[發明專利]基于虛實融合實驗的傾倒容器套件及其使用方法

有效

• 申請號: 201910249232.3
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109967145B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 馮志全;韓睿
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01D21/02;G06F3/01
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黃曉燕

本發明實施例公開了基于虛實融合實驗的傾倒容器套件及其使用方法，套件包括傾倒容器、壓感傳感器和傾斜傳感器；所述壓感傳感器設置在傾倒容器瓶口，用于感知傾倒液體時，傾倒容器瓶口與接收器的接觸狀態；所述傾斜傳感器設置在傾倒容器側壁，用于感知傾倒的角度和速度。通過本發明的傾倒容器套件，在AR化學實驗中，AR系統能夠實時獲取到傾倒是的傾斜角度和傾倒速度以及是否傾倒容器瓶口是否貼近接收器，在實時感知傾倒操作的同時，對于不符合傾倒規范的操作給出提醒，避免實驗過程中造成危險，且保證實驗結果的精確性。

技術領域

本發明涉及實驗設備技術領域,具體地說是基于虛實融合實驗的傾倒容器套件及其使用方法。

背景技術

在化學實驗中經常會進行液體的傾倒操作，例如稀釋濃硫酸實驗中，需要將濃硫酸導入水中，傾倒過程不能太快，且需要傾倒容器瓶口貼近燒杯。當進行AR(AugmentedReality，增強現實)化學實驗時，AR化學實驗系統無法感知用戶是否進行貼近燒杯，無法獲知傾倒速度，從而無法判斷用戶的操作是否合乎化學實驗操作標準。

現有技術進行AR化學實驗時，還缺少對液體傾倒操作過程的感知，AR系統無法實現對攪拌操作的人機交互。

發明內容

本發明實施例中提供了基于虛實融合實驗的傾倒容器套件及其使用方法，以解決現有AR實驗中缺少對傾倒操作感知及監控的問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了如下技術方案：

本發明第一方面提供了基于虛實融合實驗的傾倒容器套件，包括傾倒容器，所述套件還包括壓感傳感器和傾斜傳感器；所述壓感傳感器設置在傾倒容器瓶口，用于感知傾倒液體時，傾倒容器瓶口與接收器的接觸狀態；所述傾斜傳感器設置在傾倒容器側壁，用于感知傾倒的角度和速度。

進一步地，所述傾倒容器側壁為雙層遮光壁，所述傾斜傳感器包括設置在內外壁之間的第一彈簧、滑塊和若干光敏電阻；所述第一彈簧的一端固定連接在傾倒容器底部，另一端固定連接滑塊，所述光敏電阻沿內壁等距豎直分布，所述滑塊靠近內壁的側面上設置光源。

進一步地，所述傾斜傳感器還包括固定在內外壁之間的通光滑道，所述通光滑道為凹槽狀，通光滑道凹槽的大小與滑塊相匹配；所述光敏電阻設置在通光滑道的背面。

進一步地，所述滑塊上設置凹槽，所述光源鑲嵌在凹槽內。

進一步地，所述壓感傳感器包括第二彈簧、觸塊和觸點，所述第二彈簧的一端固定連接傾倒容器瓶口的外沿，另一端固定連接所述觸塊，所述觸點固定在傾倒容器瓶口的內沿，在第二彈簧自由狀態下，觸塊與觸點不接觸。

本發明第二方面提供了基于虛實融合實驗的傾倒容器套件的使用方法，包括以下步驟：

根據套件中各部件的物理信息，設置光敏電阻的個數及相鄰光敏電阻的間距，計算各光敏電阻對應的傾斜角度，并保存至AR系統數據庫；

將傾倒容器套件靠近接收器，進行傾倒操作；

獲取傾斜傳感器的信號，判斷傾斜角度，并計算傾倒速度；

根據傾斜角度、傾倒速度及壓感傳感器的信號，判斷傾倒過程是否合理；

根據對傳感器信號的判斷結果，獲知當前操作是否符合規范，并在不符合規范時，給出提示。

進一步地，所述各光敏電阻對應的傾斜角度具體為：