一种用于辅助学习的智能评估系统、方法及电子设备

技术领域

本发明涉及智能终端辅助教育技术领域，特别涉及一种用于辅助学习的智能评估系统及方法。

背景技术

现有的学习方式以记忆力来背诵大量知识，这经常被理解为一种学习及达到成功的途径，学生被动地从教师方面获得知识，并认为实现这一目标的最有效方法是直接指导。然而，教师的演讲，教科书的描述，写作作业，背诵大量知识以应付考试，这些活动缺乏开发创新思维潜能的机会，同时，随着社会经济发展，以及智能设备与整体学习环境的影响，学生在现有的教学系统内，专注于未来的社会发展，对中国传统文化艺术与历史的关注度减少，传统文化及国学教育亦缺乏年轻一代的学习热情及承传能力。

因此，急需一种系统或方法，能够以现有的学习模式为出发点，辅助以智能设备、互联网和人工智能，结合国学与创新思维评估及提升方法以启发学生创新思维，辅助学生完成学习的过程。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种用于辅助学习的智能评估系统及方法。

本发明的第一方面，提供了一种用于辅助学习的智能评估方法，包括如下步骤：终端采集并发送用户与学习能力相关的基线评估数据；服务器接收所述基线评估数据，处理后获得该用户对应的基线评估结果；服务器根据所述基线评估结果和该用户选择的实验课程类型，确定该实验课程的深度等级，将确定好深度等级的实验课程作为定制课程；其中，所述实验课程为与国学相关的实验设计；终端获取所述定制课程对应的标准设计和用户设计，并将其发送至服务器；

服务器获取所述定制课程对应的标准设计的第一特征数据和所述定制课程对应的用户设计的第二特征数据，比较所述第一特征数据和所述第二特征数据，获得用户针对该定制课程的学习能力指标，并发送至终端；服务器将所述学习能力指标和终端采集的用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验课程。

进一步的，还包括：服务器将所述学习能力指标和用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若不能晋级，则根据所述学习能力指标中的弱势项，将用户在该定制课程中针对该弱势项的调整策略输出至终端。

进一步的，所述学习能力指标包括创造力指标、策划力指标、执行力指标、分析力指标和调整力指标。

进一步的，所述第一特征数据和第二特征数据包括标准设计和用户设计中的图案数据、音频数据和/或视频数据。

进一步的，所述用户背景指标包括家庭教育指标、学校教育指标和想象力活跃度指标。

进一步的，所述基线评估数据包括思维反应评估数据、家庭背景评估数据、学校教育评估数据和想象力活跃度评估数据。

进一步的，还包括：终端搜索并显示所述定制课程对应的历史背景资料；其中，所述历史背景资料包括历史主题资料、社会文化资料、工具运用资料、艺术发展资料和作品参考资料。

进一步的，所述定制课程对应的用户设计通过陶瓷拉坯雕刻机器人获得，该陶瓷拉坯雕刻机器人包括：支架模块、机械臂模块、拉坯平台和控制器模块，其中，所述支架模块包括支架底盘、若干竖向支柱、上层横向圆形轨道和下层横向圆形轨道，所述若干竖向支柱固定在支架底盘上，所述上层横向圆形轨道和下层横向圆形轨道固定于所述若干竖向支柱上；所述机械臂模块包括第一多关节机械臂和/或第二多关节机械臂，所述第一多关节机械臂通过高度调节器固定于所述若干竖向支柱之一；所述第二多关节机械臂通过圆形轨道位置调节器连接于上层横向圆形轨道或下层横向圆形轨道；所述拉坯平台包括多角度可调底盘和拉坯转盘，坯件设置于所述拉坯转盘上；所述控制器模块包括控制板和控制板底盘，所述控制板与所述第一多关节机械臂、所述第二多关节机械臂、所述多角度可调底盘和所述拉坯转盘电控连接；所述控制板将用户设计数据传送至终端；所述上层横向圆形轨道和/或下层横向圆形轨道的上下表面设置有轨道槽，用于容纳所述圆形轨道位置调节器的滚轮；所述上层横向圆形轨道和/或下层横向圆形轨道的侧面设置有布线槽。所述拉坯转盘设置于所述多角度可调底盘的上部，所述多角度可调底盘的下部设置有拉坯转盘舵机，所述拉坯转盘舵机用于驱动所述拉坯转盘转动。所述若干竖向支柱的表面设置有竖向分布的定位凹槽。所述高度调节器固定于所述若干竖向支柱之一，并可沿着所述定位凹槽调节高度。所述多角度可调底盘包括底盘本体、多个固定于所述支架底盘的底盘舵机以及多个用于支撑所述底盘本体的摇杆。所述底盘舵机的舵杆与摇臂活动相连，所述摇臂与所述摇杆的一端活动连接，所述摇杆的另一端活动的支撑在所述底盘本体的下部。所述第一多关节机械臂和/或第二多关节机械臂包括与关节数量对应的舵机，每个舵机设置在U形舵机支架上。所述多角度可调底盘的的下部设置有舵机支架，用于固定所述拉坯转盘舵机，所述拉坯转盘舵机的主轴穿过所述多角度可调底盘直接与所述拉坯转盘驱动连接。

本发明的第二方面提供了一种用于辅助学习的智能评估系统，包括：终端，用于采集并发送用户与学习能力相关的基线评估数据，获取所述定制课程对应的标准设计和用户设计，并将其发送至服务器；服务器，用于接收所述基线评估数据，处理后获得该用户对应的基线评估结果，根据所述基线评估结果和该用户选择的实验课程类型，确定该实验课程的深度等级，将确定好深度等级的实验课程作为定制课程；其中，所述实验课程为与国学相关的实验设计；获取所述定制课程对应的标准设计的第一特征数据和所述定制课程对应的用户设计的第二特征数据，比较所述第一特征数据和所述第二特征数据，获得用户针对该定制课程的学习能力指标，并发送至终端；将所述学习能力指标和终端采集的用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验课程。

进一步的，所述用于辅助学习的智能评估系统还包括陶瓷拉坯雕刻机器人，其控制板将用户设计数据传送至所述终端。

进一步的，所述服务器还用于将所述学习能力指标和用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若不能晋级，则根据所述学习能力指标中的弱势项，将用户在该定制课程中针对该弱势项的调整策略输出至终端。

本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器执行如下步骤：接收基线评估数据，处理后获得用户对应的基线评估结果，根据所述基线评估结果和该用户选择的实验课程类型，确定该实验课程的深度等级，将确定好深度等级的实验课程作为定制课程；其中，所述实验课程为与国学相关的实验设计；获取所述定制课程对应的标准设计的第一特征数据和所述定制课程对应的用户设计的第二特征数据，比较所述第一特征数据和所述第二特征数据，获得用户针对该定制课程的学习能力指标，并发送至终端；将所述学习能力指标和终端采集的用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验课程，并输出至终端显示。

本发明实施例提供的技术方案，利用二维及三维方式对传统艺术及相关文化历史进行分析，通过数据搜集、整理与结合，让学生发挥分析力与创造力，配对软件化的设计开发模型或实际机器人产品，实现机器学习与人工互动，将与国学有关的传统文化学习与科技作品相结合，提升了学生的创造力和学习效率。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本发明一个实施例提供的用于辅助学习的智能评估方法的流程图；

图2为本发明一个实施例提供的用于辅助学习的智能评估系统的功能结构图；

图3为本发明一个实施例提供的用于辅助学习的智能评估系统的硬件结构图；

图4为本发明一个实施例提供的电子设备的结构图；

图5为本发明一个实施例提供的陶瓷拉坯雕刻机器人产品的第一视角结构图；

图6为本发明一个实施例提供的陶瓷拉坯雕刻机器人产品的第二视角结构图；

图7为本发明一个实施例提供的基于机器人的用于辅助学习的智能评估系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个设备之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

美国的STEAM教学方式专注于教导学生创新，利用推理和设计原则，鼓励创造性的解决方案，缺乏鼓励学生对其文化、哲学、信仰、价值观以及民族特征进行探索、理解及结合创新来实现解决方案。

本实施例公开的用于辅助学习的智能评估方法也被称为TACIT法，其是发明人在教育领域独创的方法，其中，首字母T代表科技(Technology)，A代表艺术(Art)，C代表文化(Culture)，I代表结合(Integration)，尾字母T代表演变(Transformation)。在整个TACIT学习过程之中，学生被视为主动的“参与者”，为学习研究的结果作出贡献，而不是被动的“接受者”。

利用本实施例提供的方法，通过手机、pad、笔记本电脑等智能硬件，利用二维及三维软件对传统艺术及相关文化历史的作品或资料进行分析，通过数据搜集、整理与结合，让学生发挥分析力与创造力，同时在终端中设置软件图形化的实验开发模型，学生可以通过终端利用开发模型设计与国学相关的作品或程序，实现机器学习与人工互动。

参见图1，本实施例提供的用于辅助学习的智能评估方法S100基于终端201和服务器202构筑的网络系统200来实现，终端201可以是普通的电脑、智能手机、平板电脑等智能设备，服务器202作为远程服务端，用于计算处理复杂数据和向终端输出计算结果。该方法具体包括以下四个阶段：思维反应及学习背景基线评估、课程定制、课程开发测试、学习评估及课程调整。具体的：

(一)思维反应及学习背景基线评估阶段

步骤S101,终端采集并发送用户与学习能力相关的基线评估数据。

终端201输出显示：思维反应评估、家庭背景、教育背景、想象力活跃度等四个方面相关的问题，用户选择自身对应的选项，终端201将采集的用户输入数据发送至服务器202侧。

其中，思维反应评估测试，以30-50条选择题库进行输出显示，通过整体答案的比例，进行对原始思维反应的分析。选择题库的能力范围分析包括：背诵，语言，逻辑，关注事实，关注数字，有序计划，数学思维，对清晰结果感兴趣，现实主义，识别形状，表达情感，音乐，艺术，情感阅读，可视化图像，直觉，创造力，想象力等等。优选的，题库答案选择从1至5：1＝非常不同意；2＝不同意；3＝没意见；4＝同意；5＝非常同意。

部分题库列举包括但不限于以下内容：

(1)我觉得我现在的生活比较混乱。

(2)我不需要别人赞美和认同。

(3)我很喜欢拼图游戏。

(4)在DIY安装家具的时候我会详细阅读说明书。

(5)我不喜欢用文字工作。

(6)我做事集中注意力不会被打扰。

(7)我很容易在看电影中被感动得哭起来。

(8)我有逻辑地计划我的生活。

(9)我喜欢天马行空的做白日梦。

(10)我是根据事实和数据而不是感觉来做日常决定。

(11)我对小事情也很容易紧张。

(12)我觉得自己是一个浪漫的人。

(13)我经常忘记把东西放回原处。

(13)发生问题的时候我可以很冷静去解决。

(14)我从来不迟到。

……

家庭背景测试，是通过终端201输出相应的问题对学生家庭生活习惯、家庭成员(包括父母或伴侣)对学习的态度等进行数据收集，从而令服务器202根据预制算法评估对创造力发展的影响，以协助综合评估。终端输出的部分题库包括但不限于以下内容：

(1)生活环境整洁度

(2)家庭的学习环境开放度

(3)学习分数成绩重视度

(4)性格发展上的接受度

(5)家庭对创新性思想的鼓励度

(6)家庭成员沟通方式

(7)室内外学习与运动时间比例

……

教育背景测试，是通过终端201输出相应的问题对学生现有教育课程、教育背景、以及家庭成员教育背景等进行数据收集，从而令服务器202根据预制算法评估对创造力发展的影响，以协助综合评估。

想象力活跃度测试，是通过终端201输出显示6-10幅抽象艺术图像，令用户进行问答，答案选择范围从眼睛见到最直接的实体型态，到最天马行空的幻想形状，然后通过服务器202的预制算法对答案进行分析想象力及创作力的活跃度分析。

步骤S102，服务器接收所述基线评估数据，处理后获得该用户对应的基线评估结果；

具体的，服务器202分别对思维反应评估、家庭背景、教育背景、想象力活跃度等四个方面的测试给出评估分数。更优选的，思维反应评估得分占总分数的比例优选为40％，家庭背景评估得分占总分数的比例优选为20％，教育背景评估得分占总分数的比例优选为10％，想象力活跃度评估得分占总分数的比例优选为30％。

服务器202根据评估测试结果，给出四个方面的综合评分，设定为该用户的起步基线。

(二)课程定制阶段

步骤S103，服务器根据所述基线评估结果和该用户选择的实验课程类型，确定该实验课程的深度等级，将确定好深度等级的实验课程作为定制课程；其中，所述实验课程为与国学相关的实验设计。

具体的，服务器202根据起步基线将适合于该用户的定制课程类型推送至终端201显示。本实施例的定制课程根据起步基线对应为不同的阶段，例如：

0分-30分对应第一阶段的基础版-适当减少复杂度；

31分-50分对应第一阶段的基础版；

51分-70分对应第一阶段的进阶版；

71分-100分对应第一阶段的进阶版-适当增加复杂度。

当上述综合评分也可直接对应第二阶段或第三阶段的定制课程，本实施例不做限定。

本实施例的定制课程是与国学相关的传统文化艺术与历史的实验设计，包括但不限于以下各阶段的实验项目：

第一阶段：古乐器项目，一种结合多种类型敲击乐器的自动化合奏实验装置的设计。该实验装置可以是软件虚拟套件或硬件实体套件，本实施例以可以运行在终端上的软件虚拟套件为例进行说明。该实验软件套件包括基础版和进阶版两种设计套件，基础版复杂性较低，软件设计套件包含2-4个舵机敲击臂软件组件，1种古敲击乐器软件组件。进阶版复杂性较高，软件设计套件包含5-35个舵机敲击臂软件组件，2-3个敲击乐器合奏软件组件，或可选择结合人与装置的合奏创作。本项目古乐器包括但不限于：编钟、编磬、扬琴、钟琴等，均可通过软件模拟。

第二阶段：水墨书画项目，一种为机械臂及履带机器人提供及控制墨水的装置的设计；该实验装置可以是软件虚拟套件或硬件实体套件，本实施例以可以运行在终端上的软件虚拟套件为例进行说明。该实验软件套件包括基础版和进阶版两种设计套件，基础版复杂性较低，软件设计套件包含6位舵机机械画笔臂软件组件，连接1位舵机供墨臂软件组件。进阶版复杂性较高，软件设计套件包含2组电机履带车软件组件，2组6-8位舵机机械画笔臂软件组件，连接2组1位舵机供墨臂软件组件，或可选择结合人体感应块与装置的创作。

第三阶段：陶瓷雕刻项目，一种拉坯机器人的设计。该实验装置可以是软件虚拟套件或硬件实体套件，本实施例以可以运行在终端上的软件虚拟套件为例进行说明。该实验软件套件包括基础版和进阶版两种设计套件，基础版复杂性较低，软件设计套件包含2组6位舵机拉坯雕刻臂软件组件，连接2组雕刻配件软件组件。进阶版复杂性较高，软件设计套件包含2组6位舵机拉坯雕刻臂软件组件，4位舵机拉坯升降台软件组件，连接2组3D打印雕刻配件软件组件及3D打印升降台面组件，或可选择结合3D打印工具与装置的创新工艺研发。

第四阶段：用户可以通过终端201自选主题设计及研发项目。学生可以选择深化第一至第三阶段相关项目，或者自行选择其他古艺术主题进行计划功能、设计套件、实施方案及效果评估。

上述四个阶段由浅入深，用户可以通过终端201显示的起步基线，选择其中一个阶段的定制课程，通过在终端上不断学习、实验、设计和评估，晋级至下一阶段的定制课程，从而不断启发自身的创新思维和学习国学知识。

(三)课程开发测试阶段

步骤S104，终端获取所述定制课程对应的标准设计和用户设计，并将其发送至服务器。

本实施例的定制课程古乐器项目、水墨书画项目、陶瓷雕刻项目等均为通过终端体验的实验设计课程，因此需要获得用户在实验设计中的诸多数据，并通过服务器的算法分析来获得用户的学习效果和学习能力提高情况，进而为后续课程制定提供参考。因此，在该步骤中终端201先获取定制课程的标准设计作为参考基准，用户可以通过二维扫描、文本录入、三维扫描、文件导入等方式，将作为参考基准的设计方案导入终端201中，终端201再对标准设计进行数据化处理。在用户完成自身对定制课程进行的用户设计后，终端201将用户设计的数据化处理结果和标准设计的数据化处理结果发送至服务器202。

(四)学习评估及课程调整阶段

步骤S105，服务器获取所述定制课程对应的标准设计的第一特征数据和所述定制课程对应的用户设计的第二特征数据，比较所述第一特征数据和所述第二特征数据，获得用户针对该定制课程的学习能力指标，并发送至终端。

具体的，服务器202将用户设计的数据化处理结果和标准设计的数据化处理结果按照预设规则进行比较，以获得该定制课程的整体评估结果(即学习能力指标)。优选的，预设的比较规则包括但不限于以下几个方面：(1)设计上的创新度比较；(2)根据设计对项目进行计划的能力；(3)按照计划实施项目的的执行力；(4)项目实施中设计或数据需要调整的分析能力；(5)调整项目的实践能力。服务器202通过用户对该定制课程(项目)的操作记录、实验记录和实验报告等数据或文本进行大数据分析，获得与上述5个方面相关的统计分值。更优选的，上述(1)-(5)个方面的分值权重占比为20％、10％、15％、10％、15％。服务器202将上述分析结果发送至终端201输出显示。

步骤S106，服务器将所述学习能力指标和终端采集的用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验课程，并输出至终端显示。

具体的，服务器202将上述项目的整体评估结果(学习能力指标)以及之前通过终端201获取的家庭背景、教育背景、想象力活跃度情况，与预先设置的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验设计，并将定制结果输出至终端201显示，以提高用户的学习能力。

更优选的，若用户不能晋级，则根据整体评估结果(学习能力指标)中的弱势项，将用户在该定制课程中针对该弱势项的调整策略输出至终端。此时，用户可以根据终端201显示的调整策略，通过改进终端201中课程实验设计里的舵机组合、串口指令、组件数量和搭配方式等重复测试、设计和实验，以达到预期效果。

更优选的，标准设计和用户设计中的第一特征数据和第二特征数据包括图案数据、音频数据、视频数据、文本数据等。例如，水墨画设计中，第一特征数据和第二特征数据包括利用软件虚拟机器人实现的画作的线条定位，色调，层次，光暗对比等数据，也包括软件虚拟机器人设计过程中的实验日志、修改次数、设计思路、程序调试、配件选择、控制算法等关键数据。

更优选的，为了获取标准设计(也成为原设计)的关键性数据，可以利用终端201搜索定制课程的实验设计项目对应的历史背景资料，或者，将原二维设计或原三维设计通过二维扫描仪或三维扫描仪进行分析和数据收集，以确定标准设计中的结构、定位、材质、工艺等关键数据。

参见图2、3，在另一实施例中，本发明还提供了一种用于辅助学习的智能评估系统，该系统可用于执行图1所示的用于辅助学习的智能评估方法，该装置包括：

终端201，用于采集并发送用户与学习能力相关的基线评估数据，获取所述定制课程对应的标准设计和用户设计，并将其发送至服务器；

服务器202，用于接收所述基线评估数据，处理后获得该用户对应的基线评估结果，根据所述基线评估结果和该用户选择的实验课程类型，确定该实验课程的深度等级，将确定好深度等级的实验课程作为定制课程；其中，所述实验课程为与国学相关的实验设计；获取所述定制课程对应的标准设计的第一特征数据和所述定制课程对应的用户设计的第二特征数据，比较所述第一特征数据和所述第二特征数据，获得用户针对该定制课程的学习能力指标，并发送至终端；将所述学习能力指标和终端采集的用户背景指标与预设的晋级基线作比较，判断该用户是否能够晋级，若能够晋级，则定制下一深度等级的实验课程，并输出至终端201显示，供用户选择。

需要说明的是，本发明实施例所提供的用于辅助学习的智能评估系统与方法实施例对应，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

参见图4，在另一实施例中，本发明还提供了一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图4，其示出了适于用来实现本发明实施例中的服务器202的电子设备400的结构示意图。本发明实施例中的电子设备400可以是具有足够计算能力的、可充当服务器的任意设备，理论上其可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)、以及诸如数字TV、台式计算机、超级计算机等等的固定终端。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，电子设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理以实现如本发明所述的实施例的方法。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本发明的另一实施例，提供了一种陶瓷拉坯雕刻机器人产品100，该产品用于陶瓷艺术的深入体验和学习，并用于上述实施例中的智能评估方法。机器人产品能够将用户的学习过程数据和用户作品的特征数据传送至终端设备，用户可以不依赖于终端设备中的软件虚拟试验装置，通过操作实际的机器人产品获得更好的学习效果。

参见图5-7，本实施例的陶瓷拉坯雕刻机器人产品100包括支架模块、机械臂模块、拉坯平台和控制器模块。

支架模块，其包括支架底盘116、多根竖向支柱101、上层横向圆形轨道102和下层横向圆形轨道104。本实施例优选的采用了四根相互平行的竖向支柱101，其可拆卸的固定在支架底盘116上，上层横向圆形轨道102和下层横向圆形轨道104分别通过可拆卸的三角架水平的固定于四个竖向支柱101上，并且上层横向圆形轨道102所在平面平行于下层横向圆形轨道104所在平面。

更优选的，上层横向圆形轨道102和/或下层横向圆形轨道104的上表面和下表面设置有轨道槽119，上层横向圆形轨道102和/或下层横向圆形轨道104的侧面设置有布线槽120。优选的，可以将圆形轨道102、104的截面设计为近似矩形，轨道的四个面上分别设置凹槽。

更优选的，竖向支柱截面设计为近似矩形，支柱的四个面上设置有凹槽或轨道槽。

机械臂模块，包括至少一个多关节的机械臂111。优选的，本实施例采用第一多关节机械臂和第二多关节机械臂。

第一多关节机械臂通过高度调节器105固定在其中一个竖向支柱101上，可选的，通过三个螺钉将高度调节器105固定在竖向支柱101上，螺钉的螺母卡在竖向支柱101的表面凹槽中，通过调节螺钉和螺母的松紧，来调整高度调节器105在竖向支柱101上的高度。

第二多关节机械臂通过圆形轨道位置调节器113连接于上层横向圆形轨道102或下层横向圆形轨道104，具体可根据陶瓷坯件的形状和工艺要求设置。优选的，圆形轨道位置调节器113包括滚轮部117，滚轮部117包括上部滚轮和下部滚轮，上部滚轮和下部滚轮被定位于轨道槽119中，从而使得圆形轨道位置调节器113牢牢的定位于上层横向圆形轨道102和/或下层横向圆形轨道104上，并能够沿着轨道槽119滑动。可选的，圆形轨道位置调节器113还设置有抱闸装置，用于定位在圆形轨道102、104的某一位置上不动。本实施例的位置调节器113可以通过控制板自动调节位置，也可以通过人工手动调节位置。

更优选的，上部滚轮的数量大于下部滚轮的数量。因为上部滚轮需要承受机械臂的全部重量，更多的滚轮可以更好的分担机械臂的全部重量，降低每个滚轮承受的压强。

拉坯平台包括多角度可调底盘106和拉坯转盘110。其中，坯件121设置于拉坯转盘110上。拉坯转盘110设置于多角度可调底盘106的上部。多角度可调底盘106的下部设置有拉坯转盘舵机107，拉坯转盘舵机107用于驱动所述拉坯转盘110的转动。更优选的，多角度可调底盘106的的下部设置有舵机支架，用于固定所述拉坯转盘舵机107，拉坯转盘舵机107的主轴穿过多角度可调底盘106直接与所述拉坯转盘110驱动连接，这样拉坯转盘舵机107能够确保拉坯转盘360度旋转，而不受多角度可调底盘106的干扰，拉坯转盘110的旋转速度和位置可由控制板115精确控制。

进一步的，多角度可调底盘106包括底盘本体、多个固定于所述支架底盘116上的底盘舵机108，以及多个用于支撑底盘本体的摇杆118。具体的，底盘舵机108的舵杆与摇臂109活动相连，摇臂109能够360度自由转动，摇臂109与摇杆118的一端活动连接，所述摇杆的另一端活动的支撑在所述底盘本体的下部。本实施例选择了四台底盘舵机108、四个摇杆118，在控制板115的控制下，每台底盘舵机108准确的控制摇臂的旋转角度，从而带动摇杆动作，使得底盘本体能够根据工艺需要设置不同的台面角度。

控制器模块，包括控制板115和控制板底盘114，控制板115通过控制板底盘114安装在竖向支柱101和上层横向圆形轨道102、下层横向圆形轨道104交接的位置或靠近交接的位置，连接控制板115的控制线路布设于布线槽120内，使得外观简洁美观。

更优选的，本实施例的第一多关节机械臂和第二多关节机械臂为8位机械臂，其包括与8个关节数量对应的8个舵机，每个舵机设置在U形舵机支架上，通过舵盘和螺钉连接。通过控制板和上位机的控制，可以实现每个关节的位置控制。

更优选的，第一多关节机械臂和第二多关节机械臂搭配一系列可替换的拉坯雕刻工具插头112，以实现不同的工艺要求。

本实施例提供的陶瓷拉坯雕刻机器人产品的操作过程如下：

(1)根据拉坯或雕刻的设计及工艺要求，选择机械臂111的数量、位置、及工具插头；

(2)将坯件121放在拉坯转盘110上；

(3)把工具插头112安装在机械臂111上；

(4)把机械臂111安装在竖向支柱101及圆形轨道102或104上，调整适合的位置；

(5)将舵机连接至控制板115，开启电脑上位软件，启动手动回读编程；

(6)拉坯转盘110的舵机设定为360度连续转动，速度按照艺术设计要求设定；

(7)所有舵机进入释力状态，根据模型，手动调节机械臂111及多角度底盘控制舵机108、摇臂109的位置，通过动作在电脑上调试上位机软件，回读每个舵机的位置及角度，形成动作组；

(8)如设计复杂，将每组动作分成小组回读后，以上位机软件在电脑上再组合及调整；

(9)把坯件放在转盘上，启动动作组，测试效果；

(10)重复上述步骤调整最终效果。

用户通过本实施例的陶瓷拉坯雕刻机器人产品100能够在实践中获得传统陶瓷艺术的丰富知识和科技知识，整个操作过程用户的方案修改、软件设计、陶艺的特征数据(图案、线条、配色、外形等)等均通过控制板115存储记录，并通过有线或无线传送的方式发送至上述实施例中的终端设备201，终端设备201将采集的用户信息、标准设备的特征数据、用户设计的特征数据通过网络发送至服务器202，如图7所示。通过比较用户信息、标准设备的特征数据、用户设计的特征数据即可获得用户自身的学习状态信息和晋级等级信息，并将其显示于终端设备201。

本实施例仅仅是以陶瓷拉坯雕刻机器人为例进行说明，具体的实验课程中的实验装置还可以是智能音乐演奏机器人、智能绘画机器人等，或其它可以从中学习到国学知识和技术知识的装置，本实施例并不做过多的限制。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。