基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统

技术领域

本发明涉及技术领域，具体为基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统。

背景技术

针对目前大学生课堂听课效率不高，注意力不集中的问题，基于树莓派建立课堂实时反馈，课后汇总分析的人脸表情识别教学辅助系统，在课堂结束后，将课堂的听课状态上传至网页，学生可查看自己的课堂听课评估报告，教师可查看每个同学的听课状况。

如今大学课堂倦怠现象已经司空见惯，学生常常在课堂上玩手机而不听课，在课堂上最常干的三件事分别是上网、睡觉和聊天。课堂现状不乐观，大学课堂的特点为内容多、知识复杂、难度大，老师不能投入大量经历管理课堂，为此，我们提出了基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统。

发明内容

本发明的目的在于提供基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统，包括框架，所述框架的上表面固定连接有支架，所述支架远离框架的一端安装有可旋转的摄像头，所述框架的两侧面均固定连接有安装板，所述框架的内部设置有可滑动的黑板和可滑动的方形板，所述黑板和方形板相互靠近的一面均固定连接有齿板，两个所述齿板之间设置有齿轮，所述齿轮与齿板相啮合，所述齿轮的内部转动连接有旋转轴，所述旋转轴的外表面与框架的内壁转动连接，所述方形板的外表面固定连接有显示屏，所述方形板远离显示屏的一面固定连接有线路板，所述框架的内部位于黑板的位置设置有清理机构，所述框架的内部设置排线机构，所述框架的侧壁位于排线机构的位置开设有线孔。

优选的，所述黑板和方形板的外表面均固定连接有滑槽，所述框架的内壁位于滑槽的位置固定连接有导轨，所述滑槽的内壁与导轨的外表面滑动连接。

优选的，所述清理机构包括毛刷，所述毛刷的外表面固定连接有滑杆，所述滑杆的外表面套接有套筒，所述套筒的一端与框架的内壁固定连接。

优选的，所述滑杆和套筒的外表面套接有弹簧，所述弹簧的一端与毛刷的外表面固定连接，所述弹簧远离套筒的一端与框架的内壁固定连接。

优选的，所述排线机构包括空心轴，所述空心轴的两端均与框架的内壁转动连接，所述空心轴的内部与线孔的内部固定连通。

优选的，所述空心轴的外表面固定连接有线辊，所述线辊的外表面缠绕有线缆，所述线缆的一端与线路板相连接。

优选的，所述空心轴的外表面套接有扭簧，所述扭簧的一端与线辊的外表面固定连接，所述扭簧远离线辊的一端与框架的内壁固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过摄像头、安装板、显示屏、排线机构、方形板和线路板之间的配合，首先在摄像头的作用下能够对学生进行及时的监控，同时也能够将学生的表情、抬头次数等拍摄下来，然后经过排线机构传递至线路板的内部，使每个学生和老师均可通过网页查看自己的课程评估报告和听课状况，同时在摄像头的作用下也能够及时的了解学生在课堂上是否玩手机、上网和睡觉等，实现了能够及时的对课堂进行检测，且能够评估课堂学习质量的目的。

本发明通过毛刷、滑杆、套筒和弹簧之间的配合，在弹簧的作用下能够使毛刷与黑板始终接触在一起，然后使毛刷能够与黑板始终接触在一起，此时通过黑板的移动便于对黑板进行清理。

本发明通过空心轴、线辊和扭簧的配合，进而在扭簧的作用下使线辊在复位的时候比较方便，进而能够使线缆始终保持绷紧的状态，然后使显示屏在移动的时候使线缆不会出现过于蓬松的情况。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明框架结构示意图；

图3为本发明框架剖视示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明框架内部结构示意图；

图6为本发明俯视结构示意图；

图7为发明排线机构安装结构示意图；

图8为本发明局部放大结构示意图。

图中：1-框架、2-支架、3-导轨、4-摄像头、5-安装板、6-黑板、7-方形板、8-齿板、9-齿轮、10-旋转轴、11-显示屏、12-线路板、13-清理机构、131-毛刷、132-滑杆、133-套筒、134-弹簧、14-排线机构、141-空心轴、142-线辊、143-线缆、144-扭簧、15-线孔、16-滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供技术方案：基于树莓派的表情识别课堂评估教学辅助系统，包括框架1，框架1的上表面固定连接有支架2，支架2远离框架1的一端安装有可旋转的摄像头4，在支架2的作用下实现了对摄像头4的支撑，然后使摄像头4在使用的时候更加稳定，同时摄像头4能够及时的监控学生的学习状态，以及通过人脸识别监测出学生上课的数量等。

框架1的两侧面均固定连接有安装板5，框架1的内部设置有可滑动的黑板6和可滑动的方形板7，横板和方形板7的外表面均固定连接有滑槽16，框架1的内壁位于滑槽16的位置固定连接有导轨3，滑槽16的内壁与导轨3的外表面滑动连接，在滑槽16和导轨3的作用下，实现了对黑板6和方形板7的支撑，然后使方形板7和黑板6在使用的时候更加稳定。

黑板6和方形板7相互靠近的一面均固定连接有齿板8，两个齿板8之间设置有齿轮9，齿轮9与齿板8相啮合，齿轮9的内部转动连接有旋转轴10，旋转轴10的外表面与框架1的内壁转动连接，黑板6的移动在齿轮9和齿板8的作用下能够使方形板7进行移动，进而使黑板6和方形板7在使用的时候不会位于同一侧，同时在讲课的时候能够随时的对黑板6进行清理，缩短了传统擦黑板6时需要较长时间的问题。

方形板7的外表面固定连接有显示屏11，方形板7远离显示屏11的一面固定连接有线路板12，框架1的内部位于黑板6的位置设置有清理机构13，清理机构13包括毛刷131，毛刷131的外表面固定连接有滑杆132，滑杆132的外表面套接有套筒133，套筒133的一端与框架1的内壁固定连接，在滑杆132和套筒133的作用下，实现了对毛刷131的支撑，同时在毛刷131的作用下，能够对黑板6进行清理，与板擦清理黑板6相比，可以节约大量的时间。

滑杆132和套筒133的外表面套接有弹簧134，弹簧134的一端与毛刷131的外表面固定连接，弹簧134远离套筒133的一端与框架1的内壁固定连接，在弹簧134的作用下，使黑板6能够与毛刷131紧密的接触在一起，然后在对黑板6进行清理的时候更加方便。

框架1的内部设置排线机构14，框架1的侧壁位于排线机构14的位置开设有线孔15，排线机构14包括空心轴141，空心轴141的两端均与框架1的内壁转动连接，空心轴141的内部与线孔15的内部固定连通，摄像头4连接的电线可以经过线孔15进入至空心轴141的内部，然后与方形板7后面的线路板12实现数据的交流。

空心轴141的外表面固定连接有线辊142，线辊142的外表面缠绕有线缆143，线缆143的一端与线路板12相连接，线缆143远离线路板12的一端与空心轴141内部的电线相连接，然后便于线缆143缠绕在线辊142上，进而使线缆143在使用的时候不会出现缠绕的情况。

空心轴141的外表面套接有扭簧144，扭簧144的一端与线辊142的外表面固定连接，扭簧144远离线辊142的一端与框架1的内壁固定连接，线辊142和空心轴141转动的时候能够使扭簧144产生扭力，然后在扭力的作用下能够使线辊142在复位的时候更加方便，线辊142在转动的时候能够将多余的线缆143缠绕起来。

工作原理：该设备在使用时，首先通过安装板5将该设备安装在讲台上，然后将摄像头4与线路板12通过线缆143连接起来，且线缆143经过线孔15和空心轴141缠绕在线辊142上，然后打开摄像头4即可对学生的上课状态进行监控，且监控的数据能够经过线缆143与线路板12进行数据的交流，同时将监控的画面能够进过线路板12传递至网页上，然后学生和老师能够经过网页观看自己的上课状态，然后对自己上课的情况进行评估，同时当老师在黑板6上写满时，通过移动黑板6，而毛刷131在弹簧134的作用下能够与黑板6紧密的接触在一起，此时黑板6在移动的过程中，能够对黑板6进行清理，进而节约老师在讲课时擦黑板6的时间，同时黑板6移动的时候能够使齿轮9转动，进而使方形板7进行移动，然后使黑板6与方形板7不会位于同一侧，使显示屏11和黑板6不会相互遮挡，便于老师实现多媒体的教学，同时方形板7在移动的时候能够拉动线缆143移动，进而使线辊142转动，线辊142在转动的时候能够使扭簧144产生扭力，在扭力的作用下使线辊142复位，此时能够使多余的线缆143缠绕在线辊142上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。