CN105128577A - 一种基于单片机和电动机的自动削笔器 - Google Patents

一种基于单片机和电动机的自动削笔器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机和电动机的自动削笔器。包括削笔器外壳和铅笔抽板，削笔器外壳一侧为置有滚刀的方盒，另一侧为放置铅笔的条形盒，条形盒上开有水平容置铅笔的条形槽，条形槽末端的削笔器外壳方盒开有供铅笔头部插入的孔洞；方盒内置有第二电动机、齿轮套、滚刀、滚刀架和铅笔头架，铅笔头架的尖部装有与铅笔头部铅芯接触的金属块，铅笔头架端部同轴安装在方盒的孔洞上；条形盒内置有第一电动机和PCB控制器，铅笔抽板安装在条形盒的条形槽底部并与第一电动机的输出齿轮配合连接，铅笔抽板上设有触点，条形盒侧部设有安装电池的电池槽和开关按钮。本发明由单片机控制，能进行自动停止削铅笔的控制。

Description

一种基于单片机和电动机的自动削笔器
技术领域
本发明涉及了一种削笔器，尤其是涉及了一种基于单片机和电动机的自动削笔器。
背景技术
削笔器是中小学生常用的用来削铅笔的一种文具。现有的削笔器都是纯机械设备，需要人为操作，这样在肢体不方便的时候或者急需使用的时候会比较麻烦。现有的电动削笔器，只是简单以电机代替手动，并不能在铅笔削好的时候自动停止。
发明内容
本发明针对背景技术中的问题提出一种基于单片机和电动机的自动削笔器。本发明由单片机控制，当铅笔削好时，会自动停止。
本发明所采用的技术方案是：
本发明包括削笔器外壳和铅笔抽板，削笔器外壳一侧为置有滚刀的方盒，另一侧为放置铅笔的条形盒，条形盒上开有水平容置铅笔的条形槽，条形槽末端的削笔器外壳方盒开有供铅笔头部插入的孔洞；方盒内置有第二电动机、齿轮套、滚刀、滚刀架和铅笔头架，第二电动机和齿轮套均固定安装在方盒内壁，第二电动机的输出轴与传动固定架中心固定连接，传动轴一端偏心地铰接连接在传动固定架上并与齿轮套内壁啮合，传动轴另一端与滚刀的一端非同轴地固定连接，滚刀的另一端铰接在滚刀架上，滚刀架与铅笔头架固定连接，铅笔头架呈中空的锥形体，铅笔头架锥面的一侧开有滚刀切削铅笔的槽，铅笔头架的尖部装有与铅笔头部铅芯接触的金属块，铅笔头架端部同轴安装在方盒的孔洞上；条形盒内置有第一电动机和PCB控制器，铅笔抽板安装在条形盒的条形槽底部并与第一电动机的输出齿轮配合连接，铅笔抽板上设有触点，条形盒侧部设有安装电池的电池槽和开关按钮，PCB控制器分别与第一电动机、第二电动机、触点、金属块和开关按钮连接。
所述的条形槽底部平行开有槽宽度大于条形槽的抽板槽，铅笔抽板插入安装在抽板槽中并沿抽板槽移动，铅笔抽板底面为与第二电动机输出齿轮啮合的齿条结构；铅笔抽板尾部的顶面连接有垂直的竖板，竖板中心设有触点，触点用于与铅笔尾部的铅芯接触，靠近触点的铅笔抽板上装有用于装夹铅笔尾部的铅笔夹。
所述的方盒底部置有收集掉落铅笔屑的笔屑槽。
所述的条形槽的两侧分别开有用于方便提取铅笔的弧形凹陷。
所述的PCB控制器经电源电路与电池连接，电源电路包含芯片U3和12V蓄电池BAT1，其中蓄电池BAT1的负极接地，正极接芯片U3的引脚3；芯片U3的引脚2连接电源BAT1的负极；芯片U3的引脚3为VDD，引脚1为Vcc，引脚1和引脚3为PCB控制器供电。
所述的PCB控制器内的控制驱动电路包含单片机U1、芯片U2、第一电动机、第二电动机、晶振X1、触点5、金属块18、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3和开关按钮S1，开关按钮S1即为开关按钮；单片机U1的引脚18和引脚19分别接连晶振X1两端；单片机U1的引脚18和引脚19分别通过电容C2和电容C3接地；单片机U1的引脚9通过电容C1接高电平Vcc，又通过电阻R1接地；单片机U1的引脚31通过电阻R2接高电平，通过开关按钮S1接地；单片机U1的引脚34～39分别连接芯片U2的引脚11、6、12、10、7、5；单片机U1的引脚21通过电阻R3连接高电平Vcc；单片机U1的引脚21连接触点；芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15接地；芯片U2的引脚4连接高电平VDD；芯片U2的引脚9接高电平Vcc；芯片U2的引脚2和引脚3连接第一电动机两端；芯片U2的引脚13和引脚14连接第二电动机两端；金属块直接接地。
本发明的有益效果是：
本发明由单片机控制，能自动控制铅笔削切的过程，进行自动停止的控制。
附图说明
图1是本发明的削笔器盒部分侧面示意图。
图2是本发明的削笔器盒部分外观示意图。
图3是本发明的抽板部分示意图之一。
图4是本发明的抽板部分示意图之二。
图5是本发明的电源电路图。
图6是本发明的控制驱动电路图。
图7是本发明的程序框架示意图。
图中：1、削笔器外壳，2、铅笔抽板，3、齿条，4、铅笔夹，5、触点，6、PCB控制器，7、第一电动机，8、第二电动机，9、齿轮套，10、滚刀，11、滚刀架，12、铅笔头架，13、抽板槽，14、铅笔孔洞，15、笔屑槽，16、弧形凹陷，17、电池槽，18、金属块，19、开关按钮，20、传动固定架，21、传动轴。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，本发明的机械部分分为削笔器盒和铅笔抽板两个部分。
如图1和图2所示，本发明的削笔器盒部分包括削笔器外壳1、PCB控制器6、滚刀机械部分、铅笔推进部分和笔屑槽15。
其中，滚刀机械部分包括第二电动机、齿轮套9、滚刀10、滚刀架11、铅笔头架12和金属块18；
铅笔推进部分包括第一电动机以及第一电动机上面带有的齿轮；而削笔器外壳1上包括抽板槽13、铅笔孔洞14、弧形凹陷16、电池槽17。
如图2所示，削笔器外壳1成两个高低不同的立方体相连的形状；在较高立方体外壳的背面，设有笔屑槽15，且笔屑槽15位于滚刀机械部分的正下方，以方便接收掉落的铅笔屑；较低的立方体中间有一道凹槽供铅笔放置；凹槽底部两侧有两个细长的抽板槽13，供抽板部分的放置；两个立方体连接的部分有铅笔孔洞13，是笔头进入滚刀机械部分的入口；较低的立方体上表面有两个弧形凹陷16，为了方便人们将笔取出凹槽；电池槽17位于立方体底部，放入电池后为PCB控制器6供电。
如图1所示，PCB控制器6可装在削笔器盒内底部；PCB控制器6分别与第一电动机7，第二电动机8、触点5和金属块18相连可以通过在削笔器外壳的内部布线来实现；第一电动机7位于凹槽的下方，通过电动机转轴上的齿轮来移动抽板部分移动；第二电动机8位于滚刀机械部分，用来带动滚刀转动来削笔；金属块18镶嵌在由绝缘材料制成的铅笔头架12中；铅笔头架12可以以铅笔孔洞14为轴旋转；铅笔头架12和滚刀架11焊接紧固。
如图1所示，第二发电机的转轴连接传动固定架20，滚刀10是螺旋铣刀，沿铅笔头架12斜放，滚刀10的尾部与传动轴21焊接紧固，传动固定架20上面固定有一根细轴，与传动轴21连接。如图1所示传动轴21与内齿轮9啮合，当第二电动机8转动时，带动滚刀自转和围绕铅笔头公转。由于铅笔头架12与滚刀轴11焊接在一起，铅笔头架12也围绕铅笔头转动。
如图3和图4所示，本发明的抽板部分包括铅笔抽板2、齿条3、铅笔夹4和触点5。铅笔抽板2为成“L”形的板，上有铅笔夹4，用来将要削的铅笔固定住；铅笔抽板2的底部有齿条3，用来与第一电动机7的齿轮啮合；触点5位于铅笔抽板2上，当铅笔固定在铅笔夹4中时，触点5与铅笔中的笔芯接触。
将抽板部分插入削笔器盒部分的抽板槽13，即为本发明完整的自动削笔器。
如图5和图6所示，本发明的电路有电源电路和控制驱动电路。
如图5所示，本发明的电源电路包含芯片U3和12V蓄电池BAT1。其中BAT1的负极接地，正极接芯片U3的引脚3；芯片U3的引脚2连接电源BAT1的负极；芯片U3的引脚3为VDD，引脚1为Vcc，引脚1和引脚3为控制驱动电路供电。
如图6所示，本发明的控制驱动电路包含单片机U1、芯片U2、第一电动机、第二电动机、晶振X1、触点5、金属块18、电容C1～C3、电阻R1～R3和开关按钮S1。
如图6所示，单片机U1的引脚18和引脚19分别接连晶振X1两端；单片机U1的引脚18和引脚19分别通过电容C2和电容C3接地；单片机U1的引脚9通过电容C1接高电平Vcc，又通过电阻R1接地；单片机U1的引脚31通过电阻R2接高电平，通过开关按钮S1接地；单片机U1的引脚34、35、36、37、38、39分别连接芯片U2的引脚11、6、12、10、7、5；单片机U1的引脚21通过电阻R3连接高电平Vcc；单片机U1的引脚21连接触点5。
芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15接地；芯片U2的引脚4连接高电平VDD；芯片U2的引脚9接高电平Vcc；芯片U2的引脚2和引脚3连接第一电动机两端；芯片U2的引脚13和引脚14连接第二电动机两端；金属块18直接接地。
如图7所示，本发明可以采用下面的编程流程：上电复位之后，启动第一电动机和第二电动机，协调速度开始削铅笔；不断检测单片机U1的引脚21，当高电平变为低电平的时候，停止第二电动机，翻转第一电动机，最后停止第一电动机。
本发明的具体实施工作过程如下：
将抽板部分插入抽板槽13，将铅笔放入削笔器外壳1的凹槽内，铅笔夹4夹紧铅笔，铅笔被削的一头正对铅笔孔14，按下开关按钮19。这时第一电动机和第二电动机将启动，第一电动机上齿轮与抽板部分的齿条3啮合，通过转动将抽板和固定在抽板上的铅笔向滚刀部分送去；第二电动机的转轴连接内齿轮9，内齿轮9与滚刀10的尾部齿轮部分啮合，第二电机转动则带动滚刀自转以及围绕铅笔孔洞14公转，削动铅笔。
铅笔随着切削不断向前送，当笔芯触碰到位于铅笔头架12顶部的金属顶端18时，说明铅笔削好，金属顶端18和触点5通过铅笔芯导通，单片机U1的引脚21电平变为低电平。PCB控制器探测到这一变化之后，停止第二电动机转动，第一电动机开始反转，将铅笔送回原来位置。
由此，本发明实现了能自动控制铅笔削切的过程，代替了手动切削，不需要认为操作，节省了时间，具有高效、利用率高的技术效果。

Claims (6)

1.一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：包括削笔器外壳(1)和铅笔抽板(2)，削笔器外壳(1)一侧为置有滚刀的方盒，另一侧为放置铅笔的条形盒，条形盒上开有水平容置铅笔的条形槽，条形槽末端的削笔器外壳(1)方盒开有供铅笔头部插入的孔洞(14)；
方盒内置有第二电动机(8)、齿轮套(9)、滚刀(10)、滚刀架(11)和铅笔头架(12)，第二电动机(8)和齿轮套(9)均固定安装在方盒内壁，第二电动机(8)的输出轴与传动固定架(20)中心固定连接，传动轴(21)一端偏心地铰接连接在传动固定架(20)上并与齿轮套(9)内壁啮合，传动轴(21)另一端与滚刀(10)的一端非同轴地固定连接，滚刀(10)的另一端铰接在滚刀架(11)上，滚刀架(11)与铅笔头架(12)固定连接，铅笔头架(12)呈中空的锥形体，铅笔头架(12)锥面的一侧开有滚刀(10)切削铅笔的槽，铅笔头架(12)的尖部装有与铅笔头部铅芯接触的金属块(18)，铅笔头架(12)端部同轴安装在方盒的孔洞(14)上；
条形盒内置有第一电动机(7)和PCB控制器(6)，铅笔抽板(2)安装在条形盒的条形槽底部并与第一电动机(7)的输出齿轮配合连接，铅笔抽板(2)上设有触点(5)，条形盒侧部设有安装电池的电池槽(17)和开关按钮(19)，PCB控制器(6)分别与第一电动机(7)、第二电动机(8)、触点(5)、金属块(18)和开关按钮(19)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：所述的条形槽底部平行开有槽宽度大于条形槽的抽板槽(13)，铅笔抽板(2)插入安装在抽板槽(13)中并沿抽板槽(13)移动，铅笔抽板(2)底面为与第二电动机(8)输出齿轮啮合的齿条结构；铅笔抽板(2)尾部的顶面连接有垂直的竖板，竖板中心设有触点(5)，触点(5)用于与铅笔尾部的铅芯接触，靠近触点(5)的铅笔抽板(2)上装有用于装夹铅笔尾部的铅笔夹(4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：所述的PCB控制器(6)经电源电路与电池连接，电源电路包含芯片U3和12V蓄电池BAT1，其中蓄电池BAT1的负极接地，正极接芯片U3的引脚3；芯片U3的引脚2连接电源BAT1的负极；芯片U3的引脚3为VDD，引脚1为Vcc，引脚1和引脚3为PCB控制器(6)供电。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：所述的PCB控制器(6)内的控制驱动电路包含单片机U1、芯片U2、第一电动机、第二电动机、晶振X1、触点5、金属块18、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3和开关按钮S1，开关按钮S1即为开关按钮(19)；
单片机U1的引脚18和引脚19分别接连晶振X1两端；单片机U1的引脚18和引脚19分别通过电容C2和电容C3接地；单片机U1的引脚9通过电容C1接高电平Vcc，又通过电阻R1接地；单片机U1的引脚31通过电阻R2接高电平，通过开关按钮S1接地；单片机U1的引脚34～39分别连接芯片U2的引脚11、6、12、10、7、5；单片机U1的引脚21通过电阻R3连接高电平Vcc；单片机U1的引脚21连接触点(5)；
芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15接地；芯片U2的引脚4连接高电平VDD；芯片U2的引脚9接高电平Vcc；芯片U2的引脚2和引脚3连接第一电动机(1)两端；芯片U2的引脚13和引脚14连接第二电动机(8)两端；金属块(18)直接接地。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：所述的方盒底部置有收集掉落铅笔屑的笔屑槽(15)。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机和电动机的自动削笔器，其特征在于：所述的条形槽的两侧分别开有用于方便提取铅笔的弧形凹陷(16)。
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