CN110254083A - 一种多功能集成磁性黑板墙 - Google Patents
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Abstract
本发明针对黑板墙电子化和智能化的发展趋势,提供一种多功能集成磁性黑板墙,其中,黑板墙功能单元以阵列的形式镶嵌在黑板墙基底上,且通过传输线缆与控制电路相连接;黑板墙功能单元从下到上由磁性颗粒、软体层、加热单元、磁传感器和发光LED依次组成,且磁传感器、加热单元和发光LED分别与控制电路相连接;膨胀螺丝安装于墙体,膨胀螺丝上的永磁固定头为环形,套在膨胀螺丝上,以保证膨胀螺丝安装于墙体后,永磁固定头与墙面相平,该黑板墙可以感知手指、笔等不同的物体对其施加的力,并通过LED灯将轨迹显示出来,具有很强的科技感,并且,还具备加热功能,极大的提高了黑板墙的功能性、趣味性和科技感。
Description
技术领域
本发明涉及教育用品,尤其是涉及到一种多功能集成磁性黑板墙。
背景技术
黑板是教师用来教学生的一类工具,一般来说,教师用粉笔在黑板上写字和画画,并将这些知识传递给学生。随着科技的发展,黑板也向着智能化和家庭化的方向发展,尤其是,随着现在装修技术的提高,很多人直接把家里的一面墙,变成黑板墙。这种黑板墙是通过刷黑板漆来实现的,可以用粉笔在上面写字和画画,具有一定的教育和娱乐性。然而,现在的黑板墙的功能还很单一,只能用粉笔写字,大大降低了孩子参与学习和玩的兴趣,而且,如果黑板漆坏掉,只能重新油漆,更换也十分的麻烦。将黑板墙电子化、功能化是智能黑板墙未来重要的发展趋势,但是如何设计和发明合理的结构,如何集成更多的功能,仍然是这一领域的重要挑战之一。
发明内容
本发明针对黑板墙电子化和智能化的发展趋势,提供一种多功能集成磁性黑板墙,其融合了磁性材料、磁传感器、加热单元、导热材料、发光LED等,可以通过磁性的膨胀螺丝打入墙内,进而实现磁性黑板墙的快捷安装,同时,该黑板墙可以感知手指、笔等不同的物体对其施加的力,并通过LED灯将轨迹显示出来,具有很强的科技感,并且,还具备加热功能,极大的提高了黑板墙的功能性、趣味性和科技感。
为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案为:一种多功能集成磁性黑板墙,包括黑板墙基底、黑板墙功能单元、传输线缆、控制电路、膨胀螺丝、永磁固定头、磁性颗粒、软体层、加热单元、磁传感器和发光LED,其中,黑板墙功能单元以阵列的形式镶嵌在黑板墙基底上,且通过传输线缆与控制电路相连接;黑板墙功能单元从下到上由磁性颗粒、软体层、加热单元、磁传感器和发光LED依次组成,且磁传感器、加热单元和发光LED分别与控制电路相连接;膨胀螺丝安装于墙体,膨胀螺丝上的永磁固定头为环形,套在膨胀螺丝上,以保证膨胀螺丝安装于墙体后,永磁固定头与墙面相平。
上述技术方案中:
所述的软体层由聚合物材料与金属颗粒混合而成,且聚合物材料的模量小于100 MPa,以保证软体层受力的变形;
所述的磁传感器与软体层、磁性颗粒及永磁固定头构成压力感应系统,当外力作用于黑板墙功能单元时,软体层受力变形,磁传感器感受到的磁场发生变化,进而引起磁传感器输出的改变,实现应力的探测;
所述的控制电路由磁传感器信号检测电路、信号放大电路、发光LED供电电路、加热电路、逻辑芯片、电源构成,且磁传感器与磁传感器信号检测电路、信号放大电路、逻辑芯片、电源依次相连接;发光LED与发光LED供电电路、逻辑芯片、电源依次相连接;加热单元与加热电路、逻辑芯片、电源依次相连接;
所述的磁传感器的输出发生变化时,逻辑芯片检测到该变化,并给发光LED供电,实现LED灯的发光,进而留下外力作用黑板墙上的轨迹变化;
所述的磁性黑板墙通过控制加热单元进行加热,并且通过软体层进行传热,可以作为一面发热墙。
综上所示,本发明提供了一种多功能集成磁性黑板墙,当我们用手指或笔等在其上面写字、画画的时候,黑板墙功能单元感受到外力的变化,引起磁传感器输出的变化,进而引发LED灯发光,将手指或笔的运动轨迹显示出来,具有很强的科技感,并且,还具备加热功能,为寒冷的冬天带来一丝温暖,极大的提高了黑板墙的功能性、趣味性和科技感,有望成为一款受青少年喜欢的居家智能产品。
附图说明
图1是本发明一种多功能集成磁性黑板墙的示意图;
图2是本发明磁性膨胀螺丝的示意图;
图3是本发明磁性黑板墙功能单元的结构示意图。
图中:1黑板墙基底、2黑板墙功能单元、3传输线缆、4控制电路、5膨胀螺丝、6永磁固定头、7磁性颗粒、8软体层、9加热单元、10磁传感器、11发光LED。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明一种多功能集成磁性黑板墙的示意图;图2是本发明磁性膨胀螺丝的示意图;图3是本发明磁性黑板墙功能单元的结构示意图,图中,黑板墙基底1、黑板墙功能单元2、传输线缆3、控制电路4、膨胀螺丝5、永磁固定头6、磁性颗粒7、软体层8、加热单元9、磁传感器10、发光LED 11,其中,黑板墙功能单元2以阵列的形式镶嵌在黑板墙基底1上,且通过传输线缆3与控制电路4相连接;黑板墙功能单元2从下到上由磁性颗粒7、软体层8、加热单元9、磁传感器10和发光LED 11依次组成,且磁传感器10、加热单元9和发光LED 11分别与控制电路4相连接;膨胀螺丝5安装于墙体,膨胀螺丝5上的永磁固定头6为环形,套在膨胀螺丝5上,以保证膨胀螺丝5安装于墙体后,永磁固定头6与墙面相平。
在本实施例中:
所述的软体层8由聚合物材料聚甲基硅氧烷PDMS与金属颗粒Cu混合而成,是绝缘状态,且聚合物材料的模量为 2MPa,其足够柔软,以保证聚合物受力下的变形
所述的磁传感器10是基于各向异性磁电阻效应AMR的磁传感器,与软体层8、磁性颗粒7及永磁固定头6构成压力感应系统,当外力作用于黑板墙功能单元2时,软体层8受力变形,磁传感器10感受到的磁场发生变化,进而引起磁传感器10输出的改变,实现应力的探测,对于本实施例,则是外力变化,导致各向异性磁电阻效应AMR的磁传感器的电阻发生变化;
所述的控制电路4由磁传感器信号检测电路、信号放大电路、发光LED供电电路、加热电路、逻辑芯片(采用集成性单片机)、电源构成,且磁传感器10与磁传感器信号检测电路、信号放大电路、逻辑芯片、电源依次相连接;发光LED 11与发光LED供电电路、逻辑芯片、电源依次相连接;加热单元9与加热电路、逻辑芯片、电源依次相连接;
所述的磁传感器10的输出发生变化时,逻辑芯片检测到该变化,并给发光LED 11供电,实现LED灯的发光,进而留下外力作用黑板墙上的轨迹变化;
所述的磁性黑板墙通过控制加热单元9进行加热,并且通过软体层8进行传热(含有金属颗粒,其导热性能优于普通的聚合物),可以作为一面发热墙。本发明提供了一种多功能集成磁性黑板墙,极大的提高了黑板墙的功能性、趣味性和科技感,有望成为一款受青少年喜欢的居家智能产品。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多功能集成磁性黑板墙,包括黑板墙基底、黑板墙功能单元、传输线缆、控制电路、膨胀螺丝、永磁固定头、磁性颗粒、软体层、加热单元、磁传感器和发光LED,其特征在于:
所述的黑板墙功能单元以阵列的形式镶嵌在黑板墙基底上,且通过传输线缆与控制电路相连接;
所述的黑板墙功能单元从下到上由磁性颗粒、软体层、加热单元、磁传感器和发光LED依次组成,且磁传感器、加热单元和发光LED分别与控制电路相连接;
所述的膨胀螺丝安装于墙体,膨胀螺丝上的永磁固定头为环形,套在膨胀螺丝上,以保证膨胀螺丝安装于墙体后,永磁固定头与墙面相平。
2.根据权利要求1所述的一种多功能集成磁性黑板墙,其特征在于:
所述的软体层由聚合物材料与金属颗粒混合而成,且聚合物材料的模量小于100 MPa,以保证软体层受力的变形;
所述的磁传感器与软体层、磁性颗粒及永磁固定头构成压力感应系统,当外力作用于黑板墙功能单元时,软体层受力变形,磁传感器感受到的磁场发生变化,进而引起磁传感器输出的改变,实现应力的探测。
3.根据权利要求1所述的一种多功能集成磁性黑板墙,其特征在于:
所述的控制电路由磁传感器信号检测电路、信号放大电路、发光LED供电电路、加热电路、逻辑芯片、电源构成,且磁传感器与磁传感器信号检测电路、信号放大电路、逻辑芯片、电源依次相连接;发光LED与发光LED供电电路、逻辑芯片、电源依次相连接;加热单元与加热电路、逻辑芯片、电源依次相连接;
所述的磁传感器的输出发生变化时,逻辑芯片检测到该变化,并给发光LED供电,实现LED灯的发光,进而留下外力作用黑板墙上的轨迹变化;
所述的磁性黑板墙通过控制加热单元进行加热,并且通过软体层进行传热,可以作为一面发热墙。
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