CN105270044B - 基于凸轮间歇运动机构的多功能三面翻黑板 - Google Patents

Abstract

针对现在教室可用展示空间不足，且相互之间易形成干涉的问题，本发明提供一种结构简单，能实现三棱柱面间歇运动并保证其平面度的新型多功能三面翻黑板。该黑板可以实现包含白板、黑板在内的书写展示，也可以实现LED、液晶屏、幕布等多媒体展示。多功能三面翻黑板是以凸轮间歇运动机构、扭簧传动机构、间歇顶杠机构为核心的新型黑板它。凸轮机构由凸轮拨盘和凸轮三角构成，它们与扭簧连接机构通过传动轴连接，实现柔性传动，间歇顶杠机构由凸轮拨盘、压簧和顶杠构成，顶杠由凸轮拨盘上的次凸轮间歇顶出与退回，实现三棱柱的间歇锁紧与放松。本发明结构简单，能保证黑板面的平整度，三棱柱的应用实现了多功能展示的效果。

Description

基于凸轮间歇运动机构的多功能三面翻黑板

技术领域：

本发明涉及一种教室用黑板，特别是新型多功能三面翻黑板。

背景技术：

随着教学方式的不断进步更新，教室中可用于呈现教学内容的手段也越来越多，这传统的表现方式如黑板、白板，也包括新媒体的投影仪、液晶屏等设备。随之而来的则是教室可用的展示空间不足，不同表现形式间相互影响的状况。比如在黑板和投影仪的组合中，当使用投影仪时，幕布往往会挡住黑板，使得黑板的可用面积减小。为了解决教室中展示用空间不足的问题，市场上开发出了一系列的新型黑板用以解决该问题。比如：

a使用四块黑板面，可上下交替，左右交替的黑板；如专利号CN2463181Y所述的黑板。

b.将黑板制作成组合门形式，通过开合利用黑板背面空间展示多媒体的方式；

c.将黑板全部转换为液晶触摸屏，实现多媒体与传统黑板融合的多媒体展示板。

这些新型黑板通过拓展空间，组合(整合)多种表现形式的方式，在一定程度缓解了教室中展示用空间不足的问题，这样的方式却导致了展示效果不好、操作不够简洁等问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具备多功能、机构简单、占用空间小、使用方便的多功能黑板，用于有多种表现形式需求的教学、展示等场合。

三面翻黑板是以一组三棱柱为展示面，通过控制组合三棱柱三个面同时处于一个平面，实现平面展示的效果。一组等边三棱柱在旋转过程中，外接圆相切时，在旋转过程中不会产生干涉。多功能黑板利用三棱柱作为展示体，在不显著增加黑板占用空间的情况下，提供了三倍于普通黑板的展示面积。

此外，通过对三个三棱柱面进行组合，可以形成不同的表现形式，既可通过贴膜的方式实现黑板、白板的书写功能，也可以通过加装液晶屏或LED等方式实现电子显示。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

摇动手柄时，通过一对配合的锥齿轮将旋转运动传递至主轴，其传动比为2:1。主轴上装有一系列的凸轮拨盘机构，拨盘通过键与主轴进行连接。凸轮拨盘每旋转一周，拨动三角凸轮旋转一次，每次转过120°。具体的运动过程为三角凸轮的一角陷入凸轮拨盘上凹槽，且此时凸轮拨盘上的凸轮拨动三角转动，转动完成后，三角的一个边与凸轮拨盘的凸台面紧密相连。

三角凸轮通过传动轴与扭簧座进行连接，在三角凸轮被拨动时，三角凸轮连接的扭簧座连着转动。具体过程为，三角凸轮与扭簧座通过螺丝连接，扭簧的两个力臂分别连接扭簧座与扭簧座接触盘，扭簧座接触盘与三棱柱支撑板通过螺丝连接，力经由扭簧柔性传递给三棱柱支撑板，从而起到缓冲可能存在的干涉的目的。

在凸轮拨盘凸台的侧面还有一个次凸轮，该凸轮用于与间歇顶杠机构形成配合。其具体的实现形式为：当凸轮拨盘转动至某一位置时，次凸轮与顶杠接触盘相接触，将顶杠顶向三棱柱方向，此时顶杠将顶入三棱柱支撑板上的限位孔中，实现三棱柱的限位。顶杠上存在一个轴环，用于与压簧和轴承座一起实现顶杠的复位动作，即当凸轮拨盘处于非顶出顶杠状态时，压簧将顶杠压向主轴方向，实现复位。

有益效果：

本黑板具有多种功能，转动过程稳定可靠的优点。通过凸轮拨盘与凸轮三角的间歇运动机构，可以实现三棱柱三个面的依次呈现。通过扭簧机构连接凸轮三角与三棱柱，可以缓解三棱柱间可能存在的干涉现象，使发生干涉的三棱柱暂时停留在原地，待其中一个转动到合适位置后再转动到合适位置。间歇顶杠机构是与其配套的固定装置，该装置可以保证所有的三棱柱在转动到位后不再晃动，并使所有的三棱柱面保持在同一个平面内，从而保证了黑板面的平整。

附图说明：

图1为本发明的间歇顶杠运动机构与扭簧连接机构；

图2为本发明的凸轮拨盘间歇运动机构；

图3为本发明的整体结构示意图；

图4为本发明的整体效果图；

具体实施方式：

下面结合实施例并对照附图对本发明做进一步详细说明。

凸轮间歇运动机构。凸轮间歇运动机构主轴3、轴套19、凸轮拨盘1、凸轮三角2、传动轴4、轴承座6构成。机构处于初始位置时，凸轮三角2的两角构成的平面与凸轮拨盘1的平面紧密相接。主轴旋转时，通过轴套19上的键带动凸轮拨盘1旋转，当凸轮拨盘1旋转至与凸轮三角2相接时，拨盘1将带动凸轮三角2旋转，此时凸轮三角2的一角将陷入凸轮拨盘1的凹槽中，此后凸轮拨盘1带动凸轮三角2继续旋转，凸轮三角转过120度，恢复到初始位置。

扭簧连接机构。鉴于三棱柱14之间可能形成干涉，因此有必要在凸轮三角与三棱柱14的连接环节增加柔性缓冲，使用扭簧9连接可以达成此目的。扭簧9连接机构由传动轴4、扭簧座8、扭簧9、扭簧接触盘10、轴承11、扭簧连接盘12构成。扭簧连接机构通过传动轴连接凸轮三角2，传动轴4与扭簧座8之间通过紧定螺钉连接，可以传递一定扭矩，在扭簧座8与扭簧接触盘10上均开有一个供扭簧9力臂固定的小孔，扭簧9插入后即可形成扭簧座8与扭簧接触盘10间的柔性连接。

间歇顶杠机构。间歇顶杠机构由凸轮拨盘1、顶杠接触盘18、轴承座6、顶杠15、压簧17、三棱柱支撑板14构成。当凸轮拨盘1拨动凸轮三角2转动完一个角度后，凸轮三角2处于与凸轮拨盘1紧密相接的状态时。凸轮拨盘1继续转动，当转动至某一状态时，侧面的次凸轮将与顶杠接触盘18相接触，压缩压簧17推动顶杠15伸出，伸出的顶杠15将卡入三棱柱支撑板14的限位孔中，三棱柱14被限位无法继续转动。凸轮拨盘1继续转动，侧面次凸轮不与顶杠15接触盘相接时，压簧17将顶杠15弹出，解除三棱柱14的限位状态。

Claims (3)

1.一种基于凸轮间歇运动机构的多功能三面翻黑板，它由凸轮间歇运动机构、扭簧连接机构、间歇顶杠机构构成；它以三棱柱的三个面组合构成不同的功能，其特征在于：凸轮间歇运动机构包括凸轮间歇运动机构主轴、轴套、凸轮拨盘、凸轮三角、传动轴、轴承座；机构处于初始位置时，凸轮三角的两角构成的平面与凸轮拨盘的平面紧密相接；主轴旋转时，通过轴套上的键带动凸轮拨盘旋转，当凸轮拨盘旋转至与凸轮三角相接时，拨盘将带动凸轮三角旋转，此时凸轮三角的一角将陷入凸轮拨盘的凹槽中，此后凸轮拨盘带动凸轮三角继续旋转，凸轮三角转过120度，恢复到初始位置；

扭簧连接机构由传动轴、扭簧座、扭簧、扭簧接触盘、轴承、扭簧连接盘构成；扭簧连接机构通过传动轴连接凸轮三角，传动轴与扭簧座之间通过紧定螺钉连接，在扭簧座与扭簧接触盘上均开有一个供扭簧力臂固定的小孔；

间歇顶杠机构由凸轮拨盘、顶杠接触盘、轴承座、顶杠、压簧、三棱柱支撑板构成；当凸轮拨盘拨动凸轮三角转动完一个角度后，凸轮三角处于与凸轮拨盘紧密相接的状态时，凸轮拨盘继续转动，当转动至某一状态时，侧面的次凸轮将与顶杠接触盘相接触，压缩压簧推动顶杠伸出，伸出的顶杠将卡入三棱柱支撑板的限位孔中，三棱柱被限位无法继续转动；凸轮拨盘继续转动，侧面次凸轮不与顶杠接触盘相接时，压簧将顶杠弹出，解除三棱柱的限位状态；将三棱柱面进行贴白板膜，黑板膜实现书写功能，或通过增加LED屏、液晶屏、幕布的方式，形成多媒体展示功能；将三棱柱三个面进行功能组合应用，实现多功能。

2.根据权利要求1所述的基于凸轮间歇运动机构的多功能三面翻黑板，其特征在于：通过扭簧连接三角凸轮与三棱柱支撑板，实现了传递过程的柔性缓冲，可以有效解决三棱柱在转动时存在的干涉问题；使用扭簧及其配套零件实现柔性传递转矩。

3.根据权利要求1所述的基于凸轮间歇运动机构的多功能三面翻黑板，其特征在于：凸轮拨盘的台肩侧面存在一个次凸轮，当凸轮拨盘转动到特定位置时，会将顶杆顶出插入至三棱柱支撑板上的限位孔中，实现形式为压簧与顶杠相配合，用于顶出与放松的凸轮拨盘次凸轮，实现了间歇锁紧三棱柱与放松的目的，而且可以在锁紧时保证黑板面的平面度。