新型多功能教鞭設(shè)計

濱州學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

新型多功能教鞭設(shè)計

濱州學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院 劉玉美 祁曉麗

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，但隨之而來也出現(xiàn)了一些問題，過多依賴于PPT和激光筆，但有時又需要傳統(tǒng)教鞭來指示板書?；诖?，把傳統(tǒng)教鞭和激光筆結(jié)合起來并進行改進，設(shè)計了一種新型多功能教鞭，使老師能在PPT和板書之間轉(zhuǎn)換，具有伸縮、激光指示、噪音小等優(yōu)點，方便老師使用。

多功能教鞭；方便；可伸縮；噪音小

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已成為一種常態(tài)，激光筆也逐漸取代了傳統(tǒng)教鞭。但與此同時，也出現(xiàn)了一些問題，如有些老師受課程特點的影響，板書的使用會多于多媒體，所以在使用激光筆之余仍然需要教鞭，而傳統(tǒng)教鞭和激光筆之間的轉(zhuǎn)換則比較麻煩。此外，使用傳統(tǒng)教鞭在黑板上指示時也會發(fā)出比較大的聲音，而激光筆自帶的擴音器也會產(chǎn)生一定的噪音。如果能設(shè)計出一款集激光筆和傳統(tǒng)教鞭于一體的新型多功能教鞭，且成本低廉、方便攜帶、噪音較小，這將會方便老師在多媒體和板書之間快速轉(zhuǎn)換，而且可以給學(xué)生營造一個比較安靜的課堂環(huán)境，從而提高上課效率。

2 功能需求分析

新型多功能教鞭是為了使用戶在傳統(tǒng)教鞭與激光筆之間靈活、快速轉(zhuǎn)換，攜帶方便等目標而設(shè)計的，所以它的功能需求可以概括為：

（1）多媒體激光指示功能。這一功能沿用了傳統(tǒng)激光筆能夠指示重點內(nèi)容、上下翻動PPT的特點，為大家在進行PPT展示時使用。該功能主要通過一個簡單的紅外線模塊裝置來實現(xiàn)的，該裝置能夠發(fā)送出紅外射線，來指點PPT屏幕上的文字等，不僅讓學(xué)生的思維能夠跟隨老師的教授和引導(dǎo)，而且還可以突出重難點知識。

（2）伸縮功能。這一功能是對傳統(tǒng)教鞭的引用和改進，主要是通過一根伸縮桿來實現(xiàn)的。該功能更加適合于那些受課程特點限制而慣用板書的老師們。該裝置由電機控制伸縮桿的上下伸縮，在需要指點黑板上的知識時，伸縮桿伸出，甚至在近距離指示PPT屏幕時也可以使用變長的教鞭。當(dāng)需要遠距離指示PPT屏幕時，收回伸縮桿，使用紅外線指示功能即可。此外，在不使用多功能教鞭時，也可以使伸縮桿處于回收狀態(tài)，這樣方便攜帶。

（3）擴音功能。這一功能是由一個簡單的擴音器配合電池構(gòu)成，主要用于大教室或者聲音低的老師使用。

（4）防噪音功能。主要是針對伸縮桿的頭部采用了特殊材料，當(dāng)老師拉伸伸縮桿用于在黑板上進行指點時，不會像傳統(tǒng)教鞭一樣發(fā)出聲音，起到了降噪的作用。

（5）攜帶方便。這一功能主要是通過外觀設(shè)計來實現(xiàn)的。外觀設(shè)計成一支粗筆的樣式，且有筆夾，可以夾在衣服或包上，而它的材料選用輕便的復(fù)合材料，方便使用者攜帶。

（6）遙控功能。這一功能也沒有脫離原始激光教鞭的遙控功能，通過遙控器和安裝在電腦端的接收器將多功能教鞭與多媒體及電腦以無線的形式連接起來，采用無線射頻技術(shù)，在數(shù)十米之外也可操控，而且可繞過或穿過障礙物，抗干擾能力強，功耗低。

3 設(shè)計方案

3.1 外部框架設(shè)計

該新型多功能教鞭的外部框架是由高級復(fù)合塑料膠結(jié)而成，整體呈現(xiàn)圓柱形，可兩頭使用，方便紅外線功能和伸縮功能二者的轉(zhuǎn)換。最終的產(chǎn)品堅固結(jié)實，方便攜帶。

圖1 整體結(jié)構(gòu)平面圖

如圖1所示，位于整體結(jié)構(gòu)平面圖中上部的是一個紅外線發(fā)射裝置。當(dāng)按下相應(yīng)的按鈕時，則由集成電路內(nèi)部按編碼發(fā)出驅(qū)動信號，經(jīng)過功率管放大推動紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。紅外線發(fā)射裝置及按鈕下方是PPT翻頁按鈕，再下面是整個動力所在，即電源的部分，里面放置了兩個1.5V的紐扣電池，可從中間擰開，隨時更換電池。電源的下方依次是擴音裝置按鈕及擴音裝置，以及伸縮桿。在整體教鞭的外側(cè)，緊鄰紅外發(fā)射裝置的部分還設(shè)計了一個小夾子，類似于鋼筆上的小夾子，它的內(nèi)側(cè)充滿鋸齒，能有效的夾緊衣服、課本等方便放置的地方。

3.2 伸縮裝置設(shè)計

該部分是由一個普通的伸縮桿演變而成，將伸縮桿的手柄拆卸下來，粘合在教鞭的與紅外發(fā)射裝置相反的一端，通過在不同環(huán)境下使用者適當(dāng)?shù)睦靵碚{(diào)節(jié)長度。

3.3 遙控模塊設(shè)計

該遙控裝置是由一個RF射頻遙控器和一個接收器(USB接口)組成，RF射頻搖控器內(nèi)嵌有無線RF射頻發(fā)射器，在使用時只需將接收器插入電腦主機的USB接口，無需安裝驅(qū)動即可正常工作，使用者只需點擊RF射頻遙控器的開關(guān)即可。具體原理圖見圖2。

圖2 遙控裝置原理圖

3.4 結(jié)構(gòu)比例設(shè)計

該產(chǎn)品的比例設(shè)計按照使用者的使用便捷程度做了嚴格的配比，盡最大可能使其最小化。

（1）按鈕雖然相對較大，但其實只有0.5厘米的直徑，摸起來更舒適，使用也更方便。

（2）圓柱形教鞭的整體直徑在2.5厘米左右，非常適合手持，拿起來會比較舒服。

（3）整體的長度控制在了13cm左右。

4 結(jié)束語

該新型多功能教鞭結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)過測試，各模塊運行正常，操作方便，能夠很好地實現(xiàn)各項功能，特別是傳統(tǒng)教鞭和激光筆的結(jié)合，使得老師能夠在PPT屏幕和板書之間順利進行轉(zhuǎn)換，可以為學(xué)生更好地指示知識，增進了與學(xué)生的互動交流，提高了課堂的教學(xué)效果。

[1]賴彪,金海鷹,賈惠芹.USB-RS232轉(zhuǎn)換卡的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011.

[2]馬履中,謝俊,尹小琴.機械原理與設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社,2015.

[3]肖文雅,王燕,包新彩.一種基于手套的激光教鞭[J].福建電腦,2016,32(5):52-52.

[4]余錫存,曹國華.單片機原理及接口技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2014.

[5]張屹峰.多媒體教室的自制激光筆交互系統(tǒng)[D].上海交通大學(xué),2013.

祁曉麗（1986—），山西晉中人，助教，主要研究方向：市場營銷。

濱州學(xué)院2015年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”項目（項目編號：201510449037）。

劉玉美（1993—），山東濰坊人，濱州學(xué)院經(jīng)濟管理學(xué)院本科生。