的图形和坐标以及待除尘位置，生成对当前书写的提示信息，并将提示信息传输至语音模块12；语音模块12用于将提示信息以语音形式播放。如果笔具偏离了预设的图形，黑板擦会发出提示，提醒作图者进行调整。

本实施例中，发电机10通过给黑板除尘的摩擦产生的电能即可满足低功耗的物联网模组11的用电需求。

本实施例中，使用黑板擦进行扫描时，设有扫描传感器3的两个长侧边102中的任一个长侧边102向上均能够保证扫描的准确性和及时性，扫描间隔期内调换另一个长侧边102向上，不影响调换长侧边102后的扫描的准确性和及时性。黑板擦进行扫描时，向上的长侧边102上的扫描传感器3不断地向黑板发送扫描信号(比如超声波等)，教师或者学生使用笔具(比如粉笔)在黑板上书写行为会阻碍或遮挡扫描信号，进而使得扫描信号发生反弹回黑板擦的扫描传感器3，由此可得知笔具触及黑板的位置并不断记录，从而获取整个黑板的使用面积及区域。

按键、显示屏、物联网模组和处理模块扩展了黑板擦的人机交互手段，通过按键和显示屏设置黑板擦的功能模式、输入数据以及显示信息；通过物联网模组和处理模块能够在黑板擦、数据中心和手机间传输数据，数据包括黑板使用率、使用者、使用时间等，按照设定的规则(如是否提醒、如何提醒)实时或定时提醒值日生及时给黑板除尘，进行数据统计，辅助作图和划线以取代传统的尺规，监控教职工黑板使用率曲线及值日生定时清理黑板的积极性。

在一种可选的实施方式中，可以在手机和/或电脑中安装应用程序来实现人机交互。

在一种可选的实施方式中，可以只在一个侧边102上间隔固设3～6个扫描传感器3，使用黑板擦扫描时，需要固设有扫描传感器3的侧边102向上。

设置和使用黑板擦的一般步骤如下：

步骤101、将黑板擦放置于第一位置，一条固设有扫描传感器的侧边向上；

步骤102、使用者通过手机(如短信)向黑板擦发送预设的图形和坐标等参数；

步骤103、黑板擦接收参数后，进入坐标报告模式，启动扫描传感器进行扫描；

步骤104、黑板擦以语音等人机交互方式，实时报告使用者的当前笔具接触黑板的坐标；

步骤105、黑板擦判断是否存在使用者通过按键或通过手机发送指令的方式来终止黑板擦进行坐标报告模式，如果存在，则关闭扫描传感器并报告坐标报告模式结束；如果不存在，则转至步骤103。

黑板擦按照处理模块内的终端数据中心的软件程序运行。黑板擦启动后，其软件程序运行步骤如下：

步骤201、软件程序初始化；

步骤202、软件程序根据对应的黑板，加载对应的班级的课程表；

步骤203、软件程序上报教师授课期间黑板使用率、课间值日生主动清理黑板情况等信息，与班级及课程表形成对应关系并记录；

步骤204、软件程序根据上述记录的信息，按照指定周期(如日、周、月等)，以可视化的图标形成对比图(如柱状图等)，呈现班级、课程、教师、课间等黑板使用率以及清洁情况；

步骤205、软件程序的后台监控功能完成，即完成教师的黑板使用率曲线及值日生定时清理黑板记录等。

本实施例通过若干扫描传感器扫描并判断是否存在笔具接触黑板的表面时反射的扫描信号，将笔具接触黑板的表面时的位置标记为待除尘位置，能够自动监控黑板书写状态，以便及时除尘，扩展了黑板擦的人机交互手段，丰富了黑板擦的功能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能的黑板擦，包括本体，所述本体包括除尘布和两组相对的侧边，其特征在于，所述黑板擦还包括：处理模块和若干扫描传感器；

所述处理模块固设于所述本体内；

若干所述扫描传感器间隔固设于所述本体的一组所述相对的侧边上；

所述黑板擦处于第一位置时，所述扫描传感器用于扫描黑板的表面范围并判断是否存在笔具接触所述表面时反射的扫描信号，若存在则将所述扫描信号传输至所述处理模块；

所述第一位置为所述黑板的表面范围的坐标原点；

所述处理模块用于根据所述扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的位置，并将所述位置标记为待除尘位置。

2.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述处理模块包括标定单元；

所述第一位置为所述黑板的下边沿的两个端点中的一个；

所述标定单元用于所述黑板擦处于标定模式时确定所述黑板的水平边界和垂直边界；

其中，在确定所述水平边界时，所述扫描传感器扫描得到存在笔具接触所述表面时反射的第一扫描信号，则将所述第一扫描信号传输至所述标定单元，所述标定单元根据所述第一扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的第二位置，并将所述第二位置标记为水平边界位置；

在确定所述垂直边界时，所述扫描传感器扫描得到存在笔具接触所述表面时反射的第二扫描信号，则将所述第二扫描信号传输至所述标定单元，所述标定单元根据所述第二扫描信号得到所述笔具接触所述表面时的第三位置，并将所述第三位置标记为垂直边界位置。

3.如权利要求2所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括至少一个按键；

所述按键固设于所述本体上的与所述除尘布相对的一面；

所述处理模块还用于接收按压所述按键产生的按键状态信号并基于所述按键状态信号输入数据和/或设置所述黑板擦的功能模式；

所述功能模式包括所述标定模式。

4.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括显示屏；

所述显示屏固设于所述本体上的与所述除尘布相对的一面；

所述处理模块还用于输出显示信息至所述显示屏。

5.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述扫描传感器使用超声波、红外线和激光中的至少一种进行扫描。

6.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括蓄电池；

所述蓄电池固设于所述本体内；

所述蓄电池用于对所述黑板擦中的电器元件供电。

7.如权利要求6所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括履带、至少两个滚动装置、稳压模块和至少一个发电机；

所述稳压模块、所述发电机的定子固设于所述本体内；

所述发电机的转子与对应的所述滚动装置固定连接；

两个所述滚动装置分别固设于第四位置和第五位置，所述第四位置和所述第五位置为所述本体的一组所述相对的侧边的两端的位置，所述第四位置和所述第五位置间隔预设距离；

所述履带包裹两个所述滚动装置，所述除尘布固设于所述履带的外表面，所述除尘布与所述黑板摩擦带动所述履带随所述除尘布进行旋转运动，所述履带带动所述滚动装置，所述滚动装置带动所述发电机的转子进行旋转运动；

所述发电机用于将所述履带的旋转运动生成的感应电流传输至所述稳压模块；

所述稳压模块用于将所述感应电流或将所述蓄电池输出的电压稳压后对所述黑板擦中的电器元件供电；

所述蓄电池还用于通过所述稳压模块进行充电。

8.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，若干所述扫描传感器间隔固设于所述侧边中的两个侧边上；

和/或，所述本体的一个所述侧边上的所述扫描传感器的数量为3～6个。

9.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括物联网模组；

所述物联网模组固设于所述本体内；

所述处理模块还用于将所述待除尘位置的数据传输至所述物联网模组；

和/或，所述处理模块还用于按照预先设定的提醒规则生成提醒消息的数据，并将所述提醒消息的数据传输至所述物联网模组；

所述物联网模组用于将所述处理模块传输的所述数据发送至数据中心，所述数据中心用于根据所述数据生成统计结果；

所述物联网模组还用于接收预设的手机和/或所述数据中心发送的通信数据，并将所述通信数据传输至所述处理模块；

和/或，所述数据中心还用于将所述统计结果发送至所述预设的手机；

和/或，所述处理模块还用于根据所述通信数据进行数据统计。

10.如权利要求1所述的智能的黑板擦，其特征在于，所述黑板擦还包括语音模块；

所述语音模块固设于所述本体内；

所述处理模块还用于基于预设的图形和坐标以及所述待除尘位置，生成对当前书写的提示信息，并将所述提示信息传输至所述语音模块；

所述语音模块用于将所述提示信息以语音形式播放。

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