CN110254083A - 一种多功能集成磁性黑板墙 - Google Patents

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

一种多功能集成磁性黑板墙

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。