CN2564361Y - 磁性颗粒书写板 - Google Patents

Abstract

本实用新型的磁性颗粒书写板，由透明夹层板面和置于夹层中预制的穴室中的自由磁性颗粒构成，磁性颗粒是内含永磁材料的辅料制成的直径越小越好的微型颗粒，其形状可以是球形或圆柱型等。自由磁性颗粒的两极自有两种颜色或分别涂覆两种不同的颜色。球形或方格形的穴室可以按横竖行逐行或逐室间隔排列或按蜂窝状排列。本实用新型另有磁性画笔即书写笔和磁性板擦与之配合使用。根据磁性颗粒的朝向，书写板可以是黑底写白字，也可以白底写黑字，还可以彩色底色写其它不同的彩色字迹。

Description

磁性颗粒书写板

                     实用新型所属技术领域

本实用新型属于文化用品，特别是书写使用的环保型磁性颗粒无粉尘书写板。

                          现有技术背景

在有糙面的木质或毛玻璃黑板上用粉笔写字，再用板擦擦去，因粉尘飞扬，是一种严重污染教学环境，危害老师和学生健康的现有黑板书写方式。

现有的不用粉笔的书写技术，是一种磁性书写板，是在书写板的下面放置一些铁粉，利用磁铁棒在书写板上移动将铁粉吸附在书写板底面上显示出移动的轨迹；需要擦掉铁粉时，再使用一个置于书写板底面的刮尺将铁粉刮去。其存在的缺点是只能在书写板水平状态下使用，否则铁粉会依重力沉聚在书写板的下侧，而无法使用。此外，使用现有技术字迹也不清晰。而且由于散放铁粉，限制了这种书写板的板面的规格，而不能做得很大。

另外，应用压电技术及屏幕触摸技术，虽然也可以实现书写板显示字迹的功能，但其造价昂贵，一般场合无法配备。而本实用新型的廉价特征及其实用性，使本实用新型便于推广应用。

                            实用新型内容

使用粉笔在木质或毛玻璃等材料制成的黑板上写字，是长久以来城乡学校教室里老师上课时最流行的写字方式。这种方式在教室中导致粉尘飞扬，污染环境，尤其危害老师的健康，多年下来教师中患矽肺病者屡有发生。为了净化教学环境，为了提高老师在黑板上写字的效率，提高擦黑板的速度，为了降低教学成本，本实用新型提出了一种无粉尘污染，擦字方便、低成本、可反复使用的磁颗粒书写板。

本实用新型提出环保型无粉尘磁性颗粒书写板，可以不受限制地制做成各种大小且可任意放置，应用于各种场合中。

本实用新型磁性颗粒书写板，由透明夹层板面和置于夹层中予制的密布一层的穴室中的自由磁性颗粒构成。这里“穴室”是指放置磁性颗粒的圆球形的或正方体形或其它形状的互有间隔的空位。磁性颗粒是由永磁材料或部分是永磁材料制成的或仅含有永磁性材料并带有磁性且直径越小越好的微形颗粒，其形状可以是球形、圆柱形或中空柱型或其它不影响有两个极性的形状。自由磁性颗粒的两极分别具有两种颜色，其颜色可以是材质本身的，也可以是涂复的。

本实用新型还包括磁性画笔即书写笔和磁性板擦；磁性画笔的两端笔尖和板擦的两个侧擦面设计成相反的两个磁极。本实用新型的穴室设置，可以在双层夹板中密布或是一整层，夹层板至少有一层是透明材料，另一层是封装板或附着在封装板上，密布一层的穴室可以是复合形成的，也可以是与夹层一体化予制的。本实用新型夹层板可以是一体板，板体的材料可以是塑料或铜材，其中因铜材耐用、延展性好、光滑且有隔磁作用，在不太计较成本的场合可能被优先采用。当考虑降低成本时，则可采用塑料或其它可成型的材料直接压制而成。

密布的整层穴室可按横竖行逐行或逐室间隔排列或按蜂窝状排列。一切使穴室紧密排列，并使相互之间的间隔尽量缩小的排列方式都是可取的。但可以尽量减少磁性颗粒的相互影响的排列方式应被优先采用。正方形的穴室可按错半位排列，也可以像围棋盘一样排列。使放入其中的任何一个柱状磁性颗粒的轴向方向的两端与邻近磁性颗粒的轴向垂直，是最为合理的排列方式，这样可以有效地减少磁性颗粒转动时的周边干扰。磁性颗粒在穴室内受外界磁力作用可以自由活动，并在外界磁力的作用下转向，在磁力消失后可以稳定地停留在转动后的状态。

本实用新型在使用时，磁性书写笔的笔尖与正在使用的板擦擦面的磁极相反。使用书写笔在书写板上移动时，由于异性相吸使自由磁性颗粒反转并显出一个极的颜色，例如当用板擦的N极擦书写板时，N极涂有白色的磁性颗粒，其白色部分都因同性相斥而转动朝向里面，因异性吸且涂有黑色的S极全部朝外，于是书写板变成了黑板；反过来，书写板就变成了白板。这时，用书写笔的S极写字，笔尖划过部分的磁粒的黑色S极立即转向朝里面，其白色的N极转出来，笔尖所过之处，就出现了白色的字。相反的情况，则可以在白色的板上写出黑色的字。而且都极易擦掉。

为了保证磁性颗粒转动前后的两种颜色能充分显现而不会停留在同时呈现两种颜色的灰色状态，本实用新型还可以将磁性颗粒的形状或密度的均匀性加以改变，使之在运动过程中，只有两个稳定的状态，类似于电路器件中非此即彼的“双稳态”。使其中一个稳态显示一种颜色，另一稳态显示另一种颜色。两个稳态即两种颜色的切换靠外界磁极的接近来驱动。

本实用新型提出两极具有两种不同颜色的自由磁性颗粒和在双层书写板的夹层中设置或予制一层密布的穴室，以及置于该层穴室内的可转动变色的磁性颗粒的两极具有或涂复不同颜色，是区别于一切现有技术的实质性特点。

根据本实用新型制做的书写板可以克服现有技术存在的缺点，即，不再产生粉尘污染，擦净方便；可以在任何放置状态下使用，也可以不受限制地按照需要制做成任意大的规格。书写后字迹清晰，可以在白板上写黑字，也可以在黑板上写白字，而且擦除非常容易，没有粉尘污染。在需要写大字的场合，采用大颗粒的，在教室等需要小些字的场合，可采用较小颗粒的磁性颗粒。

当需要彩色底色及能写出彩色字迹时，本实用新型还可以将夹层板及磁性颗粒上涂复的两种颜色改用任何颜色，例如绿底写兰字，兰底写红字等。

本实用新型的书写板可以制做成为较小的方块，例如60厘米宽，90厘米长的标准块，当需要较大面积时，可以用标准块拼装。

另外，设计一组通电后产生磁性的螺线管，制成平板或棒状的磁性擦板，接通电源后，即可用手移动或设计一个移动机构使之自动平移，在书写板上平移之后，即可改变双色磁性的朝向，使磁性颗粒转向复原，使同一颜色朝向一致，以此擦除字迹，使之自动化程度提高。

本实用新型可广泛地应用于学校教室、办公室、布告栏以及广告牌等场合。随所需字号之大小，磁性颗粒可有不同之大小。当用于大型广告牌时，磁性颗粒可以很大，每颗磁性颗粒直径可达到1厘米或更大。此时，为减轻重量，磁性颗粒应做成中空的。例如当磁颗粒是圆柱型时，可以做成圆筒状以降低成本。

本实用新型在书写板上形成笔迹的方式，实际上与电脑中用点阵形成汉字的基本原理并无不同。只不过这里的每一个点，都是在穴室中可以自由转向的磁性颗粒，而每一个磁性颗粒的N极和S极，各有一种明显不同的颜色。

本实用新型在书写过程及擦净过程中无粉尘飞扬，克服了现有方式带来的环境污染，又因不再使用粉笔可以节省开支，因而可望成为现行教学课堂板书方式的更新换代技术。

                         实用新型的实施方式

本实用新型的实施例如附图所示：

附图1和附图5是本实用新型书写板的两个实施例的断面示意图；附图2、附图3部分是永磁材料的圆柱体磁性颗粒示意图，附图4是穴室半错位排列示意图。

图中的数字标号分别表示：1、底面夹层，2、表面夹层，3、圆球形穴室，4、球形磁珠，5、方格形磁室，6、圆柱形或圆筒状磁性颗粒，7、磁针，8、磁片。

结合实施例对本实用新型加以具体说明：本实用新型书写板由夹层1、2和在其间予设或予制的密布一层的穴室3或5构成，夹层的一层可以是用便于成型的材料如塑料板压制成型或用铜材冲制而成，该层上密布的球形或正方体形穴室可以按横竖行排列，也可以按蜂窝状排列；夹层板的穴室也可以是方格室，每个方格室与其邻近两行的方格室相互错半位排列。在穴室中放置自由磁性颗粒，自由磁性颗粒的两极分别具备或涂复两种不同的颜色，例如黑白两种颜色，或兰红两种颜色。穴室在夹层板1、2中可以依点阵式密置。在采用塑料板材制做时，微型的穴室可以用热成型法或注塑法制成。夹层板1、2至少有一面是透明的，作为书写面板，可用磁笔在上面书写，磁笔即书写笔可依所需笔画粗细制成触点不同的大小型号。两夹层板也可以在制做时连结为不可拆的一体，将自由磁性颗粒密封在穴室中。穴室的尺寸以小为好，为保证字迹平滑，穴室的直径最好在1毫米左右，如果制成1毫米，在教室中使用，效果更好。自由磁性颗粒可以采用或含有永磁材料铝铁硼、铝铁钴的永磁场材料制做为正园球形磁性颗粒4，N极S极分别在球体的两个不同颜色的半球面中心处；或者制成的直径与高度等长的圆柱型或中空圆柱形即圆筒型磁性颗粒6，N、S极分别在圆柱体6的左右两侧，并具有或涂上明显色差的两种颜色。

磁性颗粒的磁性及大小要均匀且表面光滑，如果没有制造，或工艺上的困难，磁性颗粒越小越好。最好在颗粒成型前经过生产流水线充磁。在制做时可以用不同颜色的材料制成两极，使之两极颜色不同，或在充磁后再分别将不同的磁极电渡上或涂上不同的颜色。当磁性颗粒的材质是黑色时，只在一个磁极端涂复白色即可，以便降低生产成本。涂色的方法可以采用喷色法、镀色法或其它化学着色方法。总之，一切能使磁球的两个半球或磁柱的两个半柱面染上均匀一致又牢固的两种不同颜色的方法都可以使用。着色以后的球状或柱状、圆筒状的磁性颗粒，其表面应当光滑没有毛刺及不平整的表面，以此保证磁性颗粒在穴室内自由活动。

由于采用全磁体的永磁合金磁性颗粒存在成本高、重量大影响大面积推广的缺点，发明人提出并试验成功了本实用新型的两个实施例。即采用部分是永磁材料的磁性颗粒。一种磁性颗粒是由塑料制成的外径与高度等长的圆柱体或中空圆柱体6如附图2所表示，圆柱体或中空圆柱体6表面的两个半柱面具有或者涂有两种颜色，在柱体或管体中部与轴线垂直，设置至少一个用永磁材料制成的磁针7，磁针7的两端位于两侧柱面不同颜色的中线上，一端是N极，另一端是S极。这种磁针可以是使用或含有铝铁硼、铝铁钴类永磁材料制做的直径0.2-0.5毫米事先充磁的线材。可以在磁性颗粒成型时一次成型设制在颗粒中。

发明人实施的另一种磁性颗粒，也是用塑料制成的外径与磁性颗粒的高度等长的圆柱体或中空圆柱体6如附图3-1和附图3-2所表示，圆柱体或中空圆柱体6表面的两个半柱面具有或者涂有两种颜色，在该两种颜色构成的两个半柱面的中线形成的轴向中切面位置，设置永磁体材料制成的磁片8，磁片8的左右两侧边端位于两侧不同颜色的中线上，一端是N极，另一端是S极。这种磁片是使用铝铁硼或者铝铁钴或含有这类强磁材料的合成材料制做的厚度0.1-0.2毫米，宽度为1-2毫米的带材，带材的宽度与圆柱体外径相同，例如可以是1.5毫米。可以在磁性颗粒成型时一次性设置在其中。

上述的这两种磁性颗粒中的磁针和磁片的两端或两侧端，既可裸露也可以包覆在圆柱体中。采用上述这两种部分使用永磁合金材料的磁性颗粒，可以使产品成本大幅度降低，重量大为减轻，生产工艺更加简化，产品的大小和磁性均匀度更好，从而使本实用新型更便于推广应用。

本实用新型的书写笔和板擦，可以做成习惯使用的多种直径、多种外观的笔形和板擦形，其磁性则可用多个条形磁体并列捆绑而成。因原理简单，易于制做，故此略去图示。

这里介绍本实用新型的三项实施例，其夹层板1、2可以是两层复合结构，也可以是在制做时使其成为一体；两种结构都必须使实施例之一的圆形穴室3密封，牢固，使磁粒不会跑出去。如图1所示；或必须使实施例之二的方形穴室5密封，如图5所示；并使实施例一的球形磁珠4，或实施例二的中空圆柱磁体6在密封的穴室3或5中可以受磁笔笔尖的磁力作用而转向变色。本实用新型在制做非圆球状磁性颗粒时，应保证磁性两极在柱形磁体的侧面即两个半柱面上，即在与其轴线平行的两个半柱面上分布有两个黑白双色的磁极或涂复两种颜色，当遇到磁性书写笔时，非球状的磁性颗粒会以轴线为轴转动，将被吸引的一面转出来以其颜色形成笔迹或被板擦擦成统一的一个颜色。

实施例之二的磁性颗粒可以是由铁氧体或其它合适的永磁材料制成的最好其直径与高度等长的实心圆柱形磁体6，N、S极分别在圆柱体的两侧的两个半柱面上，如图2所示；中空圆柱形磁体6在方形穴室横竖间隔排放，如图4、图5所示，其优点在于：中空圆柱体可以减轻磁体重量，降低成本，并且纵横间隔排列的圆磁柱在转动时不会带动周围的磁柱，同时可以使磁性颗粒的间隔小，而使书写板上显示出的书写色彩均匀明显。

作为本实用新型的第三个实施例，本实用新型还可以使用塑料制成球体，将磁针设置在直径方向，以两个磁极为中心，涂色不同的颜色或用不同颜色的塑料注型，以此形成的球形磁性颗粒，也可以用圆片状的磁片或磁环来代替磁针，只须在圆片或环形磁片充磁时，保证圆片或环形磁片的两个磁极对应着两个不同的颜色区域的中心即可。

以上三种局部或部分采用永磁材料制成的磁性颗粒，其非磁性部分实际上只是辅料，可以是塑料，不能被磁化的金属如铝等廉价金属，或任何其它不能被磁化的材料。只要保证能把磁针、磁片予置其中，并能复着两种表面颜色对应两个磁极即可。

大批量生产的方法，可以是在磁性颗粒自动化连续成型的过程中，根据具体成型磁性颗粒的要求，预先一次性将磁针或一定厚度的磁片或磁环，随注塑或压制的流水线，源源不断地送入成型设备，压制在其中。磁针可以是长长的像漆包线一样的永磁线材，磁片可以是长长的扁的永磁线材。成型之后用专用设备自动切割压入磁性颗粒的磁针，或连同磁片一起切割成磁性颗粒。运用特制的切割磁性颗粒的设备要保证切割的磁针没有毛刺，或切割的磁性颗粒大小均匀而光滑。永磁线材或扁线材的磁性要稳定长久不变，材质要有弹性，尽量降低脆性。这一切可用试验的方法加以优选确定。

在以上实施例中，为保证生产的自动化及质量，须先将具有合适延展性和适度磁性的磁性材料拉制成直径不超过0.5毫米的线材并自动充磁，或者拉制成线材后再轧成厚度不超过0.5毫米的薄带再将其两个侧边充磁。如此制作的磁性不易断裂的线材或带材，便可自动送入注塑机或磁性颗粒自动成型机，实现大批量自动生产。

同样，穴室层的生产，可以设计专用冲压成型机或注塑成型的设备，大批量生产。

在本实用新型实施过程中，磁性颗粒的磁性强弱，以及磁性笔、板擦尺寸及其磁性的强弱均需要通过试验进行优选，使之达到最佳匹配。特别是磁性颗粒与书写笔笔尖的磁性大小要达到笔迹清楚，既不断笔画，又不使笔画浸润放大的最佳程度。通过调整磁性大小或改变材料是易于实现的。

由于本实用新型材质很轻，薄而柔软，故其制成品可以卷起来便于携带，小者装入书包，大者展开挂在墙上或教室里。同时，大的款式也以由多个小的款式拼合而成。

Claims (8)

1、一种活动磁性颗粒书写板，其特征在于在双层板面形成的夹层间密布一层穴室，每个穴室中都有一个两极具有不同颜色的自由磁性颗粒，当有外来磁极靠近时，自由磁性颗粒可因同性相斥、异性相吸发生转动而改变颜色。

2、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于还有磁性书写笔和磁性板擦；磁性书写笔的两端笔尖和板擦的两个侧擦面分别是磁极的两极。

3、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于密布的穴室予制在至少有一层是透明的夹层中，其中透明的一层作为书写面，另一层夹层可作为封装板或附着在封装板上。

4、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于夹层的两个层面之间密布的穴室可以是圆球形按蜂窝状排列，也可以是方格室，相邻的方格室可纵横成行且相邻的行按错半位排列。

5、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于磁性颗粒是由包含有永磁材料的材料制成的微形颗粒，其形状可以是球形，N、S极分别是两个半球；也可以是圆柱形或圆筒型，N、S极分别在圆柱体的两个半柱面上，两个半柱面具有不同的颜色。

6、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于磁性颗粒是由含永磁材料的辅料制成的球体或圆柱体，球体的两个半球或圆柱体表面的两个半柱面上具有或者涂有两种颜色，球体的直径方向在柱体或管体的中部与轴线垂直的方向上设置至少一个永磁体材料制成的磁针，磁针的两极位于不同颜色的两个半球面或两个半柱面的中心点上，一端是N极，另一端是S极。

7、如权利要求1所述的磁性颗粒书写板，其特征在于磁性颗粒是由内含永磁材料的辅料制成圆柱体或中空圆柱体，该圆柱体或中空圆柱体表面的两个半柱面上具有或者涂有两种颜色，在柱体或管体的轴向中切面位置上，设置永磁体材料的磁片，磁片的两个磁极位于不同颜色柱面的中线上，一端是N极，另一端是S极。

8、如权利要求1或6或7所述的磁性颗粒书写板，其特征在于磁性颗粒的构成材料有永磁材料和辅料，其辅料可以是用不同颜色的塑料注塑成型或其它可与永磁材料在一起成型且具有或可涂上不同颜色的任何材料制成。

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