CN107351579A - 涂答题卡铅笔半自动削笔机 - Google Patents

Abstract

本发明属于文教用具技术领域，涉及一种涂答题卡铅笔半自动削笔机，包括机架、链传动装置、多个夹钳、移动组件、前后切削组件和上下切削组件。链传动装置带动夹钳，夹钳带动铅笔做间歇式的前进运动，前后切削组件包括高速旋转的前刀盘、后刀盘，上下切削组件包括高速旋转的上刀盘、下刀盘，移动组件带动前后切削组件和上下切削组件靠近并切削铅笔。本发明半自动完成切削动作，切削尺寸完全统一、切削面非常光滑整齐、能为考生节省宝贵的时间。

Description

涂答题卡铅笔半自动削笔机

技术领域

本发明属于文教用具技术领域，涉及一种涂答题卡铅笔的切削设备，具体涉及一种涂答题卡铅笔半自动削笔机。

背景技术

现在一些正规的考试大多数题型都需要涂答题卡，涂答题卡需要使用2B铅笔，填涂时在对应的小长方形信息位上涂一条长3毫米，宽1毫米的线段,涂卡要求“准”、“深”、“满”、“匀”、“净”。“准”是指信息位的位置一定要涂准，一定不能窜行和错位。“深”是指信息位的色度要涂深，但不能划破信息卡。“满”是指信息位的小长方形框要涂满，不要超出框，也不要涂不满框。“匀”是指所涂信息卡上所有信息位颜色的深浅要基本一致，同一信息位也要保持深浅一致。“净”是指一定要保持信息卡的洁净，绝不能滴上墨水、污物或用填涂笔在非信息位处乱划。如果用铅笔填涂，涂错时，必须用橡皮擦干净。

答题后，通过光标阅读机识别答题卡上的信息，使涂点数据录入到计算机中。

光标阅读机对信息卡上的所有被阅读部分的定位精度要求较高，所以制作一张答题卡有很多要求。它要求所用纸张纤维要长，纸张薄厚均匀，挺括程度好、施胶度较高、光滑度好、涨缩均匀，且涨缩较小，以及印刷的套印和基准边的裁切精度较高。只有满足上述条件，阅读机在阅读答题卡时才不会因造纸原料差和施胶度低产生掉渣、掉粉现象而挡住光电头，造成阅读错误，不会因纸张薄厚不均，挺度、光滑度差，在连续阅读时产生大量双张、卡纸等现象，不会因纸张涨缩太大或印刷、裁切精度低使阅读点定位不准，而读不到或读错。

考试前考生一般需要把铅笔削成笔尖尖端是小长方形的形状，小长方形的长边尺寸和答题卡上信息条宽度差不多，长边缘还应该光滑平直，小长方形的长边和信息条的宽度方向对齐，沿着信息条的长度方向从左端涂到右端，如果浓度还不够，则需要再涂一次或多次。

考生削铅笔需要技术，削出来的笔尖如果太窄了，则一次涂不完信息条的宽度，还需要反复的涂好几次，这会浪费考场上宝贵的时间，每次涂抹的力度很难保持相同，则每次涂抹的深度也不均匀，影响答题卡的涂抹质量。如果削的太宽了，则容易涂到信息小格的外部，有可能造成光标阅读机误读信息，考生本来做正确的答案却误判成错误，给考生造成不必要的损失。削铅笔质量的好坏也和削铅笔刀的质量有关，较钝的削铅笔刀容易造成铅芯边缘掉下小颗粒，或者一次切削量过大也容易造成铅芯边缘掉下小颗粒，会导致边缘处不平整，涂抹的一划中沿宽度方向的各个部分深浅不一致，也容易划破答题卡纸面。

考生一般要准备多个铅笔，每个铅笔的切削质量不一样，会导致同一张答题卡的各个信息条深浅不一致，导致光标阅读机误判考试分数。

再则，考生考试前的时间需要复习考试内容，时间很宝贵，削铅笔也会消耗他们的时间。复习迎接考试时长时间看书看资料，也容易造成眼睛疲劳，考生更应该抽点时间看一看远处的景物以缓解疲劳，最好能把削铅笔的时间省下让他们去缓解视疲劳。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种半自动切削涂答题卡铅笔、切削尺寸完全统一、切削面非常光滑整齐、能为考生节省宝贵时间的涂答题卡铅笔半自动削笔机。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种涂答题卡铅笔半自动削笔机，包括机架、链传动装置、多个夹钳、移动组件、前后切削组件和上下切削组件。

链传动装置包括前支座、后支座、前右链轮、前左链轮、后右链轮、后左链轮、右链条、左链条和链条伺服电机；前支座和后支座分别与机架固定连接；前右链轮和前左链轮分别固定在前链轮轴上，前链轮轴与前支座之间组成旋转副；后右链轮和后左链轮分别固定在后链轮轴上，后链轮轴与后支座之间组成旋转副；左链条上设置有多个左弯角链片，右链条上设置有多个右弯角链片，左链条是环状，分别和前左链轮与后左链轮啮合，右链条是环状，分别和前右链轮与后右链轮啮合；链条伺服电机的固定法兰和前支座固定连接，输出轴和前链轮轴连接；左链条和右链条的工作边都是上边，非工作边是下边；链条伺服电机驱动左链条和右链条的工作边由后支座向前支座方向运动，左链条和右链条绕过前左链轮和前右链轮从下部的非工作边返回，绕过后左链轮和后右链轮又回到工作边；左链条和右链条的链节数量相等；左弯角链片和右弯角链片的数量相等并且左右位置分别对齐，左右对齐的一对左弯角链片和右弯角链片同步运行，同步沿工作边直线运行，遇到前左链轮和前右链轮时同步沿圆弧运行，同步离开圆弧段进入非工作边，同步沿非工作边运行，同步遇到后左链轮和后右链轮后同步沿圆弧运行；

夹钳包括夹钳支座、压臂、摇柄和连杆，压臂与夹钳支座通过支座-压臂铰链连接，压臂与摇柄之间通过压臂-摇柄铰链连接，摇柄与连杆之间通过摇柄-连杆铰链连接，夹钳支座与连杆之间通过支座-连杆铰链连接，即夹钳支座、压臂、摇柄和连杆组成平面四杆机构，夹钳支座上设有开口朝上的下V形槽，压臂上设有上V形槽，把铅笔放在下V形槽中，掀动摇柄，则上V形槽摆动直至开口朝下和下V形槽共同压紧铅笔，在这个运动过程中，压臂-摇柄铰链、摇柄-连杆铰链和支座-连杆铰链三个铰链的轴心线开始不在一条直线上，掀动摇柄时摇柄-连杆铰链朝压臂-摇柄铰链和支座-连杆铰链的连线上移动，直至在一条直线上，然后摇柄-连杆铰链继续向前移动很小的距离，处于既能锁紧铅笔又不会自动脱开的死点状态；所述的铅笔是指涂答题卡铅笔；反向掀动摇柄，又能使铅笔解锁可以取下；

夹钳的夹钳支座带有下V形槽的一端和左链条上的左弯角链片连接，带有支座-连杆铰链的另一端和右链条上的与左弯角链片左右对齐、同步运行的右弯角链片连接；

多个夹钳连接在左链条和右链条之间，夹钳沿左链条和右链条的长度方向按区域分布，分别是夹持区、前后切削区、上下切削区、切削完成区和空回程区，处于以上各个区域的夹钳分别是夹持区夹钳、前后切削区夹钳、上下切削区夹钳、切削完成区夹钳和空回程区夹钳，固定在夹持区夹钳、前后切削区夹钳、上下切削区夹钳和切削完成区夹钳上的铅笔分别是夹持区铅笔、前后切削区铅笔、上下切削区铅笔和切削完成区铅笔；

在靠近后支座的一端、左链条的左边，设置有定位板，即定位板和右链条不是在左链条的同一边，而是在两侧，定位板上有朝向左链条的定位平面，定位平面方向竖直并且平行于左链条的工作边，和定位平面正对的区域对应于夹钳的夹持区，处于这个区域的夹钳即是夹持区夹钳，人工把铅笔放入下V形槽，处于夹持区域的铅笔是夹持区铅笔，并使夹持区铅笔的一端靠齐定位板的定位平面，然后掀动摇柄把铅笔锁紧；

移动组件包括电缸、滑块和移动支架，电缸的缸杆末端和移动支架连接，电缸的缸体末端和机架固定连接，滑块和移动支架固定连接，机架上设有直线导轨，滑块和直线导轨组成直线导轨副，电缸驱动移动支架沿水平方向且垂直于左链条工作边的方向朝向或背向左链条方向平移；

前后切削组件包括前刀盘、后刀盘、前齿轮、后齿轮、前后切削架、前后切削电机、前轴和后轴；前刀盘和前齿轮同时与前轴固定连接，通过前轴与前后切削架组成旋转副；后刀盘和后齿轮同时与后轴固定连接，通过后轴与前后切削架组成旋转副；前后切削电机的固定法兰与前后切削架固定连接，前后切削电机的输出轴与前轴固定连接；前后切削架与移动支架固定连接，前齿轮与后齿轮啮合；前后切削电机通电旋转带动前轴旋转，则驱动前刀盘和前齿轮随着旋转，前齿轮带动后齿轮旋转，后齿轮带动后轴旋转，后轴带动后刀盘旋转，前后切削组件随着移动组件朝向或背向左链条方向平移，与前刀盘和后刀盘正对的区域是前后切削区，处于前后切削区的夹钳是前后切削区夹钳，夹持于前后切削区夹钳上的铅笔是前后切削区铅笔，前后切削区铅笔的后切削面和前切削面两处同时被后刀盘和前刀盘切削；

上下切削组件包括上刀盘、下刀盘、上齿轮、下齿轮、上下切削架、上下切削电机、上轴和下轴；上刀盘和上齿轮同时与上轴固定连接，通过上轴与上下切削架组成旋转副；下刀盘和下齿轮同时与下轴固定连接，通过下轴与上下切削架组成旋转副；上下切削电机的固定法兰与上下切削架固定连接，上下切削电机的输出轴与上轴固定连接；上下切削架与移动支架固定连接，上齿轮与下齿轮啮合；上下切削电机通电旋转带动上轴旋转，则驱动上刀盘和上齿轮随着旋转，上齿轮带动下齿轮旋转，下齿轮带动下轴旋转，下轴带动下刀盘旋转，上下切削组件随着移动组件朝向或背向左链条方向平移，与上刀盘和下刀盘正对的区域是上下切削区，处于上下切削区的夹钳是上下切削区夹钳，夹持于上下切削区夹钳上的铅笔是上下切削区铅笔，上下切削区铅笔的上切削面和下切削面两处同时被上刀盘和下刀盘切削；

上下切削区夹钳带着上下切削区铅笔随着左链条和右链条继续朝前支座方向运动，进入切削完成区，上下切削区夹钳转换成切削完成区夹钳，上下切削区铅笔转换成切削完成区铅笔，在该区域人工反向掀动摇柄，切削完成区铅笔被解锁并人工取下；

右链条和左链条绕在前右链轮和前左链轮上的弧段、绕在后右链轮或后左链轮上的弧段以及右链条和左链条在非工作边的直线段这些区域组成空回程区，处于空回程区的夹钳是空回程区夹钳，空回程区夹钳上不带有铅笔。

以上所述的电缸是现代工业自动化中使用相当成熟的产品，是将电缸伺服电机与丝杠-螺母的组合一体化设计的模块化产品，将电缸伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将电缸伺服电机最佳优点-精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成-精确线速度控制、精确位置控制、精确推力控制，是实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。电缸的特点：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，控制精度可达0.1%；电缸很容易通过伺服控制器与计算机等控制系统连接，实现高精密运动控制，电缸噪音低、节能、干净、高刚性、抗冲击能力强、超长寿命、操作维护简单，电缸可以在恶劣环境下长期无故障运行，防护等级可以达到IP66。适应长期工作，并且实现高强度、高速度、高精度定位，运动平稳，噪音低。电缸伺服电机的控制方式有扭矩控制、转数控制和转速控制，相应地电缸的控制方式有力控制、位移控制和线速度控制。所以可以广泛的应用在文教用具、实验仪器、造纸行业、化工行业、汽车行业、电子行业、机械自动化行业、焊接行业等。

以上所述的链条伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

本发明的工作过程：

1)开启电源，

链条伺服电机启动，驱动右链条和左链条开始间歇式地运动，每次在固定长度的时间内运动一个固定长度的步距，然后再停止固定长度的时间；则固定在右链条和左链条上的夹钳和铅笔也随着一起间歇式地运动；

电缸推动移动组件做往复运动；

前后切削电机高速旋转，驱动前刀盘和后刀盘不停地做高速旋转切削运动；

上下切削电机高速旋转，驱动上刀盘和下刀盘不停地做高速旋转切削运动；

2)在右链条和左链条停止的时间段，人工把铅笔放入位于夹持区的夹持区夹钳的下V形槽中，并使夹持区铅笔的一端靠齐定位平面，掀动摇柄，则上V形槽摆动直至开口朝下和下V形槽共同压紧铅笔，在这个运动过程中，开始时压臂-摇柄铰链、摇柄-连杆铰链和支座-连杆铰链三个铰链的轴心线不在一条直线上，摇柄-连杆铰链朝压臂-摇柄铰链和支座-连杆铰链的连线上移动，直至运动至在一条直线上，然后摇柄-连杆铰链继续向前移动很小的距离，处于既能锁紧铅笔又不会自动脱开的死点状态；

3)链条伺服电机驱动右链条和左链条朝前支座方向运行一个步距，夹持区夹钳带动夹持区铅笔随着一起运行一个步距到前后切削区，夹持区铅笔靠齐定位平面的一端和定位平面相互摩擦着前进，直至运行到前后切削区，即夹持区铅笔转换成了前后切削区铅笔，夹持区夹钳变成前后切削区夹钳，链条伺服电机停止运行；

4)电缸推动移动组件朝向左链条移动，前后切削组件随着朝向左链条方向移动，高速旋转的后刀盘和前刀盘同时切削前后切削区铅笔的后切削面和前切削面，直至切削完成；

5)电缸拉动移动组件背向左链条移动，后刀盘和前刀盘离开前后切削区铅笔；

6)链条伺服电机驱动右链条和左链条朝向前支座方向运行一个步距，前后切削区夹钳带动前后切削区铅笔随着一起运行一个步距至上下切削区，即前后切削区铅笔转换成了上下切削区铅笔，前后切削区夹钳转换成上下切削区夹钳，链条伺服电机停止运行；

7)电缸推动移动组件朝向左链条移动，上下切削组件随着朝左链条方向移动，高速旋转的上刀盘和下刀盘同时切削上下切削区铅笔的上切削面和下切削面，直至切削完成；

8)电缸拉动移动组件背向左链条移动，上刀盘和下刀盘离开上下切削区铅笔；

9)链条伺服电机驱动右链条和左链条朝向前支座方向运行一个步距，上下切削区夹钳带动上下切削区铅笔随着一起运行一个步距至切削完成区，即上下切削区铅笔转换成了切削完成区铅笔，上下切削区夹钳转换成切削完成区夹钳，链条伺服电机停止运行；

10)人工反向掀动摇柄，则下V形槽摆动离开铅笔，压臂-摇柄铰链、摇柄-连杆铰链和支座-连杆铰链三个铰链的轴心线由在一条直线上，运动至摇柄-连杆铰链离开压臂-摇柄铰链和支座-连杆铰链的连线，即铅笔被解锁；

11)链条伺服电机驱动右链条和左链条朝前支座方向继续间歇式地运行，切削完成区夹钳绕在前右链轮和前左链轮上进入空回程区，切削完成区夹钳转换成了空回程区夹钳，空回程区夹钳继续间歇式地运行，走过右链条和左链条的非工作边，绕过后右链轮和后左链轮，又回到夹持区；

12)不断重复步骤2)至11)。

以上只是描述了其中一个夹钳的工作步骤，事实上每一个夹钳都在重复以上工作步骤。

通过以上步骤，不停地把涂答题卡铅笔放入夹持区夹钳的下V形槽中并锁紧，则本发明就能不停地经过多个步骤把涂答题卡铅笔削好，达到半自动切削涂答题卡铅笔的目的。

本发明的有益效果：

1)切削的尺寸完全统一。只要使用前把前刀盘和后刀盘的距离调整好固定死，上刀盘和下刀盘的距离调整好固定死，使长方形端面的长边尺寸正好等于涂信息小格的宽度，则切削的铅笔尺寸会完全统一，使用切削好的铅笔一次涂抹正好能把信息小格涂满，不需要再涂第二次，节省考试时间。

2)前刀盘、后刀盘、上刀盘和下刀盘做高速切削运动，移动组件的移动速度并不快，所以各个刀盘每次切削的切削量较小，每次切下很薄的一层，这样会使切削表面非常光滑，长方形端面的长边尺寸非常平整，一次涂抹沿宽度方向的颜色深浅保持一致，并且不容易划破答复卡纸面，能有效提高答题卡的涂抹质量，有效避免光标阅读机误判考试分数。

3)本发明半自动切削，只需要人工装夹，本发明自动完成切削动作，可以设置在考场的走廊里或者门厅里，供考生考前或中场休息时间切削涂答题卡铅笔，也可以由校园内或校园周边的小卖部购买本发明，对考生提供削铅笔服务，适当收取一定的费用。这样就能把考生削铅笔的时间节省出来，让他们考前多复习一下资料，或者休息一下，看一看远处的景物以缓解眼睛疲劳。

附图说明

图1是本发明实施例的三维结构示意图,第一视角的情况；

图2是本发明实施例的三维结构示意图,第二视角的情况；

图3是本发明实施例的正视图；

图4是图3中A向视图；

图5是图3中B向视图，切削完成，移动组件5退回时的状况；

图6是图5中I处的局部放大视图，正在切削时的状况；

图7是左链条232和右链条231的三维结构示意图；

图8是切削完成区夹钳34的三维结构示意图；

图9是空回程区夹钳35的三维结构示意图；

图10是移动组件5的正视图；

图11是图10中C向视图；

图12是上下切削组件7的三维结构示意图；

图13是切削完成区铅笔44的三维结构示意图；

图中所示：1.机架；11.定位板；111.定位平面；12.直线导轨；2.链传动装置；211.前支座；212.后支座；221.前右链轮；222.前左链轮；223.后右链轮；224.后左链轮；231.右链条；2311.右弯角链片；232.左链条；2321.左弯角链片；24.链条伺服电机；25.前链轮轴；26.后链轮轴；31.夹持区夹钳；32.前后切削区夹钳；33.上下切削区夹钳；34.切削完成区夹钳；35.空回程区夹钳；36.夹钳支座；361.下V形槽；37.压臂；371.上V型槽；38.摇柄；39.连杆；3637.支座-压臂铰链；3738.压臂-摇柄铰链；3839.摇柄-连杆铰链；3639.支座-连杆铰链；41.夹持区铅笔；42.前后切削区铅笔；43.上下切削区铅笔；44.切削完成区铅笔；45.后切削面；46.前切削面；47.上切削面；48.下切削面；49.铅芯矩形端面；5.移动组件；51.电缸；52.滑块；53.移动支架；6.前后切削组件；61.前刀盘；62.后刀盘；63.前齿轮；64.后齿轮；65.前后切削架；66.前后切削电机；67.前轴；68.后轴；7.上下切削组件；71.上刀盘；72.下刀盘；73.上齿轮；74.下齿轮；75.上下切削架；76.上下切削电机；77.上轴；78.下轴；M左链条232和右链条231的工作边的运行方向；N.在切削时移动组件5的运行方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图13。

一种涂答题卡铅笔半自动削笔机，包括机架1、链传动装置2、多个夹钳、移动组件5、前后切削组件6和上下切削组件7。

链传动装置2包括前支座211、后支座212、前右链轮221、前左链轮222、后右链轮223、后左链轮224、右链条231、左链条232和链条伺服电机24；前支座211和后支座212分别与机架1固定连接；前右链轮221和前左链轮222分别固定在前链轮轴25上，前链轮轴25与前支座211之间组成旋转副；后右链轮223和后左链轮224分别固定在后链轮轴26上，后链轮轴26与后支座212之间组成旋转副；左链条232上设置有多个左弯角链片2321，右链条231上设置有多个右弯角链片2311，左链条232是环状，分别和前左链轮222与后左链轮224啮合，右链条231是环状，分别和前右链轮221与后右链轮223啮合；链条伺服电机24的固定法兰和前支座211固定连接，输出轴和前链轮轴25连接；左链条232和右链条231的工作边都是上边，非工作边是下边；链条伺服电机24驱动左链条232和右链条231的工作边由后支座212向前支座211方向运动，即图示的运行方向M，左链条232和右链条231绕过前左链轮222和前右链轮221从下部的非工作边返回，绕过后左链轮224和后右链轮223又回到工作边；左链条232和右链条231的链节数量相等；左弯角链片2321和右弯角链片2311的数量相等并且左右位置分别对齐，左右对齐的一对左弯角链片2321和右弯角链片2311同步运行，同步沿工作边直线运行，遇到前左链轮222和前右链轮221时同步沿圆弧运行，同步离开圆弧段进入非工作边，同步沿非工作边运行，同步遇到后左链轮224和后右链轮223后同步沿圆弧运行；

夹钳包括夹钳支座36、压臂37、摇柄38和连杆39，压臂37与夹钳支座36通过支座-压臂铰链3637连接，压臂37与摇柄38之间通过压臂-摇柄铰链3738连接，摇柄38与连杆39之间通过摇柄-连杆铰链3839连接，夹钳支座36与连杆39之间通过支座-连杆铰链3639连接，即夹钳支座36、压臂37、摇柄38和连杆39组成平面四杆机构，夹钳支座36上设有开口朝上的下V形槽361，压臂37上设有上V形槽371，把铅笔放在下V形槽361中，掀动摇柄38，则上V形槽371摆动直至开口朝下和下V形槽361共同压紧铅笔，如图8，在这个运动过程中，压臂-摇柄铰链3738、摇柄-连杆铰链3839和支座-连杆铰链3639三个铰链的轴心线由图9所示的不在一条直线上，摇柄-连杆铰链3839朝压臂-摇柄铰链3738和支座-连杆铰链3639的连线上移动，直至在一条直线上，然后摇柄-连杆铰链3839继续向前移动很小的距离，处于既能锁紧铅笔又不会自动脱开的死点状态；所述的铅笔是指涂答题卡铅笔；反向掀动摇柄，又能使铅笔解锁可以取下；

夹钳的夹钳支座36带有下V形槽361的一端和左链条232上的左弯角链片2321连接，带有支座-连杆铰链3639的另一端和右链条231上的右弯角链片2311连接；左弯角链片2321和右弯角链片2311是指左右对齐、同步运行的一对；

多个夹钳连接在左链条232和右链条231之间，夹钳沿左链条232和右链条231的长度方向按区域分布，分别是夹持区、前后切削区、上下切削区、切削完成区和空回程区，处于以上各个区域的夹钳分别是夹持区夹钳31、前后切削区夹钳32、上下切削区夹钳33、切削完成区夹钳34和空回程区夹钳35，固定在夹持区夹钳31、前后切削区夹钳32、上下切削区夹钳33和切削完成区夹钳34上的铅笔分别是夹持区铅笔41、前后切削区铅笔42、上下切削区铅笔43和切削完成区铅笔44；

在靠近后支座212的一端、左链条232的左边，设置有定位板11，即定位板11和右链条231不是在左链条232的同一边，而是在两侧，定位板11上有朝向左链条232的定位平面111，定位平面111方向竖直并且平行于左链条232的工作边，和定位平面正对的区域对应于夹钳的夹持区，处于这个区域的夹钳即是夹持区夹钳31，人工把铅笔放入下V形槽361，处于这个区域的铅笔是夹持区铅笔41，并使夹持区铅笔41的一端靠齐定位板11的定位平面111，然后掀动摇柄38把铅笔锁紧；

移动组件5包括电缸51、滑块52和移动支架53，电缸51的缸杆末端和移动支架53连接，电缸51的缸体末端和机架1固定连接，滑块52和移动支架53固定连接，机架1上设有直线导轨12，滑块52和直线导轨12组成直线导轨副，电缸51驱动移动支架53沿水平方向且垂直于左链条232工作边的方向朝向或背向左链条232方向平移，即图示箭头所指的方向N或者与N相反的方向；

前后切削组件6包括前刀盘61、后刀盘62、前齿轮63、后齿轮64、前后切削架65、前后切削电机66、前轴67和后轴68；前刀盘61和前齿轮63同时与前轴67固定连接，通过前轴67与前后切削架65组成旋转副；后刀盘62和后齿轮64同时与后轴68固定连接，通过后轴68与前后切削架65组成旋转副；前后切削电机66的固定法兰与前后切削架65固定连接，前后切削电机66的输出轴与前轴67固定连接；前后切削架65与移动支架53固定连接，前齿轮63与后齿轮64啮合；前后切削电机66通电旋转带动前轴67旋转，则驱动前刀盘61和前齿轮63随着旋转，前齿轮63带动后齿轮64旋转，后齿轮64带动后轴68旋转，后轴68带动后刀盘62旋转，前后切削组件6随着移动组件5朝向或背向左链条232方向平移，与前刀盘61和后刀盘62正对的区域是前后切削区，处于前后切削区的夹钳是前后切削区夹钳32，夹持于前后切削区夹钳32上的铅笔是前后切削区铅笔42，前后切削区铅笔42的后切削面45和前切削面46两处同时被后刀盘62和前刀盘61切削；

上下切削组件7包括上刀盘71、下刀盘72、上齿轮73、下齿轮74、上下切削架75、上下切削电机76、上轴77和下轴78；上刀盘71和上齿轮73同时与上轴77固定连接，通过上轴77与上下切削架75组成旋转副；下刀盘72和下齿轮74同时与下轴78固定连接，通过下轴78与上下切削架75组成旋转副；上下切削电机76的固定法兰与上下切削架75固定连接，上下切削电机76的输出轴与上轴77固定连接；上下切削架75与移动支架53固定连接，上齿轮73与下齿轮74啮合；上下切削电机76通电旋转带动上轴77旋转，则驱动上刀盘71和上齿轮73随着旋转，上齿轮73带动下齿轮74旋转，下齿轮74带动下轴78旋转，下轴78带动下刀盘72旋转，上下切削组件7随着移动组件5朝向或背向左链条232方向平移，与上刀盘71和下刀盘72正对的区域是上下切削区，处于上下切削区的夹钳是上下切削区夹钳33，夹持于上下切削区夹钳33上的铅笔是上下切削区铅笔43, 上下切削区铅笔43的上切削面47和下切削面48两处同时被上刀盘71和下刀盘72切削；

上下切削区夹钳33带着上下切削区铅笔43随着左链条232和右链条231继续朝前支座211方向运动，进入切削完成区，上下切削区夹钳33转换成切削完成区夹钳34，上下切削区铅笔43转换成切削完成区铅笔44，在该区域人工反向掀动摇柄38，切削完成区铅笔44被解锁并人工取下；

切削完成区铅笔44离开上下切削区，运行至后面的区域，即切削完成区，处于切削完成区的夹钳是切削完成区夹钳34；在该区域人工反向掀动摇柄38，取下切削完成区铅笔44；

右链条231和左链条232绕在前右链轮221和前左链轮222上的弧段、绕在后右链轮223或后左链轮224上的弧段以及右链条231和左链条232在非工作边的这些区域组成空回程区，处于空回程区的夹钳是空回程区夹钳35，空回程区夹钳35上不带有铅笔。

以上所述的电缸是现代工业自动化中使用相当成熟的产品，是将电缸伺服电机与丝杠-螺母的组合一体化设计的模块化产品，将电缸伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将电缸伺服电机最佳优点-精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成-精确线速度控制、精确位置控制、精确推力控制，是实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。电缸的特点：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，控制精度可达0.1%；电缸很容易通过伺服控制器与计算机等控制系统连接，实现高精密运动控制，电缸噪音低、节能、干净、高刚性、抗冲击能力强、超长寿命、操作维护简单，电缸可以在恶劣环境下长期无故障运行，防护等级可以达到IP66。适应长期工作，并且实现高强度、高速度、高精度定位，运动平稳，噪音低。电缸伺服电机的控制方式有扭矩控制、转数控制和转速控制，相应地电缸的控制方式有力控制、位移控制和线速度控制。所以可以广泛的应用在文教用具、实验仪器、造纸行业、化工行业、汽车行业、电子行业、机械自动化行业、焊接行业等。

以上所述的链条伺服电机24（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

本实施例的工作过程：

1)开启电源，

链条伺服电机24启动，驱动右链条231和左链条232开始间歇式地运动，每次在固定长度的时间内运动一个固定长度的步距，然后再停止固定长度的时间；则固定在右链条231和左链条232上的夹钳和铅笔也随着一起间歇式地运动；

电缸51推动移动组件5做往复运动；

前后切削电机66高速旋转，驱动前刀盘61和后刀盘62不停地做高速旋转切削运动；

上下切削电机76高速旋转，驱动上刀盘71和下刀盘72不停地做高速旋转切削运动；

2)在右链条231和左链条232停止的时间段，人工把铅笔放入位于夹持区的夹持区夹钳31的下V形槽361中，并使夹持区铅笔41的一端靠齐定位平面111，掀动摇柄38，则上V形槽371摆动直至开口朝下和下V形槽361共同压紧铅笔，如图8，在这个运动过程中，开始时压臂-摇柄铰链3738、摇柄-连杆铰链3839和支座-连杆铰链3639三个铰链的轴心线如图9所示的不在一条直线上，摇柄-连杆铰链3839朝压臂-摇柄铰链3738和支座-连杆铰链3639的连线上移动，直至运动至在一条直线上，然后摇柄-连杆铰链3839继续向前移动很小的距离，处于既能锁紧铅笔又不会自动脱开的死点状态；

3)链条伺服电机24驱动右链条231和左链条232朝M方向运行一个步距，夹持区夹钳31带动夹持区铅笔41随着一起运行一个步距，夹持区铅笔41靠齐定位平面111的一端和定位平面111相互摩擦，直至运行到前后切削区，即夹持区铅笔41转换成了前后切削区铅笔42，夹持区夹钳31变成前后切削区夹钳32，链条伺服电机24停止运行；

4)电缸51推动移动组件5朝向左链条232移动，即图示的方向N，前后切削组件6随着朝向左链条232方向移动，高速旋转的后刀盘62和前刀盘61同时切削前后切削区铅笔42的后切削面45和前切削面46，直至切削完成；

5)电缸51拉动移动组件5背向左链条232移动，后刀盘62和前刀盘61离开前后切削区铅笔42；

6)链条伺服电机24驱动右链条231和左链条232朝M方向运行一个步距至上下切削区，前后切削区夹钳32带动前后切削区铅笔42随着一起运行一个步距，即前后切削区铅笔42转换成了上下切削区铅笔43，前后切削区夹钳32转换成上下切削区夹钳33，链条伺服电机24停止运行；

7)电缸51推动移动组件5朝向左链条232移动，即图示的方向N，上下切削组件7随着朝左链条232方向移动，高速旋转的上刀盘71和下刀盘72同时切削上下切削区铅笔43的上切削面47和下切削面48，直至切削完成；

8)电缸51拉动移动组件5背向左链条232移动，上刀盘71和下刀盘72离开上下切削区铅笔43；

9)链条伺服电机24驱动右链条231和左链条232朝M方向运行一个步距至切削完成区，上下切削区夹钳33带动上下切削区铅笔43随着一起运行一个步距，即上下切削区铅笔43转换成了切削完成区铅笔44，上下切削区夹钳33转换成切削完成区夹钳34，链条伺服电机24停止运行；

10)人工反向掀动摇柄38，则下V形槽361摆动离开铅笔，由图8所示的压臂-摇柄铰链3738、摇柄-连杆铰链3839和支座-连杆铰链3639三个铰链的轴心线在一条直线上，到摇柄-连杆铰链3839运动离开压臂-摇柄铰链3738和支座-连杆铰链3639的连线，即铅笔被解锁；

11)链条伺服电机24驱动右链条231和左链条232朝M方向继续间歇式地运行，切削完成区夹钳34绕在前右链轮221和前左链轮222上进入空回程区，切削完成区夹钳34转换成了空回程区夹钳35，空回程区夹钳35继续间歇式地运行，走过右链条231和左链条232的非工作边，绕过后右链轮223和后左链轮224，又回到夹持区；

12)不断重复步骤2)至11)。

以上只是描述了其中一个夹钳的工作步骤，事实上每一个夹钳都在重复以上工作步骤。

通过以上步骤，不停地把涂答题卡铅笔放入夹持区夹钳31的下V形槽361中并锁紧，则本实施例就能不停地经过多个步骤把涂答题卡铅笔削好，达到半自动切削涂答题卡铅笔的目的。

本实施例的有益效果：

1)切削的尺寸完全统一。只要使用前把前刀盘61和后刀盘62的距离调整好固定死，上刀盘71和下刀盘72的距离调整好固定死，使长方形端面的长边尺寸正好等于涂信息小格的宽度，则切削的铅笔尺寸会完全统一，一次涂抹正好能把信息小格涂满，不需要再涂第二次，节省考试时间。

2)前刀盘61、后刀盘62、上刀盘71和下刀盘72做高速切削运动，移动组件5的移动速度并不快，所以各个刀盘每次切削的切削量较小，每次切下很薄的一层，这样会使切削表面非常光滑，长方形端面的长边尺寸非常平整，一次涂抹沿宽度方向的颜色深浅保持一致，并且不容易划破答复卡纸面，能有效提高答题卡的涂抹质量，有效避免光标阅读机误判考试分数。

3)本实施例可以设置在考场的走廊里或者门厅里，供考生考前或中场休息时间切削涂答题卡铅笔，也可以由校园内或校园周边的小卖部购买本实施例，对考生提供削铅笔服务，适当收取一定的费用。这样就能把考生削铅笔的时间节省出来，让他们考前多复习一下资料，或者休息一下，看一看远处的景物以缓解眼睛疲劳。

Claims (1)

1.一种涂答题卡铅笔半自动削笔机，其特征在于，包括机架、链传动装置、多个夹钳、移动组件、前后切削组件和上下切削组件；

链传动装置包括前支座、后支座、前右链轮、前左链轮、后右链轮、后左链轮、右链条、左链条和链条伺服电机；前支座和后支座分别与机架固定连接；前右链轮和前左链轮分别固定在前链轮轴上，前链轮轴与前支座之间组成旋转副；后右链轮和后左链轮分别固定在后链轮轴上，后链轮轴与后支座之间组成旋转副；左链条上设置有多个左弯角链片，右链条上设置有多个右弯角链片，左链条是环状，分别和前左链轮与后左链轮啮合，右链条是环状，分别和前右链轮与后右链轮啮合；链条伺服电机的固定法兰和前支座固定连接，输出轴和前链轮轴连接；左链条和右链条的链节数量相等；左弯角链片和右弯角链片的数量相等并且左右位置分别对齐，左右对齐的一对左弯角链片和右弯角链片同步运行；

夹钳包括夹钳支座、压臂、摇柄和连杆，压臂与夹钳支座通过支座-压臂铰链连接，压臂与摇柄之间通过压臂-摇柄铰链连接，摇柄与连杆之间通过摇柄-连杆铰链连接，夹钳支座与连杆之间通过支座-连杆铰链连接，即夹钳支座、压臂、摇柄和连杆组成平面四杆机构，夹钳支座上设有开口朝上的下V形槽，压臂上设有上V形槽，掀动摇柄，驱动上V形槽摆动直至开口朝下和下V形槽共同压紧下V形槽中的铅笔，平面四杆机构处于不能自动脱开的死点状态，或者反向掀动摇柄，平面四杆机构脱离死点状态，铅笔被解锁；

夹钳的夹钳支座带有下V形槽的一端和左链条上的左弯角链片连接，带有支座-连杆铰链的另一端和右链条上的右弯角链片连接；左弯角链片和右弯角链片是指左右对齐、同步运行的一对；

在靠近后支座的一端、左链条的左边，设置有定位板，定位板上有朝向左链条的定位平面，定位平面方向竖直并且平行于左链条的工作边；

移动组件包括电缸、滑块和移动支架，电缸的缸杆末端和移动支架连接，电缸的缸体末端和机架固定连接，滑块和移动支架固定连接，机架上设有直线导轨，滑块和直线导轨组成直线导轨副，电缸驱动移动支架沿水平方向且垂直于左链条工作边的方向朝向或背向左链条方向平移；

前后切削组件包括前刀盘、后刀盘、前齿轮、后齿轮、前后切削架、前后切削电机、前轴和后轴；前刀盘和前齿轮同时与前轴固定连接，通过前轴与前后切削架组成旋转副；后刀盘和后齿轮同时与后轴固定连接，通过后轴与前后切削架组成旋转副；前后切削电机的固定法兰与前后切削架固定连接，前后切削电机的输出轴与前轴固定连接；前后切削架与移动支架固定连接，前齿轮与后齿轮啮合；

上下切削组件包括上刀盘、下刀盘、上齿轮、下齿轮、上下切削架、上下切削电机、上轴和下轴；上刀盘和上齿轮同时与上轴固定连接，通过上轴与上下切削架组成旋转副；下刀盘和下齿轮同时与下轴固定连接，通过下轴与上下切削架组成旋转副；上下切削电机的固定法兰与上下切削架固定连接，上下切削电机的输出轴与上轴固定连接；上下切削架与移动支架固定连接，上齿轮与下齿轮啮合。