[发明专利]一种多功能电学实验台及其使用方法

权利要求书

1.一种多功能电学实验台，实验台包括台架本体，所述台架本体包括上台架、下台架、人机交互单元和控制系统，其特征在于，所述上台架包括信号采集单元、视频显示单元、导线收纳单元；所述下台架包括仪器输送系统、仪器存储单元、仪器、仪器接口单元、仪器翻转单元；信号采集单元、视频显示单元、仪器输送系统、仪器翻转单元均与控制系统电连接；

所述上台架的上侧设置有一顶板，信号采集单元设置在上台架的顶板上，在顶板上还设置有一照明灯；信号采集单元包括一摄像头和一拾音器，设置在顶板的中央位置；摄像机上的拾音器进行声音的录制，将拾音器连接到摄像机，摄像机具备双向对讲功能；摄像机录制的视频进行存储，并可以根据需要进行回放；当目标物体进入摄像头的视觉范围时，摄像头可自动识别目标运动的方向，并自动控制旋转，对移动目标进行追踪，使物体位于镜头中央，同时可自动或手动对目标进行放大；

自动跟踪持续到目标离开摄像头的可视范围，摄像头返回原观测点准备下一次跟踪；所述下台架包括仪器输送系统、仪器存储单元、仪器、仪器接口单元、仪器翻转单元；其中下台架面板的下侧设置仪器存储单元；下台架面板上设置两排仪器翻转单元；每个仪器翻转单元包括外框、内框和枢接元件；内框由枢接元件枢接在外框内，外框为一矩形框板，内框与外框等比例对应同为矩形框板，内框与外框能够小缝隙扣合，并能平行穿置在外框内，枢接元件对应设置在外框相对的两内侧，内框通过枢接元件铰接在外框内，并能相对外框作翻转动作；内框的一面上设置有楔形轨道，仪器底部设置有与楔形轨道形状相配合的内框轨道，仪器在气缸推力下能够从仪器输送单元推送至内框轨道上，实现仪器与内框之间的固定，在翻转单元驱动装置驱动下，仪器被翻转至下台架面板上，实现了该翻转单元位的仪器的选择。

2.根据权利要求1所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，下台架面板下的仪器存储单元对应下台架面板上的仪器翻转单元的位置设置，仪器存储单元包括储物架、两条传输带，两条传输带均为矩形设置，传输带在对应的传输带动力装置的带动下运转，每条传输带的上方都设置导轨，导轨与内框面上的楔形轨道形状一致，导轨将传送带分割成若干个相互独立的传送位，每个传送位处的导轨与传输带前进的方向垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，上台架的竖直设置的侧板上设置有视频显示单元，视频显示单元包括显示屏和扬声器；照明灯、摄像头和视频显示单元由电源供电，且由控制系统控制。

4.根据权利要求3所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，导线收纳单元包括导线收纳盒本体和导线收纳位，其中导线收纳盒本体包括导线壳体、线轮、可旋转电连接结构、线轮制动装置、开关组件、导向机构、计长装置，导线收纳位设置在上台架的竖直设置的侧板上，包括位置检测装置和计数装置，位置检测装置和计数装置均与控制系统电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，仪器被输送至仪器翻转单元上时，仪器两端分别与仪器接口单元电连接；而当电流表、电压表仪器需要选择不同量程时，可以通过导线收纳单元直接电连接在仪器的接口上。

6.根据权利要求5所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，储物架上水平设置有用于存储不同仪器的两排储物位，两排储物位上下位置设置为上排储物位和下排储物位，矩形结构的传送带包括上水平传送位和下水平传送位，上排储物位与上水平传送位对应，下排储物位与下水平传送位对应；每个储物位的底面上设置有导轨，导轨与内框面上的楔形轨道形状一致，储物位的底面上的导轨与传输带前进的方向垂直；仪器设置在储物位上，当操作人员根据需要在人机交互界面上选择某个仪器翻转单元处所需要的仪器，相应仪器的储物位处的驱动单元将仪器推送至传输带上的导轨上，此时仪器底部的轨道与传输带上的楔形轨道相配合固定，传输带将所需要的仪器输送至仪器翻转单元，仪器翻转单元在翻转单元驱动装置的驱动下翻转至下台架面板上，每个仪器均通过上述方式进行选择，电路上所需要仪器全部选择完成后，使用导线将仪器翻转单元两侧的仪器接口单元连接在一起，实现整个电路的通路。

7.根据权利要求6所述的一种多功能电学实验台，其特征在于，人机交互单元包括控制各构件操作的按钮。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种多功能电学实验台的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，实验演示阶段，控制系统控制信号采集单元的摄像头和一拾音器开始工作，并将信号传送至存储单元以及学生的视频显示单元，以实现对教师实验过程的录制和实时播放；

第二步，实验阶段进行手动操作时，通过人机交互界面播放存储的录制视频，并在人际交互界面上选择需要放置仪器的仪器翻转单元，在选择好的仪器翻转单元处选择需要的仪器类型，相应仪器的储物位处的驱动单元将仪器推送至传输带上的导轨上，仪器底部的轨道与传输带上的楔形轨道相配合固定，实现仪器在传输带上的固定；传输带将所需要的仪器输送至目标的仪器翻转单元一侧，并在驱动单元作用下将仪器推送至仪器翻转单元的内框轨道上，仪器底部的轨道与仪器翻转单元上的内框轨道相配合固定；仪器翻转单元在翻转单元驱动装置的驱动下翻转180度至下台架面板上，每个仪器均通过上述方式进行选择，电路上所需要仪器全部选择完成后，电路所需要的仪器均依次设置在下台架面板上；

第三步，使用导线收纳单元将仪器翻转单元两侧的仪器接口单元连接在一起，实现整个电路的通路，试验完成后，控制系统控制仪器输送系统将仪器输送至仪器所在的储物位。