一体化平板显示器多媒体组合黑板的制作方法

专利名称：一体化平板显示器多媒体组合黑板的制作方法
技术领域：
本发明属于一种电化教学设备，具体说是一种一体化大屏幕平板显示器多媒体组
合式黑板。
背景技术：
目前，在教室、会议室、报告厅中，讲授所用的示教设备一类是普通的黑板(广义 黑板是对具有反复擦写功能的示教板的统称，它包括黑板、绿板、白板等，本文中所提及的 "黑板"均指此类示教板)，还有一类是采用计算机+视频投影仪的多媒体教学系统。普通黑 板具有传达直接、简便流畅、成本低廉的特点；而多媒体投影系统具有条理性好、直观性强、 媒体播放生动等特点，作为黑板板书的补充，对提高教学效果的确发挥了重要作用。但是， 投影教学本身也存在很多局限性和不足，首先是设备种类多，连接和操作繁琐一套标准的 多媒体教学系统至少包括投影仪、投影幕、计算机、中控台、功放、音箱等，稍高档的还包括 视频展台、无线扩音器、调音台等。这些设备联通和匹配一般需要培训后才能正确操作，而 且不同多媒体教室设备配置常常存在差异，使用者通常短时间难以熟练使用；其次，单纯的 PPT幻灯片投影教学主要是"展现"功能，难以取代教师利用传统黑板做推理分析的讲解模 式，更限制了教师的现场自由发挥。因此，单纯多媒体教学被认为并不符合大部分课程和教 学认知规律以及老师的教学习惯，只有将黑板和多媒体投影二者有机结合才能取得最佳的 教学效果。但是，由于投影仪工作要求室内的亮度很低，造成黑板上书写和阅读无法实现， 而如果明暗环境交替切换，不仅费时费事、还会分散教师和学生的注意力，影响教学效果。 第三，多媒体投影仪价格高、灯泡寿命短、如果用于学校教室还要适应使用频率高、教学内 容多样、人多手杂等要求，因此，要保证这些设备的完好率和安全性、通常需要很大维护和 管理投入。第四，多媒体投影教学系统占用空间大、投影显示效果受设备状态和环境影响很 大、而且难以获得高清画质，电视接收和音乐混响娱乐功能有限。 近年，在文献资料(200720120762)" —种大屏幕交互式电子白板"中提出了 一 种基于电子白板的双向投影教学设备，但只是增加了电子白板的双向交互功能，仍然是 投影教学，而且设备更加复杂和昂贵；另一篇文献资料"带电子显示屏的电动黑板"中
(200810160362. 1)，提出了将电子屏幕在轨道上移动，避开投影遮挡装置，不仅电子屏的概 念模糊，而且，不能解决教室光线暗，影响黑板教学问题。 随着数字显示技术的发展，本世纪开始，以等离子显示器(Plasma Display Panel,简称PDP)和液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)为代表的大屏幕 平板显示技术取得飞速的发展。同时，表面传导电子发射显示器(Surface Conduction ElectronEmitter，简称SED)、有机/聚合物发光二极管显示器(Organic/Polymer Light EmittingDiode，简称0LED/PLED)等新型平板显示技术也进入应用阶段，这些平板显示器 具有全平、超薄、高亮度、高分辨率、数字化、大幅面、低功耗等特点，正成为未来显示应用的 主导设备。目前，40 60英寸的大屏幕和超大屏幕PDP和LCD显示器(屏)已广泛进入消 费领域，而且价格具有竞争力。更大尺寸直到ioo英寸以上的商品化平板显示器也已经出
3现。可以预见大屏幕平板显示器时代已经到来，采用超大屏幕直接显示的平板显示系统也 将会逐步取代大屏幕投影仪，成为新的显示应用亮点。 另一方面，由计算机和电子技术推动的高清晰视频数字化技术也取得了迅猛的发 展，特别是基于个人计算机(Personal Computer,简称PC)的高清数字化平台出现，将高清 多媒体技术带入了计算机和互联网领域。2009年初推出的Intel N330+nVIDIA ION平台更 将家庭影院电脑(Home Theater Personal Computer,简称HTPC)向低功耗、小型化、高性 能、低成本推进。传统的家庭影音播放设备和媒体资源，即将被基于计算机平台的高清晰视 频播映和互联网媒体获取形式所取代。 综上所述，由于现有技术和设备存在设备分散、管理使用不便、多媒体和黑板板 书难以协同使用等缺点。需要用新技术和新设备替代现有的教学黑板和投影系统，以提高 现代电化教学设备的实用性和科技含量，提升教学效果和教育质量。 针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种一体化平板显示器 多媒体组合黑板，其能将设备集中管理，使多媒体播放和黑板板书协同使用。
本发明为实现其目的所采取的技术方案将大屏幕平板显示器与移动黑板组合， 将微型PC平台和其它电子设备连接全部置于黑板上构成一体化系统，主要由四部分构成 平移启合式黑板；平板显示器多媒体播放系统；黑板边框型扬声器无线扩音系统；带教鞭 功能的无线鼠标。也可同进配置无线键盘。 本发明将大屏幕平板显示器置于平移启合式黑板后部的中间位置，启合式黑板由 二块大小相同的黑板组成，二块黑板置于上下导轨之间可以在同一平面左右水平移动，在 不需要多媒体教学时，显示器屏幕被二块移动黑板所遮盖以实现有效的保护。当需要采用 多媒体教学时，开启锁扣并移动左右黑板到二边，整个大屏幕平板显示器显露，并实现播放 视频、图片、PPT幻灯、接收电视、上网以及其他计算机应用。平板显示器作为组合黑板的一 部分，在使用黑板书写和讲解的同时，还可以播放多媒体教学内容，黑板书写教学模式和多 媒体教学模式既能单独使用也可以同步进行。本发明将黑板的左右边框设计成音柱，可以 与内部的无线功放与混响电路配合实现扩音功能。当黑板移动时声场能够进一步展宽。另 外，输入设备使用带教鞭功能的无线光电鼠标和无线键盘，系统操作非常简单方便。无线鼠 标采用带红外教鞭和自动充电功能的无线光电鼠标，鼠标上设置红外激光发射窗口，并设 有教鞭按键，前后翻页按键，充电触点。所述无线鼠标和无线键盘可分别放置鼠标仓和键盘 仓中，在鼠标仓或键盘仓内设有USB接口 。 本发明特点是采用直接显示模式，将大屏幕平板显示器和全部的硬件软件等设备 与普通书写黑板组合构成一体化装置。由于采用高清分辨率和高亮度直接显示，虽然显示 屏比传统投影仪屏幕小，但实际教学效果非常理想，能够满足中小型会场和教室使用，对于 大型教室，本发明中的显示屏可以采用多屏拼接模式，也可以使用更大尺寸的单屏模式实 现。无线扩音机、嵌入式计算机主板、以及电视接收和显示器驱动等设备全部置于黑板的内 部，黑板上留有必要的外部接口和调节旋钮，通上市电即可工作。本发明是继第一代普通书 写黑板和第二代多媒体投影与电子白板后，首次出现的基于平板显示器和普通黑板组合的 第三代教学黑板。

发明内容
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本发明的有益效果本发明利用最新科技、具有功能完备、操作简单、性能优越、管 护方便的优点。由于该发明装置在明室环境下使用，在多媒体教学的同时可以同步进行黑 板板书教学，能让教师和学生精神专注于授课本身，设备操作量和维护量都降到最低，因此 最大限度的满足教学要求，符合教学习惯，从而改善教学效果和提高教学质量。另外，本系 统具备电视接收、支持全高清(1920X1080P)的视频播放和高保真声音播放以及具有无线 扩音混响功能，还可以作为学校或单位的教育和娱乐设备使用。由于集技术、性能、成本、使 用维护优势于一身，本发明具有很强的应用推广价值和市场空间。


以下结合附图和具体实施方式
对本发明进一步详细说明。
图1 :平移启合式黑板结构示意图； 图2:图1侧视图； 图3 :承载顶板结构示意图； 图4 :带下轨道底板结构示意图； 图5 :大屏幕多媒体显示器结构图； 图6 :显示器安装墙架示意图； 图7 :教鞭式无线鼠标结构示意图，其中(a):鼠标左侧面示意图，(b):鼠标底部示 意图； 图8 :本发明实施例电路原理方框图；
图9 :本发明实施例二结构示意图。 图中1、承载顶板；2、墙体；3、黑板；4、滚动滑轮套件；5、上导轨；6、 V型滚轮套 件；7、带下导轨底板；8、金属限位挡板；9、黑板锁；10、黑板凹凸接缝；11、大屏幕平板显示 器；12、控制柜；13、无线鼠标仓；14、无线键盘仓；15 、USB接口和AV接口 ；16、电源板；17、计 算机主机板；18、驱动控制板；19、无线扩音和功放电路板；20、显示器连接背板；21、止口 ； 22、导槽；23、显示器控制旋钮；24、中置音箱；25、音箱喇叭；26、无线扩音机控制旋钮；27、
红外激光发射窗口 ；28、教鞭按键；29、前后翻页按键；30、充电触点；31、导向凹槽；32、定位凹坑。
具体实施例方式
实施例一 本发明
具体实施例方式共有四部分组成，即i.平移启合式黑板；ii.平板显示多媒 体播放系统；iii.黑板边框型扬声器无线扩音系统；iv.带教鞭功能的光电无线鼠标(可 附加配置无线键盘)。现逐项加以说明
i.平移启合式黑板 图1是平移启合式黑板结构示意图承载顶板1为高强度合金型材，通过膨胀螺钉 与墙体2固定。相同大小的左右二侧黑板3采用长X高=1. 5mX lm的绿色烤漆板外加高 强度泳铝合金边框，采用上下导轨双支承结构，保证运动顺畅。顶部安装有滚动滑轮套件4， 滑轮与黑板联结在顶板的上导轨5中能够平顺滑动。黑板的下部开有V型导槽，每块黑板 的导槽中固定安装两付V型滚轮6。底板7是带有三角型导轨的合金型材，滑轮和导轨设计是保证黑板分别在上下导轨中做左右运动而不发生前后移动。在两块黑板的后部各安装有 一个金属限位挡板8。当黑板各自向左右移动到显示器全部显露位置时，金属挡板与固定 在墙面的永久磁铁接触并轻微吸合，保持黑板固定不动。多媒体使用结束后，只要稍许用力 即可将黑板重新对合。两块黑板的结合位置设计有凹凸接缝IO，用于防止闭合时粉尘从接 缝处滲入。在两块黑板的对合边框中部安装黑板锁9，一块黑板上安装机械锁芯，另一块安 装锁杆，当锁芯转动时带动锁钩与锁杆扣紧，保证黑板后面的平板显示器安全使用，参见图 1-4。 ii.嵌入型大屏幕平板显示多媒体播放系统 大屏幕平板显示器11可采用液晶显示屏(LCD)、等离子显示屏(PDP)和有机/ 聚合发光显示屏(0LED/PLED)以及表面传导显示屏(SED)等，显示器的高度保持与黑板 等高或略小，显示器连接在高清电脑系统上，实现在明室环境下多媒体播放教学和普通 黑板板书教学的同步进行，其位于整个装置的中间，本实施例中采用52英寸、分辨率为 1920X 1080液晶显示器。在显示器的外面增加一块钢化玻璃或聚酯保护屏，防止使用不慎 划伤显示屏。液晶显示器具有分辨率高、色彩丰富、省电、图像无失真以及尺寸规格丰富等 特点，非常适合作为室内多媒体教学设备。该显示器外边框尺寸为1.26mX0.75m，厚度为 0. 10m，大屏幕显示器下部的机柜体积为1. 26mX0. 25mX0. 10m，整个电路板内部布局如图 5所示。现结合图8对本实施例电路原理框图给出具体说明 计算机主板采用最新的Intel ATOM N330+Nvidia ION平台，250G硬盘，2GB DDR2 内存，PCI扩展槽内插一块带AV输入端子的电视卡，带有5个USB2. 0接口 ， 一个HDMI接 口 ， 一个VGA接口 。安装windows7. 0操作系统和OFFICE软件，运行自己设计的开机菜单 选择界面，进入各项功能中。菜单选项包括PPT播放、电视接收、高清视频播放、图片显示、 Internet上网、返回桌面等。
iii.黑板边框型扬声器无线扩音系统 本发明一个主要特征是把无线扩音系统集成到设备中，无线扩音系统采用独立供 电，在不使用多媒体显示器时仍然可以单独工作，功率放大器采用高保真2. 1声道设计，左
右音响与黑板边框一体化，采用窄型音柱方式，喇叭放在黑板的左右外边框内部的空腔中， 边框上开有成排细小的透声孔。喇叭导线从黑板后部边框槽内引出。中置音响24安装在
显示器下部的机柜中，采用一个中低音喇叭，从前盖板透声孔发声。无线扩音接收频率采用 VHF或UHF波段，石英稳频，实现20米内有效接收。无线扩音系统支持领夹式、头戴式和手持 式无线话筒，支持多频点选择。无线扩音系统的电源单独控制，内部中置声道和左右声道分 别供电，无线扩音机开关和控制旋钮26位于控制柜的前下部机壳外，在不使用多媒体的常 规黑板教学模式下，也能使用无线扩音装置，只是此时中置音响不工作。当播放多媒体时， 通过功放电路的设计以及音箱柱随黑板移动的音场扩展模式，构成2. 1声道高保真音响系 统。同时设计有混音功能，能保证教学扩音的同时，扩展了影院效果和卡拉OK等娱乐应用。
显示器平时由前面的左右二块黑板完全遮挡而获得有效保护。当用户需要使用多 媒体教学时，黑板向左右移开，显示器占据中间位置。参见图1所示显示器的下面是控制 柜12，它由前机壳覆盖。机壳上有无线鼠标仓13和键盘仓14，鼠标仓内部设有USB接口和 AV接口 15。控制盒内部由电源板16、计算机主机板17和驱动控制板18以及无线扩音和功 放电路板19，这些板卡被固定在内部机架上，电视RF输入电缆、网络线以及通向显示器的DVI连线在内部可靠连接。图5-6所示，大屏幕显示器通过后部的显示器连接背板20固定 在墙架上，显示器墙架用膨胀螺钉固定在墙面上，墙架上的插槽22和止口 23保证显示器准 确入位，显示器电源和亮度调节控制旋钮23位于显示器下边框。
iv.带教鞭功能的光电无线鼠标和无线键盘 鼠标是多媒体教学中一个重要的输入设备，无线鼠标采用内部锂电池供电，自动 充电，鼠标和键盘都采用2. 4G频率无线传输，无指向性，超小型无线接收器安装在内部USB 接口中，能够保证10米范围内有效控制。如图7所示，鼠标前端设计有红外激光发射窗口 27和教鞭按键28，实现激光教鞭功能，采用满足国际安全标准Class II激光器，同时无线 光电鼠标还集成了前后翻页按键29，便于PPT教学时控制翻页以及对电视频道的切换。如 果不做大量的输入操作，键盘可以省略，或者通过屏幕上软键盘用鼠标代替按键输入。红外 激光发射窗口 (27)安装在鼠标的前端，前后翻页按键(29)装在鼠标的拇指接触部位附近。
鼠标前端还设有两个充电触点30，具有入仓自动充电功能。鼠标下部设有导向凹 槽31和定位凹坑32的入位纠偏装置，配合鼠标仓底部的凸起构造保证鼠标正确进入鼠标 仓位，此时，无线鼠标仓13内的充电触点与鼠标上的充电触点连接，系统自动为鼠标进行 充电，以保证鼠标不会因为缺电而影响教学。系统充电电路采用智能充电装置，能够防止触 点短路和过充电现象。 位于鼠标下部的无线键盘仓14除可以放置键盘外，也可以放置移动硬盘或无线 传声器，鼠标入仓前，必须取出仓内的移动存储器，否则，鼠标无法放回原位，该设计以保证 使用者在用完设备后不会遗忘移动存储器。 多媒体播放系统采用计算机平台，支持1920X 1080逐行全高清显示，采用自行设 计的OSD菜单选择，实现PPT教学、高清视频播放、Internet上网、图片浏览和电视接收以 及一般的计算机应用程序操作。
实施例二 与例一不同的是，显示器采用了 72吋PDP等离子显示器，等离子显示器具有亮度 高、色彩丰富、视角宽、硬屏等特点，由于屏幕尺寸大，可以满足更大面积环境如阶梯教室 等使用，本例结构图参见图9。 黑板采用二块2mX 1. 2m黑板组合，PDP显示屏实际宽度为1. 6mX 1. 2m，显示器高 度与黑板高度相同，所以显示器居于黑板中部，上下边框与黑板上下边框一致。实施例一中 控制柜内的电路板移到黑板的后部。USB接口和无线扩音机控制开关和旋钮置于底板下部。
权利要求
一种一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于该组合黑板由四部分组成平移启合式黑板、平板显示器多媒体播放系统、黑板边框型扬声器无线扩音系统和带教鞭功能的无线鼠标；所述平移启合式黑板，是由两块可左右平移的黑板(3)构成；所述平板显示器多媒体播放系统中的平板显示器(11)固定在黑板(3)后部墙架上；所述黑板边框型扬声器无线扩音系统，其无线扩音与混响配合的音柱(25)设在黑板(3)左右外边框中。
2. 根据权利要求1所述的一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于所述黑板 (3)大小相同，置于上下导轨中，黑板(3)的相对位置结合部位设有机械锁，黑板后部设有 限位挡板(8)，二块黑板结合部边框设有凹凸防尘结构(10)。
3. 根据权利要求1所述的一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于所述平板显 示器(11)采用液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)或有机/聚合物发光二极管显示器 (0LED/PLED)以及表面传导电子发射显示器(SED)。
4. 根据权利要求1所述的一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于所述无线扩 音与混响配合的音柱(25)，在黑板教学时支持无线扩音功能；在用多媒体教学时音柱随黑 板左右移动展宽音场，中置音响工作，形成2. 1声道音响效果。
5. 根据权利要求1所述的一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于所述带教鞭 功能的无线鼠标，采用带红外教鞭和入位纠偏装置的自动充电功能无线光电鼠标，鼠标上 设置红外激光发射窗口 (27)，教鞭按键(28)，前后翻页按键(29)，充电触点(30)。
6. 根据权利要求1或5所述的一体化平板显示器多媒体组合黑板，其特征在于所述平 板显示器多媒体播放系统还可配置无线键盘，所述无线鼠标和无线键盘可分别放置鼠标仓 (12)和键盘仓(13)中，在鼠标仓(12)或键盘仓(13)内设有USB接口。
全文摘要
本发明公开一种电化教学设备，具体是一种一体化大屏幕平板显示器多媒体组合式黑板。由平移启合式黑板、大屏幕平板显示多媒体播放系统、黑板边框型扬声器无线扩音系统和带教鞭功能的光电无线鼠标四部分组成。它是继第一代普通书写黑板和第二代多媒体投影与电子白板后，首次出现的基于平板显示器和普通黑板组合的第三代教学黑板。集技术、性能、成本、使用维护优势于一身，本发明具有很强的应用推广价值和市场空间。此组合黑板可实现在明室环境下多媒体播放教学和普通黑板板书教学的同步进行的效果。
文档编号G06F3/033GK101780745SQ20091025163
公开日2010年7月21日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者朱诚 申请人:朱诚