[發明專利]電學實驗裝置和系統

有效

• 申請號: 201710264326.9
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106847026B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 鄭高睿
• 申請（專利權）人: 鄭高睿
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 郭新娟

本發明提供了一種電學實驗裝置和系統；其中，該裝置包括中央處理器、顯示屏、多種元器件和多條導線；該元器件包括元器件本體、微處理器和導線接口；該導線接口包括卡扣部件、多個導電端子和傳感器；導線的兩端分別設置有相同的插接部件；導線通過插接部件插入元器件的導線接口，導電金屬條擠壓相應位置上的導電端子，使導電端子的高度發生變化；微處理器通過傳感器檢測導電端子的高度變化值，將導線接口的標識、高度變化值和微處理器對應的元器件的標識發送至中央處理器；中央處理器根據元器件的標識、高度變化值和導線接口的標識生成與電路對應的電路圖。本發明提高了電學實驗裝置的人機交互性能，進而提高了電學實驗的教學效果。

技術領域

本發明涉及電學實驗設備技術領域，尤其是涉及一種電學實驗裝置和系統。

背景技術

現有的電學實驗裝置通常包括開關、光源、電源、變阻器、二極管、電動機、小型發電機、電流表、電壓表等相關元器件以及用于連接各個元器件的導線。通過動手連接電路，可以幫助用戶理解電路的工作原理，以及各個元器件的電學特性。

在實驗過程中，學生根據電路圖連接電路；對于元器件較多的電路，各個元器件和導線連接關系較為復雜，當電路連接錯誤時，用戶往往需要對照電路圖仔細檢查，甚至需要使用電流表和電壓表對各個元器件逐個測量，裝置的智能性和交互性差；連接好電路后，用戶通常也很難將電路和電路圖逐一對照，理解其工作原理，影響了電學實驗的教學效果。

針對上述電學實驗裝置交互性差，教學效果較差的問題，尚未提出有效的解決方案。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電學實驗裝置和系統，以提高電學實驗裝置的人機交互性能，進而提高電學實驗的教學效果。

第一方面，本發明實施例提供了一種電學實驗裝置，包括中央處理器、顯示屏、多種元器件和多條導線；元器件包括元器件本體、微處理器和導線接口；中央處理器與顯示屏電連接；中央處理器與元器件的微處理器無線連接；導線接口分別與元器件本體和微處理器連接；導線接口包括卡扣部件、多個導電端子和傳感器；多個導電端子平行排列，導電端子的一端或底部設置有彈性部件；導線的兩端分別設置有相同的插接部件；插接部件包括平行排列的、具有不同預設長度的一條或多條導電金屬條；插接部件內導電金屬條的數量、預設長度以及不同預設長度的導電金屬條的排列順序與每個導線一一對應；導線通過插接部件插入元器件的導線接口，導電金屬條擠壓相應位置上的導電端子，使導電端子的高度發生變化；微處理器用于通過傳感器檢測導電端子的高度變化值，將導線接口的標識、高度變化值和微處理器對應的元器件的標識發送至中央處理器；中央處理器用于接收通過元器件組成的電路內多個元器件對應的微處理器發送的導線接口的標識、高度變化值和微處理器對應的元器件的標識，根據元器件的標識獲取元器件的圖像數據，根據高度變化值和導線接口的標識確定元器件之間的連接關系，根據元器件的圖像數據和元器件之間的連接關系生成與電路對應的電路圖，將電路圖通過顯示屏進行顯示。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述顯示屏包括觸摸顯示屏，元器件上設置有指示燈；中央處理器還用于接收觸摸顯示屏發送的第一觸摸信號，根據第一觸摸信號獲取相應的元器件的標識，向標識對應的元器件的微處理器發送控制信號，以使微處理器控制指示燈點亮。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述導線上設置有LED燈帶；LED燈帶包括條形柔性電路板和多個發光二極管；條形柔性電路板與導線的長度相適應，多個發光二極管按照設定的間距排列在柔性電路板上；中央處理器還用于接收觸摸顯示屏發送的第二觸摸信號，根據第二觸摸信號獲取相應的元器件標識，向標識對應的元器件的微處理器發送控制信號和導線接口的標識，以使微處理器通過標識對應的導線接口控制LED燈帶按照控制信號對應的方式點亮。