CN213123400U - 一种可用于儿童早教学习的投影式故事机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学投影技术领域，特别地涉及一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，包括主机壳，以及容纳在所述的主机壳内的马达、固定支架、第一透镜组、第二透镜组、槽型传感器、LED灯、投影片组、喇叭、PCB控制板和锂电池。本实用新型使用单片机、槽型传感器和马达的程控式换片系统组合结构，能够更精准、更方便地切换投影图案；LED灯具有高亮度且可多级调节亮度；具有可便于调焦的透镜组，使投影图像较远，画面尺寸大，图像更清晰；采用18650型可充电锂电池，更经济更实用，并提供蓝牙连接模式和音频播放功能，使影像和音频相结合，增强及优化教学效果。

Description

一种可用于儿童早教学习的投影式故事机

技术领域

本实用新型涉及光学投影技术领域，特别地涉及一种可用于儿童早教学习的投影式故事机。

背景技术

儿童投影故事机在早教、儿童启蒙学习方面具有良好的应用前景，一般儿童投影故事机中均具有多个投影图案的投影灯片，通过换取不同的投影灯片讲述投影出不同的一个小故事。所述的投影图案，主要是将印制在投影胶片或菲林上的图案，如卡通漫画、故事插画等，通过光学投影将图案放大，投射到墙面、幕布或者天花板上，以供家长在给小孩讲小故事的时候，营造故事中的投影画面，使儿童能够有更直观的认识，更好地接受教学，同时增强启蒙教学的趣味性。

在当前在售的儿童投影故事机中，多数为手动拨动切换投影画面(图案)的故事机，且存在着以下缺点：

一、投影图案较近，远则模糊不清，画面尺寸太小，投影图案的画面观感较差；

二、投影仪的光源亮度不够或者光源亮度不可调节，图案不清晰，环境的适应性不高；

三、该类投影仪多数使用干电池或纽扣电池，需经常更换，经济成本高；

四、需要人工拨动换页机械结构或拨转灯片转盘来切换投影图案，切换页较麻烦；

五、多数仅有投影图案功能，功能单调，产品互动性、趣味性不够。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，首先，其具有可便于调焦的透镜组，使投影图像较远，画面尺寸大，图像更清晰；其次，投影光源上所使用的LED灯具有高亮度且可多级调节亮度，环境适应性高；再者，采用18650型可充电锂电池，更经济更实用；再加之使用单片机、槽型传感器和马达的程控式换片系统组合结构，能够更精准、更方便地切换投影图案；最后，本实用新型提供蓝牙连接模式和音频播放功能，使影像和音频相结合，增强及优化教学效果，使儿童启蒙故事教学更具趣味性。

为了达到上述的目的，本实用新型提供的技术方案为：一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，包括主机壳，以及容纳在所述的主机壳内的马达、固定支架、第一透镜组、第二透镜组、槽型传感器、LED灯、投影片组、喇叭、PCB控制板和锂电池；

所述的主机壳可拆分为机壳一和机壳二，所述的机壳一上开设有镜头孔和投影片组插拔口，所述的机壳二上设置有喇叭孔、充电孔和按键孔；

所述的马达在轴芯上固定有一齿轮，所述的马达与机壳二固定连接且与PCB控制板电连接；

所述的固定支架包括第一固定支架和第二固定支架，所述的第一固定支架与机壳二固定连接，所述的第二固定支架与第一固定支架固定连接，在第二固定支架上设置有第一透镜组安装座和投影片组滑扣卡位；

所述的第一透镜组安装在第二固定支架开设的第一透镜组安装座上，所述的第二透镜组安装在第一固定支架上，第一透镜组与第二透镜组之间具有一定间距，可容纳投影片组安置于两透镜组之间；

所述的槽型传感器包括有一凹型槽，槽型传感器的光发射器和光接收器安装在凹型槽的两侧，凹型槽的两侧间距大于投影盘的厚度，可容纳投影盘转动经过，所述的光发射器向光接收器发出红外光，在无遮挡下经过凹型槽部形成光通路，光接收器接收到红外光并输出高电平信号，所述的槽型传感器固定安装在第一固定支架上；

所述的LED灯固定安装在第一固定支架上，且位于第二透镜组的正下方，LED灯与PCB电路板电连接；

所述的投影片组包括投影插片和投影盘，所述的投影盘可拆卸且可旋转活动地与投影插片相连接，所述的投影片组可插拔活动地与第二固定支架相连接，并通过滑扣装置相固定；

所述的喇叭固定安装在机壳二上，且与PCB控制板电连接；

所述的PCB控制板包括单片机、灯控模块、遥控模块、蓝牙连接模块、马达控制模块和音频播放模块，所述的PCB控制板与马达、槽型传感器、LED灯、喇叭以及锂电池电连接；

所述的锂电池为18650型可充电锂电池，安装在机壳二上，与PCB控制板电连接。

具体地，所述的第一固定支架设置有滑面凸块和限位片，所述的滑面凸块用于与投影插片的抵持部对接，将投影插片顶起，使抵持部中设置的滑扣片与所述的投影片组滑扣卡位充分紧扣固定，所述的限位片用于顶住投影插片的抵持部，限制并固定投影插片插入安装到固定支架内的深度。

具体地，所述的第一透镜组包括调焦圈、镜头套件、凸透镜和固定圈，所述的调焦圈设置有防滑凸条、内螺纹以及弧形卡扣，调焦圈与第一透镜组安装座可旋转活动地扣合联接，所述的镜头套件设置有外螺纹和卡持凹位，所述的凸透镜嵌入安装在镜头套件内，所述的固定圈设置有卡持立柱，卡持立柱用于与镜头套件的卡持凹位对位接合，使镜头套件仅能沿卡持立柱上下滑动，所述的固定圈固定安装在第一透镜组安装座的底部，所述的调焦圈的内螺纹用于与镜头套件的外螺纹相啮合，当转动调焦圈时，镜头套件可进行上下滑动，进而实现调焦作用。

具体地，所述的第二透镜组包括平凸透镜和透镜座，平凸透镜嵌入安装到透镜座内，所述的第二透镜组固定安装在LED灯的上方，进行聚光。

具体地，所述的投影插片设置有投影窗口、转轴卡扣孔、抵持部，以及设置在抵持部中的滑扣片，所述的转轴卡扣孔由两片具有半圆弧形开口的弹性片对位构成，两半圆弧形开口对位形成圆孔，所述的转轴卡扣孔用于与投影盘的滑扣轴芯对接扣合，使投影盘可在投影插片上可旋转地活动。

具体地，所述的投影盘包括齿轮转盘、投影灯片和压合盘，所述的齿轮转盘设置有齿轮圈、投影窗口、滑扣轴芯和定位通孔，所述的压合盘设置有轴芯穿出孔和投影窗口，所述的投影灯片通过压合盘固定在齿轮转盘内，投影灯片上的图案在投影窗口中露出可见，可透光投射图像。

具体地，所述的定位通孔用于使槽型传感器的红外光通过，定位通孔的数量与投影窗口的数量一致且相互对应，当一个定位通孔转至所述的凹型槽位置时，所对应的一个投影窗口转至第一透镜组和第二透镜组之间的中心光轴位置上。

具体地，所述的高电平信号设置为马达停止转动信号；当投影盘上的定位通孔转至凹型槽位置时，光发射器发出的红外光穿过定位通孔，被光接收端接收并输出高电平信号，所述的高电平信号传输至单片机时，单片机即指令马达控制模块控制马达停止转动，此时定位通孔所对应的投影窗口则正转至中心光轴位上，该投影窗口上的灯片图案被投射出来。

本实用新型可通过机身按键及遥控器按键上的换页键进行一键切换，由单片机、槽型传感器和马达的程控式换片系统组合结构，使切换投影图像更精准，使用更方便。在投影当前页图案时，按下换页键，单片机即指令马达转动，并延时一定时间向槽型传感器的光发射器发出发射红外光指令；当投影盘上的定位通孔转至凹形槽位时，红外光经穿过定位通孔，被光接收器接收并向单片机传输高电平信号；单片机接收到高电平信号时即指令马达控制模块控制马达停止转动；马达停止转动，投影盘静止固定，定位通孔位于凹型槽位置，其所对应的投影窗口正转至第一透镜组和第二透镜组之间的中心光轴位并固定静止下来，投影窗口中的灯片图案被投射出来，则完成投影图案的一页切换。

附图说明

图1是本实用新型的整机结构分解示意图；

图2是本实用新型的投影结构分解示意图；

图3是本实用新型的第一固定支架局部示意图；

图4是本实用新型的第二固定支架示意图；

图5是本实用新型的第一透镜组结构分解示意图；

图6是本实用新型的第二透镜组结构分解示意图；

图7是本实用新型的投影插片结构示意图；

图8是本实用新型的投影盘结构分解示意图；

图9是本实用新型的切换投影图案结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰明白，以下结合附图，对本实用新型作进一步清楚、完整的描述。应当理解，此处所描述的实施例仅为用于解释本实用新型的技术方案，并不用于限定本实用新型的实施例。本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，理应包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，为了清楚地表达出结构的位置，所述的位置术语“上”、“下”、“上方”和“下方”等指示的方位或位置关系，以及所述的次序术语“一”、“二”、“第一”和“第二”等指示的次序或顺序关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而并不是指示或暗示所指的装置或各部件必须具有特定的方位或特定的次序，或以特定的方位或顺序进行构造和操作，因此不应理解为对本实用新型的限制。

此外，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓、钉销、滑扣、或卡扣固定，或焊接固定，或转轴连接等方式。因此，在本实施例中不再详述。

参照图1-2所示，一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，包括主机壳，以及容纳在所述的主机壳内的马达3、固定支架4、第一透镜组5、第二透镜组6、槽型传感器7、LED灯8、投影片组9、喇叭10、PCB控制板11和锂电池12；

参照图1所示，所述的主机壳可拆分为机壳一1和机壳二2，所述的机壳一1上开设有镜头孔101和投影片组插拔口102，所述的机壳二2上设置有喇叭孔21、充电孔22和按键孔23；

参照图2所示，所述的马达3在轴芯上固定有一齿轮31，所述的马达3与机壳二2固定连接且与PCB控制板11电连接；

参照图2和图4所示，所述的固定支架4包括第一固定支架41和第二固定支架42，所述的第一固定支架41与机壳二2固定连接，所述的第二固定支架42与第一固定支架41固定连接，在第二固定支架42上设置有第一透镜组安装座421和投影片组滑扣卡位422；

所述的第一透镜组5安装在第二固定支架42开设的第一透镜组安装座421上，所述的第二透镜组6安装在第一固定支架41上，第一透镜组5与第二透镜组6之间具有一定间距，可容纳投影片组9安置于两透镜组之间；

所述的槽型传感器7包括有一凹型槽，槽型传感器7的光发射器和光接收器安装在凹型槽的两侧，凹型槽的两侧间距大于投影盘92的厚度，可容纳投影盘92转动经过，所述的光发射器向光接收器发出红外光，在无遮挡下经过凹型槽部形成光通路，光接收器接收到红外光并输出高电平信号，所述的槽型传感器7固定安装在第一固定支架41上；

所述的LED灯8固定安装在第一固定支架41上，且位于第二透镜组6的正下方，LED灯8与PCB电路板11电连接；

所述的投影片组9包括投影插片91和投影盘92，所述的投影盘92可拆卸且可旋转活动地与投影插片91相连接，所述的投影片组9可插拔活动地与第二固定支架42相连接，并通过滑扣装置相固定；

所述的喇叭10固定安装在机壳二2上，且与PCB控制板11电连接；

所述的PCB控制板11包括单片机、灯控模块、遥控模块、蓝牙连接模块、马达控制模块和音频播放模块，所述的PCB控制板11与马达3、槽型传感器7、LED灯8、喇叭10以及锂电池12电连接；

所述的锂电池12为18650型可充电锂电池，安装在机壳二2上，与PCB控制板11电连接。

参照图3、图4和图7所示，具体地，所述的第一固定支架41设置有滑面凸块411和限位片412，所述的滑面凸块411用于与投影插片91的抵持部912对接，将投影插片91顶起，使抵持部912中设置的滑扣片913与所述的投影片组滑扣卡位422充分紧扣固定，所述的限位片412用于顶住投影插片91的抵持部912，限制并固定投影插片91插入安装到固定支架4内的深度。

参照图5所示，具体地，所述的第一透镜组5包括调焦圈51、凸透镜52、镜头套件53和固定圈54，所述的调焦圈51设置有防滑凸条511、内螺纹512以及弧形卡扣513，调焦圈51与第一透镜组安装座421可旋转活动地扣合联接，所述的镜头套件53设置有外螺纹531和卡持凹位532，所述的凸透镜嵌52入安装在镜头套件53内，所述的固定圈54设置有卡持立柱540，卡持立柱540用于与镜头套件53的卡持凹位532对位接合，使镜头套件53仅能沿卡持立柱540上下滑动，所述的固定圈54固定安装在第一透镜组安装座421的底部，所述的调焦圈51的内螺纹512用于与镜头套件53的外螺纹531相啮合，当转动调焦圈51时，镜头套件53可进行上下滑动，进而实现调焦作用。

参照图6所示，具体地，所述的第二透镜组6包括平凸透镜61和透镜座62，平凸透镜61嵌入安装到透镜座62内，所述的第二透镜组6固定安装在LED灯8的上方，进行聚光。

参照图7所示，具体地，所述的投影插片91设置有投影窗口900、转轴卡扣孔911、抵持部912，以及设置在抵持部912中的滑扣片913，所述的转轴卡扣孔911由两片具有半圆弧形开口的弹性片对位构成，两半圆弧形开口对位形成圆孔，所述的转轴卡扣孔911用于与投影盘92的滑扣轴芯9212对接扣合，使投影盘92可在投影插片91上可旋转地活动。

参照图8所示，具体地，所述的投影盘92包括齿轮转盘921、投影灯片922和压合盘923，所述的齿轮转盘921设置有齿轮圈9211、投影窗口900、滑扣轴芯9212和定位通孔9213，所述的压合盘923设置有轴芯穿出孔9230和投影窗口900，所述的投影灯片922通过压合盘923固定在齿轮转盘921内，投影灯片922上的图案在投影窗口900中露出可见，可透光投射图像。

参照图9所示，进一步地，所述的定位通孔9213用于使槽型传感器7的红外光通过，定位通孔9213的数量与投影窗口900的数量一致且相互对应，当一个定位通孔9213转至所述的凹型槽位置时，所对应的一个投影窗口900转至第一透镜组5和第二透镜组6之间的中心光轴位置上。

具体地，所述的高电平信号设置为马达3停止转动信号；当投影盘92上的定位通孔9213转至凹型槽位置时，光发射器发出的红外光穿过定位通孔9213，被光接收端接收并输出高电平信号，所述的高电平信号传输至单片机时，单片机即指令马达控制模块控制马达3停止转动，此时定位通孔9213所对应的投影窗口900则正转至中心光轴位置上，该投影窗口900上的灯片图案被投射出来。

本实用新型提供的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其增益效果在于：

一、具有可便于调焦的透镜组，使投影图像较远，画面尺寸大，图像更清晰；

二、投影光源上所使用的LED灯具有高亮度且可多级调节亮度，环境适应性高；

三、采用18650型可充电锂电池，更经济更实用；再加之使用单片机、槽型传感器和马达的程控式换片系统组合结构，能够更精准、更方便地切换投影图案；

四、本实用新型提供蓝牙连接模式和音频播放功能，使影像和音频相结合，增强及优化教学效果，使儿童启蒙故事教学更具趣味性。

以上所述对于本领域技术人员来说能够实现，在不脱离本实用新型构思的前提下，所作的修改、等同替换或变型等，都理应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，包括主机壳，以及容纳在所述的主机壳内的马达、固定支架、第一透镜组、第二透镜组、槽型传感器、LED灯、投影片组、喇叭、PCB控制板和锂电池；

所述的主机壳可拆分为机壳一和机壳二，所述的机壳一上开设有镜头孔和投影片组插拔口，所述的机壳二上设置有喇叭孔、充电孔和按键孔；

所述的马达在轴芯上固定有一齿轮，所述的马达与机壳二固定连接且与PCB控制板电连接；

所述的固定支架包括第一固定支架和第二固定支架，所述的第一固定支架与机壳二固定连接，所述的第二固定支架与第一固定支架固定连接，在第二固定支架上设置有第一透镜组安装座和投影片组滑扣卡位；

所述的第一透镜组安装在第二固定支架开设的第一透镜组安装座上，所述的第二透镜组安装在第一固定支架上，第一透镜组与第二透镜组之间具有一定间距，可容纳投影片组安置于两透镜组之间；

所述的槽型传感器包括有一凹型槽，槽型传感器的光发射器和光接收器安装在凹型槽的两侧，凹型槽的两侧间距大于投影盘的厚度，可容纳投影盘转动经过，所述的光发射器向光接收器发出红外光，在无遮挡下经过凹型槽部形成光通路，光接收器接收到红外光并输出高电平信号，所述的槽型传感器固定安装在第一固定支架上；

所述的LED灯固定安装在第一固定支架上，且位于第二透镜组的正下方，LED灯与PCB电路板电连接；

所述的投影片组包括投影插片和投影盘，所述的投影盘可拆卸且可旋转活动地与投影插片相连接，所述的投影片组可插拔活动地与第二固定支架相连接，并通过滑扣装置相固定；

所述的喇叭固定安装在机壳二上，且与PCB控制板电连接；

所述的PCB控制板包括单片机、灯控模块、遥控模块、蓝牙连接模块、马达控制模块和音频播放模块，所述的PCB控制板与马达、槽型传感器、LED灯、喇叭以及锂电池电连接；

所述的锂电池为18650型可充电锂电池，安装在机壳二上，与PCB控制板电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的第一固定支架设置有滑面凸块和限位片，所述的滑面凸块用于与投影插片的抵持部对接，将投影插片顶起，使抵持部中设置的滑扣片与所述的投影片组滑扣卡位充分紧扣固定，所述的限位片用于顶住投影插片的抵持部，限制并固定投影插片插入安装到固定支架内的深度。

3.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的第一透镜组包括调焦圈、镜头套件、凸透镜和固定圈，所述的调焦圈设置有防滑凸条、内螺纹以及弧形卡扣，调焦圈与第一透镜组安装座可旋转活动地扣合联接，所述的镜头套件设置有外螺纹和卡持凹位，所述的凸透镜嵌入安装在镜头套件内，所述的固定圈设置有卡持立柱，卡持立柱用于与镜头套件的卡持凹位对位接合，使镜头套件仅能沿卡持立柱上下滑动，所述的固定圈固定安装在第一透镜组安装座的底部，所述的调焦圈的内螺纹用于与镜头套件的外螺纹相啮合，当转动调焦圈时，镜头套件可进行上下滑动，进而实现调焦作用。

4.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的第二透镜组包括平凸透镜和透镜座，平凸透镜嵌入安装到透镜座内，所述的第二透镜组固定安装在LED灯的上方，进行聚光。

5.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的投影插片设置有投影窗口、转轴卡扣孔、抵持部，以及设置在抵持部中的滑扣片，所述的转轴卡扣孔由两片具有半圆弧形开口的弹性片对位构成，两半圆弧形开口对位形成圆孔，所述的转轴卡扣孔用于与投影盘的滑扣轴芯对接扣合，使投影盘可在投影插片上可旋转地活动。

6.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的投影盘包括齿轮转盘、投影灯片和压合盘，所述的齿轮转盘设置有齿轮圈、投影窗口、滑扣轴芯和定位通孔，所述的压合盘设置有轴芯穿出孔和投影窗口，所述的投影灯片通过压合盘固定在齿轮转盘内，投影灯片上的图案在投影窗口中露出可见，可透光投射图像。

7.根据权利要求6所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的定位通孔用于使槽型传感器的红外光通过，定位通孔的数量与投影窗口的数量一致且相互对应，当一个定位通孔转至所述的凹型槽位置时，所对应的一个投影窗口转至第一透镜组和第二透镜组之间的中心光轴位置上。

8.根据权利要求1所述的一种可用于儿童早教学习的投影式故事机，其特征在于，所述的高电平信号设置为马达停止转动信号；当投影盘上的定位通孔转至凹型槽位置时，光发射器发出的红外光穿过定位通孔，被光接收端接收并输出高电平信号，所述的高电平信号传输至单片机时，单片机即指令马达控制模块控制马达停止转动，此时定位通孔所对应的投影窗口则正转至中心光轴位上，该投影窗口上的灯片图案被投射出来。

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