CN110588221B - 一种省墨条自储水便携式全自动研墨机 - Google Patents

Abstract

一种省墨条自储水便携式全自动研墨机，包括水仓、研磨装置和墨仓，研磨装置包括墨条槽和磨盘，磨盘倾斜旋转并伸入水皿中，同时磨盘与伸出墨条槽下端口的墨条相接触，通过摩擦产生墨液，墨液流入水皿，水皿与其上方的水仓及其下方的墨仓相通，水仓底部通过压力输水管与其下方的微型压力传感器相连以实时监测水仓的水量。还可包括控制装置和夹持装置，后者通过轴按钮驱动中心轴转动，以使中心轴上的弹性拨片夹紧墨条槽中的墨条。本发明特殊设计的墨条槽与磨盘的结构可以实现墨条的无浪费研墨，节约了资源；在墨条的夹持上采用了非固定式；可以自给水进行研墨，增加了用户体验；便于携带；可实现全自动注水、研墨、出墨，提高了效率，节省了时间。

Description

一种省墨条自储水便携式全自动研墨机

技术领域

本发明是一种自动研墨、出墨、储水及储墨的研墨装置——省墨条自储水便携式全自动研墨机，属于自动研磨机技术领域。

背景技术

为了既保证固体墨不可替代的优秀品质又节省时间和人力，目前市场上出现了几种电动研墨机，但是现有研墨机均采用固定夹持墨条的方式，装夹困难且夹持部分无法研磨彻底而造成墨条的浪费，且现有研墨机只突出实用性而缺乏本身的艺术性，携带不便，而且自动化程度低，每次使用都需要用户自己注水取墨，因此需要设计一种能节省墨条且可以自储水的便携式全自动研墨机。

发明内容

本发明的目的是提供一种省墨条自储水便携式全自动研墨机，通过模拟原始磨墨原理提供最合适的墨汁，加上由单片机组成的控制系统实现自动加水出墨等功能，提高效率节省人力，从而克服现有电动研墨机的不足，

一种省墨条自储水便携式全自动研墨机，包括研磨装置、储水及储墨装置、夹持装置、位于研磨装置下方密封腔的动力装置和含有单片机的控制装置。

其特征在于所述研磨装置包括磨盘、墨条槽、中心轴、弹性拨片、内置环形水仓、末端毛刷；所述磨盘由直流减速电机驱动旋转，与墨条槽固定的墨条产生相对运动，通过接触摩擦，在磨盘表面形成混合液，毛刷可限制小体积墨块进行研磨，混合液进入水皿中发生扩散作用，墨条在自身重力的作用下达到持续研磨的效果。

所述储水及储墨装置包括内置环形水仓、微型压力传感器、输水管、电磁阀、水皿、墨仓。系统通过内置环形水仓下方的电磁阀，送水至水皿中，水量到达所需水量时电磁阀关闭，送水完毕。待磨墨过程结束之后，系统启动电磁阀打开，将成品墨被送入墨仓。

所述夹持装置包括中心轴、弹簧、手提柄、轴按钮和三个弹性拨片。机盖与轴按钮通过方形孔与方形轴配合，保证轴按钮只能做竖直运动，中间弹簧压缩，中心轴做旋转运动，带动弹性拨片做一定角度范围内的转动，弹性拨片采用弹性材料，可同时实现三根墨条的同时夹紧。

所述位于研磨装置下方密封腔的动力装置是由12V无刷直流减速电机作为原动机，经过减速器使直流减速电机轴输出为髙转矩、低转速的动力，从而提供磨盘的驱动力，并在出现小冲击时依然具有一定的稳定性，动力装置由控制装置通过电磁继电器控制，由自备的12V直流电池直接供电。

所述内含单片机的控制装置包括单片机和控制面板。控制面板上设有三组按钮，分别可以控制磨盘转动、水仓下电磁阀的开闭和水皿下电磁阀的开闭以及设置研磨装置的工作时间，微型压力传感器可以实时监测内置环形水仓的水量。控制装置的供电是由内置5V直流电池直接供电。

本发明与现有电动研墨机相比具有的有益效果是：特殊设计的墨条槽与磨盘的结构可以实现墨条的无浪费研墨，节约了资源；在墨条的夹持上采用了非固定式；且本发明可自带内置环形水仓，可以自给水进行研墨，增加了用户体验；外观使用了竹节状更具有艺术性；内置电池体积小，便于携带；自身可拥有控制系统，可实现全自动注水、研墨、出墨，提高了效率，节省了时间。

附图说明

图1是本发明整体效果图。

图2是本发明的剖视图。

图3是本发明中心轴按钮的结构图。

图4是本发明弹性拨片的结构图，其中图4a为立体图，图4b为俯视图。

图5是本发明水皿和磨盘的结构图。

图6是本发明密封腔零件布局图。

其中： 1、外壳，2、手提柄，3、控制面板，4、电池仓，5、机盖，6、注水塞，7、水仓，8、墨条槽，9、肋片，10、毛刷，11、磨盘，12、法兰联轴器，13、密封圈，14、直流减速电机，15、直流减速电机座，16、墨仓，17、输水管，18电磁阀，19、水皿，20、弹性拨片，21、弹簧，22、中心轴，23、轴按钮，24、微型压力传感器，25、压力输水管，26、电池盒，27、轴套，28、输墨管。

具体实施方式

如图1-6，一种省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于包括水仓7、研磨装置、位于研磨装置和水仓7下方的墨仓16；

所述研磨装置包括墨条槽8、磨盘11和水皿19，磨盘11经直流减速电机14驱动以倾斜的角度旋转，且磨盘11低于其圆心的部分伸入所述水皿19中，磨盘11高于其圆心的部分则位于墨条槽8的正下方、该部分的上表面与伸出墨条槽8下端口的墨条相接触并因旋转而产生相对运动，通过接触摩擦，在磨盘11表面形成墨液，该墨液向下流入水皿19中，且墨条槽8下端口具有与磨盘11同样的倾斜度；

所述水皿19通过带电磁阀18的输水管17与其上方的水仓7相通、又通过带电磁阀18的输墨管28与其下方的墨仓16相通，且水仓7底部通过压力输水管25与其下方的微型压力传感器24相连，微型压力传感器24用于实时监测水仓7的水量。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于还包括控制装置，所述控制装置包括单片机和控制面板3，控制装置用于控制磨盘11转动、水仓7下的电磁阀18的开闭和水皿19下电磁阀18的开闭，以及设置研磨装置的工作时间。如附图所示，控制面板3上设有多个按钮，用于开机、控制磨盘11转动，控制水仓7下的电磁阀18和水皿19下电磁阀18，可采用现有技术实现。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于还包括夹持装置，该夹持装置包括中心轴22、轴套27、弹性拨片20、弹簧21、轴按钮23、机盖5和手提柄2，

所述手提柄2位于机盖5顶部，所述轴套27的上端口连接于机盖5中部下方，所述中心轴22位于所述轴套27中且下部伸出轴套27，中心轴22在轴套27内只做旋转运动，所述轴按钮23穿过机盖5，该轴按钮23的下部与中心轴22的上部相接触，且轴按钮23只做竖直运动，轴按钮23与中心轴22之间还设有弹簧23，通过按下轴按钮23驱使中心轴22在轴套27内转动，松开轴按钮23时，弹簧21向上推动轴按钮23，轴按钮23驱使中心轴22以相反方向转动；

所述墨条槽8中部通过肋片9而固定于轴套27的侧面，机盖5上设有与墨条槽8上端口相对应的开口，墨条槽8下部朝向中心轴22的一侧开有槽孔，所述中心轴22下部外侧面设有弹性拨片20，且按下轴按钮23时，弹性拨片20在中心轴22的带动下转入所述槽孔内，松开轴按钮23时，弹性拨片20转出槽孔。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述机盖5中部开有方形孔，轴按钮23穿过机盖5的部分为与所述方形孔相配合的方形轴，从而保证轴按钮23只做竖直运动。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述墨条槽8下端开口处设有毛刷10。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述的水仓7为环形水仓，且该环形水仓位于机盖5的下方、中心轴22与墨条槽8的外周。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述的直流减速电机14为12V无刷直流减速电机，且位于磨盘11下方的密封腔内，由12V直流电池直接供电。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于为了避免墨条直接浸泡在水中研磨，提高研磨的质量，将磨盘11设置为与水平面成20°倾斜角，达到高的一侧进行研磨，低的一侧浸泡在水中进行送墨。考虑到墨条槽8不影响磨盘11转动，墨条槽8的与磨盘11接近的下端口同样设置为具有20°的倾角，促进墨条槽8更近的靠近磨盘11，避免了墨条的浪费。

所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述研磨装置，其特征在于磨盘11转动速度为75r/min；磨盘11采用目数范围在500～2000目的金刚砂磨盘。

利用上述研磨机进行研磨的方法，其特征在于包括以下步骤：

将选定的墨条放入墨条槽8中，预先选择水仓的出水量和研磨时间，启动研磨机，首先打开位于仓7下方的电磁阀18，送水至水皿19中待用；

此时通过微型压力传感器24实时检测出水仓7的水位从而推测出水皿19中的水量，水皿19中水量到达所需水量时，电磁阀18关闭；

电动机开始带动磨盘11转动，转动时磨盘11转过水皿19时会有一定量的水附着于磨盘11上，同时磨盘11与墨条槽8固定的墨条存在相对运动，通过两者摩擦，将所接触的墨条末端研磨成所需粉末状的墨粉；墨粉与水结合后形成墨液进入水皿19中发生扩散作用，生成成品墨汁；

墨条在自身重力的作用下沿墨条槽8继续向下运动与转动的磨盘11相接触，磨盘11倾斜旋转，达到持续研磨的效果。因为墨条靠重力下落，不需要夹持，即使剩下一点点墨条，也可以进行 研墨，达到省墨条的目的；

当达到预先设定的研磨时间后研磨过程结束，打开水皿19下方的电磁阀18，送成品墨至墨仓16。

在采用控制装置时，以上操作中的预设水仓出水量、研磨时间，以及控制电磁阀18的开闭等均可通过控制面板3上的按钮来进行控制。

实施例

如图1-6，一种省墨条的自储水便携式全自动研墨机，其特征在于该装置是一个封闭结构，包括研磨装置、储水及储墨装置、夹持装置、位于研磨装置下方的动力装置和含有单片机的控制装置。

所述研磨装置包括磨盘11、墨条槽8、中心轴22、弹性拨片20、内置环形水仓7、末端毛刷10；所述磨盘11经直流减速电机14驱动旋转，与墨条槽8固定的墨条产生相对运动，通过接触摩擦，在磨盘11表面形成混合液，毛刷10可限制小体积墨块进行研磨，混合液进入水皿19中发生扩散作用，墨条在自身重力的作用下达到持续研磨的效果。

所述储水及储墨装置包括内置环形水仓7、微型压力传感器24、输水管17、电磁阀18、水皿19、墨仓16；系统通过内置环形水仓7下方的电磁阀18，送水至水皿19中，水量到达所需水量时电磁阀18关闭，送水完毕。待磨墨过程结束之后，系统启动电磁阀18，将成品墨送入墨仓16。

所述夹持装置包括中心轴22、弹簧21、手提柄2、轴按钮23和三个弹性拨片20。机盖5与轴按钮23通过方形孔与方形轴配合，保证轴按钮23只能做竖直运动，中间弹簧21压缩，中心轴22做旋转运动，带动弹性拨片20做一定角度范围内的转动，弹性拨片20采用弹性材料，可同时实现三根墨条的同时夹紧。

所述位于研磨装置下方密封腔的动力装置是由12V无刷直流减速电机14作为原动机，经过减速器使直流减速电机轴输出为髙转矩、低转速的动力，从而提供磨盘11的驱动力，并在出现小冲击时依然具有一定的稳定性，动力装置由控制装置通过电磁继电器控制，由自备的12V直流电池直接供电。

所述内含单片机的控制装置包括单片机和控制面板3。控制面板3上设有三组按钮，分别可以控制磨盘11转动、水仓下的电磁阀18的开闭和水皿下电磁阀18的开闭以及设置研磨装置的工作时间，微型压力传感器24可以实时监测内置环形水仓的水量。控制装置的供电是由内置5V直流电池直接供电。

所述研磨装置，其特征在于为了避免墨条直接浸泡在水中研磨，提高研磨的质量，将磨盘11设置为与水平面成20°倾斜角，达到高的一侧进行研磨，低的一侧浸泡在水中进行送墨。

所述研磨装置，其特征在于考虑到墨条槽8不影响磨盘11转动，三条墨条槽8与磨盘11近似接触的一端同样设置为倾斜，倾斜角为20°，促进墨条槽8更近的靠近磨盘11，避免了墨条的浪费。

所述研磨装置，其特征在于墨条槽8长度为120mm。

所述研磨装置，其特征在于磨盘11转动速度为75r/min。

所述研磨装置，其特征在于磨盘1为列范围在500目至2000目的金刚砂磨盘。

所述储水及储墨装置，其特征在于考虑到出墨及清洗效率，输水管17管内直径为8mm。

所述内含单片机的控制装置，其特征在于考虑到工作部分与电子器件部分良好的密封性，上述压力输水管25直径为5mm。

如图3所示，所述夹持装置的轴按钮，其特征在于采用螺旋传动，轴按钮23的竖直运动转换为中心轴22的旋转运动，弹簧21帮助轴按钮23复位。中心轴22与轴按钮23之间的配合关系可采用多种现有技术来实现，如按钮式圆珠笔的结构。附图中，中心轴22与轴按钮23的接触面采用旋转弧形斜面，在轴按钮23只能做竖直运动的情况下，中心轴22可随轴按钮的上下移动而发生旋转。

如图4所示，所述夹持装置的弹性拨片，其特征在于利用中心轴肋片9辅助墨条槽8夹持墨条，保证墨条的稳定性，提高研磨质量。中心轴22的旋转驱动弹性拨片20向墨条槽8内壁一侧旋转，压紧墨条，方便用户在使用结束后取出墨条。当墨条规格不一致时，弹性拨片20可以发生不同形变，保证各规格墨条同时取出。

如图5所示，其特征在于可掀盖水皿19，在工作结束后通过掀盖方便用户彻底清洗保养，延长使用寿命。

如图6所示，位于研磨装置下方密封腔的动力装置，其特征在于电池盒26位于靠近直流减速电机14一侧，微型压力传感器24与两者共同位于密封腔内，微型压力传感器14用来检测内置环形水仓7的水位，为计算水皿中的进水量以及内置环形水仓7剩余水量提供依据。

使用本发明前，用户可以根据自身的需求选用一系列范围在500目至2000目的金刚砂磨盘11并自动更换，选定后将墨条直接在机盖5上方放入墨条槽8中，如图3，在控制面板3处，根据用户自身需求选定合适的浓度和墨量，按下确定按钮，系统打开位于内置环形水仓7下方的电磁阀18，送水至水皿19中待用，微型压力传感器24可以实时检测出内置环形水仓7的水位从而推测出水皿19中的水量，水皿19中水量到达所需水量时电磁阀18关闭，电动机开始带动磨盘11转动，转动时磨盘11转过水皿19时会有一定量的水附着于磨盘11上，同时磨盘11与墨条槽8固定的墨条存在相对运动，通过两者摩擦，将所接触的墨条末端研磨成所需粉末状的墨粉，若研磨过程中出现小体积墨块时，位于墨条槽8与磨盘11之间的毛刷使小体积墨块能够持续研磨，研磨后墨粉立即与水结合，同时毛刷与磨盘11接触促进水与墨粉融合，混合液进入水皿19中发生扩散作用，生成成品墨汁。墨条在自身重力的作用下沿墨条槽8继续向下运动与转动的磨盘11相接触，由于磨盘11的倾斜墨条槽8会给墨条一个向下的压力促进墨条压紧磨盘11，达到持续研磨的效果，系统根据用户操作系统选定的浓度，自动计算工作时间，控制成品墨的浓度。研磨过程结束后系统自动打开水皿19下方的电磁阀18，送成品墨至墨仓16。用户就可以在墨仓16使用成品墨，之后用户四指握住把手，大拇指向下按压中心轴22按钮，由于机盖5与轴按钮23通过方形孔与方形轴配合，限制旋转，轴按钮23只能做竖直运动，与轴按钮23配合的中心轴22，由于与固定于机盖5的套筒配合限制了其做竖直运动，当轴按钮23受拇指压力做向下竖直运动时，中间弹簧21压缩，中心轴22只能做旋转运动，从而带动弹性拨片20做一定角度范围内的转动，弹性弹性拨片20初始位置位于墨条槽8缺口处，充当墨条槽8挡板，不妨碍放置墨条，并且由于弹性拨片20采用弹性材料，故此装置可适用于三个墨条不同厚度时，中心轴22旋转固定角度，三个弹性拨片20产生不同的弹性变形，同时实现三根墨条的同时夹紧。而后用户将盖与其连带机构共同取出机体，拇指松开按钮，弹簧21恢复原状，弹性拨片20回到初始位置，墨条脱离墨条槽8，取出剩余墨条。自动磨墨机供电和控制装置位于密封腔内具有防水功能，用户可以直接用水清洗工作部分，并且水皿上盖可以灵活掀开方便彻底清洗，易保养。压力传感器实时监测水位，当储水仓水量不够时无法启动，并提示用户加水。

Claims (8)

1.一种省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于包括水仓（7）、研磨装置、位于研磨装置和水仓下方的墨仓（16）；

所述研磨装置包括墨条槽（8）、磨盘（11）和水皿（19），磨盘（11）经直流减速电机（14）驱动以倾斜的角度旋转，且磨盘（11）低于其圆心的部分伸入所述水皿（19）中，磨盘（11）高于其圆心的部分则位于墨条槽（8）的正下方、该部分的上表面与伸出墨条槽（8）下端口的墨条相接触并因旋转而产生相对运动，通过接触摩擦，在磨盘（11）表面形成墨液，该墨液向下流入水皿（19）中，且墨条槽（8）下端口具有与磨盘（11）同样的倾斜度；

所述水皿（19）通过带电磁阀（18）的输水管（17）与其上方的水仓（7）相通、又通过带电磁阀（18）的输墨管（28）与其下方的墨仓（16）相通，且水仓（7）底部通过压力输水管（25）与其下方的微型压力传感器（24）相连，微型压力传感器（24）用于实时监测水仓（7）的水量；

还包括控制装置，所述控制装置包括单片机和控制面板（3），控制装置用于控制磨盘（11）转动、水仓（7）下的电磁阀（18）的开闭和水皿（19）下电磁阀（18）的开闭，以及设置研磨装置的工作时间；

还包括夹持装置，该夹持装置包括中心轴（22）、轴套（27）、弹性拨片（20）、弹簧（21）、轴按钮（23）、机盖（5）和手提柄（2），

所述手提柄（2）位于机盖（5）顶部，轴套（27）的上端口连接于机盖（5）中部下方，所述中心轴（22）位于所述轴套（27）中且下部伸出轴套（27），中心轴（22）在轴套（27）内只做旋转运动，所述轴按钮（23）穿过机盖（5），该轴按钮（23）的下部与中心轴（22）的上部相接触，且轴按钮（23）只做竖直运动，轴按钮（23）与中心轴（22）之间还设有弹簧（21），通过按下轴按钮（23）驱使中心轴（22）在轴套（27）内转动，松开轴按钮（23）时，弹簧（21）向上推动轴按钮（23），轴按钮（23）驱使中心轴（22）以相反方向转动；

所述墨条槽（8）中部通过肋片（9）而固定于轴套（27）的侧面，机盖（5）上设有与墨条槽（8）上端口相对应的开口，墨条槽（8）下部朝向中心轴（22）的一侧开有槽孔，所述中心轴（22）下部外侧面设有弹性拨片（20），且按下轴按钮（23）时，弹性拨片（20）在中心轴（22）的带动下转入所述槽孔内，松开轴按钮（23）时，弹性拨片（20）转出槽孔。

2.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述机盖（5）中部开有方形孔，轴按钮（23）穿过机盖（5）的部分为与所述方形孔相配合的方形轴，从而保证轴按钮（23）只做竖直运动。

3.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述墨条槽（8）下端开口处设有毛刷（10）。

4.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述的水仓（7）为环形水仓，且该环形水仓位于机盖（5）的下方、中心轴（22）与墨条槽（8）的外周。

5.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述的直流减速电机（14）为12V无刷直流减速电机，且位于磨盘（11）下方的密封腔内，由12V直流电池直接供电。

6.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于为了避免墨条直接浸泡在水中研磨，提高研磨的质量，将磨盘（11）设置为与水平面成20°倾斜角，达到高的一侧进行研磨，低的一侧浸泡在水中进行送墨，考虑到墨条槽（8）不影响磨盘（11）转动，墨条槽（8）的与磨盘（11）接近的下端口同样设置为具有20°的倾角，促进墨条槽（8）更近的靠近磨盘（11），避免了墨条的浪费。

7.如权利要求1所述的省墨条自储水便携式全自动研墨机，其特征在于所述研磨装置，其特征在于磨盘（11）转动速度为75r/min；磨盘（11）采用目数范围在500～2000目的金刚砂磨盘。

8.利用权利要求1所述研墨机进行研墨的方法，其特征在于包括以下步骤：

将选定的墨条放入墨条槽（8）中，预先选择水仓的出水量和研磨时间，启动研磨机，首先打开位于水仓（7）下方的电磁阀（18），送水至水皿（19）中待用；

此时通过微型压力传感器（24）实时检测出水仓（7）的水位从而推测出水皿（19）中的水量，水皿（19）中水量到达所需水量时，电磁阀（18）关闭；

电动机开始带动磨盘（11）转动，转动时磨盘（11）转过水皿（19）时会有一定量的水附着于磨盘（11）上，同时磨盘（11）与墨条槽（8）固定的墨条存在相对运动，通过两者摩擦，将所接触的墨条末端研磨成所需粉末状的墨粉；墨粉与水结合后形成墨液进入水皿（19）中发生扩散作用，生成成品墨汁；

墨条在自身重力的作用下沿墨条槽（8）继续向下运动与转动的磨盘（11）相接触，磨盘（11）倾斜旋转，达到持续研磨的效果；

当达到设定的研磨时间后研磨过程结束，打开水皿（19）下方的电磁阀（18），送成品墨至墨仓（16）。