[发明专利]一种沉浸式虚实交互的实训系统及其方法

权利要求书

1.一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：其包括实验桌、实验设备、控制主机，实验桌具有作为投影平面的矩阵平面，矩阵平面的上方设有投影机和摄像机，矩阵平面内置铁磁材料，分别具有不同大小的实验设备磁吸附于矩阵平面，矩阵平面的四侧边设置红外触控模块形成覆盖矩阵平面的触控平面，实验桌对应矩阵平面的下方具有内部容纳腔，控制主机和实验外围设备放置在容纳腔内，实验设备的连线与容纳腔内的外围设备连接；控制主机分别连接红外触控模块、投影机，控制主机内置实训教学信息，红外触控模块探测矩阵平面上的实验设备大小和位置以及用户交互动作信息；控制主机基于实验设备的大小识别出在当前实训场景下的设备类型，投影机在控制主机的控制下投射教学信息以及交互反馈信息至矩阵平面；矩阵平面由若干矩形单元可拆卸拼接成型，矩形单元包括外壳、铁磁材料金属板、钳位板和单元底板，外壳的上表面为投影平面且间隔分布至少一个作为像素槽的外壳通孔，像素槽内磁吸附有磁吸附模块，外壳通孔具有向外壳内侧延伸的内壁，内壁的深度等于磁吸附模块的厚度，铁磁材料金属板套设在内壁外侧并与外壳的内侧紧贴，便于底部设有磁铁的实验设备磁吸附在矩阵平面，钳位板和单元底版由上至下依次设在内壁的底部开口，钳位板对应底部开口的至少两个侧边设有用于安装磁铁条的嵌入槽，磁铁条固定安装于嵌入槽内且部分突出底部开口，单元底板对应磁铁条突出部分具有支撑凸块，外壳投影平面为亚光带皮纹平面，确保图像投射的上面有良好的显示效果；外壳与铁磁材料金属板接触的内侧表面磨砂，外壳内侧设有若干定位柱，定位柱依次穿过铁磁材料金属板、钳位板与单元底板的连接孔固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：磁吸附模块包括金属板和套设在金属板上的塑料外壳，塑料外壳的外部上表面为投影平面，贴近塑料外壳的内表面设有便于吸附磁铁的铁磁材料板，铁磁材料板的底面设有铆柱，铁磁材料板通过铆柱与金属板上设有的安装孔固定连接，金属板的至少两侧边上具有限位凸起，塑料外壳的底面四侧对应限位凸起开设凹槽，磁吸附模块通过限位凸起与矩阵平面的磁铁磁吸附连接。

3.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：磁吸附模块整体呈方形，金属板、铁磁材料板和塑料外壳整体呈方形，金属板的四侧边上具有限位凸起，金属板整体呈米字形；或者磁吸附模块整体具有月牙缺口，金属板、铁磁材料板和塑料外壳在同一侧边上内凹形成月牙缺口，月牙缺口设置便于连接线缆同月牙缺口接入矩阵平面内部，金属板的除月牙缺口的其他三侧边上具有限位凸起。

4.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：红外触控模块包括排布在四侧边的红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：实验桌还嵌入音频播放设备，控制主机内置实训教学音频，用户点击对应的实验设备时播放预设的教学音频。

6.根据权利要求1所述的一种沉浸式虚实交互的实训系统，其特征在于：实验桌为台式结构，矩阵平面位于台式实验桌的上端面；或者实验桌为立式结构，矩阵平面设于立式实验桌是正面；实验桌对应矩阵平面的四侧面上开设有开关门，实验桌的底部设有滚轮，便于移动实验桌。