CN104310113A - 作业本排序机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种作业本排序机，以高效、便捷、有序的完成课堂作业本收发为目的，本发明采用一种滚筒式结构，由上收集柜、存储柜、下收集柜、支架、步进电机、扫描仪、舵机、读卡器、直流电机和控制模块组成，本发明以条码扫描器获取学号信息，配以简约的排序机构，实现课堂作业本的乱序排序。在实现课堂作业本整理排序的同时，利用有限的课余时间，减轻学委分发作业本负担。

Description

作业本排序机

技术领域

本发明涉及自动化排序技术领域，具体是一种作业本排序机。

背景技术

作业本一直是课堂内外不可或缺的部分，可以说，作业本是课堂在课外的延伸。集体教学是目前我国常用的课堂教学模式，但是数十本乃至数百本课堂作业的收发和登记，却成为了学委和老师不得不去面对的艰巨任务。作业本的杂乱无序，浪费了学委以及老师宝贵的时间，加重了批改、登记作业的负担。无序作业本的集中收发，还挤占着原本就有限的课余时间。

现有未关于作业本排序的专利，只有作为一种外观新奇的作业本容器，实质上并没有解决作业本的收集整理问题。本发明填补了课堂及其他领域纸质本的排序空缺，有这实用性和推广价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动滚筒式作业本排序机，可以将收集到的成堆作业本，按序排列，并整理成堆，此外还能以单个作业本的形式，按照任意序列输出。

实现本发明目的的技术方案为：一种作业本排序机，包括上收集柜、存储柜、下收集柜、支架、步进电机 、扫描仪、第一舵机、第一舵机、读卡器、直流电机和控制模块；上收集柜固定于支架上端，上收集柜包括壳体、后挡板、凸轮、前挡板及扫描仪支架和弹簧，壳体为无盖长方体薄壳，去除其中一个侧面，该侧面下端设置前挡板，壳体内部设有可滑动的后挡板，后挡板平行于去除的侧面，弹簧一端固定在后挡板上，另一端固定在与后挡板平行的壳体另一个侧面上；壳体内固定有凸轮，且凸轮位于前挡板上方，与直流电机连接；倾斜挡板下端固定在壳体底部，其交线与前挡板平行，且在倾斜挡板与前挡板之间的壳体上开槽，倾斜挡板向内倾斜一定角度；扫描仪支架位于壳体上，扫描仪经第一舵机固定于扫描仪支架上；

    存储柜包括内隔间及外壳，内隔间通过轴承固定于支架中部，内隔间由步进电机 带动绕轴心旋转；方板垂直均匀环布于旋转轴心构成内隔间，其整体形状为圆柱，每两个方板形成一个隔间；圆桶状的外壳固定于支架上与内隔间同轴，外壳的内径略大于内隔间的直径，在外壳的正上方与斜下方分别开与单个隔间开口对应的长方形槽；存储柜位于上收集柜的下方，上收集柜下方开槽正对外壳上方开的槽，外壳 斜下方开的槽正对下收集柜；

下收集柜包括由板材折弯3次得到的呈勺型的4个平面，其中一面的一边与外壳 斜下方开的槽下端相接触，二面、三面和四面构成一个收集槽，三面和四面上开槽；外壳 斜下方开槽处安装挡板，由第二舵机带动挡板开合；

控制模块与步进电机连接，用于控制内隔间旋转的角度；

控制模块与第一舵机连接，用于控制扫描仪上下摆动；

控制模块与第二舵机连接，用于使挡板开合，控制作业本的掉落；

控制模块与直流电机连接，用于控制凸轮转动；

控制模块与扫描仪连接，用于采集作业本上的学号信息；

控制模块与读卡器连接，用于采集学生卡上的学号信息。

控制模块控制直流电机使凸轮正转，使作业本升起，离开倾斜挡板压迫，然后控制模块控制直流电机使凸轮反转，作业本由重力下降到正下方的存储柜中。

所述凸轮凸轮面采用不同材料，凸面摩擦系数大于纸张，其余面摩擦系数要求尽量小。

所述一面与水平面的夹角略大于外壳斜下方开的槽下端与内隔间轴线所构成的平面。

所述控制模块采用八位单片机PIC18F2525。

本发明与现有技术相比，其显著优点： 

（1）采用凸轮正反转来实现提取一个本子，结构简单，稳定性好。

（2）采用滚筒式结构进行排序分类，相较于往复式直线导轨方式，提高了作业本的排序效率。

（3）本发明产品外观新颖，酷似“班长”的造型，更适合于课堂或者办工场合。

附图说明

图1是存储柜的装配图。

图2是滚筒隔间示意图。                      

图3 是上收集柜。  

图4是下收集柜三维图。                     

图5是舵机开合结构。         

图6是系统硬件框图。

图7是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

 如图1所示，作品宽为280mm，长380mm，高1200mm。整个机构由三部分组成，包括装载未排序或待发作业的上收集柜11，进行滚动排序的作业中转站——存储柜12，以及用来收集作业本的下收集柜13。

使用时，只需把乱序的作业放入上收集柜11，作业本收发器就可以自行完成作业整理排序。首先在作业本上贴对应学号的条形码，就可通过上收集柜11配备的一维码扫描模块，判断出最前端作业本的序号，由步进电机16带动中隔间，转至相应的隔间对其上方开口后，凸轮转动，带起最前端的作业本，使其脱离倾斜挡板的压力约束，凸轮再反转，使作业本自行下落至正下方存储柜12中的隔间，至此，第一本作业本排序结束。在此之后，扫描下一作业本，如此循环，待所有作业本全部掉落进存储柜12的隔间，则作业本排序完成。作业本收发器通过校验上课名单，可发送缺交作业的学生信息。最后，第一舵机20控制挡板打开，步进电机16带动中隔间依滚动，依次将作业按顺序输出至下收集柜13，老师可以方便取走已排序作业本。

老师改完作业后，可再次将作业本放入上收集柜11中，如上述步骤完成排序。此时，学生通过读卡器23，将序号信息传至作业本收发器，步进电机16带动中隔间转至该号码对应的隔间，掉落对应的作业本。

    上收集柜11尺寸为长200mm，宽140mm，高160mm，。其主要配件有凸轮，弹簧，直流电机24及扫描仪18。如图3所示，整个作品为长方体，通过另外延伸的扫描仪支架15来安装一维条码扫描仪18，并由第一舵机19控制扫描仪18的工作间距来确保扫描的精确性。直流电机24带动凸轮旋转，另用凸面的摩擦力不同将作业本滚起，滚落。后部后挡板则通过弹簧不断推动本子前进，使本子有一定的预紧力。

如图2所示，存储柜12有，由五十块固定在端面挡板上的方板组成。整个机构利用端面挡板来传递扭矩，带动其上方板滚动。圆通状的外壳22固定在支架15上，不随内隔间转动。外壳22正上方开槽，作为本子入口，而下方斜45°左右开槽作为出口，与下收集柜13对齐。上方开口为常开，下方可由第二舵机20及挡板控制开合。

收集排序时，通过步进电机16带动内隔间转动，对上方落下的本子进行收集、排序。而发作业本时，由第一舵机20来控制挡板开合来控制本子掉落，完成一系列工作。

挡板开启后，本子可平滑地滑入下收集柜13，并自动叠成一摞。箱体设计为开放式，通过下收集柜13三面和四面上的开槽，方便学生与老师的拿取。同时设计为可拆卸部件，节约空间。

控制模块14是作业本收发器可靠、稳定、按序运行的基础，根据作业本收发器的功能特性，设计了硬件电路总体框架，如图6所示。

以八位单片机PIC18F2525为系统控制芯片。作业本排序时，如图7程序流程图所示，微控芯片从扫描仪18读取学号信息，确认无误后，驱动步进电机16带动凸轮正反转，使得一本作业本下落，同时根据获取的学号信息，利用单片机内部定时器1的中断，产生一定数量脉冲驱动步进电机16精确运动，将中隔间转至合适位置，等待作业本落下。重复上述步骤，在所有作业本全部按序落入隔间之后，驱动第一舵机20转动，电机运转一周，所有作业本则依次滑入下收集柜13中。

取作业本时，待所有作业本按序进入隔间之后，微控制器从读卡器23获取学号信息，并驱动对应隔间转至下方开口处，舵机开启，作业本滑落后至下收集柜13后，第一舵机20立即闭合，等待下一次取指令。

本发明作业本排序机结构简单，易拆卸，成本低，重量轻，适用性强，能够确保单本分离，采用圆周运动，高效廉价，外形新颖，适宜放于教室等场合。本发明能有效的节省老师、学委登记与排序作业的时间。

Claims (4)

1.一种作业本排序机，其特征在于：包括上收集柜[11]、存储柜[12]、下收集柜[13]、支架[15]、步进电机 [16]、扫描仪[18]、第一舵机[19]、第一舵机[20]、读卡器[23]、直流电机[24]和控制模块[14]；上收集柜[11]固定于支架[15]上端，上收集柜[11]包括壳体[31]、后挡板[32]、凸轮[33]、前挡板[34]及扫描仪支架[35]和弹簧[36]，壳体[31]为无盖长方体薄壳，去除其中一个侧面，该侧面下端设置前挡板[34]，壳体[31]内部设有可滑动的后挡板[32]，后挡板[32]平行于去除的侧面，弹簧[36]一端固定在后挡板[32]上，另一端固定在与后挡板[32]平行的壳体[31]另一个侧面上；壳体[31]内固定有凸轮[33]，且凸轮[33]位于前挡板[34]上方，与直流电机[24]连接；倾斜挡板下端固定在壳体[31]底部，其交线与前挡板[34]平行，且在倾斜挡板与前挡板[34]之间的壳体[31]上开槽，倾斜挡板向内倾斜一定角度；扫描仪支架[35]位于壳体[31]上，扫描仪[18]经第一舵机[19]固定于扫描仪支架[35]上；

    存储柜[12]包括内隔间[21]及外壳[22]，内隔间[21]通过轴承固定于支架[15]中部，内隔间[21]由步进电机[16] 带动绕轴心旋转；方板垂直均匀环布于旋转轴心构成内隔间[21]，其整体形状为圆柱，每两个方板形成一个隔间；圆桶状的外壳[22]固定于支架[15]上与内隔间[21]同轴，外壳[22]的内径略大于内隔间[21]的直径，在外壳[22]的正上方与斜下方分别开与单个隔间开口对应的长方形槽；存储柜[12]位于上收集柜[11]的下方，上收集柜[11]下方开槽正对外壳[22]上方开的槽，外壳[22] 斜下方开的槽正对下收集柜[13]；

下收集柜[13]包括由板材折弯3次得到的呈勺型的4个平面，其中一面[41] 的一边与外壳[22] 斜下方开的槽下端相接触，二面[42]、三面[43]和四面[44]构成一个收集槽，三面[43]和四面[44]上开槽；外壳[22] 斜下方开槽处安装挡板[51]，由第二舵机[20]带动挡板[51]开合；

控制模块[14]与步进电机[16]连接，用于控制内隔间[21]旋转的角度；

控制模块[14]与第一舵机[19]连接，用于控制扫描仪[18]上下摆动；

控制模块[14]与第二舵机[20]连接，用于控制挡板[51]开合；

控制模块[14]与直流电机[24]]连接，用于控制凸轮[33]转动；

控制模块[14]与扫描仪[18]连接，用于采集作业本上的学号信息；

控制模块[14]与读卡器[23]连接，用于采集学生卡上的学号信息。

2.根据权利要求1所述的作业本排序机，其特征在于：所述凸轮[33] 凸轮面采用不同材料，凸面摩擦系数大于纸张，其余面摩擦系数要求尽量小。

3.根据权利要求1所述的作业本排序机，其特征在于：所述一面[41]与水平面的夹角略大于外壳[22] 斜下方开的槽下端与内隔间[21]轴线所构成的平面。

4.根据权利要求1所述的作业本排序机，其特征在于：所述控制模块[14]采用八位单片机PIC18F2525。