[发明专利]一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统，其特征在于：所述基于虚拟现实技术的数字式教学系统包括虚拟教学教室、监控摄像头、门禁管理装置、中继服务器、现场数据服务器、智能网关、数据通讯网络、基于云计算数据处理服务器，所述虚拟教学教室至少两个，每个虚拟教学教室内均设一个门禁管理装置、一个现场数据服务器和一个智能网关，且所述现场数据服务器与门禁管理装置、智能网关及虚拟教学教室间分别通过数据通讯网络连接，各虚拟教学教室内的智能网关间相互并联并分别通过数据通讯网络与中继服务器建立数据连接，所述中继服务器和基于云计算数据处理服务器均位于各虚拟教学教室外，且中继服务器与基于云计算数据处理服务器间相互连接，所述监控摄像头数量与虚拟教学教室数量一致，且每个虚拟教学教室内均设至少一个监控摄像头，且监控摄像头光轴与虚拟教学教室轴线相交，交点与虚拟教学教室地平面间间距为虚拟教学教室有效高度的1/3—2/3，监控摄像头分别与其所在虚拟教学教室的智能网关电气连接；所述的虚拟教学教室内设至少一个教学组，且当教学组为两个及两个以上时，各教学组间并联并通过数据通讯网络与虚拟教学教室内的智能网关连接；所述的教学组包括承载龙骨、直线驱动滑轨、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、电子白板、定向扬声器、投影仪、通讯摄像头、VR头盔、VR手套、座椅及辅助控制电路，所述承载龙骨为横断面呈矩形的框架结构，与虚拟教学教室顶部连接，其轴线与虚拟教学教室顶部垂直分布，所述主升降驱动机构一端与承载龙骨下端面垂直连接并同轴分布，下端面通过转台机构与投影仪连接，所述投影仪至少两个，环绕主升降驱动机构轴线均布并与转台机构相互连接，且所述投影仪轴线与主升降驱动机构轴线相交并呈±30°夹角，且每个投影仪光轴均与一个电子白板前端面垂直相交，且交点位于电子白板中点位置，所述电子白板数量与投影仪数量一致，其后端面通过转台机构与辅助升降驱动机构下端面连接，且电子白板前端面与辅助升降驱动机构轴线呈±30°夹角，所述电子白板侧表面设至少两个定向扬声器，所述定向扬声器以电子白板轴线对称分布并通过转台机构与电子白板侧表面铰接，且对称分布在电子白板两侧的定向扬声器轴线相交，且交点位于电子白板前面至少30厘米处，所述辅助升降驱动机构上端面通过直线驱动滑轨与承载龙骨下端面滑动连接，所述直线驱动滑轨环绕承载龙骨轴线均布，且各直线驱动滑轨与承载龙骨下端面平行分布，其轴线与承载龙骨轴线垂直并相交，所述座椅若干，环绕承载龙骨轴线均布并与虚拟教学教室地平面连接，且座椅轴线与主升降驱动机构轴线成0°—45°夹角，且每个座椅均与一个VR头盔和一个VR手套构成一个工作组，且各VR头盔、VR手套均通过弹性连接带与座椅侧表面连接，其中所述VR头盔上设一个通讯摄像头，所述通讯摄像头光轴与VR头盔光轴相交，且交点位于VR头盔正前方至少50厘米处，所述辅助控制电路嵌于承载龙骨内，并分别与直线驱动滑轨、主升降驱动机构、辅助升降驱动机构、电子白板、定向扬声器、投影仪、通讯摄像头、VR头盔、VR手套及虚拟教学教室内电源系统，且辅助控制电路另通过数据通讯网络与智能网关相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统，其特征在于：所述的投影仪与转台机构间通过承载基座连接，所述承载基座为与主升降驱动机构同轴分布的框架结构，承载基座内设若干隔板，上端设若干散热风机，所述投影仪嵌于承载基座内并环绕承载基座轴线均布，且相邻两个投影仪间通过隔板相互隔离，所述投影仪对应的承载基座上端面位置均设一个散热风机，所述散热风机与辅助控制电路电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统，其特征在于：所述的直线驱动滑轨上设位移传感器、所述主升降驱动机构、辅助升降驱动机构上设至少一个磁致伸缩传感器，所述转台机构上设至少一个角度传感器，所述位移传感器、磁致伸缩传感器及角度传感器均与辅助控制电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统，其特征在于：所述的主升降驱动机构、辅助升降驱动机构均为至少两级电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的数字式教学系统，其特征在于：所述的辅助控制电路为基于物联网控制器、可编程控制器中任意一种或两种共用为基础的电路系统。