CN103722953B - 全自动板书黑板 - Google Patents

Abstract

本发明提供的全自动板书黑板，包括至少一块黑板，还包括悬挂所述黑板的框架，所述框架的上方设置有与黑板数目一致的转动轴，每个转动轴与框架的横边平行；所述黑板通过绳索悬挂在转动轴上，绳索的一端可随着转动轴转动而缠绕于旋转轴上；所述框架的上下横边内侧分别设置有用于阻止黑板进一步滑动的行程开关；在所述框架的底部设置有用于擦除黑板上字迹的擦除装置；在框架的前方设置有可拍摄黑板上图像信息的摄像机，摄像机与计算机连接，计算机将摄像机拍摄的信息上传至互联网网盘。本发明提供的全自动板书黑板不需要人工移动、擦拭，为老师节约了不少时间；全自动黑板可分别在任意位置停留，减少干涉。

Description

全自动板书黑板

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种全自动板书黑板。

背景技术

现今学校教室中所使用的黑板、黑板擦大多数需人工移动、人工擦拭，效率低，费时费力，同时也会产生许多粉尘，影响同学上课，恶化教室的空气环境，且功能单一。现在教室常用的黑板、黑板擦存在很多不足：

1.需要人工移动、擦拭，在课程进度比较紧张的时候老师往往没有很多的时间来擦拭黑板。且两块黑板是联动，位置会相互影响。

2.普通黑板擦的效率低下，往往不能很好的把黑板擦干净；

3.同学有时来不及做笔记，或做笔记时影响听讲和思考。

基于以上问题，亟需开发出一种可为学生、老师提供方便的全自动板书黑板。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够提高老师工作效率、提高学生听课效率的全自动板书黑板。

一种全自动板书黑板，包括至少一块黑板，还包括悬挂所述黑板的框架，所述框架的上方设置有与黑板数目一致的转动轴，转动轴通过步进电机驱动其转动；每个转动轴与框架的横边平行；每块黑板通过绳索悬挂在对应的转动轴上，绳索的一端可随着转动轴转动而缠绕于旋转轴上；所述框架的上下横边内侧分别设置有用于阻止黑板进一步滑动的行程开关；

在所述框架的底部设置有用于可自动擦除黑板上字迹的擦除装置；

在框架的前方设置有可拍摄黑板上图像信息的摄像机，摄像机与计算机连接，计算机将摄像机拍摄的信息上传至互联网网盘。

进一步地，在框架的两个竖边内侧分别固定有可供黑板上下滑动的导轨，框架的底部设置有支撑框架的底座。

进一步地，所述擦除装置包括平行设置的上光杆、下光杆，所述上光杆、下光杆与框架的横边平行；在上光杆上设置有可随光杆转动而左右滑动的光杆滚珠轴承传动装置，光杆滚珠轴承传动装置上固定有黑板擦固定板，所述黑板擦固定板的另一端通过滑套与下光杆连接；所述黑板擦固定板在光杆滚珠轴承传动装置的带动下可左右滑动；上光杆与下光杆之间的距离为一个黑板擦固定板的高度；所述黑板擦固定板上固定有可擦除黑板上字迹的清洁装置。

进一步地，所述擦除装置包上滑槽、下滑槽；所述上滑槽、下滑槽与框架的横边平行；在上滑槽、下滑槽之间设置有可沿着滑槽左右滑动的黑板擦固定板；黑板擦固定板的底部连接有滑轮，滑轮在下滑槽内来回滑动；在黑板擦固定板的一侧设置有齿条，另一侧设置有步进电机，在所述齿条上啮合有与齿条条纹匹配的齿轮，所述步进电机的转动轴穿过黑板擦固定板后与齿轮固定连接；上滑槽、下滑槽之间的距离为一个黑板擦固定板的高度；所述黑板擦固定板上设置有可擦除黑板上字迹的清洁装置。

进一步地，所述齿条设置在下滑槽的一侧。

进一步地，所述清洁装置包括黑板擦、磁铁、电磁铁、以及连接所述磁铁、电磁铁的弹簧；所述磁铁固定在黑板擦上，电磁铁固定在黑板擦固定板上。

进一步地，所述清洁装置包括设置在黑板擦固定板上的可旋转毛刷，当黑板下落至清洁区域时，旋转毛刷的端部抵在黑板表面上。

进一步地，所述黑板擦上设有吸尘器。

进一步地，所述旋转毛刷的背侧设置有吸尘器。

进一步地，所述吸尘器的背侧设置有粉笔灰集纳盒。

本发明提供的全自动板书黑板，一方面，通过步进电机带动转动轴转动，近而带动黑板上下移动，从而实现了自动移动黑板的功能，不再需要人工移动黑板；从而提高了教师授课的效率；一方面，本发明通过设置在框架的底部的可自动擦除黑板上字迹的擦除装置来擦除黑板上的字迹，避免了人工劳动，而且擦除效率更高；另一方面，本发明通过设置在框架的前方的可拍摄黑板上图像信息的摄像机来记录黑板上的教学内容，再通过摄像机与计算机连接，计算机将摄像机拍摄的信息上传至互联网网盘，从而避免了听课的同学笔记无法记录完整的状况，近而提高了学生听课的效率。

附图说明

图1为本发明全自动板书黑板结构示意图；

图2为本发明擦除装置实施例一结构示意图；

图3为本发明擦除装置实施例二剖面结构示意图；

图4为本发明黑板擦固定板与磁铁、电磁铁的连接结构示意图；

图5为设置在黑板擦固定板上的旋转毛刷结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本发明全自动板书黑板包括三个系统，分别是黑板自动升降系统，黑板自动擦洗系统，板书自动保留系统。

黑板自动升降系统：

图1为本发明全自动板书黑板结构示意图，如图1所示，本发明提供的全自动板书黑板，包括至少一块黑板11，还包括悬挂所述黑板11的框架13，所述框架13的上方设置有与黑板数目一致的转动轴12，转动轴12通过步进电机19驱动其转动；每个转动轴12与框架13的横边平行；每块黑板11通过绳索14悬挂在对应的转动轴上，绳索14的一端可随着转动轴12转动而缠绕于旋转轴上；所述框架13的上下横边内侧分别设置有用于阻止黑板进一步滑动的行程开关20；所述绳索可以为钢丝绳。

具体地，本发明通过转动轴连接的步进电机控制转动轴的正转与反转，通过转动轴的正转反转来控制绳索的收缩，通过绳索的收缩来控制黑板的上下运动，从而实现了黑板的自动滑动功能。所述转动轴通过步进电机驱动其旋转，每个黑板对应一个转动轴，每个转动轴对应一个步进电机，所有步进电机通过单片机控制其运行；因此，所有黑板的上下运动是独立的，不会受其它黑板的牵制。

进一步地，在框架13的两个竖边内侧分别固定有可供黑板上下滑动的导轨，框架13的底部设置有支撑框架的底座31。黑板利用导轨在其上山下滑动避免了黑板前后晃动的状况。

进一步地，如图1所示，所述步进电机19通过同步齿形带61将动力传输给转动轴12。

黑板自动擦洗系统：

本发明提供的黑板自动擦洗系统为：在所述框架13的底部设置有用于可自动擦除黑板11上字迹的擦除装置。具体地，该可擦除装置包括两种实施方式。擦黑板装置可有两种结构(运动方式)，一种是光杆滚珠轴承式(运动和导向靠光杆)。另一种是齿轮齿条式(运动和导向靠齿轮和滑槽)。

第一种擦除装置：

图2为本发明擦除装置结构实施例一示意图；如图2所示，所述擦除装置包括平行设置的上光杆15、下光杆17，所述上光杆15、下光杆17与框架13的横边平行；在上光杆15上设置有可随上光杆转动而左右滑动的光杆滚珠轴承传动装置21，光杆滚珠轴承传动装置21上固定有黑板擦固定板16，所述黑板擦固定板16的另一端通过滑套22与下光杆17连接；所述黑板擦固定板16在光杆滚珠传动装置21的带动下可左右滑动；上光杆15与下光杆17之间的距离为一个黑板擦固定板的高度；所述黑板擦固定板16上固定有可擦除黑板上字迹的清洁装置。

如图2所示，本实施例的擦除装置，通过步进电机23带动上光杆15转动，上光杆15转动就带动光杆滚珠轴承传动装置21左右滑动，光杆滚珠轴承传动装置21左右滑动就带动黑板擦固定板16左右滑动，为了减小黑板擦固定板16左右滑动时的摩擦力，本发明设置在黑板擦固定板16底部连接了了滑套22，通过滑套22在下光杆17上左右滑动来减小黑板擦固定板16在左右滑动过程中的摩擦力。同时，上、下光杆起导向和固定位置作用。本实施例中下光杆17设置在框架13的下横边上，此时，黑板擦固定板16的高度与一个黑板的高度一致。

第二种擦除装置：

图3为本发明擦除装置实施例二剖面结构示意图；如图3所示，本实施例的擦除装置包上滑槽41、下滑槽48，所述上滑槽41、下滑槽48与框架13的横边平行；在上滑槽41、下滑槽48之间设置有可沿着滑槽左右滑动的黑板擦固定板42；黑板擦固定板42的底部连接有滑轮46，滑轮46在下滑槽48内来回滑动；上滑槽41、下滑槽48之间的距离为一个黑板擦固定板42的高度；在黑板擦固定板42的一侧设置有齿条47，另一侧设置有步进电机45，在所述齿条47上啮合有与齿条47条纹匹配的齿轮44，所述步进电机45的转动轴穿过黑板擦固定板42后与齿轮44固定连接；所述黑板擦固定板42上设置有可擦除黑板上字迹的清洁装置。同时，上下滑槽起导向和固定位置作用。本实施例中，所述齿条47设置在下滑槽48的一侧，下滑槽48设置在框架13的下横边上，此时，黑板擦固定板42的高度与一个黑板的高度一致。

具体地，如图3所示，步进电机45带动齿轮44转动，齿轮44转动就驱动齿轮44在齿条47上来回滚动，齿轮44来回滚动就带动黑板擦固定板42来回滑动，为了减轻黑板擦固定板42来回滑动时的摩擦力，本发明在黑板擦固定板42的底部连接滑轮46，通过滑轮46在下滑槽48内来回滑动来带动黑板擦固定板的轻松滑动。

在以上两种擦除装置的基础上，所述清洁装置也有两种：

第一种清洁装置(以上述第一种擦除装置中的黑板擦固定板为例)：

图4为本发明黑板擦固定板与磁铁、电磁铁的连接结构示意图，如图4所示，所述清洁装置包括黑板擦61、磁铁43、电磁铁44、以及连接所述磁铁43、电磁铁44的弹簧41；所述磁铁43固定在黑板擦61上，电磁铁44固定在黑板擦固定板16上；同样，本实施例的清洁装置也适用于第二种擦除装置。

具体地，当给电磁铁44通电后，由于磁铁43与电磁铁44之间产生相互排斥的作用力，黑板擦61被推出至紧贴在黑板上，如此，通过黑板擦固定板的左右移动来带动黑板擦左右移动；当黑板擦干净后，断开电磁铁上的电，磁铁在弹簧的作用下被拉回，近而与磁铁固定的黑板擦也被拉回。当进入自动擦黑板程序后，黑板擦每水平移动一次(从左到右或从右到左)，黑板就自动下降一个黑板擦长度，循环进行，擦完一个黑板。

进一步地，为了避免粉末污染空气，影响学生和老师的身体健康，本发明在所述黑板擦上设有吸尘器，通过吸尘器将黑板擦擦掉的粉笔末及时吸走，避免污染空气，影响健康。

第二种清洁装置(以上述第一种擦除装置中的黑板擦固定板为例)：

如图5所示，图5为设置在黑板擦固定板上的旋转毛刷结构示意图，如图5所示，所述清洁装置包括设置在黑板擦固定板16上的可旋转毛刷51，当黑板下落至清洁区域时，旋转毛刷51的端部抵在黑板表面上。给旋转毛刷同上电，旋转毛刷开始旋转，周而复始，将黑板上的字迹擦干净。

进一步的，在所述旋转毛刷51的背侧设置有吸尘器52，吸尘器52随着黑板擦固定板16的移动而移动，如此，在旋转毛刷51擦除黑板字迹的同时，吸尘器就将粉末吸走，从而提高了空气质量，避免了对老师、前排同学的健康造成不良影响。进一步地，为了集中收纳粉笔灰，本发明在吸尘器52的一侧设置有粉笔灰集纳盒53。

板书自动保留系统：

为了避免同学有时来不及做笔记，或做笔记时影响听讲和思考，本发明在框架的前方设置有可拍摄黑板上图像信息的摄像机，摄像机与计算机连接，计算机将摄像机拍摄的信息上传至互联网网盘。当黑板上升到摄像区，且老师按下摄像开关后，遥控摄像头会自动拍摄摄像区的板书，通过PC上传到互联网网盘，供学生课后下载。

本发明全自动板书黑板与现有技术相比有以下特点：解决了现在普通黑板擦费时费力，易产生粉尘危害，上下移动不方便的不足。

本发明的电机采用步进电机，主要是因为步进电机能实现正反转功能，而且可以双重自锁，这样就确保了黑板可以悬停在任何位置而不会出现向下滑落的现象，而我们采用的是直流步进电机，我们通过一个电流转换器，将220v的交流电转换成24v的直流电，相对简单，相对于系统定位精度准确。

下面介绍步进电机的正反转实现过程，电机正反转的环形脉冲分配表如下：

表1：正转环形脉冲分配表

	P00	P01	P02	P03
					步数	A	B	/A	/B
1	1	1	0	0
					2	0	1	1	0
3	0	0	1	1
					4	1	0	0	1

表2：反转环形脉冲分配表

	P00	P01	P02	P03
					步数	A	B	/A	/B
1	1	1	0	0
					2	1	0	0	1
3	0	0	1	1
					4	0	1	1	0

本发明提供的全自动板书黑板不需要人工移动、擦拭，为老师节约了不少时间；全自动黑板的工作效率较高，能在短时间内很好的对整块黑板进行移动，可分别在任意位置停留，减少干涉；擦拭时避免粉尘飞扬；记录老师板书，可无线发送给学生，供课后整理，避免当心来不及记笔记，可安心听课。

本自动黑板不仅可作为小型会议室移动式临时板书黑板，而且可应用在学校教室等常用的大型固定式黑板，其原理结构一样，只是尺寸相应加大，同时电机功率等也相应配套。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种全自动板书黑板，包括至少一块黑板(11)，还包括悬挂所述黑板(11)的框架(13)，所述框架(13)的上方设置有与黑板(11)数目一致的转动轴(12)，转动轴(12)通过步进电机(19)驱动其转动；每个转动轴(12)与框架(13)的横边平行；每块黑板(11)通过绳索(14)悬挂在对应的转动轴(12)上，绳索(14)的一端可随着转动轴(12)转动而缠绕于旋转轴上；所述框架(13)的上下横边内侧分别设置有用于阻止黑板进一步滑动的行程开关(20)；

在所述框架(13)的底部设置有用于可自动擦除黑板上字迹的擦除装置；

在所述框架(13)的前方设置有可拍摄黑板上图像信息的摄像机，摄像机与计算机连接，计算机将摄像机拍摄的信息上传至互联网网盘；

在所述框架(13)的两个竖边内侧分别固定有可供黑板上下滑动的导轨，框架的底部设置有支撑框架的底座(31)；

其特征在于：

所述擦除装置包括平行设置的上光杆(15)、下光杆(17)，所述上光杆(15)、下光杆(17)与框架(13)的下横边平行；在上光杆(15)上设置有可随光杆转动而左右滑动的光杆滚珠轴承传动装置(21)，光杆滚珠轴承传动装置(21)上固定有黑板擦固定板(16)，所述黑板擦固定板(16)的另一端通过滑套(22)与下光杆(17)连接；所述黑板擦固定板(16)在光杆滚珠轴承传动装置(21)的带动下可左右滑动；上光杆(15)与下光杆(17)之间的距离为一个黑板擦固定板(16)的高度；所述黑板擦固定板(16)上固定有可擦除黑板上字迹的清洁装置。

2.根据权利要求1所述的全自动板书黑板，其特征在于，所述清洁装置包括黑板擦(61)、磁铁(43)、电磁铁(44)以及连接所述磁铁(43)、电磁铁(44)的弹簧(41)；所述磁铁(43)固定在黑板擦(61)上，电磁铁(44)固定在黑板擦固定板(16)上。

3.根据权利要求1所述的全自动板书黑板，其特征在于，所述清洁装置包括设置在黑板擦固定板上的可旋转毛刷(51)，当黑板(11)下落至清洁区域时，旋转毛刷(51)的端部抵在黑板表面上。

4.根据权利要求2所述的全自动板书黑板，其特征在于，所述黑板擦上设有吸尘器。

5.根据权利要求3所述的全自动板书黑板，其特征在于，所述旋转毛刷(51)的背侧设置有吸尘器(52)。

6.根据权利要求5所述的全自动板书黑板，其特征在于，所述吸尘器的背侧设置有粉笔灰集纳盒(53)。