一种可干预多变式虚拟仿真教学系统的制作方法

本发明涉及教学设备生产技术领域，具体为一种可干预多变式虚拟仿真教学系统。

背景技术：

教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动，通过这种活动，教师有目的、有计划、有组织地引导学生学习和掌握文化科学知识和技能，促进学生素质提高，使得学生掌握技能，随着现在科技社会的发展，学生在学习技能时能够利用多种新兴的教学方式更加直观的进行教学工作，特别是在大学教学的过程中，需要对学生进行专业的技能教学时，纪要需要虚拟仿真的教学系统进行教学工作。

现有的虚拟仿真的教学系统主要是将系统安装在电脑或者其他电子产品内，通过模拟现场操作的过程教会学生进行技能操作，这样的教学过程非常的直观，学生能够迅速掌握技能的操作步骤和要点，使用起来非常的方便，但是现有的部分专业的虚拟仿真教学系统，只能单独安装在电子产品内，不能与其他虚拟教学系统放置在一起，这样进行教学时，经常需要多台电子产品，内部安装有不同的虚拟教学系统，供老师对学生进行教学，这样教室内部电子产品占有的空间非常大，并且会导致教室内操作台的数量不够，无法让学生在有限的时间内都能够进行教学操作，导致教学时间被浪费，并且在进行教学活动时，由于学生数量较多，老师无法确认学生操作的操作台是否为当天需要教学需要的，导致学生无法很好的学到专业技能。

技术实现要素：

解决的技术问题

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可干预多变式虚拟仿真教学系统，旨在解决现有的部分虚拟教学系统在教室中占的面积较大，导致需要教学的操作台数量不够，学生无法逐个操作，这样不能很好的安排和干预学生教学的内容的问题。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：一种可干预多变式虚拟仿真教学系统，包括墙体、操作台、底座和教学系统，所述底座顶部的中轴处固定安装有外壳，所述外壳底面一侧的边缘处固定安装有安装台，所述安装台的顶部固定安装有电机，所述电机的输出端固定安装有锥齿轮b，所述锥齿轮b的顶部固定安装有转动机构，所述转动机构的顶部固定安装有转动台，驱动所述电机，所述转动台保持垂直方向上的转动；

所述外壳底面的中轴处固定安装有移动机构，所述移动机构与所述锥齿轮b相啮合连接，且所述操作台对称螺纹连接在所述移动机构内，通过驱动所述电机，将垂直方向上的转动转化为垂直方向上的直线运动，再将垂直方向上的直线运动转化为水平方向上的转动，使得所述操作台保持水平方向上的直线运动。

作为优选，所述转动机构包括轴杆、圆齿轮a和固定壳，所述轴杆与所述锥齿轮b固定连接，所述圆齿轮a滑动连接于所述轴杆的外壁，且所述圆齿轮a的底面固定安装有压盘，所述压盘远离所述圆齿轮a的一侧外壁的边缘处固定安装有安装块，所述安装块的数量为若干个，若干所述安装块的外壁上固定安装有膜片式弹簧，所述固定壳固定在所述膜片式弹簧的外壁上，且与所述圆齿轮a固定安装，所述轴杆的外壁上滑动连接有施力块，所述施力块与所述膜片式弹簧相轴接，所述外壳一侧的内部上固定安装有安装板。

作为优选，所述安装板具体为三角结构，且所述安装板的顶部固定安装有液压杆a，所述液压杆a的输出端铰接在所述施力块的外壁上。

作为优选，所述外壳相邻顶部的两侧内壁上固定安装有固定板，所述转动台轴接在所述固定板的中轴处，且所述转动台的底面固定安装有圆齿轮b，所述圆齿轮b与所述圆齿轮a相啮合。

作为优选，所述移动机构包括直齿杆a和直齿杆b，所述外壳底面的中轴处固定安装有支撑杆，所述直齿杆b滑动连接于所述支撑杆，所述直齿杆a固定安装在所述直齿杆b的顶部，且贯穿并延伸至所述转动台的外侧，所述外壳一侧的内壁上固定安装有转动杆，所述转动杆的另一端固定安装有锥齿轮a，所述锥齿轮a与所述锥齿轮b相啮合，所述转动杆的外壁上固定安装有直齿轮a，所述直齿轮a与所述直齿杆b相啮合。

作为优选，所述转动台的顶部开设有放置槽，所述放置槽的数量为四个，四个所述放置槽一侧的内壁上均固定安装有液压杆b，四个所述液压杆b的输出端均固定安装有移动板，四个所述移动板的顶部贯穿并延伸至所述放置槽的外侧，且四个所述移动板位于所述放置槽外侧的外壁上均彻底贯穿有螺纹杆，四个所述螺纹杆靠近所述直齿杆a的一端均固定安装有直齿轮b，四个所述直齿轮b分别与所述直齿杆a相啮合，所述操作台一侧的外壁上固定安装有套管，所述螺纹杆螺纹连接于所述套管。

作为优选，所述底座固定安装在所述墙体内，所述底座的顶部开设有转动槽，且所述转动槽靠近所述墙体的一侧开设有伸出槽，所述伸出槽与所述转动槽相交处固定安装有磁块，所述操作台滑动连接在所述转动槽内，且底面固定安装有线圈，所述线圈与所述磁块相配合。

作为优选，所述教学系统包括输入模块和处理模块，所述输入模块的输出端耦合连接有实训教学模块，所述实训教学模块的输出端分别耦合连接有教学模块、练习模块和实训模块，所述教学模块、所述练习模块和所述实训模块的输出端与所述处理模块相连接，且所述处理模块的输出端耦合连接有图像模块、视频模块和音频模块，所述输入模块通过鼠标或者键盘进行命令的输入，所述处理模块将输入的命令通过所述图像模块、视频模块和所述音频模块转化为图像、视频和音频并通过操作台输出。

与现有技术相比，本发明的实施例所提供的一种可干预多变式虚拟仿真教学系统有以下有益效果：

1、将装置隐藏在墙内，不直接放置在教室内部，充分利用了占地的空间，并且一个装置上能够安装四种不同的虚拟仿真教学系统，保证一个课堂教学的多变性，也能够保证教学内的面积能够充分满足学生数量的要求，每个人都能在教学时进行技能操作的模拟，都能够直观的学习到专业技能和操作步骤。

2、操作台能够通过转动机构将需要的那个操作台转到面前，进行操作，通过这样的方式，老师能够进行统一的控制，控制学生面前的操作台是教学时需要的操作台，避免发生因学生人数较多，导致教学质量低下的问题，操作性和老师对课堂上的干预性都非常强。

3、通过移动机构，将转动到面前的操作台从墙内推出，非常的方便并且学生能够在舒适的位置进行操作台的操作，保证能够在课堂上充分的汲取专业技能知识。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明教学时示意图；

图2为本发明操作台安装后结构示意图；

图3为本发明操作台安装前结构示意图；

图4为本发明正视角剖面结构示意图；

图5为本发明圆齿轮a安装结构示意图；

图6为本发明俯视角结构示意图；

图7为本发明转动台剖面结构示意图；

图8为本发明教学系统树形示意图。

图中：1、墙体；2、操作台；21、套管；3、转动机构；31、圆齿轮a；32、固定壳；33、膜片式弹簧；34、施力块；35、液压杆a；36、轴杆；37、圆齿轮b；38、压盘；381、安装块；4、移动机构；41、直齿轮b；42、直齿杆a；43、移动板；44、转动台；441、液压杆b；442、放置槽；45、螺纹杆；46、锥齿轮a；47、直齿轮a；48、转动杆；49、直齿杆b；491、支撑杆；5、底座；51、外壳；511、安装板；512、固定板；52、转动槽；53、伸出槽；54、磁块；55、安装台；56、电机；57、锥齿轮b；6、教学系统；61、输入模块；62、实训教学模块；63、练习模块；64、实训模块；65、教学模块；66、处理模块；67、图像模块；68、视频模块；69、音频模块。

具体实施方式

使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

请参阅图1-8，一种可干预多变式虚拟仿真教学系统，包括墙体1、操作台2、底座5和教学系统6，将底座5固定安装在墙体1内部，并留有操作口，将伸出槽53垂直安装在相邻操作口的一侧，整个装置安装完毕后，在操作台2内安装好需要的程序系统，当进行教学的时候：

第一步：确定需要进行的系统课程，启动电机56，电机56带动锥齿轮b57转动，由于轴杆36和锥齿轮b57固定安装，所以在锥齿轮b57转动时能够带动圆齿轮a31转动，并且在正常状态时圆齿轮a31和圆齿轮b37不处于啮合状态。

第二步：启动液压杆a35，液压杆a35的输出端开始施力于施力块34的外壁上，使得施力块34开始挤压膜片式弹簧33，由于膜片式弹簧33独特的性能，在中间向上移动时，边缘处开始向下移动，带动压盘38向下，由于压盘38向下，能够带动固定安装的圆齿轮a31向下移动一定的距离，从而达到与圆齿轮b37啮合的状态，则电机56在运行的时候，能够通过圆齿轮a31带动圆齿轮b37转动，圆齿轮b37能够带动固定安装的转动台44转动，由于操作台2是螺纹连接在转动台44顶部的螺纹杆45上，所以四个操作台2沿着底座5上开设的转动槽52开始转动，并且通过给需要的操作台2底面的线圈通电流，使得线圈产生磁性，在转动到伸出槽53位置时，能够与磁块54相吸，确定到达需要的位置。

当完成操作台2的切换和转动工作之后，已将需要的操作台2转动到需要的位置后。

第三步：停止启动液压杆a35，使得施力块34恢复到原位置，则圆齿轮a31不再与圆齿轮b37啮合，操作台2不再继续转动，此时持续启动电机56，由于锥齿轮a46和锥齿轮b57相啮合，在电机56启动的状态下，锥齿轮b57能够带动锥齿轮a46转动，则转动杆48能够开始转动，此时直齿轮a47跟随转动杆48同时转动，直齿轮a47能够带动直齿杆b49进行垂直方向上的直线运动，直齿杆b49能够沿着支撑杆491向上移动，直齿杆a42能够跟随直齿杆b49一起向上移动，此时直齿轮b41还未与直齿杆a42啮合。

第四步：通过控制需要的操作台2一侧的液压杆b441，液压杆b441控制移动板43沿放置槽442向直齿杆a42的方向移动，则直齿轮b41也同时向直齿杆a42的方向移动，并逐渐与直齿杆a42啮合，其他三个直齿轮b41与直齿杆a42处于不啮合的状态，当直齿杆a42进行垂直方向上的直线运动时，相啮合的直齿轮b41开始转动，直齿轮b41带动螺纹杆45转动，从而操作台2能够通过套管21沿螺纹杆45进行水平方向上的直线运动。

第五步：当移动到墙体1的外侧时并到达需要的位置时，停止电机56，则操作台2的位置保持不变，学生通过操作台2开始进行虚拟仿真实训课程，通过操作台2上的键盘或鼠标这些输入设备控制输入模块61，并进入实训教学模块62中，进入实训教学模块62后根据要求选择练习模块63、实训模块64和教学模块65，并且在选择练习模块63、实训模块64和教学模块65后，发明命令给处理模块66，可以将练习模块63、实训模块64和教学模块65内的内容通过图像模块67、视频模块68和音频模块69进行输出，并由操作台2上的外接输出设备输出，进行现场的虚拟教学工作。

第六步：在教学完成之后，反向启动电机56，则锥齿轮b57开始进行相反方向上的转动，则直齿杆b49的垂直运动方向相反，则带动直齿杆a42的垂直运动方向与之前相反，则螺纹杆45反向转动，打动套管21向反方向移动，操作台2沿伸出槽53向外壳51的方向移动，不再从墙体1露出后，完成整个虚拟教学的操作。

如图1至图7所示，本发明提供的一种可干预多变式虚拟仿真教学系统，底座5顶部的中轴处固定安装有外壳51，外壳51底面一侧的边缘处固定安装有安装台55，安装台55的顶部固定安装有电机56，电机56的输出端固定安装有锥齿轮b57，锥齿轮b57的顶部固定安装有转动机构3，转动机构3的顶部固定安装有转动台44，驱动电机56，转动台44保持垂直方向上的转动，外壳51底面的中轴处固定安装有移动机构4，移动机构4与锥齿轮b57相啮合连接，且操作台2对称螺纹连接在移动机构4内，通过驱动电机56，将垂直方向上的转动转化为垂直方向上的直线运动，再将垂直方向上的直线运动转化为水平方向上的转动，使得操作台2保持水平方向上的直线运动，通过转动机构3选择需要的操作台2，在操作台2位置固定好之后，通过移动机构4将需要的操作台2推出，完成操作台2的伸出，可以给学生进行教学操作。

其中，转动机构3包括轴杆36、圆齿轮a31和固定壳32，轴杆36与锥齿轮b57固定连接，圆齿轮a31滑动连接于轴杆36的外壁，且圆齿轮a31的底面固定安装有压盘38，压盘38远离圆齿轮a31的一侧外壁的边缘处固定安装有安装块381，安装块381的数量为若干个，若干安装块381的外壁上固定安装有膜片式弹簧33，固定壳32固定在膜片式弹簧33的外壁上，且与圆齿轮a31固定安装，轴杆36的外壁上固定安装有施力块34，施力块34与膜片式弹簧33固定连接，外壳51一侧的内部上固定安装有安装板511，安装板511具体为三角结构，且安装板511的顶部固定安装有液压杆a35，液压杆a35的输出端铰接在施力块34的外壁上，通过液压杆a35与施力块34之间的配合，依靠膜片式弹簧33的特殊结构，使得圆齿轮a31能够与圆齿轮b37啮合，达到需要转动时能够转动，不需要转动时，保持原位不动的目的。

其中，外壳51相邻顶部的两侧内壁上固定安装有固定板512，转动台44轴接在固定板512的中轴处，且转动台44的底面固定安装有圆齿轮b37，圆齿轮b37与圆齿轮a31相啮合，圆齿轮b37带动转动台44转动，进一步完成操作台2的更换和转动工作。

其中，移动机构4包括直齿杆a42和直齿杆b49，外壳51底面的中轴处固定安装有支撑杆491，直齿杆b49滑动连接于支撑杆491，直齿杆a42固定安装在直齿杆b49的顶部，且贯穿并延伸至转动台44的外侧，外壳51一侧的内壁上轴接有转动杆48，转动杆48的另一端固定安装有锥齿轮a46，锥齿轮a46与锥齿轮b57相啮合，转动杆48的外壁上固定安装有直齿轮a47，直齿轮a47与直齿杆b49相啮合，转动台44的顶部开设有放置槽442，放置槽442的数量为四个，四个放置槽442一侧的内壁上均固定安装有液压杆b441，四个液压杆b441的输出端均固定安装有移动板43，四个移动板43的顶部贯穿并延伸至放置槽442的外侧，且四个移动板43位于放置槽442外侧的外壁上均彻底贯穿有螺纹杆45，四个螺纹杆45靠近直齿杆a42的一端均固定安装有直齿轮b41，四个直齿轮b41分别与直齿杆a42相啮合，操作台2一侧的外壁上固定安装有套管21，螺纹杆45螺纹连接于套管21，通过直齿杆a42和直齿杆b49分别与直齿轮a47和直齿轮b41之间的配合，完成操作台2的移动，并且通过液压杆b441与直齿轮b41之间的配合，可以有目的的控制需要的操作台2的移动。

其中，底座5固定安装在墙体1内，底座5的顶部开设有转动槽52，且转动槽52靠近墙体1的一侧开设有伸出槽53，伸出槽53与转动槽52相交处固定安装有磁块54，操作台2滑动连接在转动槽52内，且底面固定安装有线圈，线圈与磁块54相配合，操作台2能够沿着伸出槽53与转动槽52移动，提供支撑力，并且通过线圈与磁块54的配合能够确定操作台2的位置，方便操作。

如图8所示，本发明提供的一种可干预多变式虚拟仿真教学系统，教学系统6包括输入模块61和处理模块66，输入模块61的输出端耦合连接有实训教学模块62，实训教学模块62的输出端分别耦合连接有教学模块65、练习模块63和实训模块64，教学模块65、练习模块63和实训模块64的输出端与处理模块66相连接，且处理模块66的输出端耦合连接有图像模块67、视频模块68和音频模块69，教学系统6提供教学模块65、练习模块63和实训模块64三种模式进行选择，学生的选择性更多，并且多样性更强，更容易吸收技能知识，并通过图像模块67、视频模块68和音频模块69，学生能够更直观的了解知识要点并进行操作。

其中，输入模块61通过鼠标或者键盘进行命令的输入，处理模块66将输入的命令通过图像模块67、视频模块68和音频模块69转化为图像、视频和音频并通过操作台2输出，通过处理模块66的处理，图像、视频和音频通过操作台2上的输出设备输出，更方便教学工作的开展。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。