CN109895547A - 一种自清除式黑板装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自清除式黑板装置，包括黑板和设置在黑板上的清理机构，清理机构包括设置在黑板的一侧的第一电机、转轴、设置在黑板的顶部和底部的丝杠、擦除装置、微控制器以及磁感应接近限位开关；转轴竖直设置，其上部和下部分别设有主动锥齿轮；丝杠的一端设有从动锥齿轮，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动结构，以实现转轴转动时带动丝杠转动；擦除装置可上下往复运动。本发明通过电机和微控制器自动控制擦除装置进行擦拭黑板，使用方便，节省人力。本发明通过两个擦除装置同时相向运动或相反运动，使擦拭效率提高了一倍，节省了擦拭黑板的时间，使学生能够高效的学习。

Description

一种自清除式黑板装置

技术领域

本发明属于教学用具技术领域，具体涉及一种自清除式黑板装置。

背景技术

在教学活动中，黑板和粉笔是教学的必要工具，虽然目前已出现多媒体教学，但是黑板依然是最古老、最方便也最实用的教学工具，大多数教学场所依然在使用。粉笔也是传播文化的工具，因其材质简单、价格低廉，被广泛运用到教学活动中。黑板的使用自然少不了黑板擦，它能轻松擦掉粉笔字迹，为教学工作带来方便。这种传统的黑板必须要使用者手动擦除粉笔字迹，粉尘飞扬在空气中、堆积在黑板下方，严重危害师生的身体健康。虽然现有技术也有可以机械控制擦拭黑板的装置和黑板擦，但擦拭时占用课堂时间较长，效率低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的黑板擦拭效率低下的问题，本发明提供了一种自清除式黑板装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种自清除式黑板装置，包括黑板、设置在黑板上的清理机构、启停开关和微控制器，所述清理机构包括设置在黑板的一侧的第一电机、转轴、设置在黑板的顶部和底部的丝杠以及设置在丝杠上的擦除装置；

所述转轴竖直设置且其下端与所述第一电机的输出轴连接，转轴的上部和下部分别设有主动锥齿轮；丝杠通过轴承与黑板的两侧部转动连接，且丝杠的长度方向与所述黑板的长度方向平行，丝杠的一端设有从动锥齿轮，从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合形成锥齿轮传动结构，以实现所述转轴转动时带动所述丝杠转动；

所述擦除装置包括支撑架、第二电机、双齿条运动件和不完全齿轮，支撑架的上端部和下端部均通过螺母与所述丝杠连接，第二电机固设在支撑架的中部，第二电机的输出轴与所述不完全齿轮连接，不完全齿轮与所述双齿条运动件的齿条啮合；所述双齿条运动件通过限位架与所述支撑架滑动连接；

所述双齿条运动件顶部和底部分别设有固定杆，固定杆上固设有板刷；

所述启停开关和微控制器设置在黑板一侧的控制盒上，所述微控制器的输入端与所述启停开关的输出端连接，所述微控制器的输出端与所述第一电机的输入端、第二电机的输入端连接。

进一步的，所述黑板的一侧设有触摸显示屏和语音播放器，所述触摸显示屏与所述微控制器交互式连接，所述微控制器的输出端与语音播放器的输入端连接。

本发明的有益效果：本发明通过电机和微控制器自动控制擦除装置进行擦拭黑板，使用方便，节省人力。通过锥齿轮传动机构能够传动平稳，通过一台电机同时控制多个转动机构转动，节约成本；本发明通过设置在丝杠上的擦除装置，当丝杠转动时，带动擦除装置运动，对黑板进行擦除；第二电机带动板刷上下往复擦拭黑板，擦拭效率高，微控制器控制第一电机正反转以实现擦除装置的移动和限位，能够实现自动化，使用方便快捷，省时省力。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是自清除式黑板的结构示意图；

图2是自清除式黑板的电路原理框图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

为了解决现有技术中存在的黑板擦拭人工操作效率低的问题，如图1所示，本实施例提供一种自清除式黑板装置，包括黑板1、设置在黑板1上的清理机构、启停开关14和微控制器15，清理机构包括设置在黑板1的一侧的第一电机2、转轴3、设置在黑板1的顶部和底部的丝杠4以及设置在丝杠4上的擦除装置。现有技术中的机械控制擦拭黑板大多从黑板的一端擦拭至另一端，然后反复进行擦拭，擦拭时间长，占用了大量课堂时间，降低了老师的工作效率和学生的学习效率。本实施例的擦除装置在横向运动的同时也能够竖向往复运动，以实现竖向反复擦拭黑板，进一步提高了擦拭效率，为老师和学生节约了宝贵的课堂时间。擦除装置的横向运动和竖向运动可根据需要分别进行控制启停。

转轴3竖直设置且其下端与第一电机2的输出轴连接，转轴3的上部和下部分别设有主动锥齿轮8；丝杠4通过轴承与黑板1的两侧部转动连接，且丝杠4的长度方向与黑板的长度方向平行，丝杠4的一端设有从动锥齿轮9，从动锥齿轮9与主动锥齿轮8啮合形成锥齿轮传动结构，以实现转轴3转动时带动丝杠4转动。本实施例采用锥齿轮传动机构，使黑板1顶部和底部的丝杠同时受力均匀，传动平稳，且用一个电机带动两个丝杠4运动，节约成本。

擦除装置包括支撑架10、第二电机、双齿条运动件12和不完全齿轮13，支撑架10的上端部和下端部均通过螺母与丝杠4连接，第二电机固设在支撑架10的中部，第二电机的输出轴与不完全齿轮13连接，不完全齿轮13与双齿条运动件12的齿条啮合；双齿条运动件12通过限位架18与所述支撑架10滑动连接；双齿条运动件12顶部和底部分别设有固定杆16，固定杆16上固设有板刷17；通过启停开关14和微控制器15控制第一电机2和第二电机工作，第二电机2驱动不完全齿轮13转动，不完全齿轮13带动双齿条运动件12上下往复运动，从而通过固定杆16带动板刷17上下往复擦拭黑板。

如图2所示，启停开关14和微控制器15设置在黑板1一侧的控制盒上，微控制器15的输入端与启停开关14的输出端连接，微控制器15的输出端与第一电机2的输入端、第二电机的输入端连接。通过启停开关14向微控制器15发送启停信号，微控制器15执行所设定的程序通过电机驱动模块控制第一电机2、第二电机产生相应的动作，最后实现电机带动板刷17擦除黑板上的粉笔字迹。本实施例的微控制器15采用STC89C52型或AT89S52型等其他型号微控制器均可，电机驱动模块可采用L298N或ULN2003等驱动模块。

本实施例中L298N电机驱动模块可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2 .5～46V，输出电流可达2A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。用一块L298N电机驱动模块驱动两台电机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电机。L298N第5、7、10、12、6、10脚分别接微控制器P10、P11、P12、P13、P14、P15 I/O输入控制电平，控制电机的正反转。

进一步的，黑板1的一侧设有触摸显示屏21和语音播放器22，触摸显示屏21与微控制器15交互式连接，微控制器15的输出端与语音播放器22的输入端连接。师生可通过触摸显示屏21和微控制器15的程序输入需要注意和提醒的事项并设定时间，例如电子课程表等，设定的时间到后，语音播放器22播放语音提示。触摸显示屏21和语音播放器22能够根据老师的需要对学生进行提醒，减少了老师的工作量，提高了老师的教学效率。

本发明的工作过程为：需要擦除黑板上的粉笔笔迹时，打开启停开关14，启停开关14包括第一电机开关，第二电机开关以及吸尘器开关，微控制器15通过电机驱动模块驱动第一电机2、第二电机以及吸尘器20工作，第一电机2工作时，丝杠4转动，支撑架10开始横向运动，从而带动板刷17开始擦除黑板上的粉笔，微控制器执行所设定的程序控制第一电机2正转或反转，改变支撑架10的运动方向；第二电机工作时，驱动不完全齿轮13转动，不完全齿轮13带动双齿条运动件12上下往复运动，从而板刷17可上下往复运动，同时左右移动，对黑板进行擦拭。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种自清除式黑板装置，包括黑板（1）、设置在黑板（1）上的清理机构、启停开关（14）和微控制器（15），其特征在于：所述清理机构包括设置在黑板（1）的一侧的第一电机（2）、转轴（3）、设置在黑板（1）的顶部和底部的丝杠（4）以及设置在丝杠（4）上的擦除装置；

所述转轴（3）竖直设置且其下端与所述第一电机（2）的输出轴连接，转轴（3）的上部和下部分别设有主动锥齿轮（8）；丝杠（4）通过轴承与黑板（1）的两侧部转动连接，且丝杠（4）的长度方向与所述黑板的长度方向平行，丝杠（4）的一端设有从动锥齿轮（9），从动锥齿轮（9）与所述主动锥齿轮（8）啮合形成锥齿轮传动结构，以实现所述转轴（3）转动时带动所述丝杠（4）转动；

所述擦除装置包括支撑架（10）、第二电机、双齿条运动件（12）和不完全齿轮（13），支撑架（10）的上端部和下端部均通过螺母与所述丝杠（4）连接，第二电机固设在支撑架（10）的中部，第二电机的输出轴与所述不完全齿轮（13）连接，不完全齿轮（13）与所述双齿条运动件（12）的齿条啮合；所述双齿条运动件（12）通过限位架（18）与所述支撑架（10）滑动连接；

所述双齿条运动件（12）顶部和底部分别设有固定杆（16），固定杆（16）上固设有板刷（17）；

所述启停开关（14）和微控制器（15）设置在黑板（1）一侧的控制盒上，所述微控制器（15）的输入端与所述启停开关（14）的输出端连接，所述微控制器（15）的输出端与所述第一电机（2）的输入端、第二电机的输入端连接。

2.根据权利要求3所述的一种自清除式黑板装置，其特征在于：所述黑板（1）的一侧设有触摸显示屏（21）和语音播放器（22），所述触摸显示屏（21）与所述微控制器（15）交互式连接，所述微控制器（15）的输出端与语音播放器（22）的输入端连接。