CN112837561B - 一种提高专注力的幼儿学前教育系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高专注力的幼儿学前教育系统，包括承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪，承载底座上端面通过承载柱与作业台下端面，承载龙骨下端面嵌于作业台内，透明显示屏嵌于承载龙骨前端面槽体结构内，显示器嵌于承载龙骨后端面槽体结构内，分化投影板嵌于承载龙骨槽体的槽底内，投影仪与承载龙骨上端面连接，驱动电路嵌于承载底座内。其使用方法包括设备组装，教学应用及注意力调节等三个步骤。本发明一方面可有效满对幼儿在进行传统板书教学的同时，另同步开展多种多媒体在线教学需要；另一方面在教学过程中，可有效的同步实现对幼儿注意力进行有效引导，有助于幼儿专注力培养。

Description

一种提高专注力的幼儿学前教育系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种幼儿教学设备，特别是涉及一种提高专注力的幼儿学前教育系统及检测方法。

背景技术

目前在进行婴幼儿教育工作中，由于婴幼儿自主学习能力及自控能力均较差，且极易因外部声音、光线变化、物品变化等而导致注意力分散，从而导致教育活动中一方面需要教师频繁纠正婴幼儿的学习注意力，占用了大量的教学时间但纠正效果依然相对较差，另一方面由于婴幼儿注意力不集中，导致婴幼儿在学习中无法及时全面的理解和掌握教师的教学活动信息，从而造成教学工作效率低下，严重影响了教学活动的正常开展。针对这一问题，虽然开发了一些婴幼儿注意力集中训练类设备，如专利申请号为“201811084456.5”的“一种用于婴幼儿的辅助教育系统”、专利申请号为“201711401182.3”的“一种吸引婴幼儿注意力的智能手镯”等设备或技术，但这些设备或技术往往结构相对复杂，使用及操作灵活性和可靠性也相对较差，同时均存在无法直接参与到教育工作中的不足，因此依然难以有效满足实际使用的需要，同时当前这类专注力监控、培养设备往往也无法直接参与教学活动，或无法灵活满足对幼儿教学时多种灵活多变的多媒体教学操作的需要。

针对这一现状，迫切需要开发一种全新的机械臂设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种提高专注力的幼儿学前教育系统及方法，以达到灵活、便捷且高效的开展教学工作的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种提高专注力的幼儿学前教育系统，包括承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及驱动电路，承载底座为横断面呈矩形并与水平面平行分布的板状结构，其上端面通过承载柱与作业台下端面连接并同轴分布，且承载柱与作业台间通过转台机构铰接，并在水平面内进行0°—360°范围旋转，作业台为横断面呈“凵”字形槽状结构，承载龙骨为横断面呈“Ⅱ”字形槽状框架结构，承载龙骨下端面嵌于作业台内并与作业台槽底滑动连接，透明显示屏嵌于承载龙骨前端面槽体结构内，显示器至少一个，嵌于承载龙骨后端面槽体结构内，透明显示屏、显示器均与承载龙骨槽底平行分布，分化投影板嵌于承载龙骨槽体的槽底内，并与承载龙骨同轴分布，分化投影板后端面与显示器后端面间设间距为1—10毫米的散热槽，分化投影板前端面与透明显示屏后端面间间距不小于10毫米，投影仪与承载龙骨上端面连接，且投影仪光轴与承载龙骨前端面呈0°—90°夹角，驱动电路嵌于承载底座内，并分别与透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及转台机构电气连接。

进一步的，所述的分化投影板包括定位座、照明灯、分化板，其中所述定位座为与承载龙骨同轴分布的闭合环状结构，所述定位座内侧面设横断面呈“凵”字形的亮度调节槽，所述分化板嵌于定位座内并与定位座同轴分布，分化板侧表面嵌于亮度调节槽内，并通过亮度调节槽与定位座连接，且所述分化板侧表面与亮度调节槽槽底间间距为5—20毫米，所述照明灯若干，嵌于亮度调节槽内并与亮度调节槽槽底连接，且各照明灯环绕定位座轴线均布，各照明灯光轴分别与分化板侧表面相交并垂直分布，且各照明灯相互并联，所述分化板上均布呈网状结构分布的分化刻度槽。

进一步的，所述的照明灯为单色、多色的灯珠、灯带中的任意一种，所述分化刻度槽为矩形栅格结构、圆形、三角形及正多边形网状结构中的任意一种。

进一步的，所述的承载龙骨上端面设与承载龙骨上端面平行分布的驱动导轨，所述驱动导轨另与承载龙骨前端面平行分布，所述驱动导轨上设滑块，并通过滑块与投影仪连接，所述滑块上端面通过三维转台与投影仪铰接，且所述投影仪光轴与透明显示屏呈0°—90°夹角，并环绕交接轴在水平面内另可进行0°—360°范围旋转，所述三维转台上设至少一个角度传感器，滑块上设至少一个位移传感器，所述驱动导轨、三维转台、角度传感器及位移传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载龙骨前端面及后端面均设一个辅助定位机构，所述辅助定位机构包括导向滑轨、伸缩杆、定位框、引导灯，所述导向滑轨与承载龙骨前端面连接并与承载龙骨上端面平行分布，且所述导向滑轨位于透明显示屏上方并超出透明显示屏及显示器前端面至少5毫米，所述导向滑轨通过滑块与伸缩杆上端面滑动连接，所述伸缩杆下与定位框连接，所述伸缩杆两端分别与滑块及定位框铰接，且伸缩杆轴线与承载龙骨前端面呈0°—180°夹角，所述定位框为闭合环装结构，其轴线与透明显示屏垂直分布，且定位框后端面与透明显示屏前端面间间距为0—5毫米，所述引导灯若干，各引导灯环绕定位框轴线均布并嵌于定位框前端面，且引导灯光轴与定位框轴线呈0°—60°夹角，所述引导灯与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载龙骨与作业台槽底间通过若干定位扣相互连接，且各定位扣嵌于作业台内并沿作业台轴线方向均布，所述分化投影板与承载龙骨间通过滑槽滑动连接，且所述滑槽对称分布在承载龙骨轴线两侧，并与作业台上端面垂直分布，所述滑槽与分化投影板间通过定位销相互连接。

进一步的，所述的驱动电路包括数据处理装置、操控电路及操控界面，其中所述操控界面嵌于作业台外侧面，并分别与数据处理装置、操控电路电气连接，所述数据处理装置、操控电路均嵌于承载底座内，且数据处理装置与操控电路、透明显示屏、显示器及投影仪电气连接，所述操控电路另与透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及转台机构电气连接。

进一步的，所述的数据处理装置为PC计算机及工业计算机中的任意一种；所述操控电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的电路系统；所述操控界面为基于多点触控显示器、按键及开关中任意一种为基础的电路系统。

一种提高专注力的幼儿学前教育系统的使用方法，包括如下步骤；

S1，设备组装，首先对构成本发明的承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及驱动电路进行装配，然后将组装后的本发明通过承载底座安装定位到指定工作位置，然后将驱动电路与外部电源系统及数据存储机构连接，并将数据存储机构中相应的教学数据传输并缓存在驱动电路的数据处理装置中，从而完成本发明装配作业；

S2，教学应用，根据教学活动需要，在教学过程中，一方面通过记号笔在透明显示屏上进行教学资料书写，并开展教学工作，完成书写作业后，则对作业台进行旋转，将显示器对应学生并通过显示器对相应视频、图片信息进行展示，同时通过调整投影仪光轴位置，在通过透明显示屏、显示器教学时同步通过投影仪进行投影并进行辅助教学，从而实现开展教学作业活动；

S3，注意力调节，在S2步骤教学作业时，一方面通过调整承载龙骨的辅助定位机构位置，由辅助定位机构的定位框包覆在透明显示屏、显示器上指定的学习内容外侧，同时驱动引导灯运行，通过引导灯对幼儿注意力吸引引导，使幼儿注意力集中在定位框内部圈定的教学内容，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的；另一方面驱动分化投影板运行，使分化投影板照明灯在分化板上分化刻度槽中形成的高亮反光区，然后高亮反光区投影反射在透明显示屏后端面位置，在透明显示屏上通过高亮反光区形成若干光学划分区域，在教学工作中可通过各光学划分区域进行分区域教学，并通过光学划分区域边缘的分化刻度槽对幼儿注意力引导，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的。

本发明结构简单，操作简便灵活，一方面可有效满对幼儿在进行传统板书教学的同时，另同步开展多种多媒体在线教学需要；另一方面本发明在运行中，在教学过程中，可有效的同步实现对幼儿注意力进行有效引导，在提高教学活动效率的同时，有助于幼儿专注力培养。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明结构示意图；

图2为分化投影板结构示意图；

图3为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所示，一种提高专注力的幼儿学前教育系统，包括承载底座1、承载柱2、作业台3、承载龙骨4、透明显示屏5、显示器6、分化投影板7、投影仪8及驱动电路9，承载底座1为横断面呈矩形并与水平面平行分布的板状结构，其上端面通过承载柱2与作业台3下端面连接并同轴分布，且承载柱2与作业台3间通过转台机构10铰接，并在水平面内进行0°—360°范围旋转，作业台3为横断面呈“凵”字形槽状结构，承载龙骨4为横断面呈“Ⅱ”字形槽状框架结构，承载龙骨4下端面嵌于作业台3内并与作业台3槽底滑动连接，透明显示屏5嵌于承载龙骨4前端面槽体结构内，显示器6至少一个，嵌于承载龙骨4后端面槽体结构内，透明显示屏5、显示器6均与承载龙骨4槽底平行分布，分化投影板嵌7于承载龙骨4槽体的槽底内，并与承载龙骨4同轴分布，分化投影板7后端面与显示器6后端面间设间距为1—10毫米的散热槽11，分化投影板7前端面与透明显示屏5后端面间间距不小于10毫米，投影仪8与承载龙骨4上端面连接，且投影仪8光轴与承载龙骨4前端面呈0°—90°夹角，驱动电路9嵌于承载底座1内，并分别与透明显示屏5、显示器6、分化投影板7、投影仪8及转台机构10电气连接。

需要说明的，所述的分化投影板7包括定位座71、照明灯72、分化板73，其中所述定位座71为与承载龙骨4同轴分布的闭合环状结构，所述定位座71内侧面设横断面呈“凵”字形的亮度调节槽74，所述分化板73嵌于定位座71内并与定位座71同轴分布，分化板73侧表面嵌于亮度调节槽74内，并通过亮度调节槽74与定位座71连接，且所述分化板73侧表面与亮度调节槽74槽底间间距为5—20毫米，所述照明灯72若干，嵌于亮度调节槽74内并与亮度调节槽74槽底连接，且各照明灯72环绕定位座71轴线均布，各照明灯72光轴分别与分化板73侧表面相交并垂直分布，且各照明灯72相互并联，所述分化板73上均布呈网状结构分布的分化刻度槽75。

进一步优化的，所述的照明灯72为单色、多色的灯珠、灯带中的任意一种，所述分化刻度槽75为矩形栅格结构、圆形、三角形及正多边形网状结构中的任意一种。

值得注意的，所述的承载龙骨4上端面设与承载龙骨4上端面平行分布的驱动导轨12，所述驱动导轨12另与承载龙骨4前端面平行分布，所述驱动导轨12上设滑块13，并通过滑块13与投影仪8连接，所述滑块13上端面通过三维转台14与投影仪8铰接，且所述投影仪8光轴与透明显示屏5呈0°—90°夹角，并环绕交接轴在水平面内另可进行0°—360°范围旋转，所述三维转台14上设至少一个角度传感器15，滑块上设至少一个位移传感器16，所述驱动导轨12、三维转台14、角度传感器15及位移传感器16均与驱动电路9电气连接。

同时，所述的承载龙骨4前端面及后端面均设一个辅助定位机构17，所述辅助定位机构17包括导向滑轨171、伸缩杆172、定位框173、引导灯174，所述导向滑轨171与承载龙骨4前端面连接并与承载龙骨4上端面平行分布，且所述导向滑轨171位于透明显示屏5上方并超出透明显示屏5及显示器6前端面至少5毫米，所述导向滑轨171通过滑块13与伸缩杆172上端面滑动连接，所述伸缩杆172下与定位框173连接，所述伸缩杆172两端分别与滑块13及定位框173铰接，且伸缩杆172轴线与承载龙骨4前端面呈0°—180°夹角，所述定位框173为闭合环装结构，其轴线与透明显示屏5垂直分布，且定位框173后端面与透明显示屏5前端面间间距为0—5毫米，所述引导灯174若干，各引导灯174环绕定位框173轴线均布并嵌于定位框173前端面，且引导灯174光轴与定位框173轴线呈0°—60°夹角，所述引导灯174与驱动电路9电气连接。

进一步优化的，所述的承载龙骨4与作业台3槽底间通过若干定位扣18相互连接，且各定位扣18嵌于作业台3内并沿作业台3轴线方向均布，所述分化投影板7与承载龙骨4间通过滑槽19滑动连接，且所述滑槽19对称分布在承载龙骨4轴线两侧，并与作业台3上端面垂直分布，所述滑槽19与分化投影板7间通过定位销20相互连接。

本实施例中，所述的驱动电路9包括数据处理装置91、操控电路92及操控界面93，其中所述操控界面93嵌于作业台3外侧面，并分别与数据处理装置91、操控电路92电气连接，所述数据处理装置91、操控电路92均嵌于承载底座1内，且数据处理装置91与操控电路92、透明显示屏5、显示器6及投影仪8电气连接，所述操控电路92另与透明显示屏5、显示器6、分化投影板7、投影仪8及转台机构10电气连接。

进一步优化的，所述的数据处理装置91为PC计算机及工业计算机中的任意一种；所述操控电路92为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的电路系统；所述操控界面93为基于多点触控显示器、按键及开关中任意一种为基础的电路系统。

如图3所示，一种提高专注力的幼儿学前教育系统的使用方法，包括如下步骤；

S1，设备组装，首先对构成本发明的承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及驱动电路进行装配，然后将组装后的本发明通过承载底座安装定位到指定工作位置，然后将驱动电路与外部电源系统及数据存储机构连接，并将数据存储机构中相应的教学数据传输并缓存在驱动电路的数据处理装置中，从而完成本发明装配作业；

S2，教学应用，根据教学活动需要，在教学过程中，一方面通过记号笔在透明显示屏上进行教学资料书写，并开展教学工作，完成书写作业后，则对作业台进行旋转，将显示器对应学生并通过显示器对相应视频、图片信息进行展示，同时通过调整投影仪光轴位置，在通过透明显示屏、显示器教学时同步通过投影仪进行投影并进行辅助教学，从而实现开展教学作业活动；

S3，注意力调节，在S2步骤教学作业时，一方面通过调整承载龙骨的辅助定位机构位置，由辅助定位机构的定位框包覆在透明显示屏、显示器上指定的学习内容外侧，同时驱动引导灯运行，通过引导灯对幼儿注意力吸引引导，使幼儿注意力集中在定位框内部圈定的教学内容，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的；另一方面驱动分化投影板运行，使分化投影板照明灯在分化板上分化刻度槽中形成的高亮反光区，然后高亮反光区投影反射在透明显示屏后端面位置，在透明显示屏上通过高亮反光区形成若干光学划分区域，在教学工作中可通过各光学划分区域进行分区域教学，并通过光学划分区域边缘的分化刻度槽对幼儿注意力引导，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的。

本发明结构简单，操作简便灵活，一方面可有效满对幼儿在进行传统板书教学的同时，另同步开展多种多媒体在线教学需要；另一方面本发明在运行中，在教学过程中，可有效的同步实现对幼儿注意力进行有效引导，在提高教学活动效率的同时，有助于幼儿专注力培养。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述提高专注力的幼儿学前教育系统包括承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及驱动电路，所述承载底座为横断面呈矩形并与水平面平行分布的板状结构，其上端面通过承载柱与作业台下端面连接并同轴分布，且承载柱与作业台间通过转台机构铰接，并在水平面内进行0°—360°范围旋转，所述作业台为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述承载龙骨为横断面呈“Ⅱ”字形槽状框架结构，承载龙骨下端面嵌于作业台内并与作业台槽底滑动连接，所述透明显示屏嵌于承载龙骨前端面槽体结构内，显示器至少一个，嵌于承载龙骨后端面槽体结构内，透明显示屏、显示器均与承载龙骨槽底平行分布，所述分化投影板嵌于承载龙骨槽体的槽底内，并与承载龙骨同轴分布，所述分化投影板后端面与显示器后端面间设间距为1—10毫米的散热槽，分化投影板前端面与透明显示屏后端面间间距不小于10毫米，所述投影仪与承载龙骨上端面连接，且投影仪光轴与承载龙骨前端面呈0°—90°夹角，所述驱动电路嵌于承载底座内，并分别与透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及转台机构电气连接；所述的分化投影板包括定位座、照明灯、分化板，其中所述定位座为与承载龙骨同轴分布的闭合环状结构，所述定位座内侧面设横断面呈“凵”字形的亮度调节槽，所述分化板嵌于定位座内并与定位座同轴分布，分化板侧表面嵌于亮度调节槽内，并通过亮度调节槽与定位座连接，且所述分化板侧表面与亮度调节槽槽底间间距为5—20毫米，所述照明灯若干，嵌于亮度调节槽内并与亮度调节槽槽底连接，且各照明灯环绕定位座轴线均布，各照明灯光轴分别与分化板侧表面相交并垂直分布，且各照明灯相互并联，所述分化板上均布呈网状结构分布的分化刻度槽。

2.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的照明灯为单色、多色的灯珠、灯带中的任意一种，所述分化刻度槽为矩形栅格结构、圆形、三角形及正多边形网状结构中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的承载龙骨上端面设与承载龙骨上端面平行分布的驱动导轨，所述驱动导轨另与承载龙骨前端面平行分布，所述驱动导轨上设滑块，并通过滑块与投影仪连接，所述滑块上端面通过三维转台与投影仪铰接，且所述投影仪光轴与透明显示屏呈0°—90°夹角，并环绕交接轴在水平面内另可进行0°—360°范围旋转，所述三维转台上设至少一个角度传感器，滑块上设至少一个位移传感器，所述驱动导轨、三维转台、角度传感器及位移传感器均与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的承载龙骨前端面及后端面均设一个辅助定位机构，所述辅助定位机构包括导向滑轨、伸缩杆、定位框、引导灯，所述导向滑轨与承载龙骨前端面连接并与承载龙骨上端面平行分布，且所述导向滑轨位于透明显示屏上方并超出透明显示屏及显示器前端面至少5毫米，所述导向滑轨通过滑块与伸缩杆上端面滑动连接，所述伸缩杆下与定位框连接，所述伸缩杆两端分别与滑块及定位框铰接，且伸缩杆轴线与承载龙骨前端面呈0°—180°夹角，所述定位框为闭合环装结构，其轴线与透明显示屏垂直分布，且定位框后端面与透明显示屏前端面间间距为0—5毫米，所述引导灯若干，各引导灯环绕定位框轴线均布并嵌于定位框前端面，且引导灯光轴与定位框轴线呈0°—60°夹角，所述引导灯与驱动电路电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的承载龙骨与作业台槽底间通过若干定位扣相互连接，且各定位扣嵌于作业台内并沿作业台轴线方向均布，所述分化投影板与承载龙骨间通过滑槽滑动连接，且所述滑槽对称分布在承载龙骨轴线两侧，并与作业台上端面垂直分布，所述滑槽与分化投影板间通过定位销相互连接。

6.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的驱动电路包括数据处理装置、操控电路及操控界面，其中所述操控界面嵌于作业台外侧面，并分别与数据处理装置、操控电路电气连接，所述数据处理装置、操控电路均嵌于承载底座内，且数据处理装置与操控电路、透明显示屏、显示器及投影仪电气连接，所述操控电路另与透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及转台机构电气连接。

7.根据权利要求6所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统，其特征在于：所述的数据处理装置为PC计算机及工业计算机中的任意一种；所述操控电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的电路系统；所述操控界面为基于多点触控显示器、按键及开关中任意一种为基础的电路系统。

8.根据权利要求1所述的一种提高专注力的幼儿学前教育系统的使用方法，其特征在于：所述的提高专注力的幼儿学前教育系统的使用方法包括如下步骤；

S1，设备组装，首先对构成本发明的承载底座、承载柱、作业台、承载龙骨、透明显示屏、显示器、分化投影板、投影仪及驱动电路进行装配，然后将组装后的本发明通过承载底座安装定位到指定工作位置，然后将驱动电路与外部电源系统及数据存储机构连接，并将数据存储机构中相应的教学数据传输并缓存在驱动电路的数据处理装置中，从而完成本发明装配作业；

S2，教学应用，根据教学活动需要，在教学过程中，一方面通过记号笔在透明显示屏上进行教学资料书写，并开展教学工作，完成书写作业后，则对作业台进行旋转，将显示器对应学生并通过显示器对相应视频、图片信息进行展示，同时通过调整投影仪光轴位置，在通过透明显示屏、显示器教学时同步通过投影仪进行投影并进行辅助教学，从而实现开展教学作业活动；

S3，注意力调节，在S2步骤教学作业时，一方面通过调整承载龙骨的辅助定位机构位置，由辅助定位机构的定位框包覆在透明显示屏、显示器上指定的学习内容外侧，同时驱动引导灯运行，通过引导灯对幼儿注意力吸引引导，使幼儿注意力集中在定位框内部圈定的教学内容，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的；另一方面驱动分化投影板运行，使分化投影板照明灯在分化板上分化刻度槽中形成的高亮反光区，然后高亮反光区投影反射在透明显示屏后端面位置，在透明显示屏上通过高亮反光区形成若干光学划分区域，在教学工作中可通过各光学划分区域进行分区域教学，并通过光学划分区域边缘的分化刻度槽对幼儿注意力引导，从而达到提高教学时幼儿注意力的目的。

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