CN108274931A - 一种无粉尘自感应电动黑板系统 - Google Patents

Abstract

一种无粉尘自感应电动黑板系统，属于教学设备领域，包括磁性黑板、无线自动控制器和自感应电动黑板清理器，所述自感应电动黑板清理器吸附在磁性黑板上，同时与无线自动控制器通过无线通信的方式连接；本发明将物理上的电磁原理、电子传感器控制原理、空气动力学原理和无线传电原理等应用到黑板系统的设计中，提供一种无粉尘自感应电动黑板系统，以改善师生的讲学环境、降低粉尘对师生身体健康的危害、省时省力，提高了讲学的效果。

Description

一种无粉尘自感应电动黑板系统

技术领域

本发明属于教学设备领域，特别涉及一种无粉尘自感应电动黑板系统。

背景技术

自19世纪中期问世以来，黑板与黑板擦就在教学中起到举足轻重的角色。200多年来，伴随着人类教育事业的发展，黑板也从黑色涂料木板、水泥发展到水磨玻璃、彩涂钢板、复合材料板等，见证了教育工作者为人类传播知识、普及教育做出的不朽功业，黑板和黑板擦也立下了汗马功劳。常用的粉笔黑板擦主要是由外壳和棉毡等组成，通过人力作用把黑板上的粉笔字擦除。尽管随着多媒体技术的普及和全面进入学校课堂，但就目前的效果而言，单纯的多媒体的教学效果很难达到黑板教学的效果，多媒体的多样化、全面、省时与黑板的深刻、细腻相结合方能体现出最佳的教学效果。因此，黑板教学仍然具有生命力。近年来，为了让师生节省时间、体力，在清洁的环境下讲、学，现有技术中出现各种无粉尘、自动黑板擦。如，带吸尘装置的全自动黑板擦(申请号：201110360324.2)，一种智能黑板擦(申请号：201510913994.0)，一种自动擦拭黑板的机器人(申请号：201621228248.4)等，很大程度地改善了粉尘飞扬的课堂空气，为老师和学生提供了很大方便。然而，已有的自动黑板擦也有一些不足：一是结构复杂，采用导轨式黑板擦，增加了黑板的附属部件；二是操作不方便，虽然行动较灵活，但在擦黑板过程中，老师只能等擦黑板动作结束后，方可继续写字。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有各类黑板系统存在的不足，为了给师生创造一个无尘、健康、高效的教学环境，提供一种无粉尘自感应电动黑板系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种无粉尘自感应电动黑板系统，其特征是：包括磁性黑板、无线自动控制器和自感应电动黑板清理器，所述自感应电动黑板清理器吸附在磁性黑板上，同时与无线自动控制器通过无线通信的方式连接；

其中磁性黑板包括磁性黑板本体、黑板框及黑板分区界，所述磁性黑板本体安装在黑板框内；所述黑板分区界将磁性黑板本体划分为两个以上区域；

其中无线自动控制器设置在磁性黑板的右下角，无线自动控制器包括可编程逻辑控制器PLC、电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口，所述可编程逻辑控制器PLC分别与电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口通过电路相连接，擦除按钮数量与磁性黑板本体被划分的区域数量相同，且一一对应；

其中自感应电动黑板清理器包括颜色传感器、外壳、磁感应履带、无线充电电池、步进电机、激光距离传感器、粉尘过滤循环系统及粉尘毛刷，所述外壳上设置有激光位移传感器接口、步进电机接口、取尘密封盖接口、排风口、磁感应履带导轨和颜色传感器接口，其中磁感应履带导轨数量为两个，两个磁感应履带导轨分别安装在外壳两侧外部，呈对称布置；所述磁感应履带通过磁感应履带导轨与外壳连接，磁感应履带包括电场感应磁感应履带外壳及磁感应履带线圈；所述颜色传感器、无线充电电池、步进电机、激光距离传感器及尘过滤循环系统均安装在外壳内部；所述粉尘毛刷设置在外壳朝向磁性黑板一侧。

所述粉尘过滤循环系统包括粉尘过滤循环壳体、取尘密封盖、滤网、电机、风扇、粉尘入口及循环气体出口，所述取尘密封盖盖设于粉尘过滤循环壳体顶部，与粉尘过滤循环壳体密封连接；所述滤网、电机及风扇安装在粉尘过滤循环壳体的内部，风扇位于滤网的尾部，风扇与电机连接；所述粉尘入口及循环气体出口设置在粉尘过滤循环壳体上，循环气体出口与排风口连通。

所述粉尘毛刷包括粉尘毛刷基板、通气孔、固定耳与毛撮，所述粉尘毛刷基板通过固定耳与壳体固定在一起，并与粉尘入口密封扣合；所述通气孔开设在粉尘毛刷基板上；所述毛撮布置在粉尘毛刷基板上朝向磁性黑板一侧。

所述黑板分区界将磁性黑板本体划分为2个～10个区域。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提供的一种无粉尘自感应电动黑板系统，智能化控制、使用简单、节省时间，自感应电动黑板清理器清理磁性黑板某一区域内的粉笔字时，老师可以在其它区域内继续讲课，无须等擦干净后再继续讲授，效率高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明一种无粉尘自感应电动黑板系统的结构示意图。

图2为磁性黑板结构示意图。

图3为自感应电动黑板清理器结构示意图。

图4为外壳侧视示意图。

图5为外壳俯视示意图。

图6为磁感应履带侧视示意图。

图7为磁感应履带俯视示意图。

图8为粉尘过滤循环系统示意图。

图9为图8的A-A向示意图。

图10为粉尘毛刷侧视示意图。

图11为粉尘毛刷示意图。

图12为无线自动控制器示意图。

图中各标记如下：1-磁性黑板、11-磁性黑板本体、12-黑板框、13-黑板分区界、2-无线自动控制器、3-自感应电动黑板清理器、31-颜色传感器、32-外壳、321-激光位移传感器接口、322-步进电机接口、323-取尘密封盖接口、324-排风口、325-磁感应履带导轨、326-颜色传感器接口、33-磁感应履带、331-电场感应磁感应履带外壳、332-磁感应履带线圈、34-无线充电电池、35-步进电机、36-激光距离传感器、37-粉尘过滤循环系统、371-取尘密封盖、372-滤网、373-电机、374-风扇、375-粉尘入口、376-循环气体出口、38-粉尘毛刷、381-通气孔、382-固定耳、383-毛撮。

具体实施方式

为了更清楚地表明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细的叙述。

本发明将物理上的电磁原理、电子传感器控制原理、空气动力学原理和无线传电原理等应用到黑板系统的设计中，提供一种无粉尘自感应电动黑板系统，以改善师生的讲学环境、降低粉尘对师生身体健康的危害、省时省力，提高了讲学的效果。

具体本发明提出的一种无粉尘自感应电动黑板系统，如图1所示，无粉尘自感应电动黑板系统包括磁性黑板1、无线自动控制器2和自感应电动黑板清理器3，所述自感应电动黑板清理器3吸附在磁性黑板1上，同时与无线自动控制器2通过无线通信的方式连接。

图2所示的磁性黑板1由磁性黑板本体11、黑板框12、黑板分区界13三部分构成，所述磁性黑板本体11安装在黑板框12内；磁性黑板本体11，由铁粉材料制备的磁吸板，对磁铁或电磁铁有足够的吸力；黑板框12为轻质铝合金或其它硬质材料；所述黑板分区界13将磁性黑板本体11划分为2个～10个区域；黑板分区界13的材料选择异于粉笔和磁性黑板本体11颜色的材料。

自感应电动黑板清理器3对黑板分区命令与识别是通过系统中建立的直角坐标系设定范围来初步确定，当自感应电动黑板清理器3进入到指定分区后，其运行轨迹是根据粉笔字的轨迹来完成。图3、图4及图5所示的自感应电动黑板清理器3包括颜色传感器31、外壳32、磁感应履带33、无线充电电池34、步进电机35、激光距离传感器36、粉尘过滤循环系统37及粉尘毛刷38，所述外壳32上设置有激光位移传感器接口321、步进电机接口322、取尘密封盖接口323、排风口324、磁感应履带导轨325和颜色传感器接口326，其中磁感应履带导轨325数量为两个，两个磁感应履带导轨325分别安装在外壳32两侧外部，呈对称布置；所述磁感应履带33通过磁感应履带导轨325与外壳32连接；所述颜色传感器31、无线充电电池34、步进电机35、激光距离传感器36及粉尘过滤循环系统37均安装在外壳32内部；所述粉尘毛刷38设置在外壳32朝向磁性黑板1一侧；颜色传感器31根据控制程序设计对有别于磁性黑板1颜色的粉笔颜色有感应，根据无线自动控制器2上的按钮指令，发现粉笔颜色并自动移动到粉笔轨迹所在处将其清理干净，并将粉尘吸入到粉尘过滤循环系统37中；无线充电电池34，为自感应电动黑板清理器3全部的电子元件和电器件供电，控制程序设置有无电时自动移动到无线自动控制器2充电位置充电，充电结束后回到原位；步进电机35的电源来自于无线充电电池34，根据控制程序设置既能使双侧步进电机35旋转实现直线进退，又可使单侧步进电机35旋转停止实现转弯进退；激光距离传感器36，主要实时测量自感应电动黑板清理器3整体距离黑板框12内侧、黑板分区界13的距离，并将测量数据传输到无线自动控制器2的PLC中，为程序执行指令提供阀值。

图6及图7所示的磁感应履带33包括电场感应磁感应履带外壳331及磁感应履带线圈332，磁感应履带线圈332的正负极与外壳32的磁感应履带导轨325接触通电，产生电场，电场感应磁感应履带外壳331，产生磁力，使磁感应履带33对磁性黑板1产生吸力。

图8和图9所示的粉尘过滤循环系统37包括粉尘过滤循环壳体、取尘密封盖371、滤网372、电机373、风扇374、粉尘入口375及循环气体出口376，所述取尘密封盖371盖设于粉尘过滤循环壳体顶部，与粉尘过滤循环壳体密封连接；所述滤网372、电机373及风扇374安装在粉尘过滤循环壳体的内部，风扇374位于滤网372的尾部，风扇374与电机373连接；所述粉尘入口375及循环气体出口376设置在粉尘过滤循环壳体上，循环气体出口376与排风口324连通，当颜色传感器31检测到粉笔颜色时，启动电机373和风扇374，粉尘毛刷38扫掉粉尘时，由于电机373驱动风扇374的作用，产生负压粉尘通过粉尘入口375进入滤网372经由循环气体出口376，最后向空中排出无尘空气。

图10和图11所示的粉尘毛刷38，所述粉尘毛刷38包括粉尘毛刷基板、通气孔381、固定耳382与毛撮383，所述粉尘毛刷基板通过固定耳382与壳体32固定在一起，并与粉尘入口375密封扣合；所述通气孔381开设在粉尘毛刷基板上；所述毛撮383布置在粉尘毛刷基板上朝向磁性黑板1一侧；通过毛撮383对粉笔字进行扰动，脱落的粉尘通过通气孔381进入粉尘过滤循环系统37中，固定耳382与壳体32固定在一起，并与粉尘入口375密封扣合。

图12所示的无线自动控制器2，无线自动控制器2设置在磁性黑板1的右下角，无线自动控制器2包括可编程逻辑控制器PLC、电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口，所述可编程逻辑控制器PLC分别与电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口通过电路相连接，擦除按钮数量与磁性黑板本体11被划分的区域数量相同，且一一对应；

所述自感应电动黑板清理器3，其工作原理为：①启动，无线充电电池34，为自感应电动黑板清理器3全部的电子元件和电器件供电，磁感应履带线圈332的正负极与外壳32的磁感应履带导轨325接触通电，产生电场，电场感应磁感应履带外壳331，产生磁力，使磁感应履带33对磁性黑板1产生吸力，使自感应电动黑板清理器3吸附在磁性黑板1上；②工作，按下无线自动控制器2上的启动按钮和某区擦除按钮，自感应电动黑板清理器3根据无线自动控制器2控制程序设计会对指定某区域内有别于磁性黑板本体11和黑板分区界13颜色的粉笔颜色有感应，然后快速自动到粉笔轨迹所在处把粉笔字擦拭干净，并将粉尘吸入到粉尘过滤循环系统37中；擦拭黑板的工作过程，自感应电动黑板清理器3根据粉笔字的位置由无线自动控制器2自动控制双侧步进电机35旋转实现直线进退、单侧步进电机35旋转停止实现转弯进退；粉尘过滤循环系统37的工作过程，当颜色传感器31检测到粉笔颜色时，马上启动电机373和风扇374，将粉尘毛刷38扫掉的粉尘，由于电机373驱动风扇374的作用，产生负压，通过粉尘入口375进入滤网372经由循环气体出口376，最后向空中排出无尘空气，完成对黑板某区域的粉笔字的擦拭动作后，自动归位至指定位置。自动充电，当无线充电电池34电量不足时，自感应电动黑板清理器3自动移动到无线自动控制器2的无线充电位置自动充电，充电结束后回到原位。清理粉尘，当滤网372的粉尘满时，打开取尘密封盖371，取出滤网372，清理干净后放回到粉尘过滤循环系统37中，完成清理粉尘动作。

Claims (4)

1.一种无粉尘自感应电动黑板系统，其特征是：包括磁性黑板(1)、无线自动控制器(2)和自感应电动黑板清理器(3)，所述自感应电动黑板清理器(3)吸附在磁性黑板(1)上，同时与无线自动控制器(2)通过无线通信的方式连接；

其中磁性黑板(1)包括磁性黑板本体(11)、黑板框(12)及黑板分区界(13)，所述磁性黑板本体(11)安装在黑板框(12)内；所述黑板分区界(13)将磁性黑板本体(11)划分为两个以上区域；

其中无线自动控制器(2)设置在磁性黑板(1)的右下角，无线自动控制器(2)包括可编程逻辑控制器PLC、电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口，所述可编程逻辑控制器PLC分别与电源模块、启动按钮、关闭按钮、擦除按钮、无线充电指示灯及有线充电插口通过电路相连接，擦除按钮数量与磁性黑板本体(11)被划分的区域数量相同，且一一对应；

其中自感应电动黑板清理器(3)包括颜色传感器(31)、外壳(32)、磁感应履带(33)、无线充电电池(34)、步进电机(35)、激光距离传感器(36)、粉尘过滤循环系统(37)及粉尘毛刷(38)，所述外壳(32)上设置有激光位移传感器接口(321)、步进电机接口(322)、取尘密封盖接口(323)、排风口(324)、磁感应履带导轨(325)和颜色传感器接口(326)，其中磁感应履带导轨(325)数量为两个，两个磁感应履带导轨(325)分别安装在外壳(32)两侧外部，呈对称布置；所述磁感应履带(33)通过磁感应履带导轨(325)与外壳(32)连接，磁感应履带(33)包括电场感应磁感应履带外壳(331)及磁感应履带线圈(332)；所述颜色传感器(31)、无线充电电池(34)、步进电机(35)、激光距离传感器(36)及粉尘过滤循环系统(37)均安装在外壳(32)内部；所述粉尘毛刷(38)设置在外壳(32)朝向磁性黑板(1)一侧。

2.根据权利要求1所述的一种无粉尘自感应电动黑板系统，其特征是：所述粉尘过滤循环系统(37)包括粉尘过滤循环壳体、取尘密封盖(371)、滤网(372)、电机(373)、风扇(374)、粉尘入口(375)及循环气体出口(376)，所述取尘密封盖(371)盖设于粉尘过滤循环壳体顶部，与粉尘过滤循环壳体密封连接；所述滤网(372)、电机(373)及风扇(374)安装在粉尘过滤循环壳体的内部，风扇(374)位于滤网(372)的尾部，风扇(374)与电机(373)连接；所述粉尘入口(375)及循环气体出口(376)设置在粉尘过滤循环壳体上，循环气体出口(376)与排风口(324)连通。

3.根据权利要求2所述的一种无粉尘自感应电动黑板系统，其特征是：所述粉尘毛刷(38)包括粉尘毛刷基板、通气孔(381)、固定耳(382)与毛撮(383)，所述粉尘毛刷基板通过固定耳(382)与壳体(32)固定在一起，并与粉尘入口(375)密封扣合；所述通气孔(381)开设在粉尘毛刷基板上；所述毛撮(383)布置在粉尘毛刷基板上朝向磁性黑板(1)一侧。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种无粉尘自感应电动黑板系统，其特征是：所述黑板分区界(13)将磁性黑板本体(11)划分为2个～10个区域。