一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺及教學(xué)演示方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺及教學(xué)演示方法，包括控制計算機(jī)，與控制計算機(jī)連接的顯示屏，與控制計算機(jī)連接的單片機(jī)控制模塊，有一固定在底座上的搖柄機(jī)械裝置，在搖柄機(jī)械裝置上固定有轉(zhuǎn)動檢測裝置，所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置與單片機(jī)控制模塊連接。該方案通過調(diào)整恒定電源輸出的電壓，來調(diào)整磁粉制動器阻礙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的阻力，演示者在轉(zhuǎn)動搖柄時能明顯感覺到阻力值的變化。
【專利說明】一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺及教學(xué)演示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是教學(xué)用品，尤其是一種利用計算機(jī)、單片機(jī)等實現(xiàn)沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺及教學(xué)演示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳感技術(shù)、單片機(jī)編程控制技術(shù)和Visual Basic編程控制技術(shù)日益成熟。使用霍爾傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速物理量向電信號的可靠轉(zhuǎn)換，單片機(jī)可以實現(xiàn)對機(jī)械裝置的運(yùn)動控制，單片機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的處理和控制命令的發(fā)送，達(dá)到對各種功能進(jìn)行控制的目的。
[0003]智能化教學(xué)越來越受到重視，而智能化教學(xué)則依托智能化的教學(xué)設(shè)備。在進(jìn)行教學(xué)演示時，希望能夠使播放者和視頻之間有交互，能夠直接感受到仿真機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。本發(fā)明旨在解決這一交互問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺及教學(xué)演示方法的技術(shù)方案，該方案通過調(diào)整恒定電源輸出的電壓，來調(diào)整磁粉制動器阻礙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的阻力，演示者在轉(zhuǎn)動搖柄時能明顯感覺到阻力值的變化。
[0005]本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，包括控制計算機(jī)，與控制計算機(jī)連接的顯示屏，與控制計算機(jī)連接的單片機(jī)控制模塊，本方案的特點(diǎn)是:有一固定在底座上的搖柄機(jī)械裝置，在搖柄機(jī)械裝置上固定有轉(zhuǎn)動檢測裝置，所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置與單片機(jī)控制模塊連接。
[0006]所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置為霍爾傳感器。
[0007]所述的搖柄機(jī)械裝置包括磁粉制動器，磁粉制動器中部設(shè)置有帶有搖柄的轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤上固定多個磁鐵，磁粉制動器與一恒壓電源連接，恒壓電源與單片機(jī)控制模塊連接。
[0008]所述的磁鐵為四個，均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤。
[0009]所述的磁粉制動器為ZX-0.6YS磁粉制動器。
[0010]沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺的教學(xué)演示方法，其特征在于包括如下步驟:
1)啟動控制計算機(jī)和顯示屏；
2)轉(zhuǎn)動搖柄，轉(zhuǎn)盤隨搖柄轉(zhuǎn)動，磁鐵也隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，霍爾傳感器檢測到磁鐵的轉(zhuǎn)動，將信號傳遞到單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊將信息發(fā)送到控制計算機(jī)，通過顯示屏顯示出仿真機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動視頻；
3)控制計算機(jī)檢測是否需要調(diào)整轉(zhuǎn)動阻力，如果調(diào)整則進(jìn)入步驟4)，不需要調(diào)整阻力則重復(fù)步驟2)；
4)在控制計算機(jī)上設(shè)定壓力值，單片機(jī)接收控制計算機(jī)設(shè)定的壓力值，并調(diào)節(jié)恒壓電源的輸出電壓；
5)恒壓電源改變給磁粉制動器的輸出電壓，磁粉制動器的制動力量隨著獲得電壓的改變而改變，此時轉(zhuǎn)動搖柄就可以感覺到搖柄的阻力變化。[0011]轉(zhuǎn)盤上的磁鐵為四個，均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤上。
[0012]本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中轉(zhuǎn)盤上有磁鐵，則轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)動過程中磁鐵也隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，這樣霍爾傳感器就可以檢測到轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，有控制計算機(jī)與單片機(jī)連接，單片機(jī)與霍爾傳感器連接，這樣，控制計算機(jī)上演示的運(yùn)動速度就可以與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動速度同步變化，要調(diào)整阻力時，在控制計算機(jī)上設(shè)置阻力值，單片機(jī)內(nèi)控制程序可以依據(jù)此阻力值改變恒壓源的輸出電壓，從而使磁粉制動器阻力發(fā)生變化，這樣演示者在轉(zhuǎn)動搖柄的過程中就能切實感覺到阻力，在教學(xué)中可以使仿真視頻內(nèi)容更加真實可控，提高教學(xué)效果。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是很好地解決了計算機(jī)仿真視頻與演示者之間的交互。轉(zhuǎn)盤上的磁鐵為四個，且均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤上，這樣轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)動過程中，霍爾傳感器可以準(zhǔn)確的測量到轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動情況。
[0013]由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，I為底座，2為霍爾傳感器，3為恒壓電源，4為單片機(jī)控制模塊，5為控制計算機(jī)，6為磁粉制動器,7為磁鐵,8為轉(zhuǎn)盤。
【具體實施方式】
[0016]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個【具體實施方式】，并結(jié)合其附圖，對本方案進(jìn)行闡述。
[0017]通過附圖可以看出，本方案的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，包括控制計算機(jī)5，與控制計算機(jī)5連接的顯示屏，與控制計算機(jī)5連接的單片機(jī)控制模塊4，有一固定在底座I上的搖柄機(jī)械裝置，在搖柄機(jī)械裝置上固定有轉(zhuǎn)動檢測裝置，所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置與單片機(jī)控制模塊連接。所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置為霍爾傳感器2。
[0018]所述的搖柄機(jī)械裝置包括磁粉制動器6，磁粉制動器6中部設(shè)置有帶有搖柄的轉(zhuǎn)盤8，在轉(zhuǎn)盤8上固定多個磁鐵7，磁粉制動器6與一恒壓電源3連接，恒壓電源3與單片機(jī)控制模塊4連接。所述的磁鐵7為四個，均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤8。所述的磁粉制動器為ZX-0.6YS磁粉制動器。
[0019]工作時，啟動控制計算機(jī)和顯示屏；轉(zhuǎn)動搖柄，轉(zhuǎn)盤隨搖柄轉(zhuǎn)動，磁鐵也隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，霍爾傳感器檢測到磁鐵的轉(zhuǎn)動，將信號傳遞到單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊將信息發(fā)送到控制計算機(jī)，通過顯示屏顯示出仿真機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動視頻；可以在控制計算機(jī)上設(shè)定壓力值，單片機(jī)接收控制計算機(jī)設(shè)定的壓力值，并調(diào)節(jié)恒壓電源的輸出電壓；恒壓電源改變給磁粉制動器的輸出電壓，磁粉制動器的制動力量隨著獲得電壓的改變而改變，此時轉(zhuǎn)動搖柄就可以感覺到搖柄的阻力變化。
[0020]本發(fā)明并不僅限于上述【具體實施方式】，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，包括控制計算機(jī)，與控制計算機(jī)連接的顯示屏，與控制計算機(jī)連接的單片機(jī)控制模塊，其特征是:有一固定在底座上的搖柄機(jī)械裝置，在搖柄機(jī)械裝置上固定有轉(zhuǎn)動檢測裝置，所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置與單片機(jī)控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，其特征是:所述的轉(zhuǎn)動檢測裝置為霍爾傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，其特征是:所述的搖柄機(jī)械裝置包括磁粉制動器，磁粉制動器中部設(shè)置有帶有搖柄的轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤上固定多個磁鐵，磁粉制動器與一恒壓電源連接，恒壓電源與單片機(jī)控制模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，其特征是:所述的磁鐵為四個，均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演示平臺，其特征是:所述的磁粉制動器為ZX-0.6YS磁粉制動器。
6.—種利用權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的沉浸式機(jī)構(gòu)教學(xué)演不平臺的教學(xué)演不方法，其特征在于包括如下步驟: 1)啟動控制計算機(jī)和顯示屏； 2)轉(zhuǎn)動搖柄，轉(zhuǎn)盤隨搖柄轉(zhuǎn)動，磁鐵也隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，霍爾傳感器檢測到磁鐵的轉(zhuǎn)動，將信號傳遞到單片機(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊將信息發(fā)送到控制計算機(jī)，通過顯示屏顯示出仿真機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動視頻； 3)控制計算機(jī)檢測是否需要調(diào)整轉(zhuǎn)動阻力，如果調(diào)整則進(jìn)入步驟4)，不需要調(diào)整阻力則重復(fù)步驟2); 4)在控制計算機(jī)上設(shè)定壓力值，單片機(jī)接收控制計算機(jī)設(shè)定的壓力值，并調(diào)節(jié)恒壓電源的輸出電壓； 5)恒壓電源改變給磁粉制動器的輸出電壓，磁粉制動器的制動力量隨著獲得電壓的改變而改變，此時轉(zhuǎn)動搖柄就可以感覺到搖柄的阻力變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的教學(xué)演示方法，其特征是:轉(zhuǎn)盤上的磁鐵為四個，均勻的分布在圓形的轉(zhuǎn)盤上。
【文檔編號】G09B25/02GK103794128SQ201410089246
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】張勤河, 王海蛟, 李丹 申請人:山東大學(xué)