CN207052193U - 动态地形演示装置及地理教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动态地形演示装置及地理教具，动态地形演示装置包括模型料、高度扫描模块和投影装置；所述模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；所述高度扫描模块用于扫描所述模型料被塑造后的形状的高度；所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。本实用新型提供的动态地形演示装置能够根据使用要求，将模型料塑造成多种用于表示地形的形状，并通过投影装置在被塑造后的形状的外表面上投射出等高线地形图，使动态地形演示装置能够演示多种地形的等高线地形图，扩大了动态地形演示装置的适用范围，提高了动态地形演示装置的演示效果。

Description

动态地形演示装置及地理教具

技术领域

本实用新型涉及教学仪器技术领域，一种动态地形演示装置，以及一种具有该动态地形演示装置的地理教具。

背景技术

等高线指的是地形图上高程相等的各点所连成的闭合曲线。在等高线上标注的数字为该等高线的海拔高度。等高线按其作用不同，可分为首曲线、计曲线、间曲线与助曲线四种。除地形图之外，等高线也见于俯视图、阴影图等形式。用于海、湖泊的等高线，称为等深线。

等高线地形图的教学是中学地理教学中的重点和难点。由于等高线地形图的内容较为抽象，而学生缺乏实地的实践经验，因此学生往往难以理解等高线地形图的内容。为了使学生更加直观形象地理解等高线地形图，在教学中常常使用地形模型来帮助学生理解。

现有的地形模型由永久性沙盘组成。永久性沙盘一般使用泡沫塑料板或胶合板、石膏粉、纸浆等材料制成，沙盘能够演示固定形态的地形风貌，沙盘的外表面上根据预定的高度差分为多层，在每层沙盘的外表面上分别涂不同的颜色以模拟等高线。这种动态地形演示装置的问题在于，沙盘的外轮廓不能改变，仅能够演示沙盘上具有的地形风貌，沙盘上不具有的地形风貌难以演示，导致演示效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动态地形演示装置，以解决现有技术中的动态地形演示装置演示效果不佳的技术问题。

本实用新型提供一种动态地形演示装置，包括模型料、高度扫描模块和投影装置；

所述模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；

所述高度扫描模块用于扫描所述模型料被塑造后的形状的高度；

所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。

进一步地，所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间内分别投射不同颜色的光。

进一步地，所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间的边界处分别投射不同颜色的光。

进一步地，所述高度扫描模块包括距离传感器；

所述距离传感器用于测定所述模型料被塑造后的形状的外表面上各点的高度值。

进一步地，所述动态地形演示装置包括箱体；

所述模型料包括沙体；所述沙体设置在所述箱体内，所述沙体用于被塑造为用于表示地形的形状。

进一步地，动态地形演示装置包括地下水模型；

所述地下水模型包括地下水流道、承压水井和自流水井；

所述地下水流道为弧状管路，所述承压水井和所述自流水井分别与所述地下水流道连通，且所述承压水井的开口高于地下水流道的承压水位，所述自流水井的开口低于地下水流道的承压水位；

所述箱体由透明材质制成，所述地下水模型设置在所述箱体的侧壁上。

进一步地，所述动态地形演示装置包括第一转盘和第二转盘；

所述模型料设置在所述第一转盘上，所述第一转盘能够带动所述模型料被塑造后的形状绕所述第一转盘的转动轴线在水平面内转动；

所述第二转盘与所述投影装置连接，用于在所述第一转盘转动时，带动所述投影装置绕所述第二转盘的转动轴线在水平面内与所述模型料被塑造后的形状同步转动。

进一步地，所述动态地形演示装置包括显示装置；

所述显示装置用于根据所述模型料被塑造的用于表示地形的形状，显示该地形的虚拟图像。

本实用新型的目的还在于提供一种地理教具，包括根据本实用新型所述的动态地形演示装置。

进一步地，所述地理教具包括机架；

所述模型料、所述高度扫描模块和所述投影装置均设置在所述机架上，所述投影装置和所述高度扫描模块分别位于所述模型料的上方，且所述机架的底部设有万向轮。

本实用新型提供的动态地形演示装置，包括模型料、高度扫描模块和投影装置；所述模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；所述高度扫描模块用于扫描所述模型料被塑造后的形状的高度；所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。使用时，模型料能够根据使用需要被塑造为多种用于表示地形的形状，例如山峰、山谷和山脊等形状，在使用的过程中，可以根据使用要求，随时改变模型料塑造的形状，以使模型料被塑造为需要表示的地形的形状。当模型料被塑造为适合的形状后，高度扫描模块能够扫描模型料被塑造后的形状的高度，投影装置根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像，以使各个高度区间的边界处呈现出等高线地形图。本实用新型提供的动态地形演示装置能够根据使用要求，将模型料塑造成多种用于表示地形的形状，并通过投影装置在被塑造后的形状的外表面上投射出等高线地形图，使动态地形演示装置能够演示多种地形的等高线地形图，扩大了动态地形演示装置的适用范围，提高了动态地形演示装置的演示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的具有动态地形演示装置的地理教具的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的具有动态地形演示装置的地理教具的左视图；

图3是本实用新型实施例提供的动态地形演示装置中的地下水模型的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的动态地形演示装置中的地下水模型的主视图。

图标：1－沙体；2－投影装置；3－显示装置；4－机架；41－万向轮；5－地下水模型；51－地下水流道；52－承压水井；53－自流水井；6－箱体。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种动态地形演示装置及地理教具，下面给出多个实施例对本实用新型提供的动态地形演示装置及地理教具进行详细描述。

实施例1

本实施例提供一种动态地形演示装置，如图1至图2所示，包括模型料、高度扫描模块和投影装置2；模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；高度扫描模块用于扫描模型料被塑造后的形状的高度；投影装置2用于根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。

其中，模型料可以为沙体1，也为橡皮泥等任何适合的材料。模型料用于被塑造为用于表示地形的形状，例如山峰、山谷和山脊等形状，使用时，使用者可以根据使用需要，将模型料塑造为适合的形状，当模型料被塑造为适合的形状后，如果需要改变模型料塑造的形状，可以随时将模型料塑造成需要的形状。利用模型料可以塑造出多种用于表示地形的形状，能够扩大动态地形演示装置的适用范围，使模型料能够塑造成多种地形的形状，提高了动态地形演示装置的利用率。

其中，高度扫描模块用于扫描模型料被塑造后的形状的高度。当模型料被塑造为适合的形状后，扫描模块能够扫描被塑造后的形状的外表面上的各点的高度。扫描模块扫描模型料被塑造后的形状的高度后，投影装置2根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像，以使各个高度区间的边界处呈现出等高线地形图。

本实施例提供的动态地形演示装置，包括模型料、高度扫描模块和投影装置2；模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；高度扫描模块用于扫描模型料被塑造后的形状的高度；投影装置2用于根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。使用时，模型料能够根据使用需要被塑造为多种用于表示地形的形状，例如山峰、山谷和山脊等形状，在使用的过程中，可以根据使用要求，可以随时改变模型料塑造的形状，以使模型料被塑造为需要表示的地形的形状，当模型料被塑造为适合的形状后，高度扫描模块能够扫描模型料被塑造后的形状的高度，投影装置2根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像，以使各个高度区间的边界处呈现出等高线地形图。本实施例提供的动态地形演示装置能够根据使用要求，将模型料塑造成多种用于表示地形的形状，并通过投影装置2在被塑造后的形状的外表面上投射出等高线地形图，使动态地形演示装置能够演示多种地形的等高线地形图，扩大了动态地形演示装置的适用范围，提高了动态地形演示装置的演示效果。

进一步地，投影装置2用于根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间内分别投射不同颜色的光。其中投影装置2内设有控制器，控制器能够接收高度扫描模块扫描的被塑造后的形状的高度信息，控制器根据该高度信息，将被塑造后的形状分为多个高度区间，并控制投影装置2向各个高度区间内分别投射不同颜色的光，从而使各个高度区间内分别显示不同的颜色，每两个高度区间之间的交界处，由于两个高度区间的显示的颜色不同，而存在颜色差，从而使用者通过颜色差能够观察出每两个高度区间之间的交界线的形状，每两个高度区间之间的交界线的形状即为等高线的形状。使用者可以通过观察每两个高度区间之间的交界线的形状以观察等高线的形状。此外，每个高度区间内分别显示不同的颜色，能够便于学生理解各类地形结构。

需要说明的是，各个高度区间的高度差均一致。

优选地，投影装置2还能够向各个高度区间的边界处投射影像。本实施例中，投影仪可以向各个高度区间的边界处投射黑色的光，各个高度区间的边界处均能够形成黑色的闭合曲线，该闭合曲线即为等高线的形状，能够更加便于使用者观察。

具体地，高度扫描模块包括距离传感器；距离传感器用于测定模型料被塑造后的形状的外表面上各点的高度值。距离传感器能够将测定的高度值传送至控制装置，控制装置根据距离传感器测定的模型料被塑造后的形状的外表面上各点的高度值，将被塑造后的形状分为多个高度区间。

进一步地，动态地形演示装置包括箱体6；模型料包括沙体1；沙体1设置在所述箱体6内，沙体1用于被塑造为用于表示地形的形状。

沙体1能够根据使用需要，随时被塑造成用于表示地形的形状，以供使用者使用，并且沙体1能够重复利用，能够降低使用成本，提高利用率。

优选地，箱体6由透明材质制成，例如玻璃、塑料等任何适合的材料，能够便于观察箱体6内的沙体1被塑造后的形状。

优选地，如图3至图4所示，动态地形演示装置包括地下水模型5；地下水模型5包括地下水流道51、承压水井52和自流水井53；地下水流道51为弧状管路，承压水井52和自流水井53分别与地下水流道51连通，且承压水井52的开口高于承压水井52的承压水位，自流水井53的开口低于承压水井52的承压水位；箱体6由透明材质制成，地下水模型5设置在箱体6的侧壁上。

其中，地下水流道51可以由玻璃管制成，也可以由塑料制成。地下水流道51为弧状管路，承压水井52和自流水井53均与地下水流道51连通，承压水井52的开口位于地下水流道51的承压水面之上，自流水井53的开口位于地下水流道51的承压水面之下，向地下水流道51中注水，当地下水流道51中的水面达到承压水面时，自流水井53可以向外流水，以模拟地下水的结构。

优选地，承压水井52和自流水井53的开口处设有塞子，使用时，先用塞子塞住承压水井52和自流水井53的开口，向地下水道中注水，当地下水流道51中的水面达到承压水面时，打开塞子即可观察自流水向外流水。

地下水模型5设置在箱体6的侧壁上，可以用沙体1埋设在底下水模型的周围，通过地下水模型5能够观察底下水的结构，能够进一步加深学生的理解，并且增加动态地形演示装置的功能性。

优选地，动态地形演示装置包括第一转盘和第二转盘；模型料设置在第一转盘上，第一转盘能够带动模型料被塑造后的形状绕第一转盘的转动轴线在水平面内转动；第二转盘与投影装置2连接，用于在第一转盘转动时，带动投影装置2绕第二转盘的转动轴线在水平面内与模型料被塑造后的形状同步转动。第一转盘带动模型料被塑造后的形状转动，可以便于使用者将模型料被塑造后的形状转动至适合的角度，以便于观察，在第一转盘带动模型料被塑造后的形状转动时，第二转盘能够带动投影装置2绕第二转盘的转动轴线在水平面内与模型料被塑造后的形状同步转动，以使投影装置2投射在模型料被塑造后的形状上的影像与模型料被塑造后的形状同步转动。

进一步地，动态地形演示装置包括显示装置3；显示装置3用于根据模型料被塑造的用于表示地形的形状，显示该地形的虚拟图像。

其中，控制装置能够接收高度扫描模块扫描的被塑造后的形状的高度信息，并根据该高度信息识别被塑造后的形状演示的地形，例如模型料被塑造成用于演示山谷地形的形状时，控制装置能够识别该地形，并控制显示装置3显示山谷地形的虚拟图像，虚拟图像能够更加清晰地演示等高线地形图，进一步加深学生的理解。

优选地，动态地形演示装置还可以设置手势识别装置；手势识别装置用于识别使用者的手势信息，并将手势信息发送至控制装置；手势信息包括指定位置信息，控制装置能够根据指定位置信息，控制显示器显示地形上指定位置的虚拟图像。

使用时，使用者用手指向模型料被塑造后的形状上的适合的位置时，手势识别装置能够识别该指定位置信息，控制装置根据该指定位置信息，控制显示装置3显示使用者指定位置的虚拟图像。能够根据使用要求，指定显示装置3显示模型料被塑造后的形状上任何适合的位置的虚拟图像。

此外，手势信息还包括图像切换信息，控制装置能够根据图像切换信息，控制显示器显示虚拟3D图或虚拟俯视图。使用者还可以通过适合的手势，切换图像，控制显示装置3显示模型料被塑造后的形状的虚拟3D图或虚拟俯视图。使用者能够根据使用要求，观看模型料被塑造后的形状的虚拟3D图或虚拟俯视图，以从多个角度观察地形模型，进一步增强学生的理解。

实施例2

本实施例提供一种动态地形演示装置，如图1至图2所示，包括模型料、高度扫描模块和投影装置2；模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；高度扫描模块用于扫描模型料被塑造后的形状的高度；投影装置2用于根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。投影装置2用于根据模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间的边界处分别投射不同颜色的光。其中，动态地形演示装置设有控制装置，控制装置能够接收高度扫描模块扫描的被塑造后的形状的高度信息，控制装置根据该高度信息，将被塑造后的形状分为多个高度区间，并控制投影装置2向各个高度区间的边界处分别投射不同颜色的光，各个高度区间的边界处均能够形成不同颜色的闭合曲线，该闭合曲线即为等高线的形状，并且各个等高线的颜色不同，能够便于使用者观察各个海拔的等高线地形图。

优选地，投影装置2还能够向各个高度区间内投射影像，例如向位于被塑造为用于表示地形的形状的顶部投射白色的光，以演示山顶，向被塑造的形状的中部投射绿色的光，以演示山峰，向被塑造的形状的底部投射蓝色的光以演示河流，并且控制装置能够根据模型料被塑造后的形状的变化，即时控制投影装置向各个高度区间内投射适合的影像，将不同地形的影像通过投影装置投射在模型料的外表面上，便于学生动手操作模型料以模拟呈现不同地形，进一步加深学生理解。

实施例3

本实施例提供一种地理教具，包括实施例1所述的动态地形演示装置。

其中，地理教具包括机架4；模型料、所述高度扫描模块和投影装置2均设置在机架4上，投影装置2和高度扫描模块分别位于模型料的上方，且机架4的底部设有万向轮41。万向轮41能够便于地理教具推送至适合的位置，提高使用的便捷性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动态地形演示装置，其特征在于，包括模型料、高度扫描模块和投影装置；

所述模型料用于被塑造为用于表示地形的形状；

所述高度扫描模块用于扫描所述模型料被塑造后的形状的高度；

所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，分别投射不同的影像。

2.根据权利要求1所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间内分别投射不同颜色的光。

3.根据权利要求1所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述投影装置用于根据所述模型料被塑造后的形状的不同的高度区间，向各个高度区间的边界处分别投射不同颜色的光。

4.根据权利要求1所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述高度扫描模块包括距离传感器；

所述距离传感器用于测定所述模型料被塑造后的形状的外表面上各点的高度值。

5.根据权利要求1所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述动态地形演示装置包括箱体；

所述模型料包括沙体；所述沙体设置在所述箱体内，所述沙体用于被塑造为用于表示地形的形状。

6.根据权利要求5所述的动态地形演示装置，其特征在于，动态地形演示装置包括地下水模型；

所述地下水模型包括地下水流道、承压水井和自流水井；

所述地下水流道为弧状管路，所述承压水井和所述自流水井分别与所述地下水流道连通，且所述承压水井的开口高于地下水流道的承压水位，所述自流水井的开口低于地下水流道的承压水位；

所述箱体由透明材质制成，所述地下水模型设置在所述箱体的侧壁上。

7.根据权利要求1－6中任一项所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述动态地形演示装置包括第一转盘和第二转盘；

所述模型料设置在所述第一转盘上，所述第一转盘能够带动所述模型料被塑造后的形状绕所述第一转盘的转动轴线在水平面内转动；

所述第二转盘与所述投影装置连接，用于在所述第一转盘转动时，带动所述投影装置绕所述第二转盘的转动轴线在水平面内与所述模型料被塑造后的形状同步转动。

8.根据权利要求1－6中任一项所述的动态地形演示装置，其特征在于，所述动态地形演示装置包括显示装置；

所述显示装置用于根据所述模型料被塑造的用于表示地形的形状，显示该地形的虚拟图像。

9.一种地理教具，其特征在于，包括根据权利要求1－8中任一项所述的动态地形演示装置。

10.根据权利要求9所述的地理教具，其特征在于，所述地理教具包括机架；

所述模型料、所述高度扫描模块和所述投影装置均设置在所述机架上，所述投影装置和所述高度扫描模块分别位于所述模型料的上方，且所述机架的底部设有万向轮。