CN108247652A - 一种电磁铁式安全击键系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁铁式安全击键系统，包括支架、步进电机、滚珠丝杠、滑块连接件、滑轨、电磁铁连接件、滑块和电磁铁和敲击手指，本发明采用对称结构设计，运动灵活，承载能力强，具有结构简单紧凑，设计合理，加工和装配工艺良好的优点；本发明水平方向灵活运动，能够敲击不同列上的按键，且水平运动不仅可以用滚珠丝杠来实现，也可以更换为同步带来实现；本发明可以自动、精确地按照设定要求对设备键盘进行操作，且可调性较高，滚珠丝杠丝杠可以带动电磁铁和敲击手指进行水平运动，且可适当增加电磁铁及敲击手指以适应不同大小的键盘，同时可以根据键盘的大小和按键布置来调整气缸的数量和位置。

Description

一种电磁铁式安全击键系统

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，更具体的说，尤其涉及一种电磁铁式安全击键系统。

背景技术

计算机信息录入渠道有网路、磁盘、光盘、按键等方式，但在许多涉及到计算机安全的领域，信息录入的方式受到限制，比如禁止计算机链入网络，禁止使用磁盘、光盘等，以防止计算机信息泄露或外部不良侵入，在这种条件下，键盘是进行安全录入信息的最有效手段。但目前，在键盘操作中，绝大多数都需要人为操作控制，提升了人工成本，从而需要能够获得外部译码信息，将其转化为机构的定位运动与敲击动作的自动进行系统操作键盘的击键，降低成本费用。

专利公开号为CN1O3085206A的中国发明专利公开了搪塑机转料敲击机构，该机构由固定支架、动力气缸、敲击悬臂、导向座、支座和敲击锤构成，由动力气缸带动敲击悬臂摆动,敲击悬臂带动敲击锤敲击安装有搪塑模具的转料架，但该发明专利只能敲击一个固定位置，且敲击力度过大，对键盘会有损伤；申请公布号为CN1O7244152A的中国发明专利公开了一种自动盖章机，包括驱动机构、压纸机构、送纸机构以及盖章机构,盖章机构包括由凸轮机构构成的压盖压头和第二复位弹簧，驱动机构驱动凸轮转动,压迫导杆向下移动并带动图章完成盖章动作，但该发明只能对一固定位置进行盖章动作；公开号为CN1O5999772A的中国发明专利公开了用于在线输送瓶体的敲击消泡装置，包括安装架、敲击机构和驱动机构，驱动机构驱动敲击机构上的动转轴连同敲击杆转动，从而实现敲击动作，但该发明专利结构复杂，机构尺寸大，成本较高。

针对上述不足，需要设计和开发一种电磁铁式安全击键系统，能够补足上述各个缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的带键盘设备必须人为操作导致人工成本费用增加的问题，提供一种电磁铁式安全击键系统，可以自动、精确地按照设定要求对设备键盘进行操作。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种电磁铁式安全击键系统，包括支架、步进电机、滚珠丝杠、滑块连接件、滑轨、电磁铁连接件、滑块和电磁铁和敲击手指，

所述支架包括水平设置的上平面和四条支腿，所述支架上还设置有用于键盘定位的定位模块，所述上平面上设置有三条平行设置的第一条形板、第二条形板和第三条形板，所述第二条形板和第三条形板对称设置在所述第一条形板的左右两侧，步进电机和滚珠丝杠均安装在所述第一条形板上，步进电机的电机头连接滚珠丝杠并驱动滚珠丝杠的转动；所述第二条形板和第三条形板上均设置有导轨，滑块套装在第二条形板和第三条形板的导轨上，所述滚珠丝杠上套装有丝杠螺母，丝杠螺母通过滑块连接件与所述滑块固定连接；所述定位模块包括端面定位板、两块侧边定位板和两个侧边定位螺套，所述端面定位板的两端分别固定在两块侧边定位板的下端，两块侧边定位板平行设置，且两块侧边定位板的上端均与支架固定连接，两块侧边定位板的下端均设置有一个平行于端面定位板设置的侧边定位螺套，通过穿过两个侧边定位螺套的螺栓对需要进行操作的键盘进行夹紧定位；

所述电磁铁连接件为F型板，电磁铁连接件包括水平设置的顶板以及两条竖直设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板平行设置，第一侧板和第二侧板的顶部均固定在所述顶板上；所述第一侧板靠近第二侧板的一侧安装有至少三个电磁铁，所述第二侧板远离第一侧板的一侧安装有至少两个电磁铁，每个电磁铁的底端均安装有敲击手指，所述敲击手指包括竖轴、压缩弹簧、磁铁和敲击头，压缩弹簧套装在竖轴上，竖轴套装在电磁铁底部设置的通孔内，磁铁连接在压缩弹簧的下端，敲击头安装在竖轴的底部，电磁铁工作时磁铁受吸引向上压缩弹簧，使竖轴达到上下移动效果，进而实现敲击头敲击键盘。

进一步的，所述第一条形板上设置有八个通孔，其中四个通孔距离较近且与步进电机的螺纹孔配合，步进电机通过螺钉固定在第一条形板上，另外四个通孔距离较远且与滚珠丝杠的两个支撑座上的通孔配合，滚珠丝杠的两个支撑座分别通过螺栓螺母固定在所述第一条形板上。

进一步的，所述第一侧板固定在所述顶板的底部边缘位置，第二侧板固定在苏搜狐顶板的中部。

进一步的，所述第二条形板和第三条形板上均设置有七个通孔，七个通孔靠近第二条形板或第三条形板的一端且这七个通孔呈一条直线分布，滑轨上也设置有对应的七个通孔，两个滑轨均通过螺栓螺母连接的方式分别固定在所述第二条形板和第三条形板上。

进一步的，所述滑块设置有两个，两个滑块分别固定在两个滑轨上，且每个滑块连接一个滑块连接件的侧面，两个滑块连接件的底面均固定在电磁铁连接件上。

进一步的，所述电磁铁和敲击手指的数量根据键盘的大小进行调整，其数量范围为5～10个。本发明的电磁铁需要有20N的驱动力，并需要有10mm的行程。

进一步的，所述敲击头的外部套装有橡胶块，以保护键盘和气缸的活塞杆。

本发明的技术构思在于：一方面需要避免采用复杂的多自由度机械手结构，降低生产成本，同时提高系统的可靠性；另一方面，针对键盘布局的特点，设计有利于快速寻找按键位置并高效率执行敲击动作的机械机构。

常见的计算机键盘布局如图4所示，若将图4中沿X方向键盘的排列称为“行”，沿Y方向键盘的方向称为“列”，可以看出：沿X方向即“行”排列方向，每一行上的按键都是在一条直线上依次排布的；而沿Y方向即“列”排列方向，按键的排布互相交错；并且行数小于列数，比如：一般的108键键盘行数为6行，而列数为22列；彩票机专用键盘的行数为5，列数为11。发明人认为：针对键盘的布局特点，采用按照行数布置敲击装置数量，并将敲击机构布置在能够沿X方向快速移动、定位的平台上，从而使每个敲击机构能够对一行中所有按键进行击打，这是实现迅速定位和快速击打的一种有效方案。

本发明的工作过程如下：设定气缸的水平运动方向为X轴方向，且向步进电机移动方向为X轴正方向，设与地面平行且垂直于X轴的方向为Y轴方向，且靠近键盘底部为Y轴正方向，设垂直于地面方向为Z轴方向，且垂直向上为Z轴正方向；以按第三行第二列的按键为例，系统在接到指令后开始运动，步进电机驱动滚珠丝杠运动，丝杠螺母带动与其连接的滑块连接件向X轴正方向运动，滑块带动电磁铁和敲击手指向X轴正方向运动，到达第二列按键时，步进电机停止驱动，电磁铁和敲击手指停留在第二列按键上方，第三行上方的和敲击手指开始运动，电磁铁驱动使敲击手指往Z轴负方向运动，从而按键被按下；指令完成后，气缸收回推杆恢复初始位置，步进电机反向驱动，丝杠螺母带动滑块连接件沿X轴负方向运动，滑块带动电磁铁和敲击手指沿X轴负方向运动，恢复到初始位置。

本发明的有益效果在于：本发明采用对称结构设计，运动灵活，承载能力强，具有结构简单紧凑，设计合理，加工和装配工艺良好的优点；本发明水平方向灵活运动，能够敲击不同列上的按键，且水平运动不仅可以用滚珠丝杠来实现，也可以更换为同步带来实现；本发明可以自动、精确地按照设定要求对设备键盘进行操作，且可调性较高，滚珠丝杠丝杠可以带动电磁铁和敲击手指进行水平运动，且可适当增加电磁铁及敲击手指以适应不同大小的键盘，同时可以根据键盘的大小和按键布置来调整气缸的数量和位置。

附图说明

图1是本发明一种电磁铁式安全击键系统的整体结构示意图。

图2是本发明支架的结构示意图。

图3是本发明电磁铁连接件的结构示意图。

图4是本发明电磁铁连接件与电磁铁的连接示意图。

图5是本发明电磁铁和敲击手指的结构示意图。

图6是常用计算机键盘的布局示意图。

图中，1-支架、2-步进电机、3-滚珠丝杠、4-滑轨、5-滑块连接件、6-滑块、7-电磁铁、8-电磁铁连接件、9-键盘、101-支腿、102-第一条形板、103-第二条形板、104-第三条形板、105-侧边定位板、106-端面定位板、107-侧边定位螺套、801-第一侧板、802-第二侧板、803-顶板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～6所示，一种电磁铁式安全击键系统，包括支架1、步进电机2、滚珠丝杠3、滑块连接件5、滑轨4、电磁铁连接件8、滑块6和电磁铁7和敲击手指，所述支架1包括水平设置的上平面和四条支腿101，所述支架1上还设置有用于键盘9定位的定位模块，所述上平面上设置有三条平行设置的第一条形板102、第二条形板103和第三条形板104，所述第二条形板103和第三条形板104对称设置在所述第一条形板102的左右两侧，步进电机2和滚珠丝杠3均安装在所述第一条形板102上，步进电机2的电机头连接滚珠丝杠3并驱动滚珠丝杠3的转动；所述第二条形板103和第三条形板104上均设置有导轨，滑块6套装在第二条形板103和第三条形板104的导轨上，所述滚珠丝杠3上套装有丝杠螺母，丝杠螺母通过滑块连接件5与所述滑块6固定连接；所述定位模块包括端面定位板106、两块侧边定位板105和两个侧边定位螺套107，所述端面定位板106的两端分别固定在两块侧边定位板105的下端，两块侧边定位板105平行设置，且两块侧边定位板105的上端均与支架1固定连接，两块侧边定位板105的下端均设置有一个平行于端面定位板106设置的侧边定位螺套107，通过穿过两个侧边定位螺套107的螺栓对需要进行操作的键盘9进行夹紧定位。

所述电磁铁连接件8为F型板，电磁铁连接件8包括水平设置的顶板803以及两条竖直设置的第一侧板801和第二侧板802，所述第一侧板801和第二侧板802平行设置，第一侧板801和第二侧板802的顶部均固定在所述顶板803上；所述第一侧板801靠近第二侧板802的一侧安装有至少三个电磁铁7，所述第二侧板802远离第一侧板801的一侧安装有至少两个电磁铁7，每个电磁铁7的底端均安装有敲击手指，所述敲击手指包括竖轴、压缩弹簧、磁铁和敲击头，压缩弹簧套装在竖轴上，竖轴套装在电磁铁7底部设置的通孔内，磁铁连接在压缩弹簧的下端，敲击头安装在竖轴的底部，电磁铁7工作时磁铁受吸引向上压缩弹簧，使竖轴达到上下移动效果，进而实现敲击头敲击键盘9。

所述第一条形板102上设置有八个通孔，其中四个通孔距离较近且与步进电机2的螺纹孔配合，步进电机2通过螺钉固定在第一条形板102上，另外四个通孔距离较远且与滚珠丝杠3的两个支撑座上的通孔配合，滚珠丝杠3的两个支撑座分别通过螺栓螺母固定在所述第一条形板102上。

所述第一侧板801固定在所述顶板803的底部边缘位置，第二侧板802固定在苏搜狐顶板803的中部。

所述第二条形板103和第三条形板104上均设置有七个通孔，七个通孔靠近第二条形板103或第三条形板104的一端且这七个通孔呈一条直线分布，滑轨4上也设置有对应的七个通孔，两个滑轨4均通过螺栓螺母连接的方式分别固定在所述第二条形板103和第三条形板104上。

所述滑块6设置有两个，两个滑块6分别固定在两个滑轨4上，且每个滑块6连接一个滑块连接件5的侧面，两个滑块连接件5的底面均固定在电磁铁连接件上。

所述电磁铁7和敲击手指的数量根据键盘9的大小进行调整，其数量范围为5～10个。

所述敲击头的外部套装有橡胶块。

本发明的工作过程如下：设定气缸8的水平运动方向为X轴方向，且向步进电机2移动方向为X轴正方向，设与地面平行且垂直于X轴为Y轴方向，且靠近键盘9底部为Y轴正方向，设垂直于地面方向为Z轴方向，且垂直向上为Z轴正方向；以按第三行第二列的按键为例，系统在接到指令后开始运动，步进电机2驱动滚珠丝杠3运动，丝杠螺母带动与其连接的滑块连接件4向X轴正方向运动，滑块5带动气缸组件向X轴正方向运动，到达第二列按键时，步进电机2停止驱动，气缸组件停留在第二列按键上方，第三行上方的气缸8开始运动，气缸8驱动使敲击手指往Z轴负方向运动，从而按键被按下，指令完成，气缸8收回推杆恢复初始位置，步进电机2反向驱动，丝杠螺母带动滑块连接件4沿X轴负方向运动，滑块5带动气缸组件沿X轴负方向运动，恢复到初始位置。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：包括支架(1)、步进电机(2)、滚珠丝杠(3)、滑块连接件(5)、滑轨(4)、电磁铁连接件(8)、滑块(6)和电磁铁(7)和敲击手指，

所述支架(1)包括水平设置的上平面和四条支腿(101)，所述支架(1)上还设置有用于键盘(9)定位的定位模块，所述上平面上设置有三条平行设置的第一条形板(102)、第二条形板(103)和第三条形板(104)，所述第二条形板(103)和第三条形板(104)对称设置在所述第一条形板(102)的左右两侧，步进电机(2)和滚珠丝杠(3)均安装在所述第一条形板(102)上，步进电机(2)的电机头连接滚珠丝杠(3)并驱动滚珠丝杠(3)的转动；所述第二条形板(103)和第三条形板(104)上均设置有导轨，滑块(6)套装在第二条形板(103)和第三条形板(104)的导轨上，所述滚珠丝杠(3)上套装有丝杠螺母，丝杠螺母通过滑块连接件(5)与所述滑块(6)固定连接；所述定位模块包括端面定位板(106)、两块侧边定位板(105)和两个侧边定位螺套(107)，所述端面定位板(106)的两端分别固定在两块侧边定位板(105)的下端，两块侧边定位板(105)平行设置，且两块侧边定位板(105)的上端均与支架(1)固定连接，两块侧边定位板(105)的下端均设置有一个平行于端面定位板(106)设置的侧边定位螺套(107)，通过穿过两个侧边定位螺套(107)的螺栓对需要进行操作的键盘(9)进行夹紧定位；

所述电磁铁连接件(8)为F型板，电磁铁连接件(8)包括水平设置的顶板(803)以及两条竖直设置的第一侧板(801)和第二侧板(802)，所述第一侧板(801)和第二侧板(802)平行设置，第一侧板(801)和第二侧板(802)的顶部均固定在所述顶板(803)上；所述第一侧板(801)靠近第二侧板(802)的一侧安装有至少三个电磁铁(7)，所述第二侧板(802)远离第一侧板(801)的一侧安装有至少两个电磁铁(7)，每个电磁铁(7)的底端均安装有敲击手指，所述敲击手指包括竖轴、压缩弹簧、磁铁和敲击头，压缩弹簧套装在竖轴上，竖轴套装在电磁铁(7)底部设置的通孔内，磁铁连接在压缩弹簧的下端，敲击头安装在竖轴的底部，电磁铁(7)工作时磁铁受吸引向上压缩弹簧，使竖轴达到上下移动效果，进而实现敲击头敲击键盘(9)。

2.根据权利要求1所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述第一条形板(102)上设置有八个通孔，其中四个通孔距离较近且与步进电机(2)的螺纹孔配合，步进电机(2)通过螺钉固定在第一条形板(102)上，另外四个通孔距离较远且与滚珠丝杠(3)的两个支撑座上的通孔配合，滚珠丝杠(3)的两个支撑座分别通过螺栓螺母固定在所述第一条形板(102)上。

3.根据权利要求2所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述第一侧板(801)固定在所述顶板(803)的底部边缘位置，第二侧板(802)固定在苏搜狐顶板(803)的中部。

4.根据权利要求2所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述第二条形板(103)和第三条形板(104)上均设置有七个通孔，七个通孔靠近第二条形板(103)或第三条形板(104)的一端且这七个通孔呈一条直线分布，滑轨(4)上也设置有对应的七个通孔，两个滑轨(4)均通过螺栓螺母连接的方式分别固定在所述第二条形板(103)和第三条形板(104)上。

5.根据权利要求3所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述滑块(6)设置有两个，两个滑块(6)分别固定在两个滑轨(4)上，且每个滑块(6)连接一个滑块连接件(5)的侧面，两个滑块连接件(5)的底面均固定在电磁铁连接件上。

6.根据权利要求4所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述电磁铁(7)和敲击手指的数量根据键盘(9)的大小进行调整，其数量范围为5～10个。

7.根据权利要求5所述的一种电磁铁式安全击键系统，其特征在于：所述敲击头的外部套装有橡胶块。