本实用新型属于教育辅导用具领域，特别涉及书写工具的结构。
背景技术：
在青少年的成长过程中，教育是不可缺少的一环。目前，我国对青少年普遍实施9年义务教育，并配备有相应的教材及辅导材料，包括作业、练习册等。
然而，对于作业及练习册等材料的批改，仍然是需要教师手工进行，重复的作业批改工作占用了教师大量的精力与时间，使得教师在有效提升教学质量，有效开展因材施教等方面缺乏精力去思考、缺乏时间去实施。因此，市场上出现了若干补习班，对学生的各自课程进行辅导和培训，许多培训班使用的教材体系与学校不一致，使得学生在学习学校内教材体系的同时还要学习课外的教材体系，承担课外的作业量，学习负担加重，学习时间加长。因此，借助于科技，针对同一套教材体系有效发挥学习的作用，显得更加重要。
同时，由于学生学习过程的作业数据没有实现有效的采集，导致无法形成基于学生学习全过程的学习大数据(包含作业、测试等)，更无法通过学习过程数据指导学生修正并形成良好的学习习惯。
为实现学生作业数据的采集，许多系统开展了在线作业尝试，通过系统中的作业题库布置作业，学生在电子终端设备上(如pad、智能手机等)完成作业，教师在系统中批改作业。这种方式无法有效与目前基础教育的作业布置与完成作业的习惯相吻合，也导致了教育系统已组织编制的、学校已购买并下发的教辅材料无法发挥作用，同时伤害学生视力，无法保持常规纸质书写习惯。同时，这种方式也因为电子终端设备给学生提供了一个玩游戏、看视频的机会，一旦上瘾，对学习将会带来严重的影响。
为此，在学习的过程中，为了对学生进行更有效地教学，人们研发出了各自辅导用具。例如，专利申请201611265588.9公开了一种书写状态监控系统和监控方法，该书写状态监控系统包括：书写工具以及用以设置书写状态下的标准图像信息的标准模式单元，设置在所述书写工具上用以采集用户在书写状态下的图像信息的图像采集单元；用以获取所述图像信息并将所述图像信息与所述标准图像信息进行比对的图像比对单元；和用以输出所述图像比对单元的图像信息比对结果的结果输出单元。该专利申请是利用获取图像来判断书写姿态，方便书写者在书写过程中及时矫正不良书写状态。然而，这仅仅是一种坐姿的判断方法，无法对所书写的内容进行识别和判断。
又如专利申请201822120322.6公开了一种基于红外技术的电子书写板，包括书写板本体、移动支架、ops主机、双接口单元和按钮单元，通过在书写板本体包括红外触控边框、液晶显示屏、ops主机、双接口单元和按钮单元，与ops主机及ops主机内置的处理器配合，使用脱机识别，将书写的内容识别成对应的文本信息如汉字、字母、数字。书写的原稿和识别的文本会同时保存到本地存储，也可以通过usb3.0传输到外置存储器。该申请是通过书写板是书写内容进行识别和记录，红外边框用来进行识别书写和擦写姿态线。该方式虽然能够实现对书写内容的识别和判断，但是这种实现是建立在书写板硬件的基础上，受到书写板的局限，无法与教辅材料对应。
专利申请201910716356.8公开了一种文字识别方法及电子设备，该方法包括：采集包括书写页面的第一图像；从第一图像中识别书写笔迹，并利用ocr方式对书写笔迹进行文字联想识别，以识别出目标文字；对目标文字按照偏旁结构进行拆分，以得到第一拆分结果；对第一拆分结果进行识别，以得到第一文字识别结果；将书写笔迹按照偏旁结构进行拆分，以得到第二拆分结果；对第二拆分结果进行识别，以得到第二文字识别结果；根据第一文字识别结果和第二文字识别结果，输出书写笔迹对应的书写文字。但是该申请是采用图像的模式对采集的书写内容进行识别，识别准确率不高，且后续的判断是依据书写的笔画结构来进行判断，遇到连笔、字母串等容易识别错误，且对比的过程长，识别速度慢，效率低，难以得到有效地应用。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型提供一种书写采集装置，该装置集成了书写笔及对书写轨迹进行识别的信号采集器，可对在常规纸质作业本或试卷上书写轨迹进行采集，便于携带及使用。
本实用新型的另一个目的在于提供一种书写采集装置，该装置通过结构设计，有效地减小了占用空间，提高了使用便利性。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。
一种书写采集装置，其特征在于，该装置包括有书写笔、信号采集器和支架，所述信号采集器和书写笔分别嵌设于支架内，所述书写笔上至少设置有红外线发射器或/和超声波发射器，以用于发射红外信号或/和超声波信号；对应的，所述信号采集器上设置有红外线接收器或/和超声波接收器，以收集红外信号或超声波信号，从而对书写轨迹进行收集。在使用本装置时，首先从支架上取下书写笔，进行书写；而在书写笔进行书写时，书写笔通过红外线发射器或超声波发射器发出对应的红外线信号或超声波信号，信号采集器通过红外线接收器或超声波接收器接收对应的红外线信号或超声波信号，进而对书写笔进行定位，确定书写笔的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；也可同时通过红外线发射器和超声波发射器实现利用红外线信号和超声波信号对书写笔进行定位，确定书写笔的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；即该装置集成了书写笔及对书写轨迹进行采集与识别的信号采集器，可对在常规纸质作业本或试卷上书写轨迹进行采集，便于携带及使用。且该装置通过信号采集器和书写笔分别嵌设于支架内，有效地减小了占用空间，提高了使用便利性。
进一步的，所述支架上设置有凹槽，所述凹槽内嵌设有书写笔。
进一步的，所述凹槽的两端具有挡壁，以与凹槽形成容纳结构，容纳及保护书写笔。
进一步的，支架的下部具有嵌槽，所述信号采集器设置于所述嵌槽中。
进一步的，所述嵌槽的两侧具有导入条，以进行定位，便于信号采集器的准确插入；对应地，所述信号采集器的两侧设有导入槽。
进一步的，所述信号采集器的上方的支架上，设置有内凹部，所述内凹部使信号采集器的部分顶部暴露在外，以便于插拔信号采集器。
进一步的，所述超声波接收器数量为两个；且两个超声波接收器分别位于信号采集器的前侧的两端。两个超声波接收器从两侧分别接收书写笔的位置，并通过超声波信号的时间差计算出笔迹与两个超声波接收器距离从而计算出书写的具体位置坐标；同时，信号采集器中的红外线接收器获得的红外线信号对超声波信号进行纠正，以得到更准确的位置坐标。
进一步的，所述信号采集器左上部设置有红外坐姿采集器，采集书写者的坐姿数据。该红外坐姿采集器可以与红外线接收器为同一结构。所述信号采集器上还设置有摄像头；所述摄像头位于信号采集器的前侧的中部。摄像头用于探测书写页面的边界、页码、拍摄页面的内容，以及拍摄写者的坐姿，用以判断正确与否。
进一步的，所述支架呈上小下大的结构形式，所述书写笔设置在支架的上部，所述信号采集器设置在支架的中部，并嵌设于支架的下方，以减少占用空间，便于携带。
进一步的，所述信号采集器的底部设置有夹纸垫，用以对信号采集器进行保护，同时，所述夹纸垫兼具夹持书写纸张的作用，方便信号采集器可以固定夹住单页或多页纸。
进一步的，所述书写笔内设置有用于导通红外线发射器和超声波发射器的压力传感器，所述压力传感器连接至所述书写笔的笔尖。书写时，书写笔的笔尖对压力传感器施加压力，压力传感器获得压力信号，接通红外线发射器和超声波发射器，激发红外线信号和超声波信号，从而发出红外线信号和超声波信号给信号采集器。且上述书写笔与信号采集器之间配合，与在先申请的专利号为“202011315629.7”的一种常规纸质书写作业或试卷的智能识别及批改方法的原理相同。
进一步的，所述信号采集器上设置有用于控制其开或关的开关。
具体的，在使用该装置的时候，第一步取出笔，第二步取出信号采集器，第三步，将信号采集器放置于常规纸或书上，或是将信号采集器底部的夹纸垫夹住纸张或书本，即可开始对常规纸质书写轨迹的采集，并可将书写轨迹传送至相关信息处理系统或信息处理中心。其具有成本低、方便易用、轨迹传输数据量小的效果。且书写采集装置的支架内凹部顶端设置有备用笔芯存贮装置。
本实用新型的有益效果在于，相比于现有技术，在本实用新型中，在使用本装置时，首先从支架上取下书写笔，进行书写；而在书写笔进行书写时，书写笔通过红外线发射器或超声波发射器发出对应的红外线信号或超声波信号，信号采集器通过红外线接收器或超声波接收器接收对应的红外线信号或超声波信号，进而对书写笔进行定位，确定书写笔的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；也可同时通过红外线发射器和超声波发射器实现利用红外线信号和超声波信号对书写笔进行定位，确定书写笔的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；即该装置集成了书写笔及对书写轨迹进行识别的信号采集器，可对在常规纸质作业本或试卷上书写轨迹进行采集，便于携带及使用。且该装置通过信号采集器和书写笔分别嵌设于支架内，有效地减小了占用空间，提高了使用便利性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的爆炸图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种书写采集装置，其特征在于，该装置包括有书写笔1、信号采集器2和支架3，所述信号采集器2和书写笔1分别嵌设于支架3内，所述书写笔1上至少设置有红外线发射器或/和超声波发射器，以用于发射红外信号或/和超声波信号；对应的，所述信号采集器2上设置有红外线接收器21或/和超声波接收器22，以收集红外信号或/和超声波信号，从而对书写轨迹进行收集。红外线发射器或超声波发射器均为现有技术。
进一步的，所述支架3上设置有凹槽31，所述凹槽31内嵌设有书写笔1。
进一步的，所述凹槽31的两端具有挡壁311，以与凹槽31形成容纳结构，容纳及保护书写笔1。
进一步的，支架3的下部具有嵌槽32，所述信号采集器2设置于所述嵌槽32中。
进一步的，所述嵌槽32的两侧具有导入条321，以进行定位，便于信号采集器2的准确插入；对应地，所述信号采集器2的两侧设有导入槽26。
进一步的，所述信号采集器2的上方的支架3上，设置有内凹部33，所述内凹部33使信号采集器2的部分顶部暴露在外，以便于插拔信号采集器2。
进一步的，所述超声波接收器22数量为两个；且两个超声波接收器22分别位于信号采集器2的前侧的两端。两个超声波接收器从两侧分别接收书写笔1的位置，并通过超声波信号的时间差计算出笔迹与两个超声波接收器22距离从而计算出书写的具体位置坐标；同时，信号采集器2中的红外线接收器21获得的红外线信号对超声波信号进行纠正，以得到更准确的位置坐标。
进一步的，所述信号采集器2上还设置有摄像头23；所述摄像头23位于信号采集器2的前侧的中部。
进一步的，所述支架3呈上小下大的结构形式，所述书写笔1设置在支架3的上部，所述信号采集器2设置在支架3的中部，并嵌设于支架3的下方，以减少占用空间，便于携带。
进一步的，所述信号采集器2的底部设置有夹纸垫25，用以对信号采集器2进行保护，同时，所述夹纸垫25兼具夹持书写纸张的作用。
进一步的，所述信号采集器2上设置有用于控制其开或关的开关24。
本实用新型的有益效果在于，相比于现有技术，在本实用新型中，在使用本装置时，首先从支架3上取下书写笔1，进行书写；而在书写笔1进行书写时，书写笔1通过红外线发射器或超声波发射器发出对应的红外线信号或超声波信号，信号采集器2通过红外线接收器21或超声波接收器接收对应的红外线信号或超声波信号，进而对书写笔1进行定位，确定书写笔1的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；也可同时通过红外线发射器和超声波发射器实现利用红外线信号和超声波信号对书写笔1进行定位，确定书写笔1的位置信息，并通过所述位置信息计算出书写轨迹；即该装置集成了书写笔及对书写轨迹进行识别的信号采集器，可对在常规纸质作业本或试卷上书写轨迹进行采集，便于携带及使用。且该装置通过信号采集器和书写笔分别嵌设于支架内，有效地减小了占用空间，提高了使用便利性。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
1.一种书写采集装置，其特征在于，该装置包括有书写笔、信号采集器和支架，所述信号采集器和书写笔分别嵌设于支架内，所述书写笔上至少设置有红外线发射器或/和超声波发射器，以用于发射红外信号或/和超声波信号；对应的，所述信号采集器上设置有红外线接收器或/和超声波接收器。
2.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，所述支架上设置有凹槽，所述凹槽内嵌设有书写笔。
3.根据权利要求2所述的书写采集装置，其特征在于，所述凹槽的两端具有挡壁，以与凹槽形成容纳结构。
4.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，支架的下部具有嵌槽，所述信号采集器设置于所述嵌槽中。
5.根据权利要求4所述的书写采集装置，其特征在于，所述嵌槽的两侧具有导入条；对应地，所述信号采集器的两侧设有导入槽。
6.根据权利要求5所述的书写采集装置，其特征在于，所述信号采集器的上方的支架上，设置有内凹部，所述内凹部使信号采集器的部分顶部暴露在外。
7.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，所述超声波接收器数量为两个；且两个超声波接收器分别位于信号采集器的前侧的两端。
8.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，所述信号采集器左上部设置有用于采集书写者的坐姿数据的红外坐姿采集器。
9.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，所述支架呈上小下大的结构形式，所述书写笔设置在支架的上部，所述信号采集器设置在支架的中部，并嵌设于支架的下方。
10.根据权利要求1所述的书写采集装置，其特征在于，所述信号采集器的底部设置有夹纸垫，方便信号采集器可以固定夹住单页或多页纸。
技术总结