CN202031373U

CN202031373U - 可自动升降旗的国旗模型

Info

Publication number: CN202031373U
Application number: CN2011201336261U
Authority: CN
Inventors: 陶雪葆; 周祖安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-04-29

Abstract

本实用新型公开了一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮，与连接有旗面的重力式套杆相连。实现了微型国旗模型奏国歌、升国旗、旗帜飘扬等动作的集成与协调，升降旗过程生动、逼真。可作为工艺品摆放于办公室和家庭。

Description

可自动升降旗的国旗模型

技术领域

本实用新型涉及一种小型工艺品国旗模型。

背景技术

公知的国旗模型包括旗杆和底座，旗杆下端插入底座，旗杆上端安装有旗面。该国旗模型不具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能，显得单调乏味。

发明内容

为了克服公知的国旗模型不具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能的缺陷，本实用新型提供一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，重力式套杆连接有旗面，旗杆下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，出风口向上的涡轮式鼓风机位于旗杆旁，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮，与连接有旗面的重力式套杆相连，底座上面设有风孔和旗面进出孔。

所述的控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路，微控制器采用MSP430F427芯片，MSP430F427芯片的1脚和64脚接电源电路正极，62脚和63脚接电源电路负极，MSP430F427芯片的39脚、38脚、37脚、36脚分别与TZ-1液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427芯片的12脚至30脚分别与TZ-1液晶显示电路的23脚至5脚对应相连，MSP430F427芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口对应相连，MSP430F427芯片的51脚与限位开关电路的第一限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的50脚与限位开关电路的第二限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚对应相连。MSP430F427芯片的49脚与奏国歌电路的三极管的基极相连。MSP430F427芯片的47脚、46脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路的6脚、5脚对应相连。

本实用新型的优点：采用机电一体化技术，实现了微型国旗模型奏国歌、升国旗、旗帜飘扬等动作的集成与协调，可每日定时升降，升降旗过程生动、逼真。旗面升起后风机转动，使旗面迎风招展；旗面下降后则隐藏于底座内，使国旗台显得简洁、美观。

在国旗台台面上设置有按键和显示屏，另外，该国旗模型配备遥控器，国旗的升降、手动自动模式切换等操作，可通过按键，也可通过遥控实现。遥控有效距离达50米。显示屏用于实时显示系统的当前时间，以及国旗模型的当前状态。特别适合政府机关、学校、部队、企事业单位等主体的各类办公场所，陶冶情操，增加爱国情怀。

国旗升降过程通过定时或遥控实施，辅以国歌奏放、鼓风等功能，整个升降旗过程形象逼真、赏心悦目。

采用可充电电池或外接电源供电，运行功耗低，电池使用寿命长。具有模式转换功能，随时可以切换到自动或手动状态。配备遥控器，对国旗模型的操作可通过面板，也可通过遥控实现。

模型具有自动走时功能，当前时间通过显示屏实时显示，系统时间以及国旗自动升降时间的调整通过按键实施，调整后的时间存储在微控制器的信息存储器内，即使掉电信息也不会丢失。程序控制，自动化程度高，结构简单，运行可靠，操作方便。

用微控制器对升降国旗全过程进行控制，合理解决音乐、鼓风、使国旗停至某一高度、遥控等问题。

旗面固定于重力式套杆上，重力式套杆可在旗杆上自由滑动，牵引绳牵引套杆从而实现国旗升降。国旗在卷扬机正向转动时升起，反方向旋转时放松牵引绳，套杆在重力作用下自由下落。单线牵引方式，解决了因双线不易绷紧，滑轮打滑而旗面不动的问题。

采用滑块横向移动的距离控制国旗高度，滑块及限位开关安装在底座内，在卷扬机转动时滑块前后运动，通过设定滑块与两端限位开关远近，对升降旗高度进行控制，解决了因国旗模型旗杆较细限位开关不便设于旗杆顶端的问题。

涡轮式风机安装于底座内，不通过旗杆传输风力，而是出风口向上，由国旗平台上平面风孔直接作用于旗面，风力大，隐蔽性好。

降旗后旗面隐藏于底座内，使模型任何时候都具可看性。

附图说明

图1是本实用新型的机械机构示意图。

图2是本实用新型的风孔结构示意图。

图3是本实用新型的控制电路原理框图。

图4是本实用新型的微控制器电路原理图。

图5是本实用新型的电源电路原理图。

图6是本实用新型的液晶显示电路原理图。

图7是本实用新型的按键电路原理图。

图8是本实用新型的限位开关电路原理图。

图9是本实用新型的卷扬机鼓风机控制电路原理图。

图10是实用新型的奏国歌电路原理图。

图11是本实用新型的遥控电路的发送电路原理图。

图中1.卷扬机、2.滑块、3.第二限位开关（双刀单掷）、4.拨针、5.滑槽、6.第一限位开关（单刀单掷）、7.螺杆、8.涡轮式鼓风机、9.出风口、10.滑轮、11.重力式套杆、12.旗面、13.牵引绳、14.旗杆、15.底座上平面、16.风孔、17.旗面进出孔、18.旗杆孔。

具体实施方式

在图1和图2中，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆14，旗杆14两端连接有滑轮10，旗杆14套有重力式套杆11，重力式套杆11连接有旗面12，旗杆14下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机1和涡轮式鼓风机8，出风口9向上的涡轮式鼓风机8位于旗杆14旁，卷扬机1连接有螺杆7，螺杆7上配合有带螺纹的滑块2，滑块2位于滑槽5内，滑块2连接有拨针4，两个限位开关3、6分别位于滑槽5一侧的两端，卷扬机1上固定的一根牵引绳13经过旗杆14两端的滑轮10，与连接有旗面12的重力式套杆11相连。

在图2中，底座上平面15设有风孔16和旗面进出孔17。

在图3中，控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路、控制面板电路、遥控电路、电源电路。

在图4 至图11中，微控制器采用MSP430F427芯片M1，MSP430F427芯片M1的1脚和64脚接电源电路正极VCC，62脚和63脚接电源电路负极，MSP430F427芯片M1的39脚、38脚、37脚、36脚分别与TZ-1液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427芯片M1的12脚至30脚分别与TZ-1液晶显示电路U1的23脚至5脚对应相连，MSP430F427芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4对应相连，MSP430F427芯片M1的51脚与限位开关电路的第一限位开关SW15的P1.2脚相连，MSP430F427芯片M1的50脚与限位开关电路的第二限位开关SW16的P1.3脚相连，MSP430F427芯片M1的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚P1.0、P1.1、P1.5脚对应相连。MSP430F427芯片M1的49脚与奏国歌电路的三极管T4的基极2相连。MSP430F427芯片M1的47脚、46脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路U5的6脚、5脚对应相连。

微控制器采用TI公司的MSP430F427芯片M1作为主控芯片，该芯片自带液晶驱动功能，通过编程实现国旗模型的自动走时功能，并实时在TZ-1液晶屏U1显示出来。

电源电路中，采用了2个可充电的3.6V的纽扣电池BT1和BT2供电，其中电池BT1用于实时对微控制器MSP430F427芯片M1不间断供电，确保系统在不接外电的情况下的自动走时，电池BT2则用于给扬声器供电。插座J1为12V外接电源接口，用于给卷扬机1和涡轮式鼓风机8供电，并实现给电池BT1和BT2充电。

液晶显示电路采用定制段码TZ-1型液晶。

奏国歌电路采用TS-088B0国歌音乐芯片U4，国歌的播放与停止由MSP430F427芯片M1的49脚控制。三极管T4的发射极连接国歌音乐芯片U4的1脚和2脚，扬声器接在国歌音乐芯片U4的1脚和4脚。

按键电路在控制面板上设置有12个按键，各按键的功能分别说明如下：

（1）“电源”键SW1：控制12V外接电源是否给卷扬机和鼓风机供电；

（2）“上升”键SW2：手动使国旗上升与停止；

（3）“下降”键SW3：手动使国旗下降与停止；

（4）“小时”键SW4：设定国旗升与降的小时数；

（5）“分钟”键SW5：设定国旗升与降的分钟数；

（6）“清除”键SW6：设定状态下数据的清除；

（7）“时钟”键SW7：功能键，退出当前设置；

（8）“设定”键SW8：升、降国旗时间的设定；

（9）“模式”键SW9：控制自动和手动模式切换；

（10）“声音”键SW10：控制国歌的播放与停止；

（11）“风机”键SW11：控制风机的开与关；

（12）“复位”键SW12：重新设定时钟和国旗自动升降时间。

判断国旗升降到底或到顶是通过滑块2触碰其两端的2个限位开关3（图8中的SW16）和6（图8中的SW15）实现的，6为国旗到底限位开关，3为国旗到顶限位开关。其中，3为双刀单掷开关，一组用于控制国旗到顶限位，另一组用于国旗到顶后接通鼓风机电源。

卷扬机鼓风机控制电路中，U2、U3分别为隔离光耦TLP521-1和TLP521-2，用于组成光耦隔离电路。T1、T2、T3为三极管9013，分别和其左边的2个电阻组成共基极放大电路。RL3为6个引脚的继电器，具有2组常开触点。RL1和RL2为8个引脚的继电器，其触点连接关系如图中的标示所示。其中，RL1用作卷扬机1的正反转转换，RL2用于开启和切断卷扬机1的工作电压。

“DJ+”和“DJ-”分别接卷扬机1的两极，口线P1.1用作卷扬机1电源开关，口线P1.0用于控制卷扬机1的正、反转。当P1.1为低电平、P1.0为高电平时，卷扬机1反时针转动；当P1.1为低电平、P1.0为低电平时，卷扬机1顺时针转动。当P1.1为高电平时，继电器RL2松开，卷扬机1的供电电压为0，卷扬机1停止转动。

鼓风机8的一端接继电器RL2的3脚，另一端接地，口线P1.5用作控制鼓风机8的开关。当P1.5为高电平时，光耦U3右端两个引脚处于断开状态，从而三极管T2截止，继电器RL3的线圈引脚2、5间电压为0，鼓风机8保持静止。当P1.5为低电平时，光耦U3右端两个引脚处于导通状态，从而三极管T2导通，继电器RL3的线圈引脚2、5间电压为12V，鼓风机8处于运转状态。

卷扬机1和鼓风机8通过继电器RL2保持联动状态，即：当卷扬机1转动时能确保鼓风机8保持静止，只有卷扬机1停止运转时，才允许启动鼓风机8进行鼓风。

遥控电路采用TI公司的CC430F5137芯片作为主控芯片设计制作，遥控电路分为接收电路和发送电路，图11为遥控电路的发送电路，遥控电路的接收电路与发送电路一致，但不包括按键K1和K2。发送电路中，当按下按键K1或K2一次，发送电路会向接收电路发出遥控信号，接收电路收到遥控信号后，会通过CC430F5137芯片U5的6脚（P1.5）或5脚（P1.6）发出一个低脉冲。CC430F5137芯片U5的6脚（P1.5）或5脚（P1.6）分别与MSP430F427芯片M1的47脚、46脚相连，用于控制国旗的升降。接收电路中，CC430F5137芯片U5的6脚或5脚每发出1个低脉冲，等同于在控制面板上按下“上升”或“下降”键1次。

通过控制面板上的按键和液晶显示屏相配合，预先设定升旗时间。到时间后（或按动上升键），微控制器M1控制卷扬机1转动，牵动牵引绳13，使旗面12升起，同时使滑块2移动。

待旗面12露出底座后，国歌响起，开始进行升旗仪式。旗面12徐徐上升至旗杆14顶端，音乐结束，卷扬机1使滑块2移至顶端，触碰第二限位开关3，卷扬机1停止转动，鼓风机8启动，通过国旗平台上平面所开的的风孔16吹向旗面12，使旗面12飘扬。此时，可通过按下“风机”按键SW11，实现鼓风机停止转动或重新启动。

待降旗时间到（或按动下降键），微控制器控制卷扬机1反方向旋转，放松旗面牵引绳13，旗面12在重力式套杆11重力作用下向下滑移，实施降旗过程。因卷扬机1反方向旋转，滑块2反方向运动。旗面12降至底座后，滑块2反方向到达顶端，触碰第一限位开关6，卷扬机1停止转动，降旗过程实施完毕，等待升旗过程，如此循环往复。

微控制器控制卷扬机1、扬声器、涡轮式鼓风机8。滑块2在卷扬机1转动时可往复运动，触碰第一限位开关6、第二限位开关3，以实现对升降旗高度的控制。

Claims

1.一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，其特征在于旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，重力式套杆连接有旗面，旗杆下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，出风口向上的涡轮式鼓风机位于旗杆旁，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮，与连接有旗面的重力式套杆相连，底座上面设有风孔和旗面进出孔。

2.根据权利要求1所述的可自动升降旗的国旗模型，其特征在于控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路，微控制器采用MSP430F427芯片，MSP430F427芯片的1脚和64脚接电源电路正极，62脚和63脚接电源电路负极，MSP430F427芯片的39脚、38脚、37脚、36脚分别与TZ-1液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427芯片的12脚至30脚分别与TZ-1液晶显示电路的23脚至5脚对应相连，MSP430F427芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口对应相连，MSP430F427芯片的51脚与限位开关电路的第一限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的50脚与限位开关电路的第二限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚对应相连，MSP430F427芯片的49脚与奏国歌电路的三极管的基极相连，MSP430F427芯片的47脚、46脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路的6脚、5脚对应相连。