[发明专利]电学实验装置和系统

说明书

本发明提供了一种电学实验装置和系统；其中，该装置包括中央处理器、显示屏、多种元器件和多条导线；该元器件包括元器件本体、微处理器和导线接口；该导线接口包括卡扣部件、多个导电端子和传感器；导线的两端分别设置有相同的插接部件；导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器通过传感器检测导电端子的高度变化值，将导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识发送至中央处理器；中央处理器根据元器件的标识、高度变化值和导线接口的标识生成与电路对应的电路图。本发明提高了电学实验装置的人机交互性能，进而提高了电学实验的教学效果。

技术领域

本发明涉及电学实验设备技术领域，尤其是涉及一种电学实验装置和系统。

背景技术

现有的电学实验装置通常包括开关、光源、电源、变阻器、二极管、电动机、小型发电机、电流表、电压表等相关元器件以及用于连接各个元器件的导线。通过动手连接电路，可以帮助用户理解电路的工作原理，以及各个元器件的电学特性。

在实验过程中，学生根据电路图连接电路；对于元器件较多的电路，各个元器件和导线连接关系较为复杂，当电路连接错误时，用户往往需要对照电路图仔细检查，甚至需要使用电流表和电压表对各个元器件逐个测量，装置的智能性和交互性差；连接好电路后，用户通常也很难将电路和电路图逐一对照，理解其工作原理，影响了电学实验的教学效果。

针对上述电学实验装置交互性差，教学效果较差的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电学实验装置和系统，以提高电学实验装置的人机交互性能，进而提高电学实验的教学效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种电学实验装置，包括中央处理器、显示屏、多种元器件和多条导线；元器件包括元器件本体、微处理器和导线接口；中央处理器与显示屏电连接；中央处理器与元器件的微处理器无线连接；导线接口分别与元器件本体和微处理器连接；导线接口包括卡扣部件、多个导电端子和传感器；多个导电端子平行排列，导电端子的一端或底部设置有弹性部件；导线的两端分别设置有相同的插接部件；插接部件包括平行排列的、具有不同预设长度的一条或多条导电金属条；插接部件内导电金属条的数量、预设长度以及不同预设长度的导电金属条的排列顺序与每个导线一一对应；导线通过插接部件插入元器件的导线接口，导电金属条挤压相应位置上的导电端子，使导电端子的高度发生变化；微处理器用于通过传感器检测导电端子的高度变化值，将导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识发送至中央处理器；中央处理器用于接收通过元器件组成的电路内多个元器件对应的微处理器发送的导线接口的标识、高度变化值和微处理器对应的元器件的标识，根据元器件的标识获取元器件的图像数据，根据高度变化值和导线接口的标识确定元器件之间的连接关系，根据元器件的图像数据和元器件之间的连接关系生成与电路对应的电路图，将电路图通过显示屏进行显示。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述显示屏包括触摸显示屏，元器件上设置有指示灯；中央处理器还用于接收触摸显示屏发送的第一触摸信号，根据第一触摸信号获取相应的元器件的标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号，以使微处理器控制指示灯点亮。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述导线上设置有LED灯带；LED灯带包括条形柔性电路板和多个发光二极管；条形柔性电路板与导线的长度相适应，多个发光二极管按照设定的间距排列在柔性电路板上；中央处理器还用于接收触摸显示屏发送的第二触摸信号，根据第二触摸信号获取相应的元器件标识，向标识对应的元器件的微处理器发送控制信号和导线接口的标识，以使微处理器通过标识对应的导线接口控制LED灯带按照控制信号对应的方式点亮。