一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，包括框架，所述的框架內(nèi)設(shè)有桌椅和用于放置桌椅的蓋板，所述的蓋板的下側(cè)連接有用于使所述的蓋板升降的升降機構(gòu)，所述的升降機構(gòu)上設(shè)有用于將所述的升降機構(gòu)鎖緊的鎖緊機構(gòu)，所述的框架上連接有用于移動所述的桌椅的運送機構(gòu)，所述的運送機構(gòu)包括移動單元和設(shè)置在所述的移動單元上的機械手，所述的機械手用于抓取桌椅。本實用新型旨在提供一種可以靈活變換桌椅位置的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室。
【專利說明】一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及教學設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種可以靈活變換桌椅位置的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，以及教育本身的不斷進步與提高，人們對教育的期望和需求也越來越大，如何提高教學質(zhì)量也成為我們要面臨的首要問題。在當前的課堂教學中，教室的課桌椅大多都是固定不變的，這種擺放方式適合于講解式課堂，適合于以教師為主體的課堂，但學生在這樣的課堂上是一種被動的傾聽的角色，所以它存在著一些弊端。首先，單一的擺放形式呈現(xiàn)出相對靜態(tài)化的狀態(tài)，不符合學生求新求異的心理，容易使學生產(chǎn)生厭煩情緒，進而影響學生的學習積極性。其次，這種擺放形式無形中將課堂楚漢分界，把教師和學生劃成了兩個部分，影響了師生之間的交流，而學生之間的交流也僅限于小范圍(前后或左右)，這種缺乏交流的課堂沿襲的是舊有的注入式或填鴨式教學模式，與當前課程改革的新理念新形勢不能接軌。
[0003]不同形式的桌椅擺放形式加強了課堂教學的動態(tài)感，創(chuàng)設(shè)寬松、和諧的學習環(huán)境，能使學生全身心地投入，自由地發(fā)表意見，自由地思考問題，符合現(xiàn)代學生積極參與主動學習的心理，能使學生產(chǎn)生較強的新鮮感，從而激發(fā)學生的學習積極性。桌椅擺放的改變即教學環(huán)境的改變創(chuàng)設(shè)，需要教師更全面、精細地關(guān)注學生在學習活動的行為表現(xiàn)，只有這樣，才能使學生真正能積極、主動、自覺地投入到學習中來。所以說設(shè)計這樣一款基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室是非常有必要的。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種可以靈活變換桌椅位置的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室。
[0005]本實用新型提供的技術(shù)方案為:一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，包括框架，所述的框架內(nèi)設(shè)有桌椅和用于放置桌椅的蓋板，，所述的蓋板的下側(cè)連接有用于使所述的蓋板升降的升降機構(gòu)，所述的升降機構(gòu)上設(shè)有用于將所述的升降機構(gòu)鎖緊的鎖緊機構(gòu)，所述的框架上連接有用于移動所述的桌椅的運送機構(gòu)，所述的運送機構(gòu)包括移動單元和設(shè)置在所述的移動單元上的機械手，所述的機械手用于抓取桌椅。
[0006]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的升降機構(gòu)包括機架、設(shè)置在所述的機架四個角上的四根導(dǎo)桿、第一電機、齒條和與所述的齒條配合的齒輪，所述的蓋板設(shè)置在所述的機架上，所述的導(dǎo)桿和齒條固定在所述的框架上，所述的齒條垂直對稱設(shè)置在所述的機架的兩側(cè)，所述的齒輪與所述的第一電機的動力輸出端連接。
[0007]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的鎖緊機構(gòu)包括滑軌、舵機和擋片，所述的滑軌豎直設(shè)置在所述的框架兩側(cè)，所述的機架與所述的滑軌活動連接，所述的滑軌的預(yù)設(shè)位置處設(shè)有舵機，所述的舵機的動力輸出端連接有擋片，所述的機架上與滑軌的連接部設(shè)有與所述的擋片配合的卡合部。
[0008]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的移動單元包括前后移動結(jié)構(gòu)和連接在所述的前后移動結(jié)構(gòu)上的左右移動結(jié)構(gòu)，所述的前后移動結(jié)構(gòu)包括水平設(shè)置在所述的框架兩側(cè)的光桿、活動套接在所述的光桿上的軸承、第二電機、與所述的軸承連接的第一同步帶，所述的第一同步帶與所述的第二電機的動力輸出端連接，所述的第二電機用于通過第一同步帶驅(qū)動軸承沿光桿滑動。
[0009]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的軸承為直線軸承，所述的第二電機的數(shù)量為兩個，分設(shè)在所述的框架的兩側(cè)。
[0010]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的左右移動結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)軌、滑塊、第二同步帶和第三電機，所述的導(dǎo)軌固定連接在所述的軸承上，所述的滑塊與第二同步帶相連，所述的第二同步帶與所述的第三電機的動力輸出端連接，所述的第三電機用于通過第二同步帶驅(qū)動滑塊沿導(dǎo)軌滑動，所述的機械手設(shè)置在所述的滑塊上。
[0011]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的機械手包括升降電機、旋轉(zhuǎn)電機、絲桿和絲桿螺母，所述的升降電機的動力輸出端與所述的絲桿配合，所述的絲桿與所述的絲桿螺母配合，所述的絲桿螺母與旋轉(zhuǎn)電機連接，所述的旋轉(zhuǎn)電機上連接有用于抓取所述的桌椅的固定裝置。
[0012]在上述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室中，所述的機械手包括升降電機、旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)平臺、絲桿和絲桿螺母，所述的升降電機的動力輸出端與所述的絲桿連接，所述的絲桿與所述的絲桿螺母配合，所述的絲桿螺母與旋轉(zhuǎn)電機連接，所述的旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)電機的動力輸出端上，所述的蓋板設(shè)有多條供機械手移動的溝槽。
[0013]本方案的優(yōu)點在于:1)移動單元采用二維平面坐標定位原理，可精準運動到每個指定點位，定位更精確。
[0014]2)前后移動結(jié)構(gòu)采用直線軸承滑動，減少摩擦力，使機構(gòu)運動速度加快。
[0015]3)升降機構(gòu)采用齒輪齒條傳動，傳動平穩(wěn)性更好。
[0016]4)該產(chǎn)品具有自動化程度高，識別準確、速度快、效率高等特點。
[0017]5)生產(chǎn)成本低,制造簡單,使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型具體實施例1和2的前視圖；
[0019]圖2是本實用新型具體實施例1和2的右視圖；
[0020]圖3是本實用新型具體實施例1的機械手的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4是本實用新型具體實施例1的標準模式下的俯視圖；
[0022]圖5是本實用新型具體實施例2的機械手的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖6是本實用新型具體實施例2的標準模式下的俯視圖；
[0024]圖7是本實用新型具體實施例2的討論模式下的俯視圖；
[0025]圖8是本實用新型具體實施例2的會議模式下的俯視圖。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合【具體實施方式】，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的詳細說明，但不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。
[0027]具體實施例1
[0028]如圖1?4所示，一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，包括框架1，所述的框架I內(nèi)設(shè)有桌椅2和用于放置桌椅的蓋板3，在本實施例所述的智能教室中還設(shè)有固定的講臺7，所述的蓋板3的下側(cè)連接有用于使所述的蓋板3升降的升降機構(gòu)4，所述的升降機構(gòu)4上設(shè)有用于將所述的升降機構(gòu)4鎖緊的鎖緊機構(gòu)5，所述的框架I上連接有用于移動所述的桌椅2的運送機構(gòu)6，所述的運送機構(gòu)6包括移動單元61和設(shè)置在所述的移動單元61上的機械手62，所述的機械手62用于抓取桌椅2，其中，所述的升降機構(gòu)4包括機架41、設(shè)置在所述的機架41四個角上的四根導(dǎo)桿42、第一電機43、齒條44和與所述的齒條44配合的齒輪45，所述的蓋板3設(shè)置在所述的機架41上，所述的導(dǎo)桿42和齒條44固定在所述的框架I上，所述的齒條44垂直對稱設(shè)置在所述的機架41的兩側(cè)，所述的齒輪45與所述的第一電機43的動力輸出端連接，所述的鎖緊機構(gòu)5包括滑軌51、舵機52和擋片53，所述的滑軌51豎直設(shè)置在所述的框架I兩側(cè)，所述的機架41與所述的滑軌51活動連接，所述的滑軌51的預(yù)設(shè)位置處設(shè)有舵機52，所述的舵機52的動力輸出端連接有擋片53，所述的機架41與滑軌51的連接部設(shè)有與所述的擋片53配合的卡合部，所述的移動單元61包括前后移動結(jié)構(gòu)和連接在所述的前后移動結(jié)構(gòu)上的左右移動結(jié)構(gòu)，所述的前后移動結(jié)構(gòu)包括水平設(shè)置在所述的框架兩側(cè)的光桿611、活動套接在所述的光桿611上的軸承612、第二電機613、與所述的軸承612連接的第一同步帶614，所述的第一同步帶614與所述的第二電機613的動力輸出端連接，所述的第二電機613用于通過第一同步帶614驅(qū)動軸承沿光桿611滑動，優(yōu)選地，所述的軸承612為直線軸承，所述的第二電機613的數(shù)量為兩個，分設(shè)在所述的框架I的兩側(cè)，在本實施例中，所述的左右移動結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)軌615、滑塊616、第二同步帶617和第三電機618，所述的導(dǎo)軌615固定連接在所述的軸承612上，所述的滑塊616與第二同步帶617相連,所述的第二同步帶617與所述的第三電機618的動力輸出端連接，所述的第三電機618用于通過第二同步帶617驅(qū)動滑塊616沿導(dǎo)軌615滑動。
[0029]在本實施例中，具體如圖3所示，所述的機械手62包括升降電機621、旋轉(zhuǎn)電機622、絲桿623和絲桿螺母624，所述的升降電機621的動力輸出端與所述的絲桿623配合，所述的絲桿623與所述的絲桿螺母624配合，所述的絲桿螺母624與旋轉(zhuǎn)電機622連接，所述的旋轉(zhuǎn)電機622上連接有用于抓取所述的桌椅2的固定裝置625。該固定裝置625可以是增設(shè)一個電機，通過電機的轉(zhuǎn)動使機械抓取的機構(gòu)松或者緊，當然也可以采用簡單的構(gòu)造，比如，該固定裝置625為一 X形支架，桌椅上設(shè)有對應(yīng)的X形孔洞，在固定時支架深入到孔洞中并向一個方向偏離一定的位置鎖緊就可以達到固定桌椅移動和旋轉(zhuǎn)桌椅的目的，當然，本實用新型不僅僅限定機械手為上述結(jié)構(gòu)，在機械領(lǐng)域中，常用的機械手均可應(yīng)用于本實用新型，特別地，上述機械手具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低的優(yōu)勢。
[0030]在實際應(yīng)用中，用戶選擇需要的模式，比如如圖4所示，用戶選擇傳統(tǒng)模式，舵機52逆時針旋轉(zhuǎn)15度，擋片離開卡合部，離開鎖緊位置，第一電機43帶動蓋板3下降，第二電機613帶動第一同步帶614使軸承612運行到設(shè)定的X值的位置，第三電機618帶動第二同步帶617轉(zhuǎn)動，使滑塊616運行到指定的Y值的位置，機械手62的升降電機621帶動絲桿623，使絲桿螺母624下降，固定裝置625固定桌椅2，升降電機621再次帶動絲桿623，使絲桿螺母624上升，旋轉(zhuǎn)電機622帶動固定裝置625旋轉(zhuǎn)，桌椅2旋轉(zhuǎn)到指定的方位，，然后第三電機618使桌椅2到達設(shè)定的目標Y值的位置，第二電機613使桌椅2到達設(shè)定的目標X值的位置，升降電機621再次帶動絲桿623，使絲桿螺母624下降，固定裝置625松開桌椅2，桌椅2擺放到位，如此反復(fù)，直到所有的桌椅2放置到位，然后第一電機43帶動蓋板3上升到預(yù)設(shè)位置，舵機52順時針旋轉(zhuǎn)15度，擋片53到達卡合部，鎖緊整個裝置。
[0031]用戶可以根據(jù)需要寫入討論模式、會議模式等不同的桌椅擺放模式，具體原理如上，不再敷述。
[0032]具體實施例2
[0033]如圖1、2、5和6所示，與具體實施例1相同，不同的地方在于蓋板3和機械手62不同，不同點在于，如圖5所示，所述的機械手包括升降電機621、旋轉(zhuǎn)電機622、旋轉(zhuǎn)平臺626、絲桿623和絲桿螺母624，所述的升降電機624的動力輸出端與所述的絲桿623連接，所述的絲桿623與所述的絲桿螺母624配合，所述的絲桿螺母624與旋轉(zhuǎn)電機622連接，所述的旋轉(zhuǎn)平臺626設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)電機622的動力輸出端上，所述的蓋板3設(shè)有多條供機械手移動的溝槽31。
[0034]如圖6所示，在本實施例中，機械手62是從蓋板3下部伸出，通過旋轉(zhuǎn)電機622帶動旋轉(zhuǎn)平臺626旋轉(zhuǎn)，進而使旋轉(zhuǎn)平臺626上的桌椅2旋轉(zhuǎn)，為了達到這個目的還需要在蓋板3上設(shè)置供機械手62移動的溝槽31，在實際使用中，為了使地面更加美觀，在蓋板3的下部還可以設(shè)置與溝槽31配合的輔助蓋板，當蓋板3上升到固定位置時，輔助蓋板同樣上升到同樣的高度，填充在溝槽31中，使地面成為一個無缺口的平面。
[0035]在實際應(yīng)用中，用戶選擇需要的模式，比如如圖6所示，用戶選擇傳統(tǒng)模式，舵機52逆時針旋轉(zhuǎn)15度，擋片53離開卡合部，離開鎖緊位置，第一電機43帶動蓋板3下降，第二電機613帶動第一同步帶614使軸承612運行到設(shè)定的X值的位置，第三電機帶618動第二同步帶617轉(zhuǎn)動，使滑塊616運行到指定的Y值的位置，機械手62的升降電機621帶動絲桿623，使絲桿螺母624上升，旋轉(zhuǎn)電機622上升，旋轉(zhuǎn)平臺626支撐桌椅2，然后第三電機618和第二電機613帶動桌椅2沿溝槽到達指定的目標Y值和目標X值，旋轉(zhuǎn)電機622旋轉(zhuǎn)使桌椅2的方向改變，升降電機621帶動絲桿623下降，桌椅2擺放到位，，如此反復(fù)，直到所有的桌椅2放置到位，然后第一電機43帶動蓋板3上升到預(yù)設(shè)位置，舵機52順時針旋轉(zhuǎn)15度，擋片53到達卡合部，鎖緊整個裝置。
[0036]如圖7和8所示的為討論模式和會議模式，具體原理如上，不再敷述。
[0037]在上述的具體實施例1和2中，第二電機613、第三電機618、升降電機和旋轉(zhuǎn)電機為步進電機，第一電機為直流電機，第一電機43、第二電機613、第三電機618、升降電機和旋轉(zhuǎn)電機通過主控芯片進行控制，控制芯片選擇為ATmel公司的ATmagal6, ATmegal6是基于增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATmegal6的數(shù)據(jù)吞吐率高達lMIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。ATmegal6具有16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，512字節(jié)EEPROM，IK字節(jié)SRAM，32個通用I/O 口線，32個通用工作寄存器，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器T/C，片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，有起始條件檢測器的通用串行接口，8路10位具有可選差分輸入級可編程增益TQFP封裝的ADC，一個SPI串行端口。目前，AVR已被廣泛用于:空調(diào)控制板，打印機控制板，智能電表，醫(yī)療設(shè)備等場合，完全符合本實施例對主控芯片的要求。主控芯片的存儲器中可存入多種桌椅安排模式，比如標準模式、討論模式和會議模式等，用戶可以根據(jù)需要寫入相應(yīng)的模式的程序。為了更加精確的對步進電機進行控制，每個步進電機還相應(yīng)設(shè)置有一個步進電機驅(qū)動芯片，本實施例中，采用東芝公司的THB6560部件電機驅(qū)動芯片，其主要特點有:內(nèi)部集成雙全橋MOSFET驅(qū)動；最高耐壓40V，單相輸出最大電流3.5A峰值；具有整步、1/2、1/8、1/16細分方式；內(nèi)置溫度保護芯片，溫度大于150°C時自動斷開所有輸出；具有過流保護；采用HZIP25封裝。
[0038]以上所述的僅為本實用新型的較佳實施例，凡在本實用新型的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，包括框架(I)，所述的框架(I)內(nèi)設(shè)有桌椅(2)和用于放置桌椅(2)的蓋板(3)，其特征在于，所述的蓋板(3)的下側(cè)連接有用于使所述的蓋板(3)升降的升降機構(gòu)(4)，所述的升降機構(gòu)(4)上設(shè)有用于將所述的升降機構(gòu)(4)鎖緊的鎖緊機構(gòu)(5)，所述的框架(I)上連接有用于移動所述的桌椅(2)的運送機構(gòu)(6)，所述的運送機構(gòu)(6)包括移動單元￠1)和設(shè)置在所述的移動單元￠1)上的機械手(62)，所述的機械手(62)用于抓取桌椅(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的升降機構(gòu)(4)包括機架(41)、設(shè)置在所述的機架(41)四個角上的四根導(dǎo)桿(42)、第一電機(43)、齒條(44)和與所述的齒條(44)配合的齒輪(45)，所述的蓋板(3)設(shè)置在所述的機架(41)上，所述的導(dǎo)桿(42)和齒條(44)固定在所述的框架(I)上，所述的齒條(44)垂直對稱設(shè)置在所述的機架(41)的兩側(cè)，所述的齒輪(45)與所述的第一電機(43)的動力輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的鎖緊機構(gòu)(5)包括滑軌(51)、舵機(52)和擋片(53)，所述的滑軌(51)豎直設(shè)置在所述的框架(I)兩側(cè)，所述的機架(41)與所述的滑軌(51)活動連接，所述的滑軌(51)的預(yù)設(shè)位置處設(shè)有舵機(52)，所述的舵機(52)的動力輸出端連接有擋片(53)，所述的機架(41)與滑軌(51)的連接部設(shè)有與所述的擋片(53)配合的卡合部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的移動單元(61)包括前后移動結(jié)構(gòu)和連接在所述的前后移動結(jié)構(gòu)上的左右移動結(jié)構(gòu)，所述的前后移動結(jié)構(gòu)包括水平設(shè)置在所述的框架兩側(cè)的光桿(611)、活動套接在所述的光桿(611)上的軸承(612)、第二電機(613)、與所述的軸承(612)連接的第一同步帶(614)，所述的第一同步帶(614)與所述的第二電機(613)的動力輸出端連接，所述的第二電機(613)用于通過第一同步帶(614)驅(qū)動軸承沿光桿(611)滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的軸承(612)為直線軸承，所述的第二電機￠13)的數(shù)量為兩個，分設(shè)在所述的框架(I)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的左右移動結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)軌(615)、滑塊(616)、第二同步帶(617)和第三電機(618)，所述的導(dǎo)軌(615)固定連接在所述的軸承(612)上，所述的滑塊(616)與第二同步帶(617)相連，所述的第二同步帶(617)與所述的第三電機￠18)的動力輸出端連接，所述的第三電機(618)用于通過第二同步帶(617)驅(qū)動滑塊(616)沿導(dǎo)軌(615)滑動，所述的機械手(62)設(shè)置在所述的滑塊(616)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的機械手￠2)包括升降電機(621)、旋轉(zhuǎn)電機(622)、絲桿(623)和絲桿螺母￠24)，所述的升降電機￠21)的動力輸出端與所述的絲桿(623)連接，所述的絲桿￠23)與所述的絲桿螺母(624)配合，所述的絲桿螺母(624)與旋轉(zhuǎn)電機(622)連接，所述的旋轉(zhuǎn)電機(622)上連接有用于抓取所述的桌椅的固定裝置￠25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于創(chuàng)新型教學模式的多功能智能教室，其特征在于，所述的機械手包括升降電機￠21)、旋轉(zhuǎn)電機￠22)、旋轉(zhuǎn)平臺￠26)、絲桿(623)和絲桿螺母(624)，所述的升降電機(621)的動力輸出端與所述的絲桿(623)連接，所述的絲桿(623)與所述的絲桿螺母(624)配合，所述的絲桿螺母(624)與旋轉(zhuǎn)電機(622)連接，所述的旋轉(zhuǎn)平臺(626)設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)電機￠22)的動力輸出端上，所述的蓋板(3)設(shè)有多條供機械手移動的溝槽(31)。
【文檔編號】E04H3/08GK203924778SQ201420358496
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】鄧小林, 韋衡冰, 楊肇升, 韋珊奎, 柳晨, 甘華茂, 秦上銘 申請人:梧州學院