CN105730103B - 一种擦黑板机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种擦黑板机器人，包括，本体、本体上设有行走机构和擦除机构，以及与行走机构和擦除机构连接的控制系统，所述擦除机构包括，活动安装在本体上的积尘盒，所述积尘盒具有一容纳粉尘的容腔；驱动所述积尘盒相对本体移动的动力装置；设置在本体上与积尘盒容腔相连通的风道和位于风道内的风机。本发明通过控制系统自动控制完成黑板的清洁工作，并且其积尘盒不仅具有清洁作用还可以收集粉尘，大大提高了黑板的清洁效率，且无扬尘产生，利于环保。

Description

一种擦黑板机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是一种教学用的擦黑板机器人。

背景技术

在学校，黑板是教学工具中最不可缺少的，在中小学几乎每节课都会使用到黑板，由于黑板的使用频率如此之高，因此每次下课几乎都需要安排人员来擦黑板，传统的黑板擦使用时，不仅费时费力，而且会造成大量粉尘弥漫在教室里，并且每次擦完后都会留下一些痕迹，影响下次的使用。公告号为CN102673273的中国发明专利公开了一种电动黑板擦，包括底部设有毛刷的机架，机架上安装有一个平行四边形连杆机构，以及直接或间接驱动该平行四边形连杆机构的连架杆摆动的舵机，所述平行四边形连杆机构的连架杆上设有行走轮和驱动相应行走轮转动的电机，两连架杆上的两个行走轮的转轴相互平行，两个行走轮的转轴均与平行四边形连杆机构的转动平面平行；所述行走轮为用于吸附黑板的磁性行走轮；分为手动控制模块和自动控制模式，在手动控制模式下，通过操作遥控器使黑板擦完成相应操作，在自动模式下，实现全黑板一键式自动化擦除。使用这种电动黑板擦，虽然实现了自动擦除黑板的功能，但其毛刷采用的是固定结构，因此，只能随着黑板擦整体移动，与黑板面产生摩擦，其擦除效果不理想，难以达到清理干净的目的。

鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种全自动的，可高效、干净地擦除黑板，并且不产生扬尘的擦黑板机器人。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种擦黑板机器人，包括，本体、本体上设有行走机构和擦除机构，以及与行走机构和擦除机构连接的控制系统，所述擦除机构包括，

活动安装在本体上的积尘盒，所述积尘盒具有一容纳粉尘的容腔；

驱动所述积尘盒相对本体移动的动力装置；

设置在本体上，与积尘盒容腔相连通的风道，所述风道内设有使所述容腔产生负压的风机；

所述积尘盒的至少一面为毛刷面，且该毛刷面上设有贯通至所述容腔的微通道。

进一步，所述本体的底部设有滑腔，所述积尘盒可滑动地安装在滑腔内，所述容腔的一侧为敞开口，并与风道相连通，在容腔的敞开口一侧安装有过滤网，所述过滤网至少将敞开口完全覆盖。

进一步，所述动力装置为电磁铁，所述积尘盒的至少一侧设有与电磁铁配合的衔铁，在电磁铁与衔铁之间还设有一弹簧。

进一步，所述滑腔的至少一侧设有开口，所述积尘盒的一侧设有穿过所述开口的U形架，所述衔铁为平板状，并固定在U形架上，所述电磁铁通过一固定座安装在本体上，所述弹簧套在U形架上，其一端与固定座接触，另一端与衔铁接触。

进一步，所述本体上的滑腔为两个，并对称设置，所述擦除机构为两个，并与所述滑腔对应设置。

进一步，所述滑腔的两端还设有永磁铁，所述永磁铁固定连接在滑腔壁上，并对称分布。

进一步，所述本体的中心设有一圆筒形的风机固定座，所述风机设置在风机固定座内；所述风道的一端与滑腔连接，另一端与风机固定座连接，所述滑腔与风道的连接处设有贯通滑腔壁的进风口，所述风机固定座的上部为敞开口，为出风口。

进一步，所述微通道为多个均匀分布的贯穿容腔壁的小孔，所述毛刷面上设有刷毛。

进一步，所述控制系统包括，微处理器，与微处理器连接的电机驱动芯片、传感器和电源装置；所述行走机构包括，设置在本体两侧的行走轮，与行走轮连接的驱动电机，所述微处理器通过电机驱动芯片与驱动电机连接，所述传感器设置在本体边缘，包括多个光电开关；所述电源装置还与擦除机构的动力装置连接。

进一步，所述本体的顶端还设有一外壳，所述外壳的中心设有多个通风孔。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明的一种擦黑板机器人通过控制系统自动完成整面黑板的清洁工作，其擦除机构的毛刷以高频振动的方式与黑板面发生摩擦，不仅工作效率高，擦除效果好，而且通过积尘盒可以自动收集粉尘，极大的减轻了学生的劳动负担，减少室内污染，利于师生的身体健康。

附图说明

图1：本发明的整体结构示意图；

图2：本发明的主视图；

图3：本发明的俯视图；

图4：本发明去掉外壳后的结构示意图；

图5：本发明的去掉外壳后的俯视图；

图6：为图5的A-A面剖视图；

图7：本发明积尘盒的机构示意图；

图8：本发明控制系统的连接原理图；

其中：1、本体 2、行走机构 3、风道 4、擦除机构 5、电控盒 6、电源装置 7、微处理器 8、电机驱动芯片 9、传感器 10、滑腔 11、开口 12、固定座 13、风机固定座 14、永磁铁15、外壳 16、通风孔 21、行走轮 22、驱动电机 23、万向轮 31、进风口 32、出风口 33、风机41、积尘盒 42、电磁铁 43、U形架 44、弹簧 45、衔铁 46、过滤网 411、容腔 412、微通道413、刷毛。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图4所示，一种擦黑板机器人，包括，一个本体1，其上设有用于驱动本体1移动的行走机构2，和用于清除黑板上粉笔痕迹的擦除机构4，以及与行走机构2和擦除机构4连接的控制系统。在本体1的底部固定安装有多个永磁铁14，永磁铁14与黑板面产生吸附力，使本体1抓牢在黑板面上。在控制系统的控制下，行走机构2驱动本体1在黑板上做蛇形移动，并通过擦除机构4将黑板上的粉笔痕迹清理干净。

结合图2、图3和图5所示，所述擦除机构4包括，活动安装在本体1底部的积尘盒41，驱动所述积尘盒41相对本体1移动的动力装置，设置在本体1上的风道3，和位于风道3内的风机33。

所述本体1底部设有内凹的滑腔10，所述积尘盒41为方盒形，其两侧和顶部分别与滑腔10内壁相接触，积尘盒41的底部设有毛刷面，并凸出于滑腔10以与黑板面接触，所述积尘盒41可在动力装置的驱动下在滑腔10内来回滑动，以与黑板面摩擦将粉笔痕迹清除。

结合结合图6和图7所示，为了将清除下的粉尘进行收集，所述积尘盒41的中间具有一容腔411，用于盛装粉尘，容腔411的一侧为敞开口，并与风道3相连通，在容腔411的敞开口一侧还安装有过滤网46，所述过滤网46至少将敞开口完全覆盖，以防止粉尘从敞开口一侧漏出，在积尘盒41的毛刷面上设有贯通至所述容腔411的微通道412，粉尘经毛刷面擦除后，在风机33产生的负压作用下，粉尘颗粒通过微通道412进入容腔411内，并被过滤网46拦截留在所述容腔411内。

具体的，所述敞开口位于积尘盒41上侧，敞开口的边缘贴合在滑腔10内壁上。所述本体1的中心设有一圆筒形的风机固定座13，所述风机33设置在风机固定座13内，所述风道3的一端与滑腔10外壁连接，另一端与风机固定座13连接，所述滑腔10与风道3的连接处设有贯通滑腔壁的进风口31，进风口31与积尘盒41敞开口的位置相对应，所述风机固定座13与风道3相连通，风机固定座13的上部为敞开口，为出风口32，所述风机33为离心风机，风机33旋转时将风机固定座13和风道3内的空气通过出风口32排出，进而使得积尘盒41的容腔411产生负压环境，并通过微通道412将粉尘收集。

优选地，所述微通道412为多个均匀分布的贯穿容腔壁的小孔，所述毛刷面上设有刷毛413，小孔的直径控制在3-5mm之间，以防止小孔被粉尘颗粒堵塞。

优选地，所述过滤网46的大小与敞开口相配，可方便的安装在积尘盒41上，当积尘盒41内的粉尘装满时，可以拆掉过滤网46，将粉尘从敞开口倒掉，并安装新的过滤网46。

如图4和图5所示，所述动力装置为电磁铁42，所述积尘盒41的至少一侧设有与电磁铁42配合的衔铁45，在电磁铁42与衔铁45之间还设有一弹簧44。

具体地，所述滑腔10的至少一侧设有开口11，所述积尘盒41的一侧设有穿过所述开口11的U形架43，所述衔铁45为平板状，并固定在U形架43上，所述电磁铁42通过一固定座12安装在本体1上，所述弹簧44套在U形架43上，其一端与固定座12接触，另一端与衔铁45接触。当电磁铁42不通电时，在弹簧44弹力作用下，衔铁45远离电磁铁42，即积尘盒41位于滑腔10的一端，当电磁铁42通电时，衔铁45在磁力作用下压缩弹簧44并靠近电磁铁42，带动积尘盒41向滑腔10的另一端运动，产生相对黑板面的滑动摩擦，当电磁铁42通入高频脉冲电时，衔铁45将不断重复靠近和远离电磁铁42的动作，使积尘盒41发生高速振动，与黑板面产生快速摩擦，达到高效擦除黑板的目的。

优选地，为提高擦除黑板的速度，所述本体1底部设有两个内凹的滑腔10，两滑腔10分布在本体1两侧且平行设置，所述擦除机构4为两个，并与所述滑腔10对应设置。

优选地，所述永磁铁14固定在滑腔10的两端，所述永磁铁14固定连接在滑腔10内壁上，并对称分布。

如图8所示，所述控制系统包括，微处理器7，与微处理器7连接的电机驱动芯片8、传感器9和电源装置6。所述行走机构2包括，设置在本体1两侧的行走轮21，与行走轮21连接的驱动电机22，所述微处理器7安装在本体1上的电控盒5内，并通过电机驱动芯片8与连接，所述两个驱动电机22分别由微处理器7单独控制，并通过差速转动实现转弯动作，为使本体1保持平衡，在两行走轮21之间还设有一万向轮23，万向轮23与两行走轮21构成三点支撑，使本体1保持平衡。所述传感器9设置在本体1的边缘，包括多个光电开关，当本体1运动至黑板边缘时，光电开关接受到的光信号将发生变化，微处理器7接收到该信号后将自动控制行走机构2转弯掉头。所述电源装置6还与擦除机构4的动力装置连接，为电磁铁42供电。

优选地，所述微处理器7可以选用单片机，并通过编程控制使本体1做蛇形移动，所述电机驱动芯片8可以选用L298N电机驱动芯片，所述电源装置6为可充电电池。

如图1所示，所述本体1的顶端还设有一与之相配的外壳15，所述外壳15的中心设有多个通风孔16，所述风道3的出风口32与通风孔16相连通。

本发明的工作过程为：首先，积尘盒41在电磁铁42的作用下发生高速振动，使毛刷面与黑板面发生快速摩擦，将粉笔痕迹擦除；然后，擦除下来得粉尘颗粒在风机33的作用下，从微通道412进入至积尘盒41的容腔411内，并被过滤网46拦截；本体1在黑板面上做蛇形移动，并最终将整面黑板擦除干净，收集下来得粉尘可以通过拆下积尘盒41倒掉。本发明由控制系统自动控制，可以高效的完成黑板的清洁工作，且无扬尘产生，利于环保。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种擦黑板机器人，包括，本体、本体上设有行走机构和擦除机构，以及与行走机构和擦除机构连接的控制系统，其特征在于：所述擦除机构包括，

活动安装在本体上的积尘盒，所述积尘盒具有一容纳粉尘的容腔；

驱动所述积尘盒相对本体移动的动力装置；

设置在本体上，与积尘盒容腔相连通的风道，所述风道内设有使所述容腔产生负压的风机；

所述积尘盒的至少一面为毛刷面，且该毛刷面上设有贯通至所述容腔的微通道；

所述本体的底部设有滑腔，所述积尘盒可滑动地安装在滑腔内，所述容腔的一侧为敞开口，并与风道相连通，在容腔的敞开口一侧安装有过滤网，所述过滤网至少将敞开口完全覆盖；

所述动力装置为电磁铁，所述积尘盒的至少一侧设有与电磁铁配合的衔铁，在电磁铁与衔铁之间还设有一弹簧；

所述滑腔的至少一侧设有开口，所述积尘盒的一侧设有穿过所述开口的U形架，所述衔铁为平板状，并固定在U形架上，所述电磁铁通过一固定座安装在本体上，所述弹簧套在U形架上，其一端与固定座接触，另一端与衔铁接触。

2.根据权利要求1所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述本体上的滑腔为两个，并对称设置，所述擦除机构为两个，并与所述滑腔对应设置。

3.根据权利要求2所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述滑腔的两端还设有永磁铁，所述永磁铁固定连接在滑腔壁上，并对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述本体的中心设有一圆筒形的风机固定座，所述风机设置在风机固定座内；所述风道的一端与滑腔连接，另一端与风机固定座连接，所述滑腔与风道的连接处设有贯通滑腔壁的进风口，所述风机固定座的上部为敞开口，为出风口。

5.根据权利要求1所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述微通道为多个均匀分布的贯穿容腔壁的小孔，所述毛刷面上设有刷毛。

6.根据权利要求1所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述控制系统包括，微处理器，与微处理器连接的电机驱动芯片、传感器和电源装置；所述行走机构包括，设置在本体两侧的行走轮，与行走轮连接的驱动电机，所述微处理器通过电机驱动芯片与驱动电机连接，所述传感器设置在本体边缘，包括多个光电开关；所述电源装置还与擦除机构的动力装置连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种擦黑板机器人，其特征在于：所述本体的顶端还设有一外壳，所述外壳的中心设有多个通风孔。