[發明專利]增強現實三維互動學習系統及控制方法

有效

• 申請號: 201810066005.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108364504B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 王瑛;韓榮杰;邱海鋒;范華;葉劍;鄭偉彥
• 申請（專利權）人: 浙江中新電力工程建設有限公司自動化分公司;浙江中新電力工程建設有限公司;國網浙江杭州市蕭山區供電有限公司;國網浙江省電力有限公司杭州供電公司
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02
• 代理公司: 33266 杭州融方專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 沈相權

1.增強現實三維互動學習系統，包括信息處理模塊、顯示器和實體教具，其特征在于，還包括控制器、存儲器、水平臺、支架、下平板、中平板和上平板；支架豎直固定在水平臺的上表面上，下平板、中平板和上平板從下往上排列分別豎直間隔連接在豎直架上；在下平板上均布設有若干個豎直滑孔，在每個豎直滑孔內都分別豎直滑動設有一根滑動桿；在每個豎直滑孔正上方的中平板上正對設有豎直穿孔，在每個豎直穿孔一側方的中平板上設有豎直夾孔，在每個豎直夾孔內固定設有下管口密封的豎直管，在豎直管的管內下端固定設有限位塊，在限位塊上豎直設有過線孔，在每個限位塊下方的豎直管的管內都分別設有下定滑輪和水壓傳感器，在每個豎直管的上管口上方的上平板下表面上都分別設有提繩電機和上定滑輪；在每個豎直管內都分別裝有水和圓柱形浮力柱；還包括分別與圓柱形浮力柱個數相等的上拉繩和下拉繩；下拉繩的下端一對一連接在滑動桿的上表面中心處，下拉繩的上端依次跨過上定滑輪和下定滑輪后并從過線孔向上穿過后固定連接在對應圓柱形浮力柱的下表面中心處，并且每個滑動桿的重力大于對應圓柱形浮力柱的浮力；上拉繩的兩端分別連接在提繩電機的轉軸上和對應圓柱形浮力柱的上表面中心處；每個提繩電機的控制端、每個水壓傳感器、存儲器、信息處理模塊和顯示器分別與控制器連接；

在每根滑動桿的下表面上設有接觸傳感器；

在存儲器中存儲有表示每個接觸傳感器豎直投影在水平臺上的投影點在二維水平面上一一匹配對應的二維坐標數據；

所述實體教具放置在水平臺上；

增強現實三維互動學習系統的控制方法如下：

首先在存儲器中預存每個水壓傳感器檢測到的若干個水壓大小和每個水壓大小下該水壓傳感器所對應的滑動桿下表面離水平臺的高度值，并同時將該滑動桿的下表面正投影到水平臺上的二維坐標值與該滑動桿相綁定；

然后，在實體教具上選擇若干個測量點，用滑動桿對各個測量點的高度分別進行測量，并同時將各個測量點所對應的二維坐標與所測高度相綁定；然后得出各測量點的三維坐標；然后根據各測量點的三維坐標畫出實體教具的三維圖形；

畫出實體教具的三維圖形過程如下：

提繩電機放下上拉繩，滑動桿在重力作用下向下移動后壓在放置在水平臺上的實體教具上，在滑動桿向下移動后，滑動桿通過下拉繩拉動圓柱形浮力柱往下移動，圓柱形浮力柱往下移動后就會讓豎直管內的水往上移動，通過水壓傳感器就能檢測出此時豎直管內的水往上移動后的水壓大小；

通過調用存儲器中預先存儲的對應水壓傳感器的水壓大小所對應的滑動桿下表面離水平臺的高度值即可得到該根滑動桿下表面所在處的實體教具所測處的高度，并同時能得出實體教具所測高度處所在的二維坐標值，根據實體教具所測高度處所在的二維坐標值和高度值即可得出該測量點處的三維坐標；同理即可得出實體教具上各個測量點處的三維坐標，根據實體教具上各個測量點處的三維坐標即可畫出實體教具的三維圖形。

2.根據權利要求1所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，支架包括豎直桿和底座，底座固定在水平臺的上表面上，豎直桿的下端水平轉動連接在底座上，下平板的左端、中平板的左端和上平板的左端都固定連接在豎直桿上。

3.根據權利要求2所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，在豎直桿下方的底座上設有控制端與控制器連接的翻轉機械手。

4.根據權利要求1所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，在下平板上設有控制端與控制器連接的攝像頭。

5.根據權利要求1所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，在豎直管內設有豎直隔板，每個豎直隔板從而將對應豎直管的管腔分為下端連通的左管腔和右管腔，圓柱形浮力柱設置在左管腔內，下拉繩的上端從右管腔進入到左管腔。

6.根據權利要求1所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，在每根滑動桿的下表面上設有豎直朝下的燈孔，在每個燈孔內設有燈光豎直朝下照射的燈，每個燈的控制端分別與控制器連接。

7.根據權利要求1所述的增強現實三維互動學習系統，其特征在于，還包括與控制器連接的云服務器。