CN110116572A - 一种数学教学用具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数学教学用具，包括托板、固定块、书写机构、擦拭机构和两个支板，托板上设有若干按键，书写机构包括薄膜、驱动组件和从动组件，驱动组件包括第一电机、驱动轴、驱动滚筒、轴承和两个拉伸单元，擦拭机构包括平移组件、平移块、气缸和擦拭块，该数学教学用具通过书写机构方便调整薄膜上书写内容的位置，既方便了学生的观察，同时还可通过薄膜的转动，实现设备上的薄膜正面供教师书写，背面由擦拭机构进行擦拭，减轻教师的负担，提高教学效率，并防止传统擦拭时的粉尘污染而影响教师和学生的呼吸健康，从而大幅度提高了设备的实用性。

Description

一种数学教学用具

技术领域

本发明涉及教学设备领域，特别涉及一种数学教学用具。

背景技术

数学，是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，从某种角度看属于形式科学的一种，而数学是要让学生了解数学的计算，在进行数学的教学过程中，往往会使用到各类教学用具，其中黑板就是最为常见的一种数学教学用具。

传统的黑板是一个可以用粉笔反复书写的平面，板面坚硬，虽然可以反复书写，但是在对黑板清洁过程中，容易引起粉尘飞扬，对学生和教师的呼吸健康带来影响，且擦黑板需要花费一定的时间和精力，不仅如此，黑板的位置大都固定安装在教室内的墙面上，不利于教室内所有学生的观察，且当黑板的上部分写满数学公式或图形，教师在黑板的下部上书写数学公式定理时，教室内后排学生的视线容易被前排的学生遮挡，不利于学生的观察和学习，影响了学生的学习进度，从而降低了现有的黑板的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种数学教学用具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数学教学用具，包括托板、固定块、书写机构、擦拭机构和两个支板，所述托板和固定块均固定在两个支板之间，所述托板位于固定块的下方，所述托板上设有若干按键，所述托板内设有PLC，所述书写机构设置在固定块处，所述擦拭机构位于书写机构的背面，所述支板的底端设有支撑块，所述按键与PLC电连接；

所述书写机构包括薄膜、驱动组件和从动组件，所述驱动组件和从动组件分别位于固定块的上方和下方，所述薄膜的形状为履带形，所述固定块位于薄膜的内侧，所述驱动组件通过薄膜与从动组件连接，所述驱动组件包括第一电机、驱动轴、驱动滚筒、轴承和两个拉伸单元，所述第一电机和轴承分别通过两个拉伸单元设置在固定块的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与驱动轴的一端传动连接，所述驱动轴的另一端设置在轴承内，所述驱动滚筒同轴固定在驱动轴上，所述驱动滚筒抵靠在薄膜的内侧；

所述擦拭机构包括平移组件、平移块、气缸和擦拭块，所述平移组件位于两个支板之间，所述平移组件与平移块传动连接，所述气缸的缸体固定在平移块上，所述气缸朝向薄膜设置，所述气缸的气杆与擦拭块固定连接，所述气缸与PLC电连接。

作为优选，为了便于设备的移动，所述支撑块的下方设有凹口，所述凹口内设有移动组件，所述移动组件包括动力单元、移动板、若干万向轮和两个支杆，所述动力单元位于设置在凹口内的底部，两个支杆分别位于动力单元的两侧，所述动力单元与支杆的一端铰接，所述支杆的另一端与移动板铰接，所述万向轮均匀分布在移动板的下方。

作为优选，为了驱动移动板在竖直方向上移动，所述动力单元包括第二电机和两个传动单元，所述第二电机固定在凹口内的底部，所述第二电机位于两个传动单元之间，所述传动单元与支杆一一对应，所述传动单元包括丝杆和套管，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹，所述套管与支杆铰接。

作为优选，为了便于薄膜的转动，所述拉伸单元包括平板、弹簧和四个定向单元，所述平板通过弹簧设置在固定块的上方，所述弹簧处于压缩状态，四个定向单元分别位于平板的四角处，两个拉伸单元中的平板分别固定在第一电机和轴承的下方。

作为优选，为了固定平板的移动方向，所述定向单元包括凸块和固定杆，所述凸块通过固定杆固定在固定块的上方，所述平板套设在固定杆上。

作为优选，为了支撑薄膜转动，所述传动组件包括传动滚筒、传动轴和两个支撑管，所述支撑管固定在固定块的下方，所述传动轴的两端分别位于两个支撑管内，所述传动滚筒抵靠在薄膜的内侧，所述传动滚筒同轴固定在传动轴上。

作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第三电机、缓冲块、螺杆和导向单元，所述第三电机和缓冲块分别固定在两个支板上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与螺杆的一端传动连接，所述螺杆的另一端设置在缓冲块内，所述平移块套设在螺杆上，所述平移块与导向单元连接，所述平移块的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹。

作为优选，为了固定平移块的移动方向，所述导向单元包括滑杆，所述滑杆的两端分别与两个支板固定连接，所述平移块套设在滑杆上。

作为优选，为了方便显示薄膜上的书写内容，所述固定块的颜色为白色。

作为优选，为了方便学生观察薄膜上的内容，所述支板的顶端设有顶板，所述顶板架设在两个支板上。

本发明的有益效果是，该数学教学用具通过书写机构方便调整薄膜上书写内容的位置，既方便了学生的观察，同时还可通过薄膜的转动，实现设备上的薄膜正面供教师书写，背面由擦拭机构进行擦拭，减轻教师的负担，提高教学效率，并防止传统擦拭时的粉尘污染而影响教师和学生的呼吸健康，从而大幅度提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的数学教学用具的结构示意图；

图2是本发明的数学教学用具的俯视图；

图3是图1的A部放大图；

图4是本发明的数学教学用具的移动组件的结构示意图；

图中：1.托板，2.固定块，3.支板，4.按键，5.支撑块，6.薄膜，7.第一电机，8.驱动轴，9.驱动滚筒，10.轴承，11.平移块，12.气缸，13.擦拭块，14.移动板，15.万向轮，16.支杆，17.第二电机，18.丝杆，19.套管，20.平板，21.弹簧，22.凸块，23.固定杆，24.传动滚筒，25.传动轴，26.支撑管，27.第三电机，28.缓冲块，29.螺杆，30.滑杆，31.顶板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种数学教学用具，包括托板1、固定块2、书写机构、擦拭机构和两个支板3，所述托板1和固定块2均固定在两个支板3之间，所述托板1位于固定块2的下方，所述托板1上设有若干按键4，所述托板1内设有PLC，所述书写机构设置在固定块2处，所述擦拭机构位于书写机构的背面，所述支板3的底端设有支撑块5，所述按键4与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该数学教学用具中，通过支撑块5对支板3进行支撑，在两个支板3之间固定了托板1和固定块2的位置，在托板1的上方，可方便放置书写用的水笔或其他教学用具，教师可在书写机构上书写数学公式以及绘制图形，通过按键4可控制书写机构和擦拭机构运行，并利用擦拭机构可擦拭教师的书写内容。

如图1所示，所述书写机构包括薄膜6、驱动组件和从动组件，所述驱动组件和从动组件分别位于固定块2的上方和下方，所述薄膜6的形状为履带形，所述固定块2位于薄膜6的内侧，所述驱动组件通过薄膜6与从动组件连接，所述驱动组件包括第一电机7、驱动轴8、驱动滚筒9、轴承10和两个拉伸单元，所述第一电机7和轴承10分别通过两个拉伸单元设置在固定块2的上方，所述第一电机7与PLC电连接，所述第一电机7与驱动轴8的一端传动连接，所述驱动轴8的另一端设置在轴承10内，所述驱动滚筒9同轴固定在驱动轴8上，所述驱动滚筒9抵靠在薄膜6的内侧；

教师可在书写机构的薄膜6上，利用水笔书写数学教学用的公式图形等，利用固定块2对薄膜6的内侧进行支撑，防止书写过程中薄膜6产生较大的变形，由于利用水笔进行书写，因此擦拭机构在擦拭过程中不会产生飞扬的粉尘，影响教师和学生的呼吸健康，并且，通过驱动组件可带动薄膜6转动，将书写至薄膜6下部的内容转移到薄膜6的上部来，这样方便了教室内所有学生的观看，避免书写内容的位置过低，导致后排学生无法观察到书写的内容。当书写完成后，驱动组件可继续带动薄膜6转动，使得原本薄膜6的后侧转动至固定块2的前方，这样方便教师在薄膜6上继续进行书写，而同时原本薄膜6的前侧转动至固定块2的后方，此时可通过擦拭机构对薄膜6的背面进行擦拭，一方面可减轻教师的劳动力，同时剩下擦拭薄膜6的时间，有利于提高教学效率，进而提高了设备的实用性。在驱动组件中，通过两个拉伸单元使得第一电机7和轴承10产生向上移动的趋势，使得薄膜6保持紧绷的状态，这样PLC控制第一电机7启动，带动驱动轴8在轴承10的支撑作用下转动的同时，驱动滚筒9转动，通过静摩擦力带动薄膜6在传动组件的支撑作用下进行转动。

如图2所示，所述擦拭机构包括平移组件、平移块11、气缸12和擦拭块13，所述平移组件位于两个支板3之间，所述平移组件与平移块11传动连接，所述气缸12的缸体固定在平移块11上，所述气缸12朝向薄膜6设置，所述气缸12的气杆与擦拭块13固定连接，所述气缸12与PLC电连接。

当薄膜6上的书写内容转动至固定块2的后方时，教师可通过按动托板1上的按键4，控制固定块2后方的擦拭机构启动，此时PLC控制气缸12启动，带动气缸12的气杆移动，使得擦拭块13抵靠在薄膜6上后，PLC在控制平移组件启动，使得平移块11沿着水平方向移动，进而带动擦拭块13在薄膜6的表面移动，对薄膜6的表面进行擦拭，便于薄膜6的背面再次转动至固定块2的前方后，方便教师进行书写。

如图4所示，所述支撑块5的下方设有凹口，所述凹口内设有移动组件，所述移动组件包括动力单元、移动板14、若干万向轮15和两个支杆16，所述动力单元位于设置在凹口内的底部，两个支杆16分别位于动力单元的两侧，所述动力单元与支杆16的一端铰接，所述支杆16的另一端与移动板14铰接，所述万向轮15均匀分布在移动板14的下方。

支撑块5的凹口内，通过设置移动组件方便了设备的搬运移动，移动组件内，通过动力单元可带动两侧的支杆16同时进行转动，使得支杆16在竖直方向上的长度增加，进而带动移动板14在竖直方向上进行移动，当移动板14向下移动后，万向轮15抵靠在地面上，此时可方便设备的移动，当移动板14向上移动，带动万向轮15收入凹口内部后，使得支撑块5的底部与地面接触，便于对设备进行固定。

作为优选，为了驱动移动板14在竖直方向上移动，所述动力单元包括第二电机17和两个传动单元，所述第二电机17固定在凹口内的底部，所述第二电机17位于两个传动单元之间，所述传动单元与支杆16一一对应，所述传动单元包括丝杆18和套管19，所述第二电机17与PLC电连接，所述第二电机17与丝杆18的一端传动连接，所述丝杆18的另一端设置在套管19内，所述套管19的与丝杆18的连接处设有与丝杆18匹配的第一螺纹，所述套管19与支杆16铰接。

PLC控制第二电机17启动，带动两侧的丝杆18进行旋转，两侧的丝杆18通过通过第一螺纹作用在套管19上，使得套管19紧贴着凹口内的底部，沿着丝杆18的方向进行移动，使得两个套管19相互靠近或者远离，进而通过支杆16带动移动板14实现竖直方向的移动。

如图3所示，所述拉伸单元包括平板20、弹簧21和四个定向单元，所述平板20通过弹簧21设置在固定块2的上方，所述弹簧21处于压缩状态，四个定向单元分别位于平板20的四角处，两个拉伸单元中的平板20分别固定在第一电机7和轴承10的下方。

拉伸单元中，通过压缩状态的弹簧21对平板20产生向上的推力，在四个定向单元的限位作用下使得平板20产生向上移动的趋势，进而使得第一电机7和轴承10尽可能远离传动组件，使得薄膜6处于紧绷的状态，便于驱动滚筒9旋转时可带动薄膜6进行转动。

作为优选，为了固定平板20的移动方向，所述定向单元包括凸块22和固定杆23，所述凸块22通过固定杆23固定在固定块2的上方，所述平板20套设在固定杆23上。利用固定在固定块2上的固定块2固定了平板20的移动方向，并通过凸块22限制了平板20的移动范围，防止平板20脱离固定杆23。

作为优选，为了支撑薄膜6转动，所述传动组件包括传动滚筒24、传动轴25和两个支撑管26，所述支撑管26固定在固定块2的下方，所述传动轴25的两端分别位于两个支撑管26内，所述传动滚筒24抵靠在薄膜6的内侧，所述传动滚筒24同轴固定在传动轴25上。利用固定块2下方的两个位置固定的支撑管26对传动轴25进行支撑，使得固定在传动轴25上的传动滚筒24可绕着支撑管26的轴线转动，当驱动滚筒9旋转后，在传动滚筒24的支撑下，使得薄膜6进行转动。

如图2所示，所述平移组件包括第三电机27、缓冲块28、螺杆29和导向单元，所述第三电机27和缓冲块28分别固定在两个支板3上，所述第三电机27与PLC电连接，所述第三电机27与螺杆29的一端传动连接，所述螺杆29的另一端设置在缓冲块28内，所述平移块11套设在螺杆29上，所述平移块11与导向单元连接，所述平移块11的与螺杆29的连接处设有与螺杆29匹配的第二螺纹。

PLC控制第三电机27启动，带动螺杆29在缓冲块28的支撑作用下旋转，螺杆29通过第二螺纹作用在平移块11上，使得平移块11在导向单元的限位作用下沿着螺杆29的轴线进行移动。

作为优选，为了固定平移块11的移动方向，所述导向单元包括滑杆30，所述滑杆30的两端分别与两个支板3固定连接，所述平移块11套设在滑杆30上。通过将滑杆30的两端分别固定在两个支板3上，并将滑杆30穿过平移块11，从而固定了平移块11的移动方向。

作为优选，为了方便显示薄膜6上的书写内容，所述固定块2的颜色为白色。固定块2选用白色，使得书写时薄膜6的背景颜色为白色，方便学生观察薄膜6上教师所书写的内容。

作为优选，为了方便学生观察薄膜6上的内容，所述支板3的顶端设有顶板31，所述顶板31架设在两个支板3上。设备在教室内使用时，利用顶板31可对教室内顶部的日光灯进行部分遮挡，防止光线照射在薄膜6表面引起镜面反射而不利于学生观察到薄膜6上的内容。

该数学教学用具使用时，教师可在薄膜6上书写数学公式绘制图形等，利用驱动组件可带动薄膜6在传动组件的支撑作用下进行转动，便于增加薄膜6上的书写内容的高度，方便教室内部的学生观察，防止后排学生的视线受遮挡，并且可通过薄膜6的转动将薄膜6的正面和背面两侧位置互换后，教师继续在薄膜6上书写，同时薄面的背面通过平移组件带动平移块11移动，利用气缸12将擦拭块13抵靠在薄膜6上移动，对薄膜6进行擦拭，不仅可减轻教师的教学负担，同时还省下擦拭的时间，提高教学效率，并且与传统的擦拭方式相比，该擦拭不会产生飞扬的粉尘，避免危害学生和教师的呼吸健康，进而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该数学教学用具通过书写机构方便调整薄膜6上书写内容的位置，既方便了学生的观察，同时还可通过薄膜6的转动，实现设备上的薄膜6正面供教师书写，背面由擦拭机构进行擦拭，减轻教师的负担，提高教学效率，并防止传统擦拭时的粉尘污染而影响教师和学生的呼吸健康，从而大幅度提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种数学教学用具，其特征在于，包括托板(1)、固定块(2)、书写机构、擦拭机构和两个支板(3)，所述托板(1)和固定块(2)均固定在两个支板(3)之间，所述托板(1)位于固定块(2)的下方，所述托板(1)上设有若干按键(4)，所述托板(1)内设有PLC，所述书写机构设置在固定块(2)处，所述擦拭机构位于书写机构的背面，所述支板(3)的底端设有支撑块(5)，所述按键(4)与PLC电连接；

所述书写机构包括薄膜(6)、驱动组件和从动组件，所述驱动组件和从动组件分别位于固定块(2)的上方和下方，所述薄膜(6)的形状为履带形，所述固定块(2)位于薄膜(6)的内侧，所述驱动组件通过薄膜(6)与从动组件连接，所述驱动组件包括第一电机(7)、驱动轴(8)、驱动滚筒(9)、轴承(10)和两个拉伸单元，所述第一电机(7)和轴承(10)分别通过两个拉伸单元设置在固定块(2)的上方，所述第一电机(7)与PLC电连接，所述第一电机(7)与驱动轴(8)的一端传动连接，所述驱动轴(8)的另一端设置在轴承(10)内，所述驱动滚筒(9)同轴固定在驱动轴(8)上，所述驱动滚筒(9)抵靠在薄膜(6)的内侧；

所述擦拭机构包括平移组件、平移块(11)、气缸(12)和擦拭块(13)，所述平移组件位于两个支板(3)之间，所述平移组件与平移块(11)传动连接，所述气缸(12)的缸体固定在平移块(11)上，所述气缸(12)朝向薄膜(6)设置，所述气缸(12)的气杆与擦拭块(13)固定连接，所述气缸(12)与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述支撑块(5)的下方设有凹口，所述凹口内设有移动组件，所述移动组件包括动力单元、移动板(14)、若干万向轮(15)和两个支杆(16)，所述动力单元位于设置在凹口内的底部，两个支杆(16)分别位于动力单元的两侧，所述动力单元与支杆(16)的一端铰接，所述支杆(16)的另一端与移动板(14)铰接，所述万向轮(15)均匀分布在移动板(14)的下方。

3.如权利要求2所述的数学教学用具，其特征在于，所述动力单元包括第二电机(17)和两个传动单元，所述第二电机(17)固定在凹口内的底部，所述第二电机(17)位于两个传动单元之间，所述传动单元与支杆(16)一一对应，所述传动单元包括丝杆(18)和套管(19)，所述第二电机(17)与PLC电连接，所述第二电机(17)与丝杆(18)的一端传动连接，所述丝杆(18)的另一端设置在套管(19)内，所述套管(19)的与丝杆(18)的连接处设有与丝杆(18)匹配的第一螺纹，所述套管(19)与支杆(16)铰接。

4.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述拉伸单元包括平板(20)、弹簧(21)和四个定向单元，所述平板(20)通过弹簧(21)设置在固定块(2)的上方，所述弹簧(21)处于压缩状态，四个定向单元分别位于平板(20)的四角处，两个拉伸单元中的平板(20)分别固定在第一电机(7)和轴承(10)的下方。

5.如权利要求4所述的数学教学用具，其特征在于，所述定向单元包括凸块(22)和固定杆(23)，所述凸块(22)通过固定杆(23)固定在固定块(2)的上方，所述平板(20)套设在固定杆(23)上。

6.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述传动组件包括传动滚筒(24)、传动轴(25)和两个支撑管(26)，所述支撑管(26)固定在固定块(2)的下方，所述传动轴(25)的两端分别位于两个支撑管(26)内，所述传动滚筒(24)抵靠在薄膜(6)的内侧，所述传动滚筒(24)同轴固定在传动轴(25)上。

7.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述平移组件包括第三电机(27)、缓冲块(28)、螺杆(29)和导向单元，所述第三电机(27)和缓冲块(28)分别固定在两个支板(3)上，所述第三电机(27)与PLC电连接，所述第三电机(27)与螺杆(29)的一端传动连接，所述螺杆(29)的另一端设置在缓冲块(28)内，所述平移块(11)套设在螺杆(29)上，所述平移块(11)与导向单元连接，所述平移块(11)的与螺杆(29)的连接处设有与螺杆(29)匹配的第二螺纹。

8.如权利要求7所述的数学教学用具，其特征在于，所述导向单元包括滑杆(30)，所述滑杆(30)的两端分别与两个支板(3)固定连接，所述平移块(11)套设在滑杆(30)上。

9.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述固定块(2)的颜色为白色。

10.如权利要求1所述的数学教学用具，其特征在于，所述支板(3)的顶端设有顶板(31)，所述顶板(31)架设在两个支板(3)上。