CN104070892A - 一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板 - Google Patents

Abstract

一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板，黑板面由并列的三棱柱组成且由步进电机带动实现自动翻转，清洁棒旋转杆的顶端连接直流电机，直流电机通过电机支撑板连接在滚珠丝杠上实现前后移动，所述滚珠丝杠的端部连接减速电机，所述减速电机、直流电机和步进电机分别连接单片机控制器，单片机控制器放在控制盒内，所述单片机控制器还连接清扫启动按钮和翻转启动按钮。本发明具有工作效率高，控制精确，设计巧妙，易于实现等优点，适于各种教学场所。

Description

一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板

技术领域

本发明是一种智能黑板，属于日常教学工具的一种，更确切的说是涉及一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板。

背景技术

目前国内大部分学校仍然在用传统的一体式黑板，虽然这种传统的黑板具有价格便宜和简洁等特点，但在信息量爆增的今天其缺点也越来越凸显，主要有：

（1）黑板板面不足。由于当前的课堂信息量大，被占满的黑板只能去费力擦掉，不仅浪费了上课的宝贵时间，还浪费大量的的人力物力。

（2）黑板与投影幕布的相互干涉。现代教学已经离不开投影仪，它极大地方便了老师的教学。但是大多数投影幕布安置在黑板的中间位置，这样就严重的影响了老师的书写，并且幕布的升降效率也极慢。

（3）板书的凌乱。没有书写限制的黑板往往成了大家随意挥毫的场所，这些凌乱的字辨认非常困难，也严重影响了课堂的规范教学。

（4）粉尘危害。每次擦黑板讲台上到处飞扬着细细的粉笔灰，这些细小的微尘对老师和教室里的同学的健康造成了很大的影响。

传统的一体式黑板已经不能够再满足现代化教育模式的要求。而现在市场上流行的黑板大多数是只带有自动擦拭或者无尘板面，没有一种能够完全解决上述问题。这就需要一种新型的智能化高效率的黑板，它能够解决教学中遇到的所有的不便和问题，给教学带来全新的视觉感受和操作体验。它能够承载大信息量，具有方便的可操作性、高效性和快捷性，能满足所有不同的授课要求。

发明内容

本发明克服现有传统一体式黑板的不灵活、板面小、上课过程中擦拭黑板浪费时间；黑板和投影仪之间的遮挡等问题。提供一种在使用过程中实现黑板和投影仪之间无缝切换，擦拭方便和无尘教室的基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板。

本发明是这样实现的，一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板，它包括直流电机 、滚珠丝杠 、黑板框架 、减速电机 、控制盒 、步进电机 、同步带 、同步带轮 、清扫启动按钮 、翻转启动按钮 、三棱柱 、滚动轴承 、清洁棒 、电机支撑板，其特征在于：黑板框架的前表面依次水平紧密并排若干个三棱柱，其中三棱柱的两面为黑板面一面为投影面，所述三棱柱通过中心轴连接滚动轴承实现绕自身中心轴整齐翻转以实现黑板面的切换，若干个三棱柱的中心轴的端部分别通过同步带和同步带轮连接步进电机，对应若干个三棱柱互补的三角形连有清洁棒，若干个清洁棒固定在旋转杆上，旋转杆的顶端连接直流电机，直流电机通过电机支撑板连接在滚珠丝杠上实现前后移动，所述滚珠丝杠的端部连接减速电机，所述减速电机、直流电机和步进电机分别连接单片机控制器，单片机控制器放在控制盒内，所述单片机控制器还连接清扫启动按钮和翻转启动按钮。

所述黑板框架的底端分别连有简易按压式粉笔盒、物品盒和集灰槽。

本发明黑板的三棱柱由薄木板组成，木质的三棱柱更加的灵活易用，可以根据需要来调节安装。并且木制的黑板有着天然的书写舒适性，写字不会发出声响。三棱柱的翻转实现采用同步带轮传动，皮带轮传动可以实现运行平稳、低噪音、低振动；并且传动的结构简单，调整方便，具有过载保护功能。

本发明的黑板擦由于三棱柱黑板的特殊结构，把黑板擦设计成和三棱柱横截面互补的三角形木板固定在轴上，擦拭部分是清洁棒。在擦拭的时候清洁棒挤压在黑板面上经过轴的旋转就可以实现黑板的擦拭干净。黑板擦的传动采用滚珠丝杠，滚珠丝杠丝母间摩擦力很小；滚珠丝杠丝母间因无间隙，直线运动时精度较高，尤其在频繁换向时无需间隙补偿；滚珠丝杠与电机连接时中间加装联轴器以达到柔性连接。丝杠的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动。

本发明黑板的控制部分主要由STC89c52系列单片机、驱动、检测、输入输出等部分组成。单片机时刻响应按键的请求，并将按键响应的结果以数值的形式存于相应的存储单元，综合各种参数对直流电机或步进电机驱动电路实施控制，驱动电机运转。

本发明的技术效果是：本发明黑板非传统一面式的黑板，将黑板面设计成由一块一块三棱柱侧面拼接而成的。该设计可以实现黑板面的翻转，投影面与书写版面的切换。相同的板面可实现三倍的空间增值。采用仿形圆锥型黑板擦并设计在黑板的背面，这种设计极大地节省了人力、时间，提高了课堂的时间利用率。并可以提高教室空气质量，减少粉尘的危害，营造一个干净的课堂环境。并排的板面会一定程度上限制人们写字的规范程度，而整齐的板书会改变同学们听讲的态度。本设计融合了自动翻转、擦拭等新型黑板的所有优点，采用了机械装置和电气一体化、智能操作等单片机控制系统。设计巧妙，效率高，易于实施。

附图说明

附图1是本发明黑板一个实施例的结构示意图。

在图中，1、直流电机 2、滚珠丝杠 3、黑板框架 4、减速电机 5、控制盒 6、步进电机 7、同步带 8、同步带轮 9、清扫启动按钮 10、翻转启动按钮 11、物品盒 12、三棱柱 13、集灰槽 14、简易按压式粉笔盒 15、滚动轴承 16、清洁棒 17、电机支撑板。

具体实施方式

结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。

本发明是这样实现的，黑板框架3的前表面依次水平紧密连接若干个三棱柱12，其中三棱柱12的两面为黑板面一面为投影面，所述三棱柱12通过中心轴连接滚动轴承15实现绕自身中心轴整齐翻转以实现黑板面的切换，若干个三棱柱12的中心轴的端部分别通过同步带7和同步带轮8连接步进电机6，对应若干个三棱柱12互补的三角形连有清洁棒16，若干个清洁棒16固定在旋转杆上，旋转杆的顶端连接直流电机1，直流电机1通过电机支撑板17连接在滚珠丝杠2上实现前后移动，所述滚珠丝杠2的端部连接减速电机4，所述减速电机4、直流电机1和步进电机6分别连接单片机控制器，单片机控制器放在控制盒5内，所述单片机控制器还连接清扫启动按钮9和翻转启动按钮10。所述黑板框架的底端分别连有简易按压式粉笔盒14、物品盒11和集灰槽13。

所述电机带动下方的清洁棒即黑板擦旋转以达到清洁黑板的目的。减速电机可以带动滚动丝杠左右旋转，丝杠的旋转可以使所述的直流电机前后移动，清洁棒、直流电机、滚动丝杠、减速电机的有效配合保证了三棱柱黑板能擦拭干净。

本发明智能黑板中的翻转部分主要包括步进电机、同步带轮、三棱柱，所述的步进电机控制系统的作用下精确带动同步带轮翻转120度，即完成了黑板翻转一个面（黑板面或投影面）。本控制盒就是本智能黑板的控制中心。清扫按钮的触发可以使直流电机和减速电机同步运作达到清洁黑板的目的。翻转按钮的触发就可以控制步进电机的120度转动。

本发明智能黑板中还包括一些附属的便捷功能。包括简易粉笔盒和物品盒，它们可以盛放一些书写粉笔和另外一些教学必备的小器件，以辅助教学。集灰槽则是定期清洁黑板擦擦掉的粉笔灰，以保证黑板内部的干净和有效运作。

本发明智能黑板的擦拭和翻转机构有较高的效率，构思巧妙、易于实施，是本发明的关键技术点。

上述实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下的对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板，它包括直流电机 、滚珠丝杠 、黑板框架 、减速电机 、控制盒 、步进电机 、同步带 、同步带轮 、清扫启动按钮 、翻转启动按钮 、三棱柱 、滚动轴承 、清洁棒 、电机支撑板，其特征在于：黑板框架的前表面依次水平紧密连接若干个三棱柱，其中三棱柱的两面为黑板面一面为投影面，所述三棱柱通过中心轴连接滚动轴承实现绕自身中心轴整齐翻转以实现黑板面的切换，若干个三棱柱的中心轴的端部分别通过同步带和同步带轮连接步进电机，对应若干个三棱柱互补的三角形连有清洁棒，若干个清洁棒固定在旋转杆上，旋转杆的顶端连接直流电机，直流电机通过电机支撑板连接在滚珠丝杠上实现前后移动，所述滚珠丝杠的端部连接减速电机，所述减速电机、直流电机和步进电机分别连接单片机控制器，单片机控制器放在控制盒内，所述单片机控制器还连接清扫启动按钮和翻转启动按钮。

2.根据权利要求1所述的基于电子控制旋转式三棱柱智能黑板，其特征在于：所述黑板框架的底端分别连有简易按压式粉笔盒、物品盒和集灰槽。