[发明专利]基于虚实融合实验的搅拌棒套件及其使用方法

说明书

本发明实施例公开了基于虚实融合实验的搅拌棒套件及其使用方法，搅拌棒套件包括搅拌棒和设置在搅拌棒内的搅动传感器，所述搅动传感器用于获取搅拌棒的运动状态，并将运动状态转化为电信号，发送给控制终端。方法包括根据搅动传感器内磁场的方向和实验操作规范，确定感应电动势的正方向；用所述搅拌棒搅拌液体，测量模块获取导体棒产生的感应电动势，并将该感应电动势传输至控制终端；根据感应电动势和确定的正方向，控制终端得到搅拌方向和搅拌速度；判断所述搅拌方向和搅拌速度是否均符合操作规范，并在不符合操作规范时，给出提示。通过本发明实施例的搅拌棒套件，在AR化学实验中，感知搅拌操作过程，实现AR实验中的人机交互。

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域,具体地说是基于虚实融合实验的搅拌棒套件及其使用方法。

背景技术

在化学实验中经常会使用玻璃棒进行搅拌，例如稀释浓硫酸，中和反应等实验。当进行AR(Augmented Reality，增强现实)化学实验时，AR化学实验系统无法感知用户是否进行搅拌，以及搅拌的方向和速度，从而无法判断用户的操作是否合乎化学实验操作标准。

现有技术进行AR化学实验时，还缺少对搅拌操作过程的感知，AR系统无法实现对搅拌操作的人机交互。

发明内容

本发明实施例中提供了基于虚实融合实验的搅拌棒套件及其使用方法，以解决现有AR化学实验中缺少对搅拌操作感知及监控的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了基于虚实融合实验的搅拌棒套件，包括搅拌棒，所述套件还包括设置在搅拌棒内的搅动传感器，所述搅动传感器用于获取搅拌棒的运动状态，并将运动状态转化为电信号，发送给控制终端。

进一步地，所述搅动传感器包括匀强磁场和在所述匀强磁场内运动的导体棒，所述导体棒的运动方向与磁场方向不平行，所述导体棒的两端连接测量模块，所述测量模块与控制终端无线通信。

进一步地，所述搅动传感器包括固定在搅拌棒内的绝缘轴，所述绝缘轴的两端固定设置电磁铁，两电磁铁的N极和S极相对设置，所述搅动传感器还包括绕所述绝缘轴转动的支撑架，所述导体棒设置在支撑架上。

进一步地，所述支撑架为方形架，所述导体棒与绝缘轴呈垂直状。

进一步地，所述搅动传感器还包括绝缘球，搅拌棒内壁设置供所述绝缘球运动的滑道，所述绝缘球通过牵引线连接所述支撑架。

进一步地，所述绝缘球为实心球。

本发明第二方面提供了基于虚实融合实验的搅拌棒套件的使用方法，根据所述的搅拌棒套件，包括以下步骤：

根据搅动传感器内磁场的方向和实验操作规范，确定感应电动势的正方向；

用所述搅拌棒搅拌液体，测量模块获取导体棒产生的感应电动势，并将该感应电动势传输至控制终端；

根据感应电动势和确定的正方向，控制终端得到搅拌方向和搅拌速度；

判断所述搅拌方向和搅拌速度是否均符合操作规范，并在不符合操作规范时，给出提示。

进一步地，根据所述感应电动势，控制终端得到搅拌方向和搅拌速度具体为:

根据感应电动势的正负，判断搅拌方向；

利用下式计算搅拌速度

E＝|E_V|

式中，E_V为测量模块的读数，θ为磁感线与导体棒运动方向的夹角，L为有效切割长度。