一种带雾化和光影效果的AR互动教学沙盘的制作方法

本实用新型设计教学用自然信息展示技术领域，特别是一种带雾化和光影效果的ar互动教学沙盘。

背景技术：

沙盘一般是指根据地形图用泥沙等堆置制作的模型，能够让人们形象地了解模型沙盘所展示的地形内容。传统的教学沙盘多采用固定沙丘或者固定模型式的沙盘，展示形式单一、呆板，不能将教学内容灵活地展示出来，而且不能适用于不同的教学内容。ar是指augmentedreality，即增强现实技术，将ar技术运用于教学沙盘中，能极大地提高教学沙盘的生动性和互动性，现有技术中的ar互动沙盘功能更多，展示效果更加多元化，但是仅有光影效果、实体感不强，而且结构复杂、占用的场地大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种结构简单、体积小巧的带雾化和光影效果的ar互动教学沙盘，带有雾化效果，配合光影效果和ar互动，实体感更强，能够使人们更形象地了解教学沙盘所展示的内容。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种带雾化和光影效果的ar互动教学沙盘，包括沙盘支架、沙盘、感应装置、投影装置、雾气发生装置和计算机主机，所述沙盘支架由投影架和底座组成，所述投影架呈倒l形，所述投影架顶端位于所述底座正上方，所述投影架底端与所述底座的一侧面固定连接，所述底座呈立体中空形；所述沙盘安装于所述底座的上方，所述感应装置和投影装置分别方向朝下固定安装于投影架顶端，所述雾气发生装置和计算机主机固定安装于所述底座内部；所述投影架靠近所述沙盘上方的位置设置有雾化出气口，所述雾气发生装置的出气口通过雾化管道与所述雾化出气口连接；所述雾气发生装置、所述感应装置和所述投影装置分别通过数据线与所述计算机主机连接；所述沙盘侧面还设置有电源接口，所述计算机主机、所述感应装置、所述投影装置、所述风扇和所述雾气发生装置均与所述电源接口电性连接，通过电源接口为各装置供电。

优选地，所述沙盘侧面设置有若干控制按钮，所述控制按钮、通过数据线与所述计算机主机连接，通过控制按钮可以变换计算机主机处理数据和指令的模式，进而调整投影装置和雾气发生装置的效果，在沙盘上模拟显示不同自然环境、气候的不同效果，真实感更强，能够使人们更形象地了解教学沙盘所展示的内容。

优选地，所述沙盘内放置教学用沙或教学模型，教学用沙可以根据需要堆砌变换形状。

优选地，还包括风扇，所述风扇方向朝下固定安装于投影架顶端，所述风扇通过数据线与所述计算机主机连接，通过风扇产生空气流动，制造自然风的效果，触感体验更强烈，实体感更强，同时设置风扇可以改善所述感应装置和投影装置的散热效果。

优选地，所述底座的底部设置有万向轮，通过万向轮能够带动互动沙盘整体移动，操作便捷，适用性强。

优选地，所述投影架的顶端四周设置有挡板，所述挡板高度略高于所述感应装置和所述投影装置的高度。

优选地，所述感应装置采用3d交互传感器，3d交互传感器既可以收集沙盘内教学模型的位置信息和距离信息，又可以识别手势指令信息，交互性强。

优选地，所述投影装置采用短焦投影仪，短焦投影仪具有很短的透射比，可以在短距离内将影像投影于沙盘上，适合一体化设置。

优选地，所述计算机主机内置ar互动软件，利用ar互动软件可以处理所述感应装置收集到的位置、距离信息和手势指令信息，并控制所述投影装置和所述雾气发生装置模拟展示相应的自然气候影像和雾化效果，ar互动软件还包括冰雪、沙漠、山丘、河流等多种模式，通过控制按钮变换模式，功能强大。

优选地，所述沙盘侧面还设置有雾气控制器，所述雾气控制器与所述雾气发生装置电性连接，通过雾气控制器控制雾气发生装置的雾气发生量，进而在沙盘上塑造薄雾、浓雾、雾霾、仙境等景象。

本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过对各个装置配合关系的改进，一体化的设计使得互动沙盘整体结构简单、体积小巧；(2)通过在沙盘内堆砌教学模型，感应装置捕捉到教学模型表面的距离数据或指令手势，将接收到的距离数据或指令手势转化为数据信号并传输到计算机主机，然后计算机主机将接收到的数据信号进行处理，将处理后的相应数据信号发送到投影装置和雾气发生装置，投影装置根据数据信号投射出逼真的等高线纹理、水、冰雪、沙漠、山脉等自然环境、气候的影像，生动展示教学内容，雾气发生装置根据数据信号发出雾气，增加沙盘的实体感；(3)将雾气装置和沙盘向结合，根据沙盘内的模型或道具可以更加形象地展示雾气、雾霾等自然现象，还可以塑造仙境等场景，实体感强。

附图说明

图1本实用新型其中一个实施例的立体示意图；

图2本实用新型其中一个实施例的后视示意图；

图3本实用新型其中一个实施例的仰视立体示意图；

其中：1、沙盘支架；11、底座；12、投影架；13、挡板；2、沙盘；21、控制按钮；3、感应装置；4、投影装置；5、雾气发生装置；51、雾化出气口；52、雾化管道；53、雾气控制器；6、计算机主机；7、电源接口；8、风扇。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

参考附图1-2，一种带雾化和光影效果的ar互动教学沙盘，包括沙盘支架1、沙盘2、感应装置3、投影装置4、雾气发生装置5和计算机主机6，所述沙盘支架1由投影架12和底座11组成，所述投影架12呈倒l形，所述投影架12顶端位于所述底座11正上方，所述投影架12底端与所述底座11的一侧面固定连接，所述底座11呈立体中空形；所述沙盘2安装于所述底座11的上方，所述感应装置3和投影装置4分别方向朝下固定安装于投影架12顶端，所述雾气发生装置5和计算机主机6固定安装于所述底座11内部；所述投影架12靠近所述沙盘2上方的位置设置有雾化出气口51，所述雾气发生装置5的出气口通过雾化管道52与所述雾化出气口51连接；所述雾气发生装置5、所述感应装置3和所述投影装置4分别通过数据线与所述计算机主机6连接，所述沙盘2侧面还设置有电源接口7，所述计算机主机6、所述感应装置3、所述投影装置4和所述雾气发生装置5、所述风扇8均与所述电源接口7电性连接，通过电源接口7为各装置供电。

在其中一个实施例中，所述沙盘2侧面设置有若干控制按钮21，所述控制按钮21、通过数据线与所述计算机主机6连接，通过控制按钮21可以变换计算机主机6处理数据和指令的模式，进而调整投影装置4和雾气发生装置5的效果，在沙盘2上模拟显示不同自然环境、气候的不同效果，真实感更强，能够使人们更形象地了解教学沙盘所展示的内容。

在其中一个实施例中，所述沙盘2内放置教学用沙或教学模型，教学用沙可以根据需要堆砌变换形状。

结合附图3，在其中一个实施例中，还包括风,8，所述风扇8方向朝下固定安装于投影架12的顶端，通过风扇8产生空气流动，制造自然风的效果，触感体验更强烈，实体感更强，同时设置风扇8可以改善所述感应装置和投影装置的散热效果。

在其中一个实施例中，所述底座11的底部设置有万向轮，通过万向轮能够带动互动沙盘整体移动，操作便捷，适用性强。

在其中一个实施例中，所述投影架12的顶端四周设置有挡板13，所述挡板13高度略高于所述感应装置3和所述投影装置4的高度。

在其中一个实施例中，所述感应装置3采用3d交互传感器，3d交互传感器既可以收集沙盘2内教学模型的位置信息和距离信息，又可以识别手势指令信息，交互性强。

在其中一个实施例中，所述投影装置4采用短焦投影仪，短焦投影仪具有很短的透射比，可以在短距离内将影像投影于沙盘2上，适合一体化设置。

在其中一个实施例中，所述计算机主机6内置ar互动软件，利用ar互动软件可以处理所述感应装置3收集到的位置、距离信息和手势指令信息，并控制所述投影装置4和所述雾气发生装置5模拟展示相应的自然气候影像和雾化效果，ar互动软件还包括雪地、沙漠、山丘、河流等多种模式，通过控制按钮21变换模式，功能强大。

优选地，所述沙盘2侧面还设置有雾气控制器53，所述雾气控制器53与所述雾气发生装置5电性连接，通过雾气控制器53控制雾气发生装置5的雾气发生量，进而在沙盘2上塑造薄雾、浓雾、雾霾、仙境等景象。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。