一种沉浸式机构教学演示平台及教学演示方法

摘要

本发明提供了一种沉浸式机构教学演示平台及教学演示方法，包括控制计算机，与控制计算机连接的显示屏，与控制计算机连接的单片机控制模块，有一固定在底座上的摇柄机械装置，在摇柄机械装置上固定有转动检测装置，所述的转动检测装置与单片机控制模块连接。该方案通过调整恒定电源输出的电压，来调整磁粉制动器阻碍转盘转动的阻力，演示者在转动摇柄时能明显感觉到阻力值的变化。

说明书

技术领域

本发明涉及的是教学用品，尤其是一种利用计算机、单片机等实现沉浸式机构教学演示平台及教学演示方法。

背景技术

目前，传感技术、单片机编程控制技术和Visual Basic编程控制技术日益成熟。使用霍尔传感器能够实现转速物理量向电信号的可靠转换，单片机可以实现对机械装置的运动控制，单片机实现数据信息的处理和控制命令的发送，达到对各种功能进行控制的目的。

智能化教学越来越受到重视，而智能化教学则依托智能化的教学设备。在进行教学演示时，希望能够使播放者和视频之间有交互，能够直接感受到仿真机构的运动。本发明旨在解决这一交互问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种沉浸式机构教学演示平台及教学演示方法的技术方案，该方案通过调整恒定电源输出的电压，来调整磁粉制动器阻碍转盘转动的阻力，演示者在转动摇柄时能明显感觉到阻力值的变化。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种沉浸式机构教学演示平台，包括控制计算机，与控制计算机连接的显示屏，与控制计算机连接的单片机控制模块，本方案的特点是：有一固定在底座上的摇柄机械装置，在摇柄机械装置上固定有转动检测装置，所述的转动检测装置与单片机控制模块连接。

所述的转动检测装置为霍尔传感器。

所述的摇柄机械装置包括磁粉制动器，磁粉制动器中部设置有带有摇柄的转盘，在转盘上固定多个磁铁，磁粉制动器与一恒压电源连接，恒压电源与单片机控制模块连接。

所述的磁铁为四个，均匀的分布在圆形的转盘。

所述的磁粉制动器为ZX-0.6YS磁粉制动器。

沉浸式机构教学演示平台的教学演示方法，其特征在于包括如下步骤：

1）启动控制计算机和显示屏；

2）转动摇柄，转盘随摇柄转动，磁铁也随转盘转动，霍尔传感器检测到磁铁的转动，将信号传递到单片机控制模块，单片机控制模块将信息发送到控制计算机，通过显示屏显示出仿真机构转动视频；

3）控制计算机检测是否需要调整转动阻力，如果调整则进入步骤4），不需要调整阻力则重复步骤2）；

4）在控制计算机上设定压力值，单片机接收控制计算机设定的压力值，并调节恒压电源的输出电压；

5）恒压电源改变给磁粉制动器的输出电压，磁粉制动器的制动力量随着获得电压的改变而改变，此时转动摇柄就可以感觉到摇柄的阻力变化。

转盘上的磁铁为四个，均匀的分布在圆形的转盘上。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中转盘上有磁铁，则转盘在转动过程中磁铁也随转盘转动，这样霍尔传感器就可以检测到转盘的转动，有控制计算机与单片机连接，单片机与霍尔传感器连接，这样，控制计算机上演示的运动速度就可以与转盘的转动速度同步变化，要调整阻力时，在控制计算机上设置阻力值，单片机内控制程序可以依据此阻力值改变恒压源的输出电压，从而使磁粉制动器阻力发生变化，这样演示者在转动摇柄的过程中就能切实感觉到阻力，在教学中可以使仿真视频内容更加真实可控，提高教学效果。本发明的突出优点是很好地解决了计算机仿真视频与演示者之间的交互。转盘上的磁铁为四个，且均匀的分布在圆形的转盘上，这样转盘在转动过程中，霍尔传感器可以准确的测量到转盘的转动情况。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图中，1为底座，2为霍尔传感器，3为恒压电源，4为单片机控制模块，5为控制计算机，6为磁粉制动器，7为磁铁，8为转盘。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案的沉浸式机构教学演示平台，包括控制计算机5，与控制计算机5连接的显示屏，与控制计算机5连接的单片机控制模块4，有一固定在底座1上的摇柄机械装置，在摇柄机械装置上固定有转动检测装置，所述的转动检测装置与单片机控制模块连接。所述的转动检测装置为霍尔传感器2。

所述的摇柄机械装置包括磁粉制动器6，磁粉制动器6中部设置有带有摇柄的转盘8，在转盘8上固定多个磁铁7，磁粉制动器6与一恒压电源3连接，恒压电源3与单片机控制模块4连接。所述的磁铁7为四个，均匀的分布在圆形的转盘8。所述的磁粉制动器为ZX-0.6YS磁粉制动器。

工作时，启动控制计算机和显示屏；转动摇柄，转盘随摇柄转动，磁铁也随转盘转动，霍尔传感器检测到磁铁的转动，将信号传递到单片机控制模块，单片机控制模块将信息发送到控制计算机，通过显示屏显示出仿真机构转动视频；可以在控制计算机上设定压力值，单片机接收控制计算机设定的压力值，并调节恒压电源的输出电压；恒压电源改变给磁粉制动器的输出电压，磁粉制动器的制动力量随着获得电压的改变而改变，此时转动摇柄就可以感觉到摇柄的阻力变化。

本发明并不仅限于上述具体实施方式，本领域普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。