CN115394132B - 电子电路教学辅助装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于多媒体教学技术领域，公开了一种电子电路教学辅助装置及系统，通过在滑轨上设置可折叠的投影装置，包括两个横杆和驱动机构，每个横杆下方均设置有一与横杆共面的投影板，两个横杆的一端枢接形成枢接部位，另一端分别与滑轨滑动连接；在驱动机构驱动作用下，枢接部位可相对滑轨远近移动并带动两个横杆在滑轨的长度方向上移动，当两个横杆移动至滑轨两端时，下方的投影板可并排共面，适应单面投影的应用场景；而当两个横杆移动至相靠近时，下方的投影板可折叠成背靠背相平行的形状，从而适应双面投影的应用场景；因此使用更加灵活，可以适应电子电路教学过程中展示单面和双面电路结构的投影需求，拓宽应用场景。

Description

电子电路教学辅助装置及系统

技术领域

本发明属于多媒体教学技术领域，具体涉及一种电子电路教学辅助装置及系统。

背景技术

在学校的电子技术教学里，通常会在给学生教学电路原理基础等知识课程后，再为学生设置实验教学课程，以进一步达到使学生对电路知识获得更深刻更稳固的教学效果。

然而通常在每次实验教学中，每个学生在搭建电路实验过程中，总会遇到各种各样的相关问题，甚至有的学生在完全没有掌握电路原理基础知识的情况下便进入实验教学过程中，而这无疑给学生在进入实验教学过程中带来更多的相关问题与困惑。

此外，教师在电子技术实验教学演示过程中，由于围观学生较多，导致有些学生根本看不到实验教学过程，无法使学生真正在每次的实验教学过程中获得教学课程收益，导致很多学生上了实验教学课程之后，仍然是对电路相关设计及应用技能收获很少，达不到课标规定的教学效果，难以与实际情况相结合。

现有技术中多采用一些投影仪配备投影幕布进行投影教学，但是现有投影幕布一般采用单面投影的方式进行，每次仅能够在投影幕布上展示单面的电路原理图，而实际情况中电路结构很多是位于电路基板双面两侧均布置有元器件的，因此现有固定仅可展示单面电路结构的投影装置不够灵活，无法满足电子电路教学过程中展示双面电路结构的需求，应用场景受限，教学效果不够好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子电路教学辅助装置及系统，使用更加灵活，可以适应电子电路教学过程中展示单面和双面电路结构的双重投影需求，进而拓宽应用场景。

本发明第一方面提供一种电子电路教学辅助装置，包括滑轨和至少一个投影装置，至少一个所述投影装置均设置于所述滑轨上，每个所述投影装置均包括两个横杆和驱动机构，所述横杆长度方向上的两端分别为首端和末端，两个所述横杆的首端枢接形成枢接部位，两个所述横杆的末端分别与所述滑轨滑动连接，每个所述横杆的下方均设置有一投影板，所述投影板与所述横杆共面，所述驱动机构设置于所述枢接部位上，在所述驱动机构的驱动作用下，所述枢接部位可相对所述滑轨远近移动并带动两个所述横杆的末端在所述滑轨的长度方向上移动。

在一些实施例中，所述驱动机构包括纵杆和滑杆，所述纵杆垂直设置于所述滑轨的上方，所述滑杆的顶端与所述纵杆滑动连接，所述滑杆的底端与所述枢接部位连接，所述滑杆可在所述纵杆的长度方向上相对所述纵杆来回滑动，并带动所述枢接部位相对所述滑轨远近移动。

在一些实施例中，所述滑轨固定于墙壁上，所述纵杆的一端枢接于所述墙壁上，所述纵杆的侧壁上凸出设置有伸缩杆，所述伸缩杆远离所述纵杆的一端连接于所述墙壁上。

在一些实施例中，所述纵杆的侧壁上设置有滑槽和齿条，所述滑杆的顶端设置有驱动电机，所述驱动电机上固定设置有第一滑块，所述第一滑块卡设于所述滑槽内，所述驱动电机的输出轴活动连接于所述滑杆的顶端，且能在所述滑杆的顶端自由自转，所述驱动电机的输出轴上套设有齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合。

在一些实施例中，两个所述横杆的末端分别转动连接有连接件，所述连接件远离所述横杆的一端设置有第二滑块，所述第二滑块卡设于所述滑轨内，所述第二滑块的一侧与所述连接件枢接。

在一些实施例中，所述横杆的末端设置有连接轴，所述连接件远离所述第二滑块的一端设置有轴承，所述轴承套设于所述连接轴上，且所述轴承与所述连接轴转动连接。

在一些实施例中，两个所述横杆末端的两个所述连接件上分别设置有第一电磁锁件和第二电磁锁件，所述第一电磁锁件和所述第二电磁锁件相配合。

在一些实施例中，每个所述横杆上垂直设置有支撑杆，所述支撑杆的下方设置有投影仪，所述投影仪与所述投影板一一对应。

在一些实施例中，所述投影板上磁性吸附有至少一个微型显示器，所述微型显示器可在外力作用下在所述投影板上移动。

本发明第二方面提供一种电子电路教学辅助系统，包括控制主机以及如第一方面所述的电子电路教学辅助装置，所述控制主机与所述电子电路教学辅助装置的驱动机构通信连接。

本发明所提供的电子电路教学辅助装置及系统的有益效果在于，通过在滑轨上设置可从单面变换成双面的可折叠的投影装置，该投影装置包括两个横杆和驱动机构，每个横杆的下方均设置有一投影板，投影板与横杆共面，每个横杆长度方向上的两端分别为首端和末端，两个横杆的首端枢接形成枢接部位，两个横杆的末端分别与滑轨滑动连接；驱动机构设置于枢接部位上，在驱动机构的驱动作用下，枢接部位可相对滑轨远近移动并带动两个横杆的末端在滑轨的长度方向上移动，这样当两个横杆的末端移动至滑轨长度方向上两端时，两个横杆下方的投影板可并排共面，适应单面投影的应用场景；而当两个横杆的末端从滑轨的两端相互靠近移动至相靠近时，两个横杆下方的投影板可折叠成背靠背相互平行的形状，从而适应双面投影的应用场景；因此使用更加灵活，可以适应电子电路教学过程中展示单面和双面电路结构的双重投影需求，进而拓宽应用场景。

附图说明

图1是一种电子电路教学辅助装置的正视结构示意图；

图2是电子电路教学辅助装置的投影板滑动过程中的俯视结构示意图；

图3是位置调整器的侧视结构视图；

图4是驱动机构的局部剖视示意图；

图5是图2中A处的局部放大图；

图6是一种电子电路教学辅助系统的结构示意图。

附图标记说明：

10、滑轨；20、横杆；21、连接件；22、第二滑块；23、连接轴；24、轴承；30、投影板；31、微型显示器；40、支撑杆；50、投影仪；60、纵杆；61、伸缩杆；62、滑槽；63、齿条；70、滑杆；80、驱动组件；81、驱动电机；82、第一滑块；83、齿轮；100、黑板；200、位置调整器；201、手持杆；202、伸缩部；203、抓取部；300、控制主机；301、主显示屏。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文中“固定于”、“连接于”，可以是直接固定或连接于一个元件，也可以是间接固定或连接于一个元件。

如图1至图5所示，本发明实施例公开一种电子电路教学辅助装置，包括滑轨10和一个投影装置，投影装置设置于滑轨10上，投影装置均包括两个横杆20和驱动机构，横杆20长度方向上的两端分别为首端和末端，两个横杆20的首端枢接形成枢接部位，两个横杆20的末端分别与滑轨10滑动连接，每个横杆20的下方均设置有一投影板30，投影板30与横杆20共面，驱动机构设置于枢接部位上，在驱动机构的驱动作用下，枢接部位可相对滑轨10远近移动并带动两个横杆20的末端在滑轨10的长度方向上相互靠近或远离移动。其中，每个横杆20上垂直设置有支撑杆40，支撑杆40的下方设置有投影仪50，两个投影仪50与两个投影板30一一对应，投影板30上磁性吸附有至少一个微型显示器31，且微型显示器31可在外力作用下在投影板30上移动至不同的位置。

其中，投影装置可从单面变换成双面，当两个横杆20的末端移动至滑轨10长度方向上两端时，两个横杆20下方的投影板30可并排共面，如图1所示，适应单面投影的应用场景；而当两个横杆20的末端在驱动作用下从滑轨10的两端相互靠近移动至相靠近时，两个横杆20下方的投影板30可背靠背且相互平行，从而适应双面投影的应用场景；因此使用更加灵活，可以适应电子电路教学过程中展示单面和双面电路结构的双重投影需求，进而拓宽应用场景。

需要说明的是，在其它一些可能的实施例中，也可以在同一滑轨10上设置多个并列的投影装置，而不限于一个。这样每个投影装置均可从单面变换成双面，且每个投影装置独立控制，各自可以单面投影，也可以折叠成双面投影。

在本实施例中，驱动机构包括纵杆60和滑杆70，纵杆60垂直设置于滑轨10的上方，滑杆70的顶端与纵杆60滑动连接，滑杆70的底端与两个横杆20的枢接部位连接，滑杆70可在纵杆60的长度方向上相对纵杆60来回滑动，并带动枢接部位相对滑轨10远近移动。

其中，两个横杆20的长度近相等，纵杆60的长度大于横杆20的1/2长度。纵杆60的长度，可满足两个横杆20背向旋转移动至相互平行的作业需要。当枢接部位相对滑轨10靠近移动时，两个横杆20之间的夹角角度越来越大直至180°时，两个横杆20共线，其下方的两个投影板30并列共面；当枢接部位相对滑轨10远离移动时，两个横杆20之间的夹角角度越来越小直至0°度时，两个横杆20平行，其下方的两个投影板30背靠背相互平行。其中，当两个横杆20平行时，两个横杆20之间的间隔距离可设置为1cm、2cm、3cm、4cm或5cm，但应当不大于5cm。

一般默认状态为两个投影板30并列共面位于黑板100前面，如图1所示。方便教师将教学基础知识课件投屏至其中一个投影板30上，而将对应的电路基板投屏至另一投影板30上，一边讲解具体理论知识，一边展示对应的电路基板，并应用多个微型显示器31显示不同的电子元件的真实影像，可有助于学生快速理解电路相关设计要点以及电路图中各个电子元件的真实状态，使学生在电路实验教学开始之前，就打下良好的理论基础。

当教学时需要展示双面电路板时，通过驱动滑杆70沿纵杆60向远离滑轨10的方向移动，带动两个横杆20以中部的枢接部位为中点相互背向旋转靠近直至相互平行，此时两个投影板30也同步背向平行，进而控制两个投影仪50分别投影双面电路对应的电路基板影响至两个投影板30上，学生可位于两个投影板30的前方(即纵杆60的两侧)进行学习观察及实际操作，将对应的电子元件安放至合适位置。在教室内实现有效的师生互动，提高课堂趣味性。

此外，当教师需要对刚学过的电路知识进行当堂考核时，还可调取其他类似的电路基板影像投影至投影板30后，由学生重新放置多个微型显示器31，并设置其显示的电子元件的种类，以获得具有一定功能的完整电路；当不需要移动微型显示器31的位置时，可通过遥控器控制某一个或多个微型显示器31进行电子元件的图片的更换以获得新的电路图；如需移动某些微型显示器31的位置，则可通过手动推动微型显示器31进行位置的调整。结构简单，实用方便。

进一步的，当需要对位置较高的微型显示器31进行位置调整时，还可通过手持式位置调整器200，推动微型显示器31进行位置的调整。如图3所示，该位置调整器200包括手持杆201以及设置于手持杆201顶端的伸缩部202、设置于伸缩部202顶端的抓取部203，抓取部203的一侧内凹设有一卡槽，卡槽的形状与任一微型显示器31的形状相适应，以使得抓取部203可拆卸的扣罩在任一微型显示器31上。

为了使得抓取部203的卡槽适配的扣合在微型显示器31上，又不影响用户抓握手持杆201底端的手柄部，一般将抓取部203和伸缩部202之间设置小于150°角度，使其相对投影板30向外倾斜延伸，以方便用户(教师或学生)操作。

在本实施例中，滑轨10固定安装于墙壁上，例如教室里黑板100位置上方的墙面上，且滑轨10的长度方向与黑板100的长度方向相平行。而纵杆60的一端安装于墙壁上，纵杆60位于滑轨10的上方，纵杆60的长度方向垂直于墙壁所在面向教室中间延伸设置，纵杆60的后端枢接于墙壁上，纵杆60的前端延伸至教室中间。

如图2所示，优选的，纵杆60的侧壁上凸出设置有伸缩杆61，伸缩杆61远离纵杆60的一端连接于墙壁上。其中，伸缩杆61的前端枢接设置在纵杆60上，伸缩杆61的后端枢接设置在墙面上，伸缩杆61伸缩驱动纵杆60以其后端与墙壁的枢接设置处为圆心旋转一定角度。

当向折叠后的两个投影板30上投影双面电路对应的电路基板影像时，可通过伸缩杆61的伸缩，控制纵杆60发生一定角度的旋转，实现纵杆60相对墙壁摆动，调整折叠后的两个投影板30与墙壁之间的夹角大小，使得学生能够更好的观察任一投影板30上的电路基板影像及线路。

其中，纵杆60的旋转角度不宜过大，应当小于指定角度，以保护两个支撑杆40下方的投影仪50，避免其与墙面发生碰撞。由于支撑杆40与横杆20垂直设置，指定角度的数值可根据支撑杆40及投影仪50的长度、支撑杆40距离横杆20末端的长度，依据直角三角形的勾股定理计算得到，指定角度的数值一般小于90°。

如图4所示，在本实施例中，滑杆70的顶端设置有驱动组件80，通过该驱动组件80与纵杆60滑动连接。纵杆60的侧壁上设置有滑槽62和齿条63，驱动组件80包括驱动电机81、第一滑块82和齿轮83，驱动电机81上固定设置有第一滑块82，第一滑块82卡设于滑槽62内，驱动电机81的输出轴活动连接于滑杆70的顶端，且能在滑杆70的顶端自由自转，驱动电机81的输出轴上套设有齿轮83，齿轮83与齿条63相啮合。其中，驱动电机81通过第一滑块82滑动设置于纵杆60上，活动连接于滑杆70的顶端通过轴承24与驱动电机81的输出轴连接，以使得驱动电机81的输出轴相对滑杆70同轴且自由自转。在纵杆60的侧壁上设置有容纳槽，该容纳槽与滑槽62可相互平行设置，且容纳槽位于滑槽62的下方，齿条63嵌设于容纳槽内，并沿着容纳槽的长度方向延伸。通过设置以上驱动组件，结构简单，体积小，方便实用。

在本实施例中，如图5所示，两个横杆20的末端分别转动连接有连接件21，连接件21远离横杆20的一端设置有第二滑块22，第二滑块22卡设于滑轨10内，第二滑块22的一侧与连接件21枢接。通过以上连接件21和第二滑块22，提供一种结构简单的滑动组件，实现横杆20与滑轨10之间滑动功能，当两个横杆20发生旋转时，带动连接件21相对第二滑块22发生枢转，第二滑块22在滑轨10内发生滑动，最终实现两个横杆20相互平行。

由于第二滑块22具有一定的体积，为了缩减不必要的体积占用及避免两个第二滑块22相互靠近时有可能发生的碰撞，可将连接件21设置在横杆20的外侧靠近末端处的背面(即两个横杆20共线时靠近滑轨10的一面)，而将第二滑块22设置在横杆20末端的外侧，以及在横杆20的外侧靠近末端处凸出设置有连接轴23，连接件21远离第二滑块22的一端设置有轴承24，轴承24套设于连接轴23上，轴承24与连接轴23转动连接。

当两个横杆20发生旋转时，轴承24相对连接轴23发生旋转，实现连接件21可绕连接轴23转动180°，从而在两个横杆20的末端向滑轨10两端滑动至一定位置时，可带动连接件21发生翻转，使连接件21与横杆20的接触面发生改变，当两个横杆20共线时，连接件21叠合于第二滑块22与横杆20之间，第二滑块22则位于连接件21及横杆20的上方，这样即便滑轨10的长度刚好等于两个横杆20的总体长度也没有影响，而无需在滑轨10两端预留容纳两个第二滑块22的容纳空间，可以缩小整体占用体积。

在本实施例中，两个横杆20末端的两个连接件21上分别设置有第一电磁锁件和第二电磁锁件，第一电磁锁件和第二电磁锁件相配合。优选的，还配置有遥控器，第一电磁锁件和第二电磁锁件的控制键设置于该遥控器上，遥控器通过控制键与第一电磁锁件和第二电磁锁件通信连接。用户通过控制键，可以控制第一电磁锁件和第二电磁锁件锁闭或者开启。

当两个横杆20相互平行时，两个横杆20末端的两个连接件21的外侧面相互抵顶，可控制第一电磁锁件和第二电磁锁件通电锁闭，以进一步保证两个横杆20末端的稳定性，避免其发生滑动，当需要将两个横杆20旋转恢复时，可控制第一电磁锁件和第二电磁锁件断电开启。

综上，本实施例提供的用于电子技术教学的电子电路教学辅助装置，便于展示单面或双面电路，可有效提高电子技术教学的教学效果，理论与实践相结合，并进一步为电路教学实验课程打下良好的基础。

如图6所示，本发明实施例还公开一种电子电路教学辅助系统，设置于教室内，该教学辅助系统包括遥控器、位置调整器200、控制主机300以及如上所述的电子电路教学辅助装置，控制主机300与电子电路教学辅助装置的驱动机构通信连接，尤其是与驱动电机81通信连接。

其中，投影板30上可拆卸的磁吸有多个微型显示器31，且多个微型显示器31中预存储有多个电子元件的显示图形，且任一微型显示器31可择一的显示电子元件；多个微型显示器31在展示多个电子元件的显示图形时，可与投影仪50投影的图片或电路基板影像很好的融合，不会在投影面上产生阴影或者反光等，可实现有效展示电路，提高立体效果及使得学生将电子元件的原始形态等牢记于心，方便实际实验操作，快速找到自己需要的结构电子元件。

其中，电子元件包括电阻、电容、电感、晶体管或二极管等。同一微型显示器31，通过遥控器控制可逐一显示以上电子元件的形状及颜色等，帮助学生更好的认知。遥控器上设置多个控制按钮，且多个控制按钮分别与多个微型显示器31一一对应的通讯连接。

控制主机300，其与投影仪50通讯连接，控制主机300内预存储多个电路基板的投影资料并按顺序编号，控制主机300还与主显示屏301通讯连接，并将多个电路基板的顺序编号对应的中文名称列表显示在主显示屏301上。

本发明实施例还公开一种电子电路教学辅助系统的使用方法，包括以下步骤S1～S4：

S1、控制主机300实时获取主显示屏301上用户针对多个电路基板的顺序编号对应的中文名称列表的点击信号，并从预存储的多个电路基板的投影资料中调取对应的一个或几个电路基板的投影资料。

S2、控制主机300根据投影资料，判断两个横杆20的当前位置关系是否满足投影需求；

S3、若投影资料表征需要双面投影，且两个横杆20的当前位置关系为共线；控制主机300则控制驱动电机81驱动两个横杆20滑动，使两个横杆20滑动至相互平行；

S4、控制主机300将调取的投影资料经投影仪50投屏至投影板30上。

投影至投影板30后，用户可以通过位置调整器200将一个或多个可拆卸的磁吸于投影板30上的微型显示器31移动至相应的位置，以对应匹配投影板30上展示的电路基板影像，形成完整电路图。当需要控制任一微型显示器31所显示的电子元件的形状及颜色等时，用户可通过遥控器上的多个控制按钮进行调整。

其中，投影资料包括电路基板的展示图片及对应的动画视频。当需要对投影的电路基板进行初步讲解时，可简单投影电路基板并逐步将各电子元件布置其上，之后再通过动画视频展示电路基板上的电流走向等，加深教学印象。

以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.电子电路教学辅助装置，其特征在于，包括滑轨和至少一个投影装置，至少一个所述投影装置均设置于所述滑轨上，每个所述投影装置均包括两个横杆和驱动机构，所述横杆长度方向上的两端分别为首端和末端，两个所述横杆的首端枢接形成枢接部位，两个所述横杆的末端分别与所述滑轨滑动连接，每个所述横杆的下方均设置有一投影板，所述投影板与所述横杆共面，所述驱动机构设置于所述枢接部位上，在所述驱动机构的驱动作用下，所述枢接部位可相对所述滑轨远近移动并带动两个所述横杆的末端在所述滑轨的长度方向上移动；

所述驱动机构包括纵杆和滑杆，所述纵杆垂直设置于所述滑轨的上方，所述滑杆的顶端与所述纵杆滑动连接，所述滑杆的底端与所述枢接部位连接，所述滑杆可在所述纵杆的长度方向上相对所述纵杆来回滑动，并带动所述枢接部位相对所述滑轨远近移动；所述滑轨固定于墙壁上，所述纵杆的一端枢接于所述墙壁上，所述纵杆的侧壁上凸出设置有伸缩杆，所述伸缩杆远离所述纵杆的一端连接于所述墙壁上；

所述纵杆的侧壁上设置有滑槽和齿条，所述滑杆的顶端设置有驱动电机，所述驱动电机上固定设置有第一滑块，所述第一滑块卡设于所述滑槽内，所述驱动电机的输出轴活动连接于所述滑杆的顶端，且能在所述滑杆的顶端自由自转，所述驱动电机的输出轴上套设有齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合；

每个所述横杆上垂直设置有支撑杆，所述支撑杆的下方设置有投影仪，所述投影仪与所述投影板一一对应。

2.如权利要求1所述的电子电路教学辅助装置，其特征在于，两个所述横杆的末端分别转动连接有连接件，所述连接件远离所述横杆的一端设置有第二滑块，所述第二滑块卡设于所述滑轨内，所述第二滑块的一侧与所述连接件枢接。

3.如权利要求2所述的电子电路教学辅助装置，其特征在于，所述横杆的末端设置有连接轴，所述连接件远离所述第二滑块的一端设置有轴承，所述轴承套设于所述连接轴上，且所述轴承与所述连接轴转动连接。

4.如权利要求2所述的电子电路教学辅助装置，其特征在于，两个所述横杆末端的两个所述连接件上分别设置有第一电磁锁件和第二电磁锁件，所述第一电磁锁件和所述第二电磁锁件相配合。

5.如权利要求1所述的电子电路教学辅助装置，其特征在于，所述投影板上磁性吸附有至少一个微型显示器，所述微型显示器可在外力作用下在所述投影板上移动。

6.电子电路教学辅助系统，其特征在于，包括控制主机以及如权利要求1至5任一项所述的电子电路教学辅助装置，所述控制主机与所述电子电路教学辅助装置的驱动机构通信连接。

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