CN112369847A - 一种可对板架进行多自由度调节的教学用具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可对板架进行多自由度调节的教学用具，其包括书写面板以及与书写面板配合使用的多自由度调节支架。其中，多自由度调节支架包括：基座、升降调节装置、支撑杆；基座的底部安装有移动装置；升降调节装置安装于基座上；支撑杆通过旋转装置可转动调节地设于升降调节装置上；书写面板通过万向调节装置可万向调节地设于支撑杆上。具体地，升降调节装置：升降支撑座、升降活动板、驱动组件；旋转装置包括卡位基座以及旋转板；书写面板包括面板装置及与面板装置配合的清洁装置。通过本发明的可对板架进行多自由度调节的教学用具，减弱了教学过程中环境因素的不利影响，到达更好的教学效果。

Description

一种可对板架进行多自由度调节的教学用具

技术领域

本发明涉及教学用具领域，特别是涉及一种可对板架进行多自由度调节的教学用具。

背景技术

在传统教学模式中，用于书写的教学用具是不可或缺的。传统的书写用具常固定于墙体上，比如传统的教室黑板。使用过程中，这样的书写用具常常受到环境因素影响，产生诸如书写面板受光照发生反光现象、书写面板受空间限制相对使用者视角过于倾斜现象等等。这些现象都会妨碍用户的正常使用，影响教学效果。因此，如何设计一种可对板架进行多自由度调节的教学用具，减弱教学用具受环境因素的影响，到达更好的教学效果，这是该领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种可对板架进行多自由度调节的教学用具，减弱教学用具受环境因素的影响，到达更好的教学效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可对板架进行多自由度调节的教学用具，其包括书写面板以及与所述书写面板配合使用的多自由度调节支架；

所述多自由度调节支架包括：基座、升降调节装置、支撑杆；

所述基座的底部安装有移动装置；

所述升降调节装置安装于所述基座上；

所述支撑杆通过旋转装置可转动调节地设于所述升降调节装置上；

所述书写面板通过万向调节装置可万向调节地设于所述支撑杆上。

在其中一个实施例中，所述升降调节装置：升降支撑座、升降活动板、驱动组件；

所述升降活动板通过升降辅助引导组件沿竖直方向活动设于所述升降支撑座上；所述升降辅助引导组件包括升降引导杆及升降引导筒，所述升降引导筒固定于所述升降支撑座上，所述升降引导杆穿设于所述升降引导筒并与所述升降活动板连接；

所述驱动组件包括：壳体、转动输入轴、升降输出轴；所述壳体内设有蜗轮蜗杆组件，所述转动输入轴与所述升降输出轴通过所述蜗轮蜗杆组件连接，所述转动输入轴的输入端位于所述壳体外，所述升降输出轴的输出端位于所述壳体外；

所述转动输入轴的输入端设有转动手轮，所述升降输出轴的输出端与所述升降活动板螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述旋转装置包括卡位基座以及旋转板，所述卡位基座固定于所述升降活动板上，所述旋转板转动设于所述卡位基座上，所述支撑杆的一端固定于所述旋转板上，所述卡位基座与所述旋转板的中心轴在同一直线上；

所述旋转板上设有多个卡位球，多个所述卡位球以所述旋转板的中心轴为中心呈环形阵列分布；所述卡位球包括卡位球本体及卡位弹簧，所述卡位弹簧用于为所述卡位球本体提供弹性力，以使得所述卡位球本体压持于所述卡位基座上；

所述卡位基座上开设有多个与所述卡位球本体配合的卡位槽，多个所述卡位槽以所述卡位基座的中心轴呈环形阵列分布；

所述卡位球本体收容或脱离所述卡位槽。

在其中一个实施例中，所述卡位基座的边缘设有多个防脱锁块，多个所述防脱锁块以所述卡位基座的中心轴呈环形阵列分布；所述旋转板的边缘限位于多个所述防脱锁块之间。

在其中一个实施例中，所述万向调节装置包括万向调节支座以及万向球，所述万向调节支座上开设有万向球笼，所述万向球收容于所述万向球笼中；所述万向调节支座固定于所述支撑杆的另一端；所述书写面板与所述万向球连接。

在其中一个实施例中，所述移动装置包括：支撑平台、支撑脚以及移动滚轮；所述支撑脚和所述移动滚轮设于所述支撑平台上。

在其中一个实施例中，所述移动滚轮上设有防滑锁。

在其中一个实施例中，所述书写面板包括面板装置及与所述面板装置配合的清洁装置；

所述面板装置包括面板本体以及面板支架；所述面板支架上设有面板转轴，所述面板本体首尾相接环绕设于所述面板转轴上，所述面板本体形成书写面及清洁面；

所述清洁装置包括清洁组件及联动组件；

所述清洁组件包括多个清洁块及集成驱动架，所述集成驱动架上开设有收容槽，所述收容槽的槽口面向所述面板本体的清洁面，多个所述清洁块收容于所述收容槽中并透过所述收容槽的槽口压持于所述面板本体的清洁面上；所述集成驱动架上开设有置入口和退出口，多个所述清洁块由所述置入口向所述退出口方向依次排布；

所述面板转轴通过所述联动组件带动所述集成驱动架沿所述清洁面往复滑动；

所述面板装置还包括单向控制组件；所述单向控制组件包括：单向棘轮、阻挡块及复位弹性件，所述单向棘轮固定套接于所述面板转轴上，所述复位弹性件用于为所述阻挡块施加复位弹性力，以使得所述阻挡块压持于所述单向棘轮的齿轮面。

通过所述可对板架进行多自由度调节的教学用具，减弱了教学过程中环境因素的不利影响，到达更好的教学效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种可对板架进行多自由度调节的教学用具的结构示意图；

图2为图1所示可对板架进行多自由度调节的教学用具的侧视图；

图3为图1所示的升降调节装置的结构示意图；

图4为图3所示的驱动组件的结构示意图；

图5为图1所示的旋转装置的结构示意图；

图6为图5所示旋转装置的局部剖视图；

图7为图1所示的万向调节装置的结构示意图；

图8为图1所示的书写面板的结构示意图；

图9为图8所示的清洁组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明公开一种可对板架进行多自由度调节的教学用具10，其包括书写面板20以及与书写面板20配合使用的多自由度调节支架30。

其中，如图1及图2所示，多自由度调节支架30包括：基座100、升降调节装置200、支撑杆300。基座100的底部安装有移动装置400；升降调节装置200安装于基座100上；支撑杆300通过旋转装置500可转动调节地设于升降调节装置200上。书写面板20通过万向调节装置600可万向调节地设于支撑杆300上。升降调节装置200、旋转装置500及万向调节装置600相互结合用于调节书写面板20的高度和朝向，多自由度调节支架30通过移动装置400进行位移。通过升降调节装置200、移动装置400、旋转装置500以及万向调节装置600之间的配合，可以根据使用者的心意，多自由度地调节书写面板20的位置及朝向。

下面结合本实施例，对升降调节装置200做进一步说明：

如图3所示，升降调节装置200：升降支撑座210、升降活动板220、驱动组件230。

其中，升降活动板220通过升降辅助引导组件240沿竖直方向活动设于升降支撑座210上。升降辅助引导组件240包括升降引导筒241及升降引导杆242，升降引导筒241固定于升降支撑座210上，升降引导杆242穿设于升降引导筒241并与升降活动板220连接。升降辅助引导组件240用于引导和辅助支撑升降活动板220，避免升降活动板220发生错位或者倾斜；

具体地，如图4所示，驱动组件230包括：壳体231、转动输入轴232、升降输出轴233；转动输入轴232的输入端位于壳体231外，升降输出轴233的输出端位于壳体231外。转动输入轴232的输入端设有转动手轮234(如图3所示)，如此，可以更省力的驱动转动输入轴232做竖直方向转动；升降输出轴233的输出端与升降活动板220螺纹连接，当升降输出轴233转动时，螺纹将带动升降活动板220做升降运动。

要说明的是，壳体231内设有蜗轮蜗杆组件(图中未示)，转动输入轴232与升降输出轴233通过蜗轮蜗杆组件连接，其连接方式有多种，比如：蜗杆设于转动输入轴232上，与蜗杆啮合的蜗轮设于升降输出轴233上，当转动输入轴232转动时，蜗杆将驱动与之啮合的蜗轮转动，蜗轮又带动升降输出轴233旋转。

调节时，使用者转动转动手轮234，转动手轮234带动转动输入轴232，通过蜗轮蜗杆组件，便可驱动升降输出轴233转动，从而驱动升降活动板220做升降运动，最终实现调节书写面板20的高度。

下面结合本实施例，对旋转装置500的结构做进一步阐述：

如图5所示，旋转装置500包括卡位基座510以及旋转板520。其中，卡位基座510固定于升降活动板220上，随着升降活动板220的升降而升降。旋转板520转动设于卡位基座510上，支撑杆300的一端固定于旋转板520上，旋转板520的转动将带动支撑杆300一起转动。要说明的是，卡位基座510与旋转板520的中心轴在同一直线上，如此，确保了旋转板520在卡位基座510上转动时，旋转板520与卡位基座510的相对位置不会发生变化。在本实施例中，卡位基座510的边缘设有多个防脱锁块540，多个防脱锁块540以卡位基座510的中心轴呈环形阵列分布，如图5所示，旋转板的边缘限位于多个防脱锁块540之间，如此，有效防止了旋转板520不慎脱离卡位基座510的情况发生。

具体地，如图5及图6所示，旋转板520上设有多个卡位球530，多个卡位球530以旋转板520的中心轴为中心呈环形阵列分布。在本实施例中，卡位球530包括卡位球本体531及卡位弹簧532，卡位弹簧532用于为卡位球本体531提供弹性力，以使得卡位球本体压持于卡位基座510上。卡位基座510上开设有多个与卡位球本体531配合的卡位槽511，多个卡位槽511以卡位基座的中心轴呈环形阵列分布。通过卡位球本体531收容或脱离卡位槽511，实现对旋转板520旋转角度的调节，其工作原理如下：

调节时，使用者对旋转板520施加一个转动力矩，旋转板520将顺着力矩方向做相应的转动，此时，卡位球本体531随着旋转板520一起运动，卡位球本体531将从卡位槽511中脱离并越过该卡位槽511，并挤压卡位弹簧532，使卡位弹簧532压缩。当使用者不再施加转动力矩，卡位球本体531将在卡位弹簧532的作用下复位，再次收容于卡位槽511中，此时，在没有外力的情况下，卡位球本体531将保持旋转板520的稳定，对旋转板520起暂时性的固定作用，保持了书写面板20的当前朝向。

下面结合本实施例，对万向调节装置600的结构做进一步阐述：

如图7所示，万向调节装置600包括万向调节支座610以及万向球620，万向调节支座610上开设有万向球笼630，万向球620收容于万向球笼630中。万向调节支座600固定于支撑杆300的另一端。书写面板20与万向球620连接，万向球620与万向球笼630之间存在静摩擦力，当没有外力的情况下，万向球620与万向球笼630之间的静摩擦力可以保持书写面板20的稳定。如此，使用者对书写面板20施加外力，便可以根据实际需要对书写面板20的朝向进行调节。

下面结合本实施例，对书写面板20的结构做进一步阐述：

如图8所示，书写面板20包括面板装置700及与面板装置700配合的清洁装置800。

其中，面板装置700包括面板本体710以及面板支架720。面板支架720上设有面板转轴730，面板本体710首尾相接环绕设于面板转轴730上，类似于常见的传送带结构，面板本体710形成书写面711及清洁面712，随着面板本体710的转动，书写面711及清洁面712将不断发生交替。

清洁装置800包括清洁组件820及联动组件830。

如图9所示，具体地，清洁组件820包括多个清洁块821及集成驱动架822，集成驱动架822上开设有收容槽823，收容槽823的槽口面向面板本体710的清洁面712，多个清洁块821收容于收容槽823中并透过收容槽823的槽口压持于面板本体710的清洁面712上。这样，清洁块821才能起到有效的清洁作用，比如，清洁块821可以为市面上常用的海绵结构。

如图8所示，联动组件830包括驱动柄831及连杆832，驱动柄831设于面板转轴730上，驱动柄831的一端与连杆832的一端铰接，连杆832的另一端活动设于集成驱动架822上，驱动柄831和连杆832构成曲柄连杆机构，面板转轴730通过联动组件830带动集成驱动架822沿清洁面712往复滑动，如此，便模拟了传统写字板清洁时的擦除动作。

特别的，如图9所示，集成驱动架822上开设有置入口824和退出口825，多个清洁块821由置入口824向退出口825方向依次排布。需要更换时，使用过的清洁块821从退出口825取出，新的清洁块821由置入口824进入收容槽823中。

如图8所示，面板装置700还包括单向控制组件740。单向控制组件740包括：单向棘轮741、阻挡块742及复位弹性件743。其中，单向棘轮741固定套接于面板转轴730上，复位弹性件743用于为阻挡块742施加复位弹性力，以使得阻挡块742压持于单向棘轮741的齿轮面。

要重点说明的是，随着使用时长的增加，清洁块821将会逐渐变脏，从而影响清洁效果，因此，需要对清洁块821进行更换，但由于清洁块821先接触笔迹与后接触笔迹的区域变脏程度是不一样的，传统整块更换的方式不利于清洁块821的充分利用。为了使得清洁块311的使用更加充分、更换变得简便，本发明特意采用了多个清洁块821的组合方式。其设计原理如下：

由于面板转轴730上设有单向控制组件740，则面板本体710及面板转轴730仅能做单向转动。具体地，当面板本体710及面板转轴730做正向转动(即如图8所示的逆时针转动)时，压持于单向棘轮741上的阻挡块742将受单向棘轮741轮齿斜面提供的轴向作用力而做出避让动作，使得单向棘轮741可以顺利正向转动；但当面板本体710及面板转轴730做反向转动时，压持于单向棘轮741上的阻挡块742将卡持在单向棘轮741轮齿的平面上，无法做出避让，故制止了面板本体710及面板转轴730的反向转动；

由于面板本体710仅做单向运动，多个清洁块821依次排列，则在使用过程中，确保了先接触清洁面712上笔迹的清洁块821将变得最脏，多个清洁块821的变脏程度依次递减。因此，每一次更换时仅需最先更换最脏的清洁块821，即最靠近退出口825的清洁块821。再将新的清洁块821由置入口824推入集成驱动架822的收容槽823中，此时，由于受到新的清洁块821的推挤，其余清洁块821将一起向退出口825方向移动，填补了被取出清洁块821腾出的空间，这样就实现了清洁块821的更换。

在其中一种实施例中，如图2所示，移动装置400包括：支撑平台410、支撑脚420以及移动滚轮430。其中，支撑脚420和移动滚轮430设于支撑平台410上，优选的，移动滚轮430上设有防滑锁431。如此，多自由度调节支架30通过移动装置400可以实现对书写面板20位置的移动，更好的满足使用者的需要。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，包括书写面板以及与所述书写面板配合使用的多自由度调节支架；

所述多自由度调节支架包括：基座、升降调节装置、支撑杆；

所述基座的底部安装有移动装置；

所述升降调节装置安装于所述基座上；

所述支撑杆通过旋转装置可转动调节地设于所述升降调节装置上；

所述书写面板通过万向调节装置可万向调节地设于所述支撑杆上。

2.根据权利要求1所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，

所述升降调节装置：升降支撑座、升降活动板、驱动组件；

所述升降活动板通过升降辅助引导组件沿竖直方向活动设于所述升降支撑座上；所述升降辅助引导组件包括升降引导杆及升降引导筒，所述升降引导筒固定于所述升降支撑座上，所述升降引导杆穿设于所述升降引导筒并与所述升降活动板连接；

所述驱动组件包括：壳体、转动输入轴、升降输出轴；所述壳体内设有蜗轮蜗杆组件，所述转动输入轴与所述升降输出轴通过所述蜗轮蜗杆组件连接，所述转动输入轴的输入端位于所述壳体外，所述升降输出轴的输出端位于所述壳体外；

所述转动输入轴的输入端设有转动手轮，所述升降输出轴的输出端与所述升降活动板螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，

所述旋转装置包括卡位基座以及旋转板，所述卡位基座固定于所述升降活动板上，所述旋转板转动设于所述卡位基座上，所述支撑杆的一端固定于所述旋转板上，所述卡位基座与所述旋转板的中心轴在同一直线上；

所述旋转板上设有多个卡位球，多个所述卡位球以所述旋转板的中心轴为中心呈环形阵列分布；所述卡位球包括卡位球本体及卡位弹簧，所述卡位弹簧用于为所述卡位球本体提供弹性力，以使得所述卡位球本体压持于所述卡位基座上；

所述卡位基座上开设有多个与所述卡位球本体配合的卡位槽，多个所述卡位槽以所述卡位基座的中心轴呈环形阵列分布；

所述卡位球本体收容或脱离所述卡位槽。

4.根据权利要求3所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，所述卡位基座的边缘设有多个防脱锁块，多个所述防脱锁块以所述卡位基座的中心轴呈环形阵列分布；所述旋转板的边缘限位于多个所述防脱锁块之间。

5.根据权利要求3所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，所述万向调节装置包括万向调节支座以及万向球，所述万向调节支座上开设有万向球笼，所述万向球收容于所述万向球笼中；所述万向调节支座固定于所述支撑杆的另一端；所述书写面板与所述万向球连接。

6.根据权利要求1所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，所述移动装置包括：支撑平台、支撑脚以及移动滚轮；所述支撑脚和所述移动滚轮设于所述支撑平台上。

7.根据权利要求5所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，所述移动滚轮上设有防滑锁。

8.根据权利要求1所述的可对板架进行多自由度调节的教学用具，其特征在于，所述书写面板包括面板装置及与所述面板装置配合的清洁装置；

所述面板装置包括面板本体以及面板支架；所述面板支架上设有面板转轴，所述面板本体首尾相接环绕设于所述面板转轴上，所述面板本体形成书写面及清洁面；

所述清洁装置包括清洁组件及联动组件；

所述清洁组件包括多个清洁块及集成驱动架，所述集成驱动架上开设有收容槽，所述收容槽的槽口面向所述面板本体的清洁面，多个所述清洁块收容于所述收容槽中并透过所述收容槽的槽口压持于所述面板本体的清洁面上；所述集成驱动架上开设有置入口和退出口，多个所述清洁块由所述置入口向所述退出口方向依次排布；

所述面板转轴通过所述联动组件带动所述集成驱动架沿所述清洁面往复滑动；

所述面板装置还包括单向控制组件；所述单向控制组件包括：单向棘轮、阻挡块及复位弹性件，所述单向棘轮固定套接于所述面板转轴上，所述复位弹性件用于为所述阻挡块施加复位弹性力，以使得所述阻挡块压持于所述单向棘轮的齿轮面。

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