一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置

技术领域

本发明涉及教学辅助设备领域，具体为一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置。

背景技术

在汽车电控系统的实训教学中，正确掌握对车辆或教具设备的检测是学生必须具备的技能之一，教师一般在实训车间采用现场演示教学，即将测试仪表的测量笔插在被检测车辆的线束插头处，此时在测试仪表的屏幕上显示出检测数值，被检测车辆具体参见中国发明专利申请号为CN202010791082.1，名称为一种特斯拉电动汽车的实训教具。

还有即在被检测车辆（或教具）上引出线束到实训台的检测端子处，将测试仪表的测试笔插进检测端子内，此时在测试仪表的屏幕上也可显示出检测数值，实训台具体参见中国发明专利申请CN202210384747.6，名称为一种特斯拉电动汽车电池管理和电机控制互联检测装置具、方法。

目前，教师常用的测试仪器有数字万能表、示波器、故障诊断仪等，众所周知，上述这些测试仪器的显示屏幕小的只有1.5寸，大的也只有6寸左右。然而，在学生人数较多的实训教学中，教师在演示检测时，只有教师或者前排极个别学生能看到测试仪器显示屏幕的检测数值，外围的大多数学生无法亲眼看到显示屏幕上的检测数值，只能听教师口报检测数值，从而严重影响教学效果，导致学生后续考核练习不合格。

因此，本领域技术人员亟需设计出一种适用于汽车实训教学中可将测试仪器显示屏幕放大显示的装置及操作方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，解决教师在实训演示检测时，目前因测试仪器的屏幕小，导致外围大多数学生无法亲眼看到屏幕上的检测数值，只能听教师口报，从而影响教学效果，致使学生后续考核训练不合格的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，该装置包括仪表柜，和位于所述仪表柜上摄像组件，以及与所述摄像组件相电性连接的显示器，其中：

所述摄像组件包括控制座、机械臂、摄像机，所述控制座安装于所述仪表柜上，所述机械臂安装在所述控制座的上方，所述机械臂至少具有三个自由度，所述摄像机安装在所述机械臂的上端，所述控制座中的控制器与所述机械臂和所述摄像机相电性连接，所述摄像机跟随所述机械臂的运动，来实现对所述仪表屏的视觉追踪、标定和拍摄，所述摄像机并将拍摄到的检测数值经所述控制器传递给所述显示器，随即所述显示器的显示面板上放大显示出检测数值。

在一种可能的实现方式中，所述控制座还包括壳体，所述壳体经紧固件安装在所述仪表柜上端面的设备区域内，所述控制器安装在所述壳体内。

在一种可能的实现方式中，所述控制器包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，其中：

所述第一模块与所述第二模块和所述第三模块相电性连接，所述第一模块把收集控制的所述机械臂的工作信息，传递给所述第二模块和所述第三模块；

所述第二模块与所述第三模块相电性连接，所述第二模块将获得的所述机械臂的工作信息进行分析和规划，并将规划结果传递给所述第三模块；

所述第三模块依据所述第一模块输入的指令和所述第二模块分析规划指令控制所述机械臂的运动，使所述摄像机捕捉到所述仪表屏视觉信息，所述摄像机与所述第三模块相电性连接，所述摄像机将所述仪表屏的视觉信息传递给所述第三模块和所述第四模块，所述第三模块接收到所述仪表屏的视觉信息后控制所述机械臂停止运动，所述第四模块接收到所述仪表屏的视觉信息后把所述摄像机拍摄到的所述检测数值放大到所述显示器上。

在一种可能的实现方式中，所述仪表屏安装在测试仪表的仪表壳上，所述仪表屏的颜色与所述仪表壳的颜色不同，所述仪表壳放置在所述仪表柜上端面的仪表区域内。

在一种可能的实现方式中，所述仪表柜的仪表区域上铺设有防滑垫，所述防滑垫的颜色与所述仪表屏的颜色不同。

在一种可能的实现方式中，所述仪表柜还包括若干个抽屉，所述抽屉从上到下依次安装在所述仪表柜的柜体上，所述抽屉用于存放所述测试仪表。

在一种可能的实现方式中，所述机械臂具有六个自由度，且包括顺次连接的六个驱动机构，所述驱动机构包括舵机和机臂，所述舵机与所述控制器相电性连接，两两相邻的所述驱动机构的舵机中轴线相垂直，所述摄像机经安装块安装在最后一个驱动机构的机臂上。

在一种可能的实现方式中，所述显示面板为32-55英寸，所述显示面板的数量至少两块，并且两两相邻的所述显示面板为无缝拼接。

在一种可能的实现方式中，所述显示器还包括基板和背光模组，所述显示面板呈阵列式贴合于所述基板的一侧，所述背光模组为一体式结构，且贴合于所述基板的另一侧。

在一种可能的实现方式中，该装置还包括显示架，所述显示器安装在所述显示架上，所述显示架底部设有万向轮。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，该装置包括仪表柜、摄像组件和显示器，日常测试仪表摆放在仪表柜的抽屉内，实训检测时测试仪表摆放在仪表柜的防滑垫上，摄像组件位于仪表柜的上方，摄像组件包括控制座、机械臂和摄像机，摄像机跟随机械臂的运动，来实现对仪表屏的视觉追踪、标定和拍摄，摄像机并将拍摄到的检测数值经控制器传递给显示器，随即显示器的显示面板上放大显示出检测数值，使得外围的大多数学生可以通过显示器看到仪表屏上的检测数值，从而提高了教学效果，确保学生后续考核训练合格，从而为行业、企业培养实用、合格的紧缺人才。

本发明提供的一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，摄像组件中的机械臂具有六个自由度，且包括顺次连接的六个驱动机构，驱动机构包括舵机和机臂，舵机与控制器相电性连接，两两相邻的驱动机构的舵机中轴线相垂直，摄像机经安装块安装在最后一个驱动机构的机臂上。该摄像组件具有颜色识别追踪的功能，教师随意将测试仪表放置到仪表柜的仪表区域内，机械臂会自动识别追踪到测试仪表的仪表屏，使得教师不用手动调整摄像机与仪表屏的对应关系，从而节省了教师宝贵的教学时间，提高了教学效果。

本发明提供的一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，摄像组件中的摄像机不仅能跟随机械臂的运动来实现对仪表屏的视觉追踪、标定，还可以对仪表屏上的检测数值进行拍摄，并将拍摄到的检测数值经控制器传递给显示器，从而在显示器的显示面板上放大显示出检测数值。以上结构，使得摄像机具有多用途、多功能，从而节约了制造成本。

附图说明

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为实施例一中的该装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为实施例一中的显示器的剖视图；

图4为实施例一中的该装置的电路原理图；

图例说明：1-仪表柜；11-柜体；12-抽屉；13-防滑垫；

2-摄像组件；21-控制座；211-控制器；2111-第一模块；2112-第二模块；2113-第三模块；2114-第四模块；22-机械臂；221-驱动机构；2211-舵机；2212-机臂；23-摄像机；

3-显示器；31-显示面板；32-基板；33-背光模组；34-显示架；35-万向轮；

4-测试仪表；41-仪表屏；42-仪表壳。

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的一部分实施例，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作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。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置，该装置包括仪表柜、摄像组件和显示器，且具体说明如下：

1-摄像组件

上述摄像组件位于上述仪表柜上，并且上述摄像组件与上述显示器相电性连接，上述摄像组件包括控制座、机械臂、摄像机，上述控制座安装于上述仪表柜上，上述机械臂安装在上述控制座的上方，上述机械臂至少具有三个自由度，上述摄像机安装在上述机械臂的上端，上述控制座中的控制器与上述机械臂和上述摄像机相电性连接，上述摄像机跟随上述机械臂的运动，来实现对上述仪表屏的视觉追踪、标定和拍摄，上述摄像机并将拍摄到的检测数值经上述控制器传递给上述显示器，随即上述显示器的显示面板上放大显示出检测数值。

在具体应用场景中，上述摄像组件还包括移动电源，上述移动电源放置在上述仪表柜最上层的抽屉内，上述移动电源通过连接线与上述控制器相电性连接，上述移动电源由若干组相互串联的锂电池组成。

其中，上述摄像机的分辨率不小于1080P像素，摄像机可自动根据环境光线强度，对仪表屏进行增强优化处理，画面图像清晰、高保真，且无畸变，摄像机还有自动对焦功能。

其中，摄像机不仅能跟随机械臂的运动来实现对仪表屏的视觉追踪、标定，还可以对仪表屏上的检测数值进行拍摄，并将拍摄到的检测数值经控制器传递给显示器，从而在显示器的显示面板上放大显示出检测数值。以上结构，使得摄像机具有多用途、多功能，从而节约了制造成本。

在一些示例中，上述控制座还包括壳体，上述壳体经紧固件安装在上述仪表柜上端面的设备区域内，上述控制器安装在上述壳体内。

在具体应用场景中，通过对控制器增设壳体保护，使得控制器不易受到外力的作用产生损坏，延长控制器的使用寿命，从而保障了该装置的正常运行。

在一些示例中，上述控制器包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，其中：

上述第一模块与上述第二模块和上述第三模块相电性连接，上述第一模块把收集控制的上述机械臂的工作信息，传递给上述第二模块和上述第三模块；

上述第二模块与上述第三模块相电性连接，上述第二模块将获得的上述机械臂的工作信息进行分析和规划，并将规划结果传递给上述第三模块；

上述第三模块依据上述第一模块输入的指令和上述第二模块分析规划指令控制上述机械臂的运动，使上述摄像机捕捉到上述仪表屏视觉信息，上述摄像机与上述第三模块相电性连接，上述摄像机将上述仪表屏的视觉信息传递给上述第三模块和上述第四模块，上述第三模块接收到上述仪表屏的视觉信息后控制上述机械臂停止运动，上述第四模块接收到上述仪表屏的视觉信息后把上述摄像机拍摄到的上述检测数值放大到上述显示器上。

在具体应用场景中，上述第一模块为人机交换，使用编程语言编写机械臂的运动程序；上述第二模块为ROS后台，其运动规划包括模型搭建、任务分析和环境分析；上述第三模块具体控制机械臂运动，上述第三模块包括伺服控制单元和信息分析单元，伺服控制单元用于控制机械臂按照预设路径运动，信息分析单元与第二模块和摄像机相电性连接，摄像机捕捉到仪表屏这一视觉信息后，将该信号传递给信息分析单元，信息分析单元分析后传递给第二模块；上述第四模块为放大显示模块，用于信号的放大显示。

在一些示例中，上述机械臂具有六个自由度，且包括顺次连接的六个驱动机构，上述驱动机构包括舵机和机臂，上述舵机与上述控制器相电性连接，两两相邻的上述驱动机构的舵机中轴线相垂直，上述摄像机经安装块安装在最后一个驱动机构的机臂上。

在具体应用场景中，上述机械臂不仅具有六个自由度，还可以具有五个或四个自由度，在不影响该装置使用性能的前提下，本领域技术人员可以根据实际需要来选择机械臂的自由度，机械臂自由度的变化不影响本申请的保护范围。

其中，上述机械臂的六个驱动机构包括顺次连接的第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构和第六驱动机构，上述第一驱动机构的舵机安装在上述壳体上。第一驱动机构舵机的中轴线、第三驱动机构舵机的中轴线和第五驱动机构的中轴线位于同一平面，这样便于运动时的计算。

其中，上述舵机类型为总线舵机，并且上述舵机的重量不小于25g。同时，本申请的舵机类型不仅可以为总线舵机，还可以为其他类型，比如模拟舵机、数字舵机等，在不影响该装置使用性能的前提下，本领域技术人员可根据实际需要来选择舵机的类型，舵机类型的变化不影响本申请的保护范围。

其中，本申请的舵机重量不仅可以大于等于25g，还可以小于25g，比如6g、15g等，在不影响该装置使用性能的前提下，本领域技术人员可根据实际需要来选择舵机的重量，舵机种类的变化不影响本申请的保护范围。

其中，上述机臂采用轻质的铝板经机加工而成，上述铝板经阳极氧化处理在其表面形成氧化铝膜，上述氧化铝膜的厚度为10～15μm 。经阳极氧化后的铝板，提高了其硬度、耐磨性，增强了抗腐蚀性能。

其中，该摄像组件具有颜色识别追踪的功能，教师随意将测试仪表放置到仪表柜的仪表区域内，机械臂会自动识别追踪到测试仪表的仪表屏，使得教师不用手动调整摄像机与仪表屏的对应关系，从而节省了教师宝贵的教学时间，提高了教学效果。

2-显示器

在一些示例中，上述显示面板为32-55英寸，上述显示面板的数量至少两块，并且两两相邻的上述显示面板为无缝拼接。

在具体应用场景中，上述显示面板的拼接方式为平面拼接，或者圆弧拼接，或者宽视角拼接，其中：采用平面拼接而成的显示面板整体为平面，采用圆弧拼接而成的显示面板整体为圆弧形，采用宽视角拼接而成的显示面板整体呈178°视角，内观看图形不变形，色彩不失真。

其中，上述显示面板为32-55英寸，且其类型为LCD式，或者OLED式，或者微型发光二极管式。

在一些示例中，上述显示器还包括基板和背光模组，上述显示面板呈阵列式贴合于上述基板的一侧，上述背光模组为一体式结构，且贴合于上述基板的另一侧。

在具体应用场景中，上述基板的材料为玻璃，其厚度不小于2mm，由于有玻璃基板给显示面板提供支撑，使得显示器的稳定性得到大幅度提升。

在一些示例中，该装置还包括显示架，上述显示器安装在上述显示架上，上述显示架底部设有万向轮。

在具体应用场景中，通过增设显示架，便于对显示器的安装和固定，同时增设万向轮便于对显示器的移动，从而方便教学。

3-仪表柜

在一些示例中，上述仪表屏安装在测试仪表的仪表壳上，上述仪表屏的颜色与上述仪表壳的颜色不同，上述仪表壳放置在上述仪表柜上端面的仪表区域内。

在具体应用场景中，上述仪表柜的上端面划分为设备区域和仪表区域，上述设备区域位于上述仪表柜的左前、右前、左后中的一角处，从使用的便利性上考虑，若设备区域设在右后角会与教师教学形成干涉，仪表区域为非设备区域，仪表区域用于教师放置测试仪表。

其中，仪表屏与仪表壳的颜色不同，使为了摄像机更快速的捕捉设定的视觉信息。

在一些示例中，上述仪表柜的仪表区域上铺设有防滑垫，上述防滑垫的颜色与上述仪表屏的颜色不同。

在具体应用场景中，防滑垫与仪表屏的颜色不同，也是为了摄像机更快速的捕捉设定的视觉信息，防滑垫的厚度不小于5mm，上述防滑垫上设有防滑纹路。

在一些示例中，上述仪表柜还包括若干个抽屉，上述抽屉从上到下依次安装在上述仪表柜的柜体上，上述抽屉用于存放上述测试仪表。

在具体应用场景中，上述柜体由型材和板材焊接而成，上述仪表柜的外表面喷涂有保护层。

其中，上述仪表柜还包括脚轮，上述脚轮安装在上述柜体的下端面，与地面相接触。

在具体应用场景中，通过对仪表柜增设脚轮使得仪表柜移动更加便捷，节省人力方便教学。

实施例一：

基于上述构思，如图1-4所示，本发明所提供的一种汽车检测教学中检测数值的放大显示装置的具体应用场景，该装置包括仪表柜1，和位于仪表柜1上摄像组件2，以及与摄像组件2相电性连接的显示器3，其中：

摄像组件2包括控制座21、机械臂22、摄像机23，控制座21安装于仪表柜1上，机械臂22安装在控制座21的上方，摄像机23安装在机械臂22的上端，控制座21中的控制器211与机械臂22和摄像机23相电性连接，摄像机23跟随机械臂22的运动，来实现对仪表屏41的视觉追踪、标定和拍摄，摄像机23并将拍摄到的检测数值经控制器211传递给显示器3，随即显示器3的显示面板31上放大显示出检测数值。

在实例中，如图1所示，控制座21还包括壳体，壳体经紧固件安装在仪表柜1上端面的设备区域内，控制器211安装在壳体内。

在实例中，如图4所示，控制器211包括第一模块2111、第二模块2112、第三模块2113和第四模块2114，其中：

第一模块2111与第二模块2112和第三模块2113相电性连接，第一模块2111把收集控制的机械臂22的工作信息，传递给第二模块2112和第三模块2113；

第二模块2112与第三模块2113相电性连接，第二模块2112将获得的机械臂22的工作信息进行分析和规划，并将规划结果传递给第三模块2113；

第三模块2113依据第一模块2111输入的指令和第二模块2112分析规划指令控制机械臂22的运动，使摄像机23捕捉到仪表屏41视觉信息，摄像机23与第三模块2113相电性连接，摄像机23将仪表屏41的视觉信息传递给第三模块2113和第四模块2114，第三模块2113接收到仪表屏41的视觉信息后控制机械臂22停止运动，第四模块2114接收到仪表屏41的视觉信息后把摄像机23拍摄到的检测数值放大到显示器3上。

在实例中，仪表屏41安装在测试仪表4的仪表壳42上，仪表屏41的颜色与仪表壳42的颜色不同，仪表壳42放置在仪表柜1上端面的仪表区域内。

在实例中，如图1所示，仪表柜1的仪表区域上铺设有防滑垫13，防滑垫13的颜色与仪表屏41的颜色不同。

在实例中，如图1所示，仪表柜1还包括四个抽屉12，抽屉12从上到下依次安装在仪表柜1的柜体11上，抽屉12用于存放测试仪表4。

在实例中，如图1-2所示，机械臂22具有六个自由度，且包括顺次连接的六个驱动机构221，驱动机构221包括舵机2211和机臂2212，舵机2211与控制器211相电性连接，两两相邻的驱动机构221的舵机2211中轴线相垂直，摄像机23经安装块安装在最后一个驱动机构221的机臂2212上。

在实例中，如图1所示，显示面板31为32英寸，显示面板31的数量为四块，并且两两相邻的显示面板31为无缝拼接。

在实例中，如图3所示，显示器3还包括基板32和背光模组33，显示面板31呈阵列式贴合于基板32的一侧，背光模组33为一体式结构，且贴合于基板32的另一侧。

在实例中，如图1所示，该装置还包括显示架34，显示器3安装在显示架34上，显示架34底部设有万向轮35。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明的具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。