CN110022418A - 一种多角度调节式扫描设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于教学装置领域，具体的说是一种多角度调节式扫描设备，包括上底板、下底板、转动盘、电脑主机和控制器；所述电脑主机和控制器放置于下底板上；所述上底板和下底板之间通过电动气缸连接；所述上底板顶部固接有电动机，电动机的输出轴固接有偏心轮，偏心轮的上方设有移动杆，移动杆的一端铰接在移动座上，偏心轮驱动移动杆来回摆动；所述移动座上转动安装有转动盘，转动盘通过旋转气缸驱动转动，移动座上固定有面阵CCD和夹紧模块，夹紧模块用于使移动座与底座固连；移动杆的另一端穿过限位块，限位块上安装有提升单元和转动单元；本发明通过一个动力源实现了三个自由度的调节，自动化程度较高，便于使用。

Description

一种多角度调节式扫描设备
技术领域
本发明属于教学装置领域，具体的说是一种多角度调节式扫描设备。
背景技术
现代教学中，经常需要在课堂上对黑板的文稿进行扫描识别并即时形成可编辑文稿；这样对教学有很大的帮助，让学生在课下也可以随时温习上课老师所传授的内容，但这就需要专业的信息扫描设备对黑板上的文稿进行扫描。
现有技术中也出现了一些教学信息扫描设备，如申请号为201810018628的一项中国专利公开了一种多角度调节式扫描设备，包括主柜、设置在主柜两端用于固定透明板的立杆、置于透明板上方的压板、置于透明板下方的面阵CCD用于调节面阵CCD高度的调节装置，调节装置包括电动机、连接在电动机输出轴上的驱动螺杆、套接在螺杆外的升降筒，升降筒的固定在面阵CCD底部，固定在升降筒外卡在两立杆之间限制升降筒转动的卡板。
该技术方案的一种多角度调节式扫描设备，能够实现面阵CCD的上下调节，但是该技术方案中只能对面阵CCD进行上下调节，无法实现面阵CCD的左右调节，且该装置中只是靠升降筒对面阵CCD的上下调节，无法精确控制面阵CCD的调节距离，使得该技术方面受到限制。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，以解决现有技术中面阵CCD工作范围小以及调节面阵CCD的距离不能控制的问题，本发明提出了一种多角度调节式扫描设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多角度调节式扫描设备，包括上底板、下底板、转动盘、电脑主机和控制器；所述控制器用于控制教学信息扫描设备工作，控制器选用PLC控制器；所述电脑主机和控制器放置于下底板上；所述上底板和下底板之间通过电动气缸连接，电动气缸的输出端与上底板固接，电动气缸的底部与下底板固接；所述上底板顶部固接有电动机，电动机的输出轴固接有偏心轮，偏心轮的上方设有移动杆，移动杆的一端铰接在移动座上，偏心轮驱动移动杆来回摆动；所述移动座上转动安装有转动盘，转动盘通过旋转气缸驱动转动，移动座滑动安装在底座上，移动座上固定有面阵CCD和夹紧模块，面阵CCD与电脑主机通过连接线连接，夹紧模块用于使移动座与底座固连；移动杆的另一端穿过限位块，限位块上安装有提升单元和转动单元，移动杆驱动提升单元或者转动单元工作实现转动盘的升降或者旋转；所述面阵CCD的移动、转动和升降均采用一个电动机作为动力源；
所述提升单元包括提升气缸和位于提升气缸内的复位弹簧，所述提升气缸的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆接触，提升气缸的一号出气口和二号出气口位于同一气室内，且与进气口位于不同气室内，一号出气口通过一号电磁阀与电动气缸连通，一号电磁阀与控制器电连接，一号电磁阀既能实现对电动气缸的充气，又能实现对电动气缸的排气；
所述转动单元包括转动气缸和用于将转动气缸安装在限位块上的拉伸弹簧，转动气缸内设有复位弹簧，转动气缸的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆接触，提升气缸的一号出气口通过二号电磁阀与旋转气缸连接，二号电磁阀既能实现对旋转气缸的充气，又能实现对旋转气缸的排气，二号电磁阀与控制器电连接；所述拉伸弹簧的劲度系数大于所述转动气缸内复位弹簧的劲度系数；所述上底板和下底板之间设有平衡单元，平衡单元用于保证面阵CCD在工作时始终处于平衡状态；所述平衡单元包括剪叉、一号滑槽、二号滑槽和滑块；所述一号滑槽和二号滑槽均开设在上底板和下底板下，剪叉通过滑块与一号滑槽滑动连接，滑块与剪叉铰接；所述滑块由一号滑块和二号滑块组成，一号滑块远离剪叉的一端设有电磁块，电磁块与一号滑块接触，电磁块用于固定一号滑块；所述二号滑槽的底部开设有啮合齿，二号滑块的底部设有磁性棒，磁性棒与二号滑块铰接，磁性棒与二号滑块侧边通过弹簧连接，二号滑块底部的中部设有磁性吸盘，磁性吸盘工作时吸附磁性棒使磁性棒与啮合齿卡接以此固定二号滑块。
优选的，所述电动气缸的数目至少为两个，且电动气缸之间平行竖直设置；多个电动气缸保证了面阵CCD在上下移动时的稳定性。
优选的，所述偏心轮与移动杆之间既可相对滑动，又可相对滚动。
优选的，面阵CCD的移动与转动可同时进行，也可独立进行。
本发明的有益效果如下：本发明通过一个动力源实现了三个自由度的调节，相较于现有技术，调节更加灵活多变，并且自动化程度较高，便于使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A处的向视图；
图3是图1中B处的局部放大图；
图4为本发明的气路连接图；
图中：上底板1、下底板2、转动盘3、旋转气缸31、电脑主机4、控制器5、电动气缸6、电动机7、偏心轮71、移动杆8、移动座9、底座10、面阵CCD11、限位块12、提升气缸13、一号出气口14、二号出气口15、进气口16、一号电磁阀17、二号电磁阀171、转动气缸18、拉伸弹簧19、平衡单元20、一号滑槽201、二号滑槽202、滑块203、一号滑块203a、二号滑块203b、电磁块204、磁性棒205、磁性吸盘206。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种多角度调节式扫描设备，包括上底板1、下底板2、转动盘3、电脑主机4和控制器5；所述控制器5用于控制教学信息扫描设备工作，控制器5选用PLC控制器；所述电脑主机4和控制器5放置于下底板2上；所述上底板1和下底板2之间通过电动气缸6连接，电动气缸6的输出端与上底板1固接，电动气缸6的底部与下底板2固接；所述上底板1顶部固接有电动机7，电动机7的输出轴固接有偏心轮71，偏心轮71的上方设有移动杆8，移动杆8的一端铰接在移动座9上，偏心轮71驱动移动杆8来回摆动；所述移动座9上转动安装有转动盘3，转动盘3通过旋转气缸31驱动转动，移动座9滑动安装在底座10上，移动座9上固定有面阵CCD11和夹紧模块，面阵CCD11与电脑主机4通过连接线连接，夹紧模块用于使移动座9与底座10固连；移动杆8的另一端穿过限位块12，限位块12上安装有提升单元和转动单元，移动杆8驱动提升单元或者转动单元工作实现转动盘3的升降或者旋转；所述面阵CCD11的移动、转动和升降均采用一个电动机7作为动力源；
所述提升单元包括提升气缸13和位于提升气缸13内的复位弹簧，所述提升气缸13的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆8接触，提升气缸13的一号出气口14和二号出气口15位于同一气室内，且与进气口16位于不同气室内，一号出气口14通过一号电磁阀17与电动气缸6连通，一号电磁阀17与控制器5电连接，一号电磁阀17既能实现对电动气缸6的充气，又能实现对电动气缸6的排气；
所述转动单元包括转动气缸18和用于将转动气缸18安装在限位块12上的拉伸弹簧19，转动气缸18内设有复位弹簧，转动气缸18的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆8接触，提升气缸13的一号出气口14通过二号电磁阀171与旋转气缸31连接，二号电磁阀171既能实现对旋转气缸31的充气，又能实现对旋转气缸31的排气，二号电磁阀171与控制器电连接；所述拉伸弹簧19的劲度系数大于所述转动气缸18内复位弹簧的劲度系数；所述上底板1和下底板2之间设有平衡单元20，平衡单元20用于保证面阵CCD11在工作时始终处于平衡状态；所述平衡单元20包括剪叉、一号滑槽201、二号滑槽202和滑块203；所述一号滑槽201和二号滑槽202均开设在上底板1和下底板2下，剪叉通过滑块203与一号滑槽201滑动连接，滑块203与剪叉铰接；所述滑块203由一号滑块203a和二号滑块203b组成，一号滑块203a远离剪叉的一端设有电磁块204，电磁块204与一号滑块203a接触，电磁块204用于固定一号滑块203a；所述二号滑槽202的底部开设有啮合齿，二号滑块203b的底部设有磁性棒205，磁性棒205与二号滑块203b铰接，磁性棒205与二号滑块203b侧边通过弹簧连接，二号滑块203b底部的中部设有磁性吸盘206，磁性吸盘206工作时吸附磁性棒205使磁性棒205与啮合齿卡接以此固定二号滑块203b。
作为本发明的一种具体实施方式，所述电动气缸6的数目至少为两个，且电动气缸6之间平行竖直设置；多个电动气缸6保证了面阵CCD11在上下移动时的稳定性。
作为本发明的一种具体实施方式，所述偏心轮71与移动杆8之间既可相对滑动，又可相对滚动。
作为本发明的一种具体实施方式，面阵CCD11的移动与转动可同时进行，也可独立进行。
工作时，打开电源，控制器5控制电动机7转动，电动机7设置三个档位，分别为低速档位、中速档位和高速档位；
当电动机7处于低速档位时，控制器控制夹紧模块不对移动座9进行锁紧，此时偏心轮71与移动杆8之间为滚动式接触，移动杆8既摆动又直线运动，通过电动机7的正转与翻转实现面阵CCD11前后位置的调节，移动座9上安装有距离传感器，该距离传感器用于测量面阵CCD11距离目标物的距离，当面阵CCD11位于预定位置时，控制器控制夹紧模块对移动座9进行锁紧；
当电动机7处于中速档位时，控制器控制夹紧模块对移动座9进行锁紧，此时偏心轮71与移动杆8之间为滑动接触，移动杆8发生纯摆动，移动杆8挤压提升气缸13和转动气缸18的伸缩杆，提升气缸13内的气体全部从二号出气口15排出，且一号电磁阀17处于对电动气缸6的锁紧状态，电动气缸6不动作；同时，控制器控制二号电磁阀171打开将转动气缸18与旋转气缸31连接，此时在移动杆8反复的推动下，可实现转动气缸18的充气，从而实现面阵CCD11一个方向的转动，当面阵CCD11需要反方向转动时，控制器控制二号电磁阀171进行气路转换，实现转动气缸18反向转动；
当电动机7处于高速档位时，控制器控制夹紧模块对移动座9进行锁紧，此时偏心轮71与移动杆8之间为滑动接触，移动杆8发生纯摆动，移动杆8挤压提升气缸13和转动气缸18的伸缩杆，控制器控制二号电磁阀171对转动气缸18进行锁紧；控制器控制一号电磁阀17使提升气缸13与电动气缸6导通，此时提升气缸13内的部分气体从二号出气口15排出，部分气体由一号出气口14进入电动气缸6中，实现电动气缸6的升起，从而实现面阵CCD11高度的升起，当面阵CCD11需要反方向转动时，控制器控制一号电磁阀17进行气路转换，实现电动气缸6的下降；在电动气缸6上升的过程中，剪叉伸长，剪叉伸长的过程中，二号滑块203b向右移动，在面阵CCD11的高度达到要求后，电动气缸6停止工作，磁性吸盘206吸附电磁棒205使得电磁棒205与啮合齿卡接，二号滑块203b位置得到固定，这样剪叉就可以辅助电动气缸6支撑上底板1，使得面阵CCD11在工作中不易出现晃动。
上述工作过程中，在中速档位可实现转动和移动的同时调节，此时只需通过控制器控制夹紧模块不对移动座9进行锁紧，并且控制器控制二号电磁阀171打开将转动气缸18与旋转气缸31连接便可实现。
本发明可通过无线控制器实现对面阵CCD11的调节，具体控制过程与上述相同，再此不做过多描述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：包括上底板(1)、下底板(2)、转动盘(3)、电脑主机(4)和控制器(5)；所述控制器(5)用于控制教学信息扫描设备工作，控制器(5)选用PLC控制器；所述电脑主机(4)和控制器(5)放置于下底板(2)上；所述上底板(1)和下底板(2)之间通过电动气缸(6)连接，电动气缸(6)的输出端与上底板(1)固接，电动气缸(6)的底部与下底板(2)固接；所述上底板(1)顶部固接有电动机(7)，电动机(7)的输出轴固接有偏心轮(71)，偏心轮(71)的上方设有移动杆(8)，移动杆(8)的一端铰接在移动座(9)上，偏心轮(71)驱动移动杆(8)来回摆动；所述移动座(9)上转动安装有转动盘(3)，转动盘(3)通过旋转气缸(31)驱动转动，移动座(9)滑动安装在底座(10)上，移动座(9)上固定有面阵CCD(11)和夹紧模块，面阵CCD(11)与电脑主机(4)通过连接线连接，夹紧模块用于使移动座(9)与底座(10)固连；移动杆(8)的另一端穿过限位块(12)，限位块(12)上安装有提升单元和转动单元，移动杆(8)驱动提升单元或者转动单元工作实现转动盘(3)的升降或者旋转；所述面阵CCD(11)的移动、转动和升降均采用一个电动机(7)作为动力源。
2.根据权利要求1所述的一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：所述提升单元包括提升气缸(13)和位于提升气缸(13)内的复位弹簧，所述提升气缸(13)的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆(8)接触，提升气缸(13)的一号出气口(14)和二号出气口(15)位于同一气室内，且与进气口(16)位于不同气室内，一号出气口(14)通过一号电磁阀(17)与电动气缸(6)连通，一号电磁阀(17)与控制器(5)电连接，一号电磁阀(17)既能实现对电动气缸(6)的充气，又能实现对电动气缸(6)的排气。
3.根据权利要求1所述的一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：所述转动单元包括转动气缸(18)和用于将转动气缸(18)安装在限位块(12)上的拉伸弹簧(19)，转动气缸(18)内设有复位弹簧，转动气缸(18)的活塞杆向下布置，且该活塞杆与移动杆(8)接触，提升气缸(13)的一号出气口(14)通过二号电磁阀(171)与旋转气缸(31)连接，二号电磁阀(171)既能实现对旋转气缸(31)的充气，又能实现对旋转气缸(31)的排气，二号电磁阀(171)与控制器电连接；所述拉伸弹簧(19)的劲度系数大于所述转动气缸(18)内复位弹簧的劲度系数；所述上底板(1)和下底板(2)之间设有平衡单元(20)，平衡单元(20)用于保证面阵CCD(11)在工作时始终处于平衡状态；所述平衡单元(20)包括剪叉、一号滑槽(201)、二号滑槽(202)和滑块(203)；所述一号滑槽(201)和二号滑槽(202)均开设在上底板(1)和下底板(2)下，剪叉通过滑块(203)与一号滑槽(201)滑动连接，滑块(203)与剪叉铰接；所述滑块(203)由一号滑块(203)a和二号滑块(203)b组成，一号滑块(203)a远离剪叉的一端设有电磁块(204)，电磁块(204)与一号滑块(203)a接触，电磁块(204)用于固定一号滑块(203)a；所述二号滑槽(202)的底部开设有啮合齿，二号滑块(203)b的底部设有磁性棒(205)，磁性棒(205)与二号滑块(203)b铰接，磁性棒(205)与二号滑块(203)b侧边通过弹簧连接，二号滑块(203)b底部的中部设有磁性吸盘(206)，磁性吸盘(206)工作时吸附磁性棒(205)使磁性棒(205)与啮合齿卡接以此固定二号滑块(203)b。
4.根据权利要求2所述的一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：所述电动气缸(6)的数目至少为两个，且电动气缸(6)之间平行竖直设置；多个电动气缸(6)保证了面阵CCD(11)在上下移动时的稳定性。
5.根据权利要求1所述的一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：所述偏心轮(71)与移动杆(8)之间既可相对滑动，又可相对滚动。
6.根据权利要求3所述的一种多角度调节式扫描设备，其特征在于：面阵CCD(11)的移动与转动可同时进行，也可独立进行。
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