CN213691025U - 一种交互式在线教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交互式在线教学装置，所述装置包括底板，所述底板水平放置，所述底板表面靠近边缘夹角处设置有连接件，所述连接件与底板可拆卸连接，所述连接件顶部转动连接有支柱杆，所述支柱杆与底板垂直设置，且能够沿与之相邻的底板边缘方向旋转90度，用于收合支柱杆，所述支柱杆顶端设置有顶杆，所述顶杆一端与支柱杆顶端转动连接。本实用新型通过第一摄像头和第二摄像头同时实时采集并推拉两路视频流，在教学培训的使用场景中，老师学生不仅可以实现实时的语音声音交互，还可以看到彼此的面部表情或坐姿状态，同时还可以实时看到底板操作上的场景物品道具。

Description

一种交互式在线教学装置

技术领域

本实用新型属于教学用具技术领域，特别涉及一种交互式在线教学装置。

背景技术

目前解决教学直播的硬件设备就只是局限于使用手机或者平板电脑观看老师的讲课，而受制于手机或者平板电脑的产品形态，摄像头无法随意改变位置布局和方向，也正是因为局限于手机或者平板电脑的单个摄像头并且该摄像头无法调节位置方向，所以只能看到摄像头正前方的场景，其实没有多少互动，只是一个实时观看直播的形式。就算是一对一的直播课，也只是可以在摄像头的正前方互动，局限性非常大。而现实的教学或者培训领域，不仅需要看到孩子或者老师的整个状态如面部表情等，同时更为重要的是还要看到孩子或者老师动手讲解或者操作教学练习或者动手训练的部分，如书写课本，作业本字迹内容，画画写字的纸张以及笔迹，演奏钢琴乐器的手法琴键等等。而现有的直播设备，要么就是单纯的手机或者平板电脑的单个摄像头，无法很好的交互；要么就是分离的USB硬件摄像头，也只是单个摄像头，无法解决多个视频画面的拍摄传输交互。

对于上述问题，业内也在积极的寻求改善方法，但是由于一些原因导致一直没有很好的解决方案，比如：

硬件方面，最大的原因是现有播放视频硬件设备的束缚，目前播放视频或者直播，几乎全部使用的手机或者平板，而手机平板由于追求简单设计，所以导致硬件产品布局的方面，无法满足特殊的使用场景。其次就是两个摄像头的硬件方案，不是很成熟，现有的硬件设备无法支持两个摄像头同时工作，我们的手机虽然有前置和后置摄像头，但只能其中的一个工作，而不是同时一起工作。

软件方面，直播技术有一个发展的过程，之前在两路视频流方面没有特别的突破和成本投入，导致成熟的软件技术支持不到位或者直播流量费用昂贵，其次视频码流的传播受制于现有网络条件的影响，4G的速度以及流量成本，都无法很好的满足两路视频的同时传输。

另外还有人们认知的问题，现在在线学习教学方式越来越被人们所接受，这些催生了对远程教育直播的硬件需求，同时对如何更好的满足或者还原线下教学体验提出了更高的要求。

因此，亟需一种交互式在线教学装置来解决上述技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种交互式在线教学装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种交互式在线教学装置，所述装置包括底板，所述底板水平放置，所述底板表面靠近边缘夹角处设置有连接件，所述连接件与底板可拆卸连接，所述连接件顶部转动连接有支柱杆，所述支柱杆与底板垂直设置，且能够沿与之相邻的底板边缘方向旋转90度，用于收合支柱杆，所述支柱杆顶端设置有顶杆，所述顶杆一端与支柱杆顶端转动连接。

进一步的，所述连接件采用90度旋转锁紧接头。

进一步的，所述支柱杆朝向其收合方向的一侧表面设置有两个插槽，所述支柱杆一侧设置有活动支架，所述活动支架一侧固定连接有两个连接杆，两个所述连接杆分别与两个插槽对应活动插接，所述活动支架底部边缘设置有多个挡块，用于放置平板电脑。

进一步的，所述顶杆底部表面设置有LED灯和第一摄像头，所述顶杆远离支柱杆的一端设置有麦克风，所述顶杆内部设有第一集成功能电路，用于控制LED灯、第一摄像头和麦克风。

进一步的，所述支柱杆设有插槽的一侧从上往下依次设置有第二摄像头、扬声器、电源开关和USB电源接口，所述第二摄像头通过万向接口与支柱杆连接，所述扬声器位于两个插槽之间，所述支柱杆内部设有第二集成功能电路，用于控制第二摄像头和扬声器。

进一步的，所述支柱杆还内置或外置有WiFi模块，所述WiFi模块与第一集成功能电路、第二集成功能电路电性连接，用于传输视频和音频。

进一步的，所述麦克风、第一摄像头、LED灯、第二摄像头、扬声器、第一集成功能电路和第二集成功能电路均与电源开关电性连接，所述电源开关与USB电源接口电性连接。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过设置可以扣插的活动支架，不仅可以完美支持主流平板电脑的尺寸，兼顾所有的小屏幕平板电脑或手机，同时也可以最大限度的兼容台式电脑以及笔记本电脑的屏幕摆放，不会遮挡屏幕，让视频的交互观看更加友好；

2、本实用新型通过支柱杆与顶杆之间设置旋转锁紧装置，以保证顶杆可逆时针旋转任意角度后并锁紧，方便顶杆的第一摄像头正对需要拍摄的场景物体或教学培训载体；

3、本实用新型通过第一摄像头和第二摄像头同时实时采集并推拉两路视频流，在教学培训的使用场景中，老师学生不仅可以实现实时的语音声音交互，还可以看到彼此的面部表情或坐姿状态，同时还可以实时看到底板操作上的场景物品道具；

4、本实用新型通过连接件，将支柱杆旋转90度，使支柱杆与底板贴合，将整个装置收起，降低了空间占用率，便于存放和携带。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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示出了本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的折叠结构示意图；

图中：1、底板；2、连接件；3、USB电源接口；4、电源开关；5、连接杆；6、挡块；7、活动支架；8、支柱杆；9、扬声器；10、插槽；11、第二摄像头；12、平板电脑；13、LED灯；14、顶杆；15、第一摄像头；16、麦克风。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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。

本实用新型提供了一种交互式在线教学装置，示例性的，如图1-2所示，所述装置包括底板1，所述底板1水平放置，所述底板1表面靠近边缘夹角处设置有连接件2，本实施例以左上角为例进行说明，所述底板1左上角的连接件2与底板1可拆卸连接，以便于将底板1拆卸，将连接件2安装在其他物体上，使装置适用于其他特殊的教学培训场景，如钢琴教学，其中连接件2可通过夹持或卡接的方式固定在底板1上，均为本领域技术人员常用技术手段，且不限于此。所述连接件2顶部转动连接有支柱杆8，所述支柱杆8与底板1垂直设置，且能够沿与之相邻的底板1边缘方向旋转90度，用于收合支柱杆8，如采用90度旋转锁紧接头，所述支柱杆8顶端设置有顶杆14，所述顶杆14一端与支柱杆8顶端转动连接。为了保证顶杆14可逆时针旋转任意角度后并锁紧，可在顶杆14一端与支柱杆8顶端之间采用旋转锁紧装置进行连接，其中旋转锁紧装置选用现有技术产品，且锁紧角度优选为0度，53度，90度。

本实用新型实施例中，底板1的尺寸优选为43厘米*32厘米，这是因为小学生的课本打开尺寸以及使用的作业或绘画书写纸张大体为两种：一是宽30厘米，高20.5厘米，二是宽40厘米，高30厘米。因此，底板1的尺寸正好吻合课本或纸张的尺寸，可以端正孩子书写姿势，同时使课本纸张居中放置，方便对其图像视频的实时采集。

所述支柱杆8朝向其收合方向的一侧表面设置有两个插槽10，所述支柱杆8一侧设置有活动支架7，所述活动支架7一侧固定连接有两个连接杆5，两个所述连接杆5分别与两个插槽10对应活动插接，所述活动支架7底部边缘设置有多个挡块6，用于放置平板电脑12。

本实用新型实施例中，活动支架7的中心点位置离底板1的高度优选为20厘米，有利于使学生在观看屏幕时抬头挺胸不驼背，可以扣插的活动支架7的设计不仅可以完美支持主流平板电脑12的尺寸，兼顾所有的小屏幕平板电脑12或手机，同时也可以最大限度的兼容台式电脑以及笔记本电脑的屏幕摆放，不会遮挡屏幕，让视频的交互观看更加友好。

所述顶杆14底部表面设置有LED灯13和第一摄像头15，LED灯13方便为底板1上的场景物品道具等照明补光，第一摄像头15用来采集底板1上场景物品道具例如字帖、作业本、书本、手法、钢琴键等实时视频进行传输，该第一摄像头15也可以使用外置万向接口连接的可以多角度调节的摄像头，以满足特殊培训场景的需求，所述顶杆14远离支柱杆8的一端设置有麦克风16，用来采集交互者如老师学生的语音或者乐器声音，实现实时语音声音交互，需要说明的是，该麦克风16不一定非要固定于顶杆14一端，也可以外置使用弹簧管麦克风，方便更好采集声音，所述顶杆14内部设有第一集成功能电路，用于控制LED灯13、第一摄像头15和麦克风16。

本实用新型实施例中，顶杆14的长度优选为26厘米，顶杆14和支柱杆8的连接处与第一摄像头15的距离优选为24厘米，第一摄像头15垂直向下拍摄，且可自动对焦。顶杆14的长度为底板1对角线的一半左右，当顶杆14的旋转角度与底板1的对角线同角度时，那么第一摄像头15将大体位于底板1上方的正中间，可以使第一摄像头15居中拍摄，让视频图片正常自然，不变形；同时顶杆14上的麦克风16也将最大限度的离孩子的嘴巴最近，这样也保证了语音交流的清晰度。

所述支柱杆8设有插槽10的一侧从上往下依次设置有第二摄像头11、扬声器9、电源开关4和USB电源接口3，所述第二摄像头11通过万向接口与支柱杆8连接，可以实现采集交互双方的脸部面部坐姿状态实时视频传输，所述扬声器9位于两个插槽10之间，可以将双方交互的声音或者演奏的声音放大传播，实现实时语音声音交互，所述支柱杆8内部设有第二集成功能电路，用于控制第二摄像头11和扬声器9。通过USB电源接口3连接外接的电源适配器，给整套设备功能电路供电，电源开关4打开时，整个功能电路通电，电源开关4关闭时，整个功能电路断电。

本实用新型实施例中，支柱杆8高度控制在35-40厘米，参考台式电脑或者笔记本电脑的屏幕高度尺寸，为最佳观看效果，支柱杆8垂直于底板1左上角可以使屏幕不被支柱杆8遮挡，同时让支柱杆8的顶部连接的顶杆14不会遮挡台式电脑或者笔记本电脑的屏幕。第二摄像头11与连接件2的距离优选为30厘米，第二摄像头11主要用来拍摄孩子的面部，该位置高度是结合并参考我国6-12岁儿童平均身高（120cm-155cm）以及桌椅的高度所设置，这个高度不仅有助于6-12岁孩子抬头挺胸减少驼背，而且还可以通过调节第二摄像头11角度以更佳的角度实现采集交互双方的脸部面部坐姿状态实时视频传输，或者用于琴谱棋谱等特殊培训场景的第二路视频采集传输。

所述支柱杆8还内置或外置有WiFi模块，所述WiFi模块与第一集成功能电路、第二集成功能电路电性连接，用于将采集到的视频声音等信号进行无线传输。

所述麦克风16、第一摄像头15、LED灯13、第二摄像头11、扬声器9、第一集成功能电路和第二集成功能电路均与电源开关4电性连接，所述电源开关4与USB电源接口3电性连接。

需要说明的是，本实用新型实施例中的第一集成功能电路和第二集成功能电路均为本领域技术人员常规使用的集成功能电路，例如型号为：Firefly RK3399。

本实用新型实施例中，第一摄像头15、第二摄像头11、扬声器9以及麦克风16的结合设计，采用瑞芯微的双摄方案，该方案目前只用于人脸识别，一个摄像头采集脸部图像，另一个摄像头用来测距，目前该方案只用于人脸识别领域，两路摄像头同时传输，将其中的测距摄像头改进为可自动对焦的高清摄像头，应用到教育培训领域，使双摄像头同时实时采集并推拉两路视频流，在教学培训的使用场景中，老师学生不仅可以实现实时的语音声音交互，还可以看到彼此的面部表情或坐姿状态，同时还可以实时看到底板1操作上的场景物品道具。

本实用新型在使用过程中，第一摄像头15和第二摄像头11的两路视频流同时实时录制，并且通过自带的WiFi模块以及集成电路设备来转码解码推拉视频流，做到了只要有屏幕和网络环境就可以实时进行媲美线下面对面的教学培训直播互动，不需要依赖于台式电脑或笔记本电脑的硬件以及操作系统来运行驱动摄像头，真正做到连接一切屏幕。当使用完毕，可将活动支架7直接拔出，然后将支柱杆8旋转90度，使支柱杆8与底板1贴合，如图2所示，将整个装置收起，降低了空间占用率，便于存放和携带。

尽管参照前述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精神和范围。

Claims (7)

1.一种交互式在线教学装置，其特征在于，所述装置包括底板（1），所述底板（1）水平放置，所述底板（1）表面靠近边缘夹角处设置有连接件（2），所述连接件（2）与底板（1）可拆卸连接，所述连接件（2）顶部转动连接有支柱杆（8），所述支柱杆（8）与底板（1）垂直设置，且能够沿与之相邻的底板（1）边缘方向旋转90度，用于收合支柱杆（8），所述支柱杆（8）顶端设置有顶杆（14），所述顶杆（14）一端与支柱杆（8）顶端转动连接。

2.根据权利要求1所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述连接件（2）采用90度旋转锁紧接头。

3.根据权利要求1所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述支柱杆（8）朝向其收合方向的一侧表面设置有两个插槽（10），所述支柱杆（8）一侧设置有活动支架（7），所述活动支架（7）一侧固定连接有两个连接杆（5），两个所述连接杆（5）分别与两个插槽（10）对应活动插接，所述活动支架（7）底部边缘设置有多个挡块（6），用于放置平板电脑（12）。

4.根据权利要求3所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述顶杆（14）底部表面设置有LED灯（13）和第一摄像头（15），所述顶杆（14）远离支柱杆（8）的一端设置有麦克风（16），所述顶杆（14）内部设有第一集成功能电路，用于控制LED灯（13）、第一摄像头（15）和麦克风（16）。

5.根据权利要求4所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述支柱杆（8）设有插槽（10）的一侧从上往下依次设置有第二摄像头（11）、扬声器（9）、电源开关（4）和USB电源接口（3），所述第二摄像头（11）通过万向接口与支柱杆（8）连接，所述扬声器（9）位于两个插槽（10）之间，所述支柱杆（8）内部设有第二集成功能电路，用于控制第二摄像头（11）和扬声器（9）。

6.根据权利要求5所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述支柱杆（8）还内置或外置有WiFi模块，所述WiFi模块与第一集成功能电路、第二集成功能电路电性连接，用于传输视频和音频。

7.根据权利要求5所述的交互式在线教学装置，其特征在于，所述麦克风（16）、第一摄像头（15）、LED灯（13）、第二摄像头（11）、扬声器（9）、第一集成功能电路和第二集成功能电路均与电源开关（4）电性连接，所述电源开关（4）与USB电源接口（3）电性连接。

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