[发明专利]一种4D教室

说明书

本发明为申请日为2014年9月19日，申请号为201410480342.8的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种教学用设备。

背景技术

在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，让学生手脚并用参与到教学中来，充分调动各种感官去体验感受要学习的内容,是一种全新的互动教学手段。这种全新的教学方式是掌握好教学环节的质量，提高教学水平的关键。现行的教学过程中，传统的签到环节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题。签到过程中，使用纸张签到，效率低且存在代签现象，结果不便于教师统计；提问互动环节和课堂小测试的环节中，教师给出简单选择后，学生举手或者口头回答，不能获得准确的统计数据，教师只能根据大体情况来判断是否进行教学，没有准确的数据，更不能考虑后期的数据挖掘和数据统计工作。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要。

为了解决上述问题，在中央高校基本业务费专项资金资助，编号为XDJK2014C177的项目支持下，申请人提出了一种新的技术手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种4D教室。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种4D教室，其特征在于：所述4D教室包括：

灯光控制系统：采集安装在教室内的光照传感器数据，根据预设值，4D教室中央控制器控制教室内灯光的自动开启与关闭，并调节灯光的亮度；

音响：用于播放声音；

头戴式显示器：戴于头部，用于播放虚拟场景中的图像；

体感位置捕捉装置；捕捉人的上肢动作，包括大臂、小臂与手的位置，实现手势动作识别，从而对虚拟场景进行互动操作；

移动控制器：捕捉人的脚步移动、方向、移动速度和移动距离，实现对虚拟场景中人物的移动控制方式的控制；

圆形信号灯：通过显示不同的颜色来分辨当前正在与虚拟场景进行交互操作的用户；圆形的信号灯包括圆形的底盘，底盘前表面设置有发光体，弧形的透明玻璃前盖与底盘安装在一起。

用户戴上头盔式显示器后，4D教室中央控制器将虚拟场景投放至头盔式显示器中的显示器上，用户看到虚拟场景；在播放虚拟场景的同时，音响播放相应的音频；用户运动时，体感摄像机捕捉上肢动作，实现手势识别，与虚拟场景进行互动；当用户移动时，移动控制器实现对虚拟场景中人物移动方式的控制；当某个用户与虚拟场景进行交互时，圆形信号灯亮起相应的颜色，用于标识用户状态。

所述4D教室还包括对圆形信号灯进行清洁的清洁装置，所述清洁装置包括两个清洁棒，其中第一清洁棒的中心与第一电机的转动轴相接，第二清洁棒的中心与第二电机的转动轴相接，第一电机和第二电机的机座分别固定在第一旋转臂末端和第二旋转臂末端上，第一旋转臂和第二旋转臂的另一端固定在第一旋转筒和第二旋转筒上，第一旋转筒和第二旋转筒套在固定于圆形信号灯圆心处的中心筒上，信号灯的背面边缘处具有凸出的凸缘，在第一旋转臂和第二旋转臂上还设置有第一一电机和第二二电机，第一一电机和第二二电机的转动轴上分别安装有两个滚筒，两个滚筒均与凸缘的内侧边壁压紧；当第一一电机和第二二电机的转动轴旋转时，两个滚筒也相应旋转，进而带动第一旋转臂和第二旋转臂旋转，从而使得第一清洁棒和第二清洁棒围绕圆形信号灯的外缘运动；

在第一清洁棒和第二清洁棒上缠绕有清洁布，其中清洁布的一端固定在第一清洁棒上，清洁布沿逆时针的方向缠绕在第一清洁棒上，清洁布的另一端固定在第二清洁棒上，同时在第二清洁棒上按照顺时针方向缠绕信号灯半径长度的清洁布；在第一清洁棒和第二清洁棒的顶端还分别固定有两个位置传感器。

本发明从教学创新的角度出发，引进穿戴式显示技术、智能体感技术与三维仿真技术，从教学内容上着眼创新，使学员能够在游乐中体验教学内容，达到寓教于乐的效果，真正的做到了智慧化学习，智能化管理，实实在在的帮助学校改进教学方式，提升教学品质。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本实施例1中的清洁装置设置在圆形信号灯上的正面结构示意图；

图3为本实施例1中的清洁装置设置在圆形信号灯上的背面结构示意图；

图4为图3中A-A的剖面图；

图5为当实施例1中清洁装置的第二旋转臂位于信号灯正上方，第一旋转臂位于信号灯正下方时的结构示意图；

图6为图5中C-C的剖面图；

图7为图6中B的放大图；

图8为清洁棒的结构示意图；

图9为实施例2中清洁装置当中的清洁布的截面图；