CN116278469B - 基于闭环循环传动的柔性黑板及其擦字系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于闭环循环传动的柔性黑板及其擦字系统，包括闭环的柔性带状黑板；闭环的柔性带状黑板的围合范围内至少包括两个膨胀型滚筒单元和一个浮动张紧滚筒单元，两个膨胀型滚筒单元和一个浮动张紧滚筒单元将闭环的柔性带状黑板张紧；解决了“书写模式”和“传送模式”下的技术矛盾。
Description
技术领域
本发明属于柔性黑板领域。
背景技术
闭环式的柔性带状黑板采取了类似于“传送带”的结构，可以实现传统固定式黑板无法达到的效果，例如可以通过驱动闭环式的柔性带状黑板沿闭环路径运动将书写内容转移至任意位置，同时，将作废的粉笔字传到黑板背面的擦字滚筒处将字迹擦除，避免人工擦黑板带来的健康问题；但是柔性带状黑板也存在如下弊端：
一般闭环的柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面的内侧面一般需要设置有一块硬质的背板，硬质的背板对粉笔书写使起到一定的支撑作用；但是由于柔性带状黑板需要做类似于“传送带”的传送运动，因此闭环的柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面的内侧面与硬质的背板之间不能紧密配合(一般需要保持间隙)，否则硬质的背板与柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面之间会形成面接触造成的相互作用力，进而使硬质的背板与柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面之间产生不可控的最大静摩擦力，从而阻碍柔性带状黑板需要做类似于“传送带”的传送运动；
并且由于热胀冷缩效应，闭环的柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面的内侧面与硬质的背板之间的挤压程度是不可控的，造成传动系统故障的风险高；
如果闭环的柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面的内侧面与硬质的背板之间保持间隙，这样上课老师用粉笔在柔性带状黑板的用于粉笔书写的一面书写时会有柔性黑板的凹陷感和浮动感，对粉笔书写体验降低；
因此，现有的闭环式的柔性带状黑板在“书写模式”和“传送模式”是存在不兼容的现象的，影响书写体验。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于闭环循环传动的柔性黑板及其擦字系统，解决了传统柔性黑板的书写体验不好的问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于闭环循环传动的柔性黑板及其擦字系统，包括闭环的柔性带状黑板；闭环的柔性带状黑板的围合范围内至少包括两个膨胀型滚筒单元和一个浮动张紧滚筒单元，两个膨胀型滚筒单元和一个浮动张紧滚筒单元将闭环的柔性带状黑板张紧；
张紧的柔性带状黑板依次包括粉笔书写平面段、第一滚筒跨过弧面段、第一背平面段、张紧滚轮跨过段、第二背平面段和第二滚筒跨过弧面段；柔性带状黑板内侧设置有与粉笔书写平面段平行的硬质书写背板；
所述浮动张紧滚筒单元能沿粉笔书写平面段的垂直方向适应性浮动。
膨胀型滚筒单元包括“收缩状态”和“膨胀状态”；
两膨胀型滚筒单元均处于“收缩状态”时，所述硬质书写背板的板面与所述粉笔书写平面段内侧面紧密贴合；
两膨胀型滚筒单元均处于“膨胀状态”时，两膨胀型滚筒单元的外径均强制扩张，第一滚筒跨过弧面段和第二滚筒跨过弧面段的内径适应性变大，从而使粉笔书写平面段与硬质书写背板分离；
各所述膨胀型滚筒单元均包括从上自下同轴心等距分布的若干结构环壁，相邻两结构环壁之间均通过呈围合式分布的结构柱阵列固定一体化连接；各所述结构柱阵列外均包裹有筒状的橡胶弹性膨胀筒，各所述橡胶弹性膨胀筒的上下端分别与相邻两结构环壁同轴心固定且密封连接；若干结构环壁和若干橡胶弹性膨胀筒所形成的一个筒形整体的内部为液压仓。
进一步的，将若干结构环壁中最上部的一个和最下部的一个分别记为上端结构环壁和下端结构环壁；
上端结构环壁内壁的环槽内设置有至少两圈O型密封圈，所述上端结构环壁的围合范围内同轴心设置有一个杯体结构，所述杯体结构的外壁面与所述O型密封圈活动密封配合，所述杯体结构内有电动升降器，所述电动升降器控制杯体结构的上下位移，杯体结构的下移使液压仓内的油状物质受到挤压而增压，从而使橡胶弹性膨胀筒在液压仓内的液体挤压下朝外鼓胀，进而使各橡胶弹性膨胀筒的外径扩展。
进一步的，上端结构环壁的外圈同轴心一体化设置有外齿圈，主动电机的输出端驱动连接有齿轮，所述齿轮与所述外齿圈啮合。
进一步的，下端结构环壁的下端一体化密封设置有底封板，所述底封板上同轴心设置有转轴，转轴安装在固定位置的轴承座上。
进一步的，所述浮动张紧滚筒单元转动安装在固定轴上，固定轴两端分别固定在两浮动座上，所述浮动座上固定连接有与粉笔书写平面段垂直的导向滑杆，硬质书写背板上固定设置有导孔座，所述导向滑杆滑动穿过所述导孔座上的导孔，所述导向滑杆外套有张紧弹簧，所述张紧弹簧弹性顶压所述浮动座。
进一步的，还包括与浮动张紧滚筒单元平行的擦字滚筒，所述擦字滚筒的外周清扫面与张紧滚轮跨过段的外弧面紧密配合。
有益效果：解决了基于柔性黑板在“书写模式”和“传送模式”下不兼容的技术矛盾。
本发明在“书写模式”下，硬质书写背板的板面与粉笔书写平面段内侧面紧密贴合，在硬质书写背板的紧密贴合支撑下，柔性带状黑板的粉笔书写平面段能呈现出硬板的效果，上课老师用粉笔在粉笔书写平面段外壁面书写时不会有传统柔性黑板的凹陷感和浮动感，提升粉笔体验；
在“传送模式”下，两个膨胀型滚筒单元均进入“膨胀状态”，膨胀型滚筒单元的外径扩张，与此同时第一滚筒跨过弧面段和第二滚筒跨过弧面段的内径适应性变大，粉笔书写平面段与硬质书写背板发生分离；进而解除了硬质书写背板的板面与粉笔书写平面段内侧面之间存在的静摩擦力；两膨胀型滚筒单元同步主动旋转，驱动闭环的柔性带状黑板做沿自身闭环方向的传送运动。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图；
附图2为面板分离示意图；
附图3为在附图2的基础上闭环的柔性带状黑板分离出来的示意图；
附图4为本装置的背面示意图；
附图5为附图4的标记26处的放大示意图；
附图6为附图4的俯视图；
附图7为擦字滚筒局部结构示意图；
附图8为膨胀型滚筒单元结构示意图；
附图9为膨胀型滚筒单元的剖视图；
附图10为附图9的基础上，各部件分离结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至10所示的基于闭环循环传动的柔性黑板及其擦字系统，包括闭环的柔性带状黑板1；如图3和6；闭环的柔性带状黑板1的围合范围内至少包括两个膨胀型滚筒单元2和一个浮动张紧滚筒单元21，两个膨胀型滚筒单元2和一个浮动张紧滚筒单元21将闭环的柔性带状黑板1张紧。
如图3张紧的柔性带状黑板1依次包括粉笔书写平面段1.1、第一滚筒跨过弧面段1.2、第一背平面段1.3、张紧滚轮跨过段1.4、第二背平面段1.5和第二滚筒跨过弧面段1.6；柔性带状黑板1内侧设置有与粉笔书写平面段1.1平行的硬质书写背板27，硬质书写背板27为固定件；为了遮盖柔性带状黑板1的圆弧部分，如图1和2，本实施例的粉笔书写平面段1.1的外侧平行间距设置有外边框25。
浮动张紧滚筒单元21能沿粉笔书写平面段1.1的垂直方向适应性浮动；两个膨胀型滚筒单元2均包括“收缩状态”和“膨胀状态”。
两个膨胀型滚筒单元2均处于“收缩状态”时(本方案的附图中只展示了收缩状态)，硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面紧密贴合；这里的紧密贴合是指硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间存在一定的相互挤压力，越大越好；在硬质书写背板27的紧密贴合支撑下，柔性带状黑板1的粉笔书写平面段1.1能呈现出硬板的效果，上课老师用粉笔在粉笔书写平面段1.1外壁面书写时不会有传统柔性黑板的凹陷感和浮动感。
两个膨胀型滚筒单元2均处于“膨胀状态”时，两个膨胀型滚筒单元2的外径均强制扩张，第一滚筒跨过弧面段1.2和第二滚筒跨过弧面段1.6的内径适应性变大，从而使粉笔书写平面段1.1与硬质书写背板27分离；与此同时浮动张紧滚筒单元21适应性的沿粉笔书写平面段1.1的垂直方向做逐渐靠近粉笔书写平面段1.1浮动，使第一背平面段1.3与第二背平面段1.5之间的夹角变大；两个膨胀型滚筒单元均进入“膨胀状态”后，解除了硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间存在的静摩擦力，从而使柔性带状黑板1能顺畅的做沿自身闭环方向的传送运动。
如图4、5、7浮动张紧滚筒单元21通过轴承转动安装在固定轴19上，固定轴19两端分别固定在两浮动座23上，浮动座23上固定连接有与粉笔书写平面段1.1垂直的导向滑杆22，硬质书写背板27上固定设置有导孔座32，导向滑杆22滑动穿过导孔座32上的导孔33，导向滑杆22外套有张紧弹簧41，张紧弹簧41弹性顶压浮动座23，使浮动张紧滚筒单元21对张紧滚轮跨过段1.4形成张紧力；还包括与浮动张紧滚筒单元21平行的擦字滚筒20，擦字滚筒20的外周清扫面与张紧滚轮跨过段1.4的外弧面紧密配合，擦字滚筒20的外周清扫面的材质与传统黑板擦的清扫材质一致；还包括擦字滚筒驱动电机18，擦字滚筒驱动电机18驱动连接擦字滚筒20，擦字滚筒驱动电机18通过支架固定在浮动座23上，使擦字滚筒20随浮动张紧滚筒单元21同步浮动；擦字滚筒20的转轴通过轴承转动安装在轴承座24上，轴承座24固定在浮动座23上。
如图8、9、10；各膨胀型滚筒单元2均包括从上自下同轴心等距分布的若干结构环壁3，相邻两结构环壁3之间均通过呈围合式分布的结构柱阵列9固定一体化连接；各结构柱阵列9外均包裹有筒状的橡胶弹性膨胀筒8，各橡胶弹性膨胀筒8的上下端分别与相邻两结构环壁3同轴心固定且密封连接，在具体工艺中，橡胶弹性膨胀筒8的端部与结构环壁3使用胶接和抱箍组合的形式固定密封套接；若干结构环壁3和若干橡胶弹性膨胀筒8所形成的一个筒形整体的内部为液压仓11，液压仓11内填充有液压油；将若干结构环壁3中最上部的一个和最下部的一个分别记为上端结构环壁3.1和下端结构环壁3.2。
如图9，上端结构环壁3.1内壁的环槽内设置有至少两圈O型密封圈4，上端结构环壁3.1的围合范围内同轴心设置有一个杯体结构13，杯体结构13的外壁面与O型密封圈4活动密封配合，杯体结构13内设置有电动升降器5，电动升降器5的升降杆7下端固定连接杯体结构13的杯底12，从而控制杯体结构13的上下位移，杯体结构13的下移使液压仓11内的油状物质受到挤压而增压，从而使橡胶弹性膨胀筒8在液压仓11内的液体挤压下朝外鼓胀，进而使各橡胶弹性膨胀筒8的外径扩展；还包括固定在硬质书写背板27上的支架结构16，电动升降器5固定在支架结构16上；上端结构环壁3.1的外圈同轴心一体化设置有外齿圈6，支架结构16上固定安装有主动电机15，主动电机15的输出端驱动连接有齿轮14，齿轮14与外齿圈6啮合；下端结构环壁3.2的下端一体化密封设置有底封板17，底封板17上同轴心设置有转轴10，转轴10安装在固定位置的轴承座上。
工作原理：
书写模式：
在书写模式下，两个电动升降器5的升降杆7均处于向上缩回的状态，使杯体结构13处于高位，进而使液压仓11内形成一端负压，使各橡胶弹性膨胀筒8均呈圆筒状紧密包裹在结构柱阵列9外；进而使两个膨胀型滚筒单元2均处于“收缩状态”，两个膨胀型滚筒单元2均处于“收缩状态”时，硬质书写背板27的板面与柔性带状黑板1的粉笔书写平面段1.1内侧面紧密贴合；
由于硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面紧密贴合，这里的紧密贴合是指硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间存在一定的相互挤压力，越大越好，这样，在硬质书写背板27的紧密贴合支撑下，柔性带状黑板1的粉笔书写平面段1.1能呈现出硬板的效果，上课老师用粉笔在粉笔书写平面段1.1外壁面书写时不会有传统柔性黑板的凹陷感和浮动感，提升粉笔体验；
传送模式：
由于“书写模式”下，硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面紧密贴合，虽然提升了粉笔书写体验，但同时也增大硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间的最大静摩擦力；从传动关系可知，硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间的最大静摩擦力阻碍了膨胀型滚筒单元2的主动旋转，导致闭环的柔性带状黑板1无法做沿自身闭环方向的传送运动；此时为了解决上述问题，两个电动升降器5的升降杆7向下伸出，使杯体结构13由高位下降到低位，杯体结构13的下移使液压仓11内的油状物质受到挤压而增压，从而使橡胶弹性膨胀筒8在液压仓11内的液体挤压下朝外鼓胀，进而使各橡胶弹性膨胀筒8的外径扩展，从而两个膨胀型滚筒单元2均进入“膨胀状态”，膨胀型滚筒单元2的外径扩张，与此同时第一滚筒跨过弧面段1.2和第二滚筒跨过弧面段1.6的内径适应性变大；由于闭环的柔性带状黑板1的总长度是固定的，浮动张紧滚筒单元21适应性的克服张紧弹簧41沿粉笔书写平面段1.1的垂直方向做逐渐靠近粉笔书写平面段1.1浮动，使第一背平面段1.3与第二背平面段1.5之间的夹角变大，与此同时，由于第一滚筒跨过弧面段1.2和第二滚筒跨过弧面段1.6的内径适应性变大，粉笔书写平面段1.1与硬质书写背板27发生分离；进而解除了硬质书写背板27的板面与粉笔书写平面段1.1内侧面之间存在的静摩擦力；
随后，同步控制两主动电机15，使两膨胀型滚筒单元2同步主动旋转，进而驱动闭环的柔性带状黑板1做沿自身闭环方向的传送运动，与此同时启动擦字滚筒驱动电机18，使擦字滚筒20持续旋转，并连续清扫柔性带状黑板1的张紧滚轮跨过段1.4的外弧面，由于闭环的柔性带状黑板1做沿自身闭环方向的传送运动的任意一个周期中，闭环的柔性带状黑板1的书写面都会被擦字滚筒20清理一遍，从而实现了自动擦字清洁的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：包括闭环的柔性带状黑板(1)；闭环的柔性带状黑板(1)的围合范围内至少包括两个膨胀型滚筒单元(2)和一个浮动张紧滚筒单元(21)，两个膨胀型滚筒单元(2)和一个浮动张紧滚筒单元(21)将闭环的柔性带状黑板(1)张紧；
张紧的柔性带状黑板(1)依次包括粉笔书写平面段(1.1)、第一滚筒跨过弧面段(1.2)、第一背平面段(1.3)、张紧滚轮跨过段(1.4)、第二背平面段(1.5)和第二滚筒跨过弧面段(1.6)；柔性带状黑板(1)内侧设置有与粉笔书写平面段(1.1)平行的硬质书写背板(27)；
所述浮动张紧滚筒单元(21)能沿粉笔书写平面段(1.1)的垂直方向适应性浮动；
膨胀型滚筒单元(2)包括“收缩状态”和“膨胀状态”；
两膨胀型滚筒单元(2)均处于“收缩状态”时，所述硬质书写背板(27)的板面与所述粉笔书写平面段(1.1)内侧面紧密贴合；
两膨胀型滚筒单元(2)均处于“膨胀状态”时，两膨胀型滚筒单元(2)的外径均强制扩张，第一滚筒跨过弧面段(1.2)和第二滚筒跨过弧面段(1.6)的内径适应性变大，从而使粉笔书写平面段(1.1)与硬质书写背板(27)分离；
各所述膨胀型滚筒单元(2)均包括从上自下同轴心等距分布的若干结构环壁(3)，相邻两结构环壁(3)之间均通过呈围合式分布的结构柱阵列(9)固定一体化连接；各所述结构柱阵列(9)外均包裹有筒状的橡胶弹性膨胀筒(8)，各所述橡胶弹性膨胀筒(8)的上下端分别与相邻两结构环壁(3)同轴心固定且密封连接；若干结构环壁(3)和若干橡胶弹性膨胀筒(8)所形成的一个筒形整体的内部为液压仓(11)。
2.根据权利要求1所述的基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：将若干结构环壁(3)中最上部的一个和最下部的一个分别记为上端结构环壁(3.1)和下端结构环壁(3.2)；
上端结构环壁(3.1)内壁的环槽内设置有至少两圈O型密封圈(4)，所述上端结构环壁(3.1)的围合范围内同轴心设置有一个杯体结构(13)，所述杯体结构(13)的外壁面与所述O型密封圈(4)活动密封配合，所述杯体结构(13)内有电动升降器(5)，所述电动升降器(5)控制杯体结构(13)的上下位移，杯体结构(13)的下移使液压仓(11)内的油状物质受到挤压而增压，从而使橡胶弹性膨胀筒(8)在液压仓(11)内的液体挤压下朝外鼓胀，进而使各橡胶弹性膨胀筒(8)的外径扩展。
3.根据权利要求2所述的基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：上端结构环壁(3.1)的外圈同轴心一体化设置有外齿圈(6)，主动电机(15)的输出端驱动连接有齿轮(14)，所述齿轮(14)与所述外齿圈(6)啮合。
4.根据权利要求3所述的基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：下端结构环壁(3.2)的下端一体化密封设置有底封板(17)，所述底封板(17)上同轴心设置有转轴(10)，转轴(10)安装在固定位置的轴承座上。
5.根据权利要求4所述的基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：所述浮动张紧滚筒单元(21)转动安装在固定轴(19)上，固定轴(19)两端分别固定在两浮动座(23)上，所述浮动座(23)上固定连接有与粉笔书写平面段(1.1)垂直的导向滑杆(22)，硬质书写背板(27)上固定设置有导孔座(32)，所述导向滑杆(22)滑动穿过所述导孔座(32)上的导孔(33)，所述导向滑杆(22)外套有张紧弹簧(41)，所述张紧弹簧(41)弹性顶压所述浮动座(23)。
6.根据权利要求5所述的基于闭环循环传动的柔性黑板，其特征在于：还包括与浮动张紧滚筒单元(21)平行的擦字滚筒(20)，所述擦字滚筒(20)的外周清扫面与张紧滚轮跨过段(1.4)的外弧面紧密配合。
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