一种平面设计教学辅助装置

本发明属于教学用具，具体涉及一种平面设计教学辅助装置。

背景技术：

1、平面设计，也称为视觉传达设计，是以视觉作为沟通和表现的方式，透过多种方式来创造和结合符号、图片和文字，借此作出用来传达想法或讯息的视觉表现，因此在平面教学过程中需要展示三维实体模型，就需要用到辅助装置对三维实体模型进行多角度展示，现有技术中也出现了一些关于平面设计教学用多功能辅助装置的技术方案，如申请号2019201170915的一项中国专利公开了广告平面设计的教学辅助装置，包括底座，底座中开设有凹槽，凹槽中设有电机，凹槽的槽壁上固设有多个均匀分布的支撑柱，支撑柱端部固设有位于凹槽上方的镜面板，镜面板的镜面照射面朝向上方，电机的输出轴端设有贯穿镜面板的转轴，转轴通过电机带动转动，转轴端部处设有放置立体模型的透明转盘，透明转盘的边沿上固设有透明的弹性环，转轴为透明状，转轴与电机的输出轴间设有减速机构，但是现有技术在实际使用中，该技术方案虽然使得模型能够进行旋转展示，但是展示效果单一，影响学生通过立体模型在脑海中构建三维模型的学习效果，为此我们提出一种平面设计教学辅助装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种平面设计教学辅助装置，预处理模块首先通过采集模块对支撑组件、三轴转向组件以及夹持组件进行三维扫描，然后通过三维成像模块得到装置本体的基础三维成像，再然后使用夹持组件夹持待教学展示的三维实体模型，接着采集模块对三维实体模型进行三维扫描，然后通过三维成像模块得到三维实体模型的实体三维成像；三维成像模块对基础三维成像以及实体三维成像进行处理并展示实体三维成像，并在展示过程中通过驱动展示模块控制三轴转向组件进行辅助实物展示，具体的三维成像模块通过三维显示软件进行实体三维成像展示，用户在三维显示软件中对实体三维成像进行任意方向转动时，驱动展示模块对用户转动的任意角度进行三轴分解，分解成z轴、x轴以及y轴的三轴分解数据，驱动展示模块将三轴分解数据反馈至终端控制器，终端控制器根据z轴、x轴以及y轴的三轴分解数据分别控制第一电机、第二电机以及第三电机同步转动，使得实体模型跟随计算机显示的实体三维成像同步转动。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种平面设计教学辅助装置，包括装置本体以及用于控制所述装置本体的控制系统，所述装置本体包括支撑组件、三轴转向组件、夹持组件以及三维成像组件，所述三轴转向组件设置在所述支撑组件上，所述夹持组件以及所述三维成像组件设置在所述三轴转向组件上；

4、所述控制系统包括预处理模块、采集模块、三维成像模块以及驱动展示模块，所述预处理模块首先通过所述采集模块对所述支撑组件、三轴转向组件以及夹持组件进行三维扫描，然后通过所述三维成像模块得到所述装置本体的基础三维成像，再然后使用夹持组件夹持待教学展示的三维实体模型，接着所述采集模块对三维实体模型进行三维扫描，然后通过所述三维成像模块得到所述三维实体模型的实体三维成像；所述三维成像模块对基础三维成像以及实体三维成像进行处理并展示实体三维成像，并在展示过程中通过所述驱动展示模块控制所述三轴转向组件进行辅助实物展示，所述终端控制器通过数据线连接的计算机上运行有三维显示软件，在所述驱动展示模块控制所述三轴转向组件进行辅助实物展示的具体过程中，首先所述三维成像模块通过所述三维显示软件进行实体三维成像展示，用户在三维显示软件中对实体三维成像进行任意方向转动时，所述驱动展示模块对用户转动的任意角度进行三轴分解，分解成z轴、x轴以及y轴的三轴分解数据，所述驱动展示模块将所述三轴分解数据反馈至所述终端控制器，所述终端控制器根据z轴、x轴以及y轴的三轴分解数据分别控制所述第一电机、第二电机以及第三电机同步转动，使得实体模型跟随计算机显示的实体三维成像同步转动。

5、优选地，所述支撑组件包括支撑底板，所述支撑底板上设有相互平行的第一阻尼伸缩杆以及第一电动伸缩杆，所述第一阻尼伸缩杆以及所述第一电动伸缩杆端部设有安装平台，所述三轴转向组件安装在所述安装平台上；所述三轴转向组件包括设置在所述安装平台上的回形框，所述回形框上端中部活动设有第一转轴，所述第一转轴竖直放置，所述第一转轴上部输出端设有l形杆，所述l形杆上端活动设有第二转轴，所述第二转轴水平放置，所述第一转轴与所述第二转轴共面且垂直，所述第二转轴端部连接有c形杆，所述c形杆端部通过轴承连接有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆水平放置，所述第二电动伸缩杆与所述第二转轴共面且垂直；所述回形框内部设有第一电机，所述第一电机输出端与所述第一转轴下端部连接，所述l形杆上端侧部设有第二电机，所述第二电机输出端与所述第二转轴端部连接；所述c形杆两端均设有一个安装条，所述安装条上设有导电滑环，所述导电滑环套设在所述第二电动伸缩杆上，所述第二电动伸缩杆上还套设有第一齿轮，其中一个所述安装条上安装有第三电机，所述第三电机输出端设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相互啮合

6、优选地，所述夹持组件包括设置在所述第二电动伸缩杆输出端的橡胶块，所述橡胶块上设有阵列分布的凸点。

7、优选地，所述三维成像组件包括设置在所述第二电机上的第二阻尼伸缩杆，所述第二阻尼伸缩杆端部通过阻尼铰接轴铰接有转动块，所述转动块上开设有榫槽，所述榫槽卡接有卯块，所述卯块上设有三维扫描仪器。

8、优选地，所述支撑底板上设有的终端控制器，所述终端控制器与所述三维扫描仪器、所述第一电动伸缩杆、所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机以及所述导电滑环通过导线连接，所述终端控制器通过电源线外界电源，所述终端控制器通过数据线与计算机实现数据传输。

9、优选地，所述混合现实展示模块，所述混合显示模块用于更换所述三维成像模块通过计算机展示的实体三维成像的背景，所述背景为实体场景或者虚拟场景，所述终端控制器还用于自动控制所述三轴转向组件对实体模型进行转向展示。

10、本发明取得的技术效果为：

11、本发明中，首先人通过三维成像模块得到装置本体的基础三维成像，然后将实体三维模型放置在两个橡胶块之间，通过两个橡胶块稳定夹持实体三维模型，此时在三维成像模块的控制下，三轴转向组件实现带动实体模型绕着y轴方向转动，在实体模型转动过程中，三维扫描仪持续扫描，使得三维成像模块得到实体三维成像以及基础三维成像叠加状态，由于预处理模块已经实现得到基础三维成像，所以这时三维成像模块对基础三维成像以及实体三维成像的叠加状态的处理方式是直接去除基础三维成像，因此计算机上只显示实体三维成像；在计算机的三维显示软件单独显示实体模型时，鼠标拖动实体三维成像在三维空间坐标系转动，通过对实体三维模型转动角度进行分解，能够生成三轴分解数据(z＝ɑ,x＝β,y＝θ)，终端控制器获取三轴分解数据(z＝ɑ,x＝β,y＝θ)后，控制第一电机输出端转动ɑ°、第二电机输出端转动β°以及第三电机输出端转动θ°，通过控制第一电机、第二电机以及第三电机转动，实现控制实体模型能够绕着z轴、x轴以及y轴转动，实现通过计算机显示软件在展示过程中通过驱动展示模块控制三轴转向组件进行辅助实物展示，使得实物模型能够在三轴转向组件的驱动下跟随计算机显示软件中的实体三维成像转动，大大提高平面设计教学对实体模型的展示效果。

12、本发明中，本装置不仅能够外接计算机，通过计算机显示软件在展示过程中通过驱动展示模块控制三轴转向组件进行辅助实物展示，还可以不外接计算机，直接通过自身终端控制器进行控制，通过终端控制器的机械按钮生成指令，三轴转向组件对实物模型进行多角度展示；本装置使用范围更广。

13、本发明中，通过设置混合现实展示模块，混合显示模块用于更换三维成像模块通过计算机展示的实体三维成像的背景，背景为实体场景或者虚拟场景；在实际使用中，通过混合显示展示模块，实现在计算机显示软件上更换背景，更换的背景可以是拍摄的实际场景视频，也可以是构建的虚拟场景，因此能够更加直观的展示三维实体模型在不同场景中的感观色彩，因此更加有利于进行平面教学。