CN210895931U - 一种学习机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种学习机，包括学习机主体与安装有显示屏的上盖板，学习机主体与上盖板枢转连接，学习机主体包括主控板、麦克风阵列板、接口板、按键板与IO板，主控板与麦克风阵列板、接口板、按键板、IO板均线连接，接口板包括电源接口、视频接口、音频接口、网络接口与USB接口，通过接口板为学习机提供电源、音视频信息、网络通讯与外接设备；按键板用于通过按动按键控制学习机的使用；麦克风阵列板用于语音信息输入；IO板用于外接传感器与多种电机对应的电路板；主控板用于对外接的音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数进行存储与控制。本实用新型的学习机具有兼容性高、扩展性好、集成度高、控制方式较多以及灵活性高的益处。

Description

一种学习机

技术领域

本实用新型属于人工智能技术领域，具体涉及一种学习机。

背景技术

随着电子科技技术的发展及人们对人工智能教育的重视，越来越多的学校开设相关人工智能课程。目前市场上基本是在笔记本电脑上进行相关软件的教学与培训，并要了解相关硬件电子产品的基本构造后才能进行相关创作。

另外，现有教学用学习机集成性能低，可扩展性差，市面上多数的学习机本身不具备操作系统，只是对要实现的功能进行单一的实现，控制方式单一，灵活性低。

因此，对于目前学习机，有待于做进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型之目的提供了一种学习机，该学习机旨在改善现有教学用学习机集成度低、可扩展性差的缺陷。

本实用新型提供一种学习机，包括学习机主体与安装有显示屏的上盖板，所述学习机主体与所述上盖板枢转连接，所述学习机主体包括主控板、麦克风阵列板、接口板、按键板与IO板，所述主控板与所述麦克风阵列板、接口板、按键板、IO板均线连接，所述接口板单独与麦克风阵列板、按键板、IO板均通过FPC排线连接；

所述接口板包括电源接口、视频接口、音频接口、网络接口与USB接口，通过所述接口板为学习机提供电源、音视频信息、网络通讯与外接设备；

所述按键板用于通过按动按键控制学习机的使用；

所述麦克风阵列板用于语音信息输入；

所述IO板用于外接传感器与多种电机对应的电路板；

所述主控板用于对外接的音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数进行存储与控制。

优选地，所述IO板包括RS485总线接口、IIC接口与GPIO接口，所述RS485总线接口、IIC接口与GPIO接口用于外接扩展的传感器模块、音视频设备与多个电机电路板。

优选地，所述学习机主体还包括触摸板，所述触摸板与主控板线连接，用于对所述主控板进行触摸操作。

优选地，所述主控板上还设置有TF卡槽，用于扩展性能。

优选地，所述电机电路板包括直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板；

其中，所述直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板按任意次序堆叠在一起。

优选地，所述网络接口包括以太网接口与WiFi接口，使得所述主控板支持有线与无线两种信息传输方式。

优选地，所述主控板采用Linux嵌入式系统，该Linux嵌入式系统内置可视化编程系统用于教学使用，所述可视化编程系统中包括软件开发工具、人工智能数据集、代码库、算法库、AI应用样例与AI产品研发案例。

优选地，所述主控板中内置有共享平台，所述共享平台用于实时共享音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数；

以及，所述共享平台用于教学资源共享，包括课程导览模块、作业资料上传模块、项目进度跟踪模块、互动学习分享社区模块与图像化编程模块、算力中心模块与云盘。

优选地，所述主控板上还设置有旋钮与滚轮，通过旋转所述旋钮或滑动所述滚轮来调节音量大小或移动页面位置。

本实用新型的学习机相对于现有技术具有以下有益技术效果：

1、本实用新型的学习机注重将原理、语言、算法等理论性学习与信号采集、处理分析，编程实践、算法应用、机电控制等动手项目相结合，提高学生动手、分析和解决问题的能力。

2、本实用新型的学习机中主控板具有兼容性高、扩展性好、易插拨组装的优点，因此，学习者可根据自己设计需求，快速搭配得到所亩产品的硬件平台，节约了学习者在硬件上的耗费时间，提高了创意转化率。

3、本实用新型的学习机设计有多个接口，具备功能强大、兼容性高、安全性强等特点，具有开源、广泛的硬件支持；外接电路板可以采用堆叠的设计方式，可实现在不同应用场景中任意搭配使用，提高系统的使用灵活性，满足大多数的学习者需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅用于解释本实用新型的构思。

图1为本实用新型的学习机的外部结构示意图；

图2为本实用新型的学习机的内部结构示意图。

附图标记汇总：

1、学习机主体 2、显示屏 3、上盖板

11、主控板 12、麦克风阵列板 13、接口板

131、电源接口 132、视频接口 133、音频接口

134、网络接口 135、USB接口 14、按键板

15、IO板 151、RS485总线接口 152、IIC接口

153、GPIO接口 16、触摸板

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实用新型的实施例的目的旨在克服现有技术存在的不足和缺陷，如图1和2所示，本实用新型的学习机包括学习机主体1与安装有显示屏2的上盖板3，学习机主体1与上盖板3枢转连接，学习机主体1包括主控板11、麦克风阵列板12、接口板13、按键板14与IO板15，主控板11与麦克风阵列板12、接口板13、按键板14、IO板15均线连接，接口板13单独与麦克风阵列板12、按键板14、IO板15均通过FPC排线连接。其中，上述接口板13包括电源接口131、视频接口132、音频接口133、网络接口134与USB接口135，通过接口板13为学习机提供电源、音视频信息、网络通讯与外接设备；按键板14用于通过按动按键控制学习机的使用；麦克风阵列板12用于语音信息输入；IO板15用于外接传感器与多种电机对应的电路板；主控板11用于对外接的音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数进行存储与控制。

本实用新型的学习机注重将原理、语言、算法等理论性学习与信号采集、处理分析，编程实践、算法应用、机电控制等动手项目相结合，提高学生动手、分析和解决问题的能力。

本实用新型的学习机可以实现对各类传感器的强大兼容与支持，可以完成在图像、语音、生物信息识别等多个学科领域对真实物理世界的信息收集需求，满足学习过程中对于信号采集、处理分析的动手实践要求。

在本实用新型的进一步实施例中，IO板15包括RS485总线接口151、IIC接口152与GPIO接口153，RS485总线接口151、IIC接口152与GPIO接口153用于外接扩展的传感器模块、音视频设备与多个电机电路板。当然，IO板15上还可以设置有其他接口，以连接更多的外接设备。

其中，电机电路板包括直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板。在具体将这些电路板连接到学习机上时通过如下方式进行连接，直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板按任意次序堆叠在一起。

本实用新型的学习机通过接口板13的不同类型接口实现了对常用种类电机的驱动控制，例如：直流电机、码盘电机、步进电机、舵机、空心杯电机、伺服电机，这样能够使得学生轻松实现机器人相关项目的开发。同时，由于接口板13上可以实现与工业控制标准接口RS485工业总线标准的兼容，学习者利用该设备可以控制多种工业级机械臂、安防摄像头等工业控制设备，无缝对接实验及操作实习。

为了使得本实用新型的学习机使用更便捷，学习机主体1还可以包括触摸板16，该触摸板16与主控板11线连接，用于对主控板11进行触摸操作。

此外，学习机中的主控板11上还可以设置有TF卡槽，用于扩展性能。

优选地，网络接口134包括以太网接口与WiFi接口，使得主控板11支持有线与无线两种信息传输方式。

上述网络接口134遵循Modbus通讯协议，能够支持数千种工业智能仪器仪表厂家数据通信，同时支持多种通信接口、RS232、RS485、TTL、光纤和无线等方式，能够更大程度上兼容其他电机电路板，驱动板本身自带的板号选择，更大程度上丰富了主控板11的扩展功能，理论上来说，通过板子端号选择功能，可以插接16块相同或其他数量的驱动板来进行电机的驱动。

本实用新型的学习机中主控板11采用Linux嵌入式系统，该Linux嵌入式系统内置可视化编程系统用于教学使用，可视化编程系统中包括软件开发工具、人工智能数据集、代码库、算法库、AI应用样例与AI产品研发案例等内容，学生在课程实践过程中，Java、C#编译环境、Python编程、数据处理与裁剪、算法编译与推理都不再需要安装软件，学习机具有一键配置开发环境功能，同时具备AI加速的智能工业控制与数据采集，作为工业4.0的实际应用。其中，主控板11中可以集成AI加速单元，以满足人工智能边缘计算的需求。

由于学习机配置了可视化编程系统，可以使得学习者一两个小时就上手进行开发，同时提供可视化到python的无缝转化工具，满足从入门体验，课程和案例指引学习到自我开发部署的完美体验。

为了使得学习者能够更便捷地使用与了解教育资源，本实用新型的主控板11中内置有共享平台，共享平台用于实时共享音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数。以及，共享平台用于教学资源共享，包括课程导览模块、作业资料上传模块、项目进度跟踪模块、互动学习分享社区模块与图像化编程模块、算力中心模块与云盘。

其中，算力中心模块是针对现有主流的十几种深度学习算法框架优化的专用算法芯片，性能达到5.6TOPS，可以在本地推演算法时提供强大的算力支持。学习机同时通过Windows Azure云服务，实现了“本地推演，云端训练”的功能，当师生经过算法调参后需要进行训练时，可以发送算力请求至云端，利用云端“CPU+GPU+FPGA”矩阵式算力池快速完成算法的训练，使得即使在授课过程中也可以及时取得算法调参后优化效果，大大缩短了教学中的等待过程。

另外，通过共享平台的设置，使得学生可以使用课程导览模块、作业资料上传模块、项目进度跟踪模块、互动学习分享社区模块等功能模块，全方位的辅助学生日常学习。共享平台上提供讲师和教学管理人员的入口，讲师可以及时发现教学的反馈信息，在平台在与学生互动，检查学生的作业完成情况、考勤记录、考试成绩等信息。教学管理人员可以使用该系统及时准确地了解到学生的学习状况和老师的授课情况。管理人员可以查看每个学生的考勤记录、学习反馈、考试成绩、作业完成情况、讲师授课状态等信息。该共享平台采用大数据技术，为学校教学实施、监管、评估和部门诊断提供智能化管理平台。

本实用新型的学习机可以使得学生或其他使用者脱离计算机系统、基于内置的软件平台及硬件设备，完成人工智能的理论学习、动手实践、项目设计、资料管理、讨论分享等学习任务。

本实用新型的学习机基于教学场景的专业教具设备、便于教具管理，可以内置或外接传感器用于图像、语音领域的人工智能学习。同时，GPIO、IIC、串口等丰富的外接接口可兼容扩展超过千种常用传感器，并可支持基于485总线的工控领域设备。

为了便于操作本实用新型的学习机，主控板11上还可以设置有旋钮17与滚轮18，通过旋转旋钮17或滑动滚轮18来调节音量大小或移动页面位置。同时，还可以在学习机上设置有按键19，例如上下左右四个按键、开关键或者重启键等按键。

本实用新型的学习机主体1上设置有设备凹槽，在设备凹槽内部设置有磁铁，用于吸附不同可选的外设模块，这样可以满足在学习机移动时外接设备不会掉落，磁铁吸附的力度大小也要便于设备的取放。

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)

1.一种学习机，其特征在于，包括学习机主体与安装有显示屏的上盖板，所述学习机主体与所述上盖板枢转连接，所述学习机主体包括主控板、麦克风阵列板、接口板、按键板与IO板，所述主控板与所述麦克风阵列板、接口板、按键板、IO板均线连接，所述接口板单独与麦克风阵列板、按键板、IO板均通过FPC排线连接；

所述接口板包括电源接口、视频接口、音频接口、网络接口与USB接口，通过所述接口板为学习机提供电源、音视频信息、网络通讯与外接设备；

所述按键板用于通过按动按键控制学习机的使用；

所述麦克风阵列板用于语音信息输入；

所述IO板用于外接传感器与多种电机对应的电路板；

所述主控板用于对外接的音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数进行存储与控制。

2.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述IO板包括RS485总线接口、IIC接口与GPIO接口，所述RS485总线接口、IIC接口与GPIO接口用于外接扩展的传感器模块、音视频设备与多个电机电路板。

3.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述学习机主体还包括触摸板，所述触摸板与主控板线连接，用于对所述主控板进行触摸操作。

4.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述主控板上还设置有TF卡槽，用于扩展性能。

5.根据权利要求2所述的学习机，其特征在于，所述电机电路板包括直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板；

其中，所述直流电机层电路板、舵机层电路板、码盘电机层电路板与步进电机层电路板按任意次序堆叠在一起。

6.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述网络接口包括以太网接口与WiFi接口，使得所述主控板支持有线与无线两种信息传输方式。

7.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述主控板采用Linux嵌入式系统，该Linux嵌入式系统内置可视化编程系统用于教学使用，所述可视化编程系统中包括软件开发工具、人工智能数据集、代码库、算法库、AI应用样例与AI产品研发案例。

8.根据权利要求7所述的学习机，其特征在于，所述主控板中内置有共享平台，所述共享平台用于实时共享音视频信息、传感器信息、多种电机对应的电路板参数；

以及，所述共享平台用于教学资源共享，包括课程导览模块、作业资料上传模块、项目进度跟踪模块、互动学习分享社区模块与图像化编程模块、算力中心模块与云盘。

9.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述主控板上还设置有旋钮与滚轮，通过旋转所述旋钮或滑动所述滚轮来调节音量大小或移动页面位置。

10.根据权利要求1所述的学习机，其特征在于，所述学习机主体上设置有设备凹槽，所述设备凹槽内部设置有磁铁，用于吸附不同可选的外设模块。

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