一种用于实时互动的多功能智慧教室设备的制作方法

1.本发明涉及智能教学设备技术领域，特别涉及一种用于实时互动的多功能智慧教室设备。


背景技术：

2.智慧教室是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室，该新型教室包括有形的物理空间和无形的数字空间，通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，实现情境感知和环境管理功能的新型教室，智慧教室旨在为教学活动提供人性化、智能化的互动空间；通过物理空间与数字空间的结合，本地与远程的结合，改善人与学习环境的关系，在学习空间实现人与环境的自然交互，促进个性化学习、开放式学习和泛在学习；如公开号为：201810764947.8的中国发明专利提供一种基于物联网的多媒体智慧教室，属于智能教学设备技术领域，包括教室主机、通过校园网络与教室主机相连接的网络中心，以及直接与教室主机相连接的教学设备，所述网络中心包括云计算服务器和云教学服务器，将物联网技术应用到多媒体教室建设中，组件多媒体智慧教室，为以后升级到智慧教室，再升级到智慧校园打好坚实的基础，解决了传统多媒体教室不便于升级到智慧教室和智慧校园，造成重复投资和设备资源浪费的问题；通过对上述一种基于物联网的多媒体智慧教室进行研究，发现该专利仅能进能够满足现代化教育的需求，但是相对于多功能智慧教室来说，缺少了互动性；因此，我们急需发明一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，通过自动排列机构可以进行状态的切换，并且在形成圆周式桌椅排列后，会自动降下智能显示器到圆周中心，从而方便显示讨论话题等课件内容。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供了一种用于实时互动的多功能智慧教室设备通过设置座位自动排列机构和智慧屏幕自动升降机构，将座位自动排列和智慧屏幕自动升降等功能集于一体，在教学的时候，为了能够进行更好的互动，达到更加深刻的教育启发，常常需要进行小组讨论，或者头脑风暴等，此时就需要教室座位布局进行改变，常规的多排桌椅排列方式转化为围绕一圈的排列，现有的教室桌椅都是固定安装或者固定摆放，不能实现两种排列状态的自由转换，本装置通过自动排列机构可以进行状态的切换，并且在形成圆周式桌椅排列后，会自动降下智能显示器到圆周中心，从而方便显示讨论话题等课件内容。
4.本发明所使用的技术方案是：一种用于实时互动的多功能智慧教室设备包括：座位自动排列机构和智慧屏幕自动升降机构；所述座位自动排列机构安装在地面上，所述智慧屏幕自动升降机构安装在天花板上，所述智慧屏幕自动升降机构在座位自动排列机构的上方，座位有两种形态，常规是按排排列，用于常规授课等情况使用，当进行特殊教育课题时，例如进行小组讨论、头脑风暴等
会议形式，需要将座位进行重新排列将书桌汇集围绕成圈形；当所述书桌按排排列时，位于上方的智慧屏幕自动升降机构呈收起状态，此时显示器也在顶部也呈收起状态，当进行小组讨论时，呈排排列的书桌在电机a的驱动下，通过蜗轮蜗杆的动作，使所述书桌汇集呈圈形排列，通过电机b驱动，带动支撑臂动作，从而使所述显示器向下移动并置于书桌的中心且呈打开状态。
5.进一步的，所述座位自动排列机构包括：书桌、蜗杆、蜗轮、绕线盘、钢丝绳、滑块、齿轮、齿条、弹片弹簧和电机a；所述书桌放置在与地面接触的平面板上，所述书桌底部与卡在平面板上的滑块连接，所述滑块下方通过连接轴与齿轮接触，当所述书桌按排排列时，所述前后侧的齿轮与各自对应的齿条啮合，中间处书桌下方的所述齿轮与其对应的齿条分离，所述绕线盘套在固定在平面板下方中心处的轴上，所述蜗轮同样套在此轴上并置于绕线盘的下方，所述绕线盘上缠绕着拉动六个书桌用的钢丝绳，其中四根钢丝绳与位于前侧和后侧的四个滑块连接，两根钢丝绳与中间的齿条连接，平面板下面还固定有四个所述弹片弹簧，前端的两个所述弹片弹簧各伸出两个弹片，其中一个弹片与位于前端的滑块下方的轴接触，另一个弹片与所述齿条下面的伸出杆接触，后端的两个弹片弹簧各伸出一个弹片，分别与位于后端的滑块下方的轴接触，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述电机a安装在蜗杆的一端并固定在平面板的下表面。
6.进一步的，所述蜗轮采用锡青铜材质制作，所述蜗杆采用45钢回火处理而成。
7.进一步的，所述智慧屏幕自动升降机构包括：锥齿轮、丝杆、顶部滑块、支撑臂、短支撑杆、限位卡扣、连接头、显示器、连杆a、滑动板、连杆c、小滑块、连杆b和电机b；所述电机b放置在与天花板接触的吊顶板上，所述锥齿轮呈对称放置且分别与电机b的齿轮啮合，所述锥齿轮安装在丝杆的一端，所述丝杆的另一端与吊顶板固定，所述顶部滑块与所述丝杆螺旋连接，所述支撑臂的一端与顶部滑块转动连接，另一端与所述连接头转动连接，所述连接头套在与吊顶板固定的伸出轴上，所述限位卡扣也套在此伸出轴上且位于连接头的上部，所述短支撑杆的一端与限位卡扣转动连接，另一端转动连接到支撑臂上，所述支撑臂中间的长槽中滑动连接显示器的滑动轴，与所述支撑臂连接的两块显示器，其中一块显示器的底部与连杆a连接，所述连杆a连接到滑动板上，所述滑动板上的滑槽与底板上的滑杆连接，另两块显示器分别通过所述连杆b固定到小滑块上，所述小滑块固定在底板上，所述连杆c一端转动连接到小滑块上，另一端转动连接到滑动板上。
8.进一步的，所述电机b采用步进电机。
9.进一步的，当正常上课时，所述书桌按排排列，当小组讨论时，所述书桌按圆周排列。
10.由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：1）在教学的时候，为了能够进行更好的互动，达到更加深刻的教育启发，常常需要进行小组讨论，或者头脑风暴等，此时就需要教室座位布局进行改变，常规的多排桌椅排列方式转化为围绕一圈的排列，现有的教室桌椅都是固定安装或者固定摆放，不能实现两种排列状态的自由转换，；2）通过自动排列机构可以进行状态的切换，并且在形成圆周式桌椅排列后，会自动降下智能显示器到圆周中心，从而方便显示讨论话题等课件内容。
附图说明
11.图1为本发明的按排排列整体结构示意图。
12.图2为本发明的按圆周排列整体结构示意图。
13.图3-5为本发明的座位自动排列机构示意图。
14.图6-7为本发明的智慧屏幕自动升降机构示意图。
15.附图标号：1-座位自动排列机构；2-智慧屏幕自动升降机构；101-书桌；102-蜗杆；103-蜗轮；104-绕线盘；105-钢丝绳；106-滑块；107-齿轮；108-齿条；109-弹片弹簧；110-电机a；201-锥齿轮；202-丝杆；203-顶部滑块；204-支撑臂；205-短支撑杆；206-限位卡扣；207-连接头；208-显示器；209-连杆a；210-滑动板；211-连杆c；212-小滑块；213-连杆b；214-电机b。
具体实施方式
16.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
18.实施例，如图1-7所示，一种用于实时互动的多功能智慧教室设备包括：座位自动排列机构1和智慧屏幕自动升降机构2；座位自动排列机构1安装在地面上，智慧屏幕自动升降机构2安装在天花板上，智慧屏幕自动升降机构2在座位自动排列机构1的上方，座位有两种形态，常规是按排排列，用于常规授课等情况使用，当进行特殊教育课题时，例如进行小组讨论、头脑风暴等会议形式，需要将座位进行重新排列将书桌101汇集围绕成圈形；当书桌101按排排列时，位于上方的智慧屏幕自动升降机构2呈收起状态，此时显示器208也在顶部也呈收起状态，当进行小组讨论时，呈排排列的书桌101在电机a110的驱动下，通过蜗轮103蜗杆102的动作，使书桌101汇集呈圈形排列，通过电机b214驱动，带动支撑臂204动作，从而使显示器208向下移动并置于书桌101的中心且呈打开状态。
19.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图3-5所示，座位自动排列机构1包括：书桌101、蜗杆102、蜗轮103、绕线盘104、钢丝绳105、滑块106、齿轮107、齿条108、弹片弹簧109和电机a110；书桌101放置在与地面接触的平面板上，书桌101底部与卡在平面板上的滑块106连接，滑块106下方通过连接轴与齿轮107接触，当书桌101按排排列时，前后侧的齿轮107与各自对应的齿条108啮合，中间处书桌101下方的齿轮107与其对应的齿条108分离，绕线盘104套在固定在平面板下方中心处的轴上，蜗轮103同样套在此轴上并置于绕线盘104的下方，绕线盘104上缠绕着拉动六个书桌101用的钢丝绳105，其中四根钢丝绳105与位于前侧和后侧的四个滑块106连接，两根钢丝绳105与中间的齿条108连接，平面板下面还固定有四
个弹片弹簧109，前端的两个弹片弹簧109各伸出两个弹片，其中一个弹片与位于前端的滑块106下方的轴接触，另一个弹片与齿条108下面的伸出杆接触，后端的两个弹片弹簧109各伸出一个弹片，分别与位于后端的滑块106下方的轴接触，蜗杆102与蜗轮103啮合，电机a110安装在蜗杆103的一端并固定在平面板的下表面；本发明以六个书桌101为一组进行变形，第一排两个书桌101需要向内旋转150度，然后再向中心靠拢，第二排两个书桌101需要向内旋转90度，无需位移，第三排两个书桌101需要向内旋转30度，蜗杆102在电机a110带动下转动，从而带动蜗轮103转动，蜗轮103转动带动绕线盘104同步转动，绕线盘104上的钢丝绳105拉动对应的第一排和第三排的滑块106滑动，从而带动书桌101滑动，滑动的时候齿轮107与书桌101同轴转动，由于第一排的齿条108和第三排齿条108的齿数不同，所以使书桌101转动的角度不同，正好是转动上述对应的角度，并且由于转动方向不同，齿轮107齿条108的对应位置也不同，而第二排排的书桌101只需要转动不位移，因此对应的钢丝绳105拉动的是齿条108，齿条108带动齿轮107原地转动90度，绕线盘104转动直到桌子拼到一起位置，当复位到初始排列时，绕线盘104反向转动，第一排和第三排的滑块106以及第二排的齿条108在弹片弹簧109的作用下向初始位置滑动，从而使书桌101复原到初始状态。
20.本发明实施例的一个可选实施方式中，如图6-7所示，智慧屏幕自动升降机构2包括：锥齿轮201、丝杆202、顶部滑块203、支撑臂204、短支撑杆205、限位卡扣206、连接头207、显示器208、连杆a209、滑动板210、连杆c211、小滑块212、连杆b213和电机b214；电机b214放置在与天花板接触的吊顶板上，锥齿轮201呈对称放置且分别与电机b214的齿轮啮合，锥齿轮201安装在丝杆202的一端，丝杆202的另一端与吊顶板固定，顶部滑块203与丝杆202螺旋连接，支撑臂204的一端与顶部滑块203转动连接，另一端与连接头207转动连接，连接头207套在与吊顶板固定的伸出轴上，限位卡扣206也套在此伸出轴上且位于连接头207的上部，短支撑杆205的一端与限位卡扣206转动连接，另一端转动连接到支撑臂204上，支撑臂204中间的长槽中滑动连接显示器208的滑动轴，与支撑臂204连接的两块显示器208，其中一块显示器208的底部与连杆a209连接，连杆a209连接到滑动板210上，滑动板210上的滑槽与底板上的滑杆连接，另两块显示器208分别通过连杆b213固定到小滑块212上，小滑块212固定在底板上，连杆c211一端转动连接到小滑块212上，另一端转动连接到滑动板210上；当进行小组讨论时，书桌101变化为圆周排列状态，此时有部分位置背对黑板，因此看黑板上的内容非常不方便，此时位于圆周桌位中心的智慧屏幕就会放下，从而使每个座位都可以正面看到内容，电机b214启动，带动两端的锥齿轮201转动，从而带动两边的丝杆202转动，从而带动顶部滑块203相向滑动，从而带动支撑臂204转动，并且向下延伸，同时短支撑杆205带动限位卡扣206向上滑动，短支撑杆205和限位卡扣206的作用使保证连接头207始终保持水平平衡状态，当支撑臂204转动的同时，显示器208上端与支撑臂204上的滑槽滑动连接，从而带动显示器208随着支撑臂204的变化而变化，最终达到垂直状态，与支撑臂204连接的显示器208（显示器208共有四个方向的四块，其中两块与支撑臂204连接，另外两块与支撑臂204无连接），在转动的同时，带动连杆a209移动，从而带动滑动板210滑动，滑动板210滑动的时候，通过连杆c211带动小滑块212向内滑动，进而通过连杆b213带动另外两个显示器208转动，从而使四个显示器208垂直于圆桌中心处，方便观看。

技术特征：
1.一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，包括：座位自动排列机构（1）和智慧屏幕自动升降机构（2）；所述座位自动排列机构（1）安装在地面上，所述智慧屏幕自动升降机构（2）安装在天花板上，所述智慧屏幕自动升降机构（2）在座位自动排列机构（1）的上方，座位有两种形态，常规是按排排列，用于常规授课等情况使用，当进行特殊教育课题时，例如进行小组讨论、头脑风暴等会议形式，需要将座位进行重新排列将书桌（101）汇集围绕成圈形；当所述书桌（101）按排排列时，位于上方的智慧屏幕自动升降机构（2）呈收起状态，此时显示器（208）也在顶部也呈收起状态，当进行小组讨论时，呈排排列的书桌（101）在电机a（110）的驱动下，通过蜗轮（103）蜗杆（102）的动作，使所述书桌（101）汇集呈圈形排列，通过电机b（214）驱动，带动支撑臂（204）动作，从而使所述显示器（208）向下移动并置于书桌（101）的中心且呈打开状态。2.根据权利要求1所述一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，所述座位自动排列机构（1）包括：书桌（101）、蜗杆（102）、蜗轮（103）、绕线盘（104）、钢丝绳（105）、滑块（106）、齿轮（107）、齿条（108）、弹片弹簧（109）和电机a（110）；所述书桌（101）放置在与地面接触的平面板上，所述书桌（101）底部与卡在平面板上的滑块（106）连接，所述滑块（106）下方通过连接轴与齿轮（107）接触，当所述书桌（101）按排排列时，所述前后侧的齿轮（107）与各自对应的齿条（108）啮合，中间处书桌（101）下方的所述齿轮（107）与其对应的齿条（108）分离，所述绕线盘（104）套在固定在平面板下方中心处的轴上，所述蜗轮（103）同样套在此轴上并置于绕线盘（104）的下方，所述绕线盘（104）上缠绕着拉动六个书桌（101）用的钢丝绳（105），其中四根钢丝绳（105）与位于前侧和后侧的四个滑块（106）连接，两根钢丝绳（105）与中间的齿条（108）连接，平面板下面还固定有四个所述弹片弹簧（109），前端的两个所述弹片弹簧（109）各伸出两个弹片，其中一个弹片与位于前端的滑块（106）下方的轴接触，另一个弹片与所述齿条（108）下面的伸出杆接触，后端的两个弹片弹簧（109）各伸出一个弹片，分别与位于后端的滑块（106）下方的轴接触，所述蜗杆（102）与蜗轮（103）啮合，所述电机a（110）安装在蜗杆（103）的一端并固定在平面板的下表面。3.根据权利要求2所述一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，所述蜗轮（103）采用锡青铜材质制作，所述蜗杆（102）采用45钢回火处理而成。4.根据权利要求1所述一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，所述智慧屏幕自动升降机构（2）包括：锥齿轮（201）、丝杆（202）、顶部滑块（203）、支撑臂（204）、短支撑杆（205）、限位卡扣（206）、连接头（207）、显示器（208）、连杆a（209）、滑动板（210）、连杆c（211）、小滑块（212）、连杆b（213）和电机b（214）；所述电机b（214）放置在与天花板接触的吊顶板上，所述锥齿轮（201）呈对称放置且分别与电机b（214）的齿轮啮合，所述锥齿轮（201）安装在丝杆（202）的一端，所述丝杆（202）的另一端与吊顶板固定，所述顶部滑块（203）与所述丝杆（202）螺旋连接，所述支撑臂（204）的一端与顶部滑块（203）转动连接，另一端与所述连接头（207）转动连接，所述连接头（207）套在与吊顶板固定的伸出轴上，所述限位卡扣（206）也套在此伸出轴上且位于连接头（207）的上部，所述短支撑杆（205）的一端与限位卡扣（206）转动连接，另一端转动连接到支撑臂（204）上，所述支撑臂（204）中间的长槽中滑动连接显示器（208）的滑动轴，与所述支撑臂
（204）连接的两块显示器（208），其中一块显示器（208）的底部与连杆a（209）连接，所述连杆a（209）连接到滑动板（210）上，所述滑动板（210）上的滑槽与底板上的滑杆连接，另两块显示器（208）分别通过所述连杆b（213）固定到小滑块（212）上，所述小滑块（212）固定在底板上，所述连杆c（211）一端转动连接到小滑块（212）上，另一端转动连接到滑动板（210）上。5.根据权利要求4所述一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，所述电机b（214）采用步进电机。6.根据权利要求1-5任意一条权利要求所述一种用于实时互动的多功能智慧教室设备，其特征在于，当正常上课时，所述书桌（101）按排排列，当小组讨论时，所述书桌（101）按圆周排列。

技术总结
一种用于实时互动的多功能智慧教室设备包括：座位自动排列机构和智慧屏幕自动升降机构；通过设置座位自动排列机构和智慧屏幕自动升降机构，将座位自动排列和智慧屏幕自动升降等功能集于一体，在教学的时候，为了能够进行更好的互动，达到更加深刻的教育启发，常常需要进行小组讨论，或者头脑风暴等，此时就需要教室座位布局进行改变，常规的多排桌椅排列方式转化为围绕一圈的排列，现有的教室桌椅都是固定安装或者固定摆放，不能实现两种排列状态的自由转换，本装置通过自动排列机构可以进行状态的切换，并且在形成圆周式桌椅排列后，会自动降下智能显示器到圆周中心，从而方便显示讨论话题等课件内容。讨论话题等课件内容。讨论话题等课件内容。


技术研发人员：戴立宇 杨秋良 蓝一鸣
受保护的技术使用者：杭州集联科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/19