TWI500530B - 板擦機 - Google Patents

Description

板擦機

本揭示內容是有關於清理板擦之裝置，且特別是有關於一種加裝振動馬達之板擦機裝置。

黑板是普遍應用於教學的一種工具，而清潔黑板的工具當然就是板擦，但因為板擦是重複使用，因此板擦的乾淨與否與黑板有很大的關聯性。

清潔板擦的方法，從一開始單純用人力拍打，既浪費時間又不方便，且對身體也有害，後來推出手搖式板擦機及吸塵式板擦機，而目前最新的為電動拍打式板擦清潔機。前述手搖式板擦機有需親手操作及無自動吸塵的缺點：吸塵式板擦機雖具有自動吸塵的功能，卻仍需要用手將板擦來回移動才有清潔的功能，此種方式容易有清潔效果不佳的問題；電動拍打式板擦機雖可自動清潔不需要用手，但是機器內部缺乏集塵裝置，常會造成機器內部充滿粉筆灰，除了有機器損壞率高的問題，也會讓原本已清潔完畢的板擦又佈滿粉塵。

因此，本揭示內容之一技術態樣在於提供一種板擦機，以克服上述習用板擦機操作不便、無集塵裝置、清潔效果不佳及機器損壞率高的問題。

依據本技術態樣一實施方式，提出一種板擦機，其用以清潔一板擦，板擦機包含一殼體、一位移裝置、一清塵裝置及一集塵裝置。殼體具有一開口，板擦相對開口放置。位移裝置設置於殼體內，且位移裝置在殼體內往復移動。清塵裝置設置於位移裝置上，用以清落板擦之一粉筆灰，清塵裝置包含一刮片及一振動馬達。刮片相對開口且與板擦接觸。振動馬達設置於刮片，用以帶動刮片振動。集塵裝置設置於位移裝置上，且與清塵裝置連接，集塵裝置用以吸收粉筆灰。

更進一步的說，在本技術態樣其他實施方式中，振動馬達可為一扁平振動馬達。前述集塵裝置可更包含一抽風頭、一集塵袋及一抽風風扇，抽風頭用以吸入清塵裝置清落之粉筆灰；集塵袋與抽風頭相接，用以收集粉筆灰；抽風風扇與集塵袋相接，用以提供抽風頭吸入粉筆灰之吸力。又抽風頭及集塵袋之間可以一第一風管連通。另外，集塵袋及抽風風扇之間亦可以一第二風管連通。或是位移裝置可包含至少一齒條、一齒輪及一位移馬達，齒條固設於殼體內，齒條與板擦形狀的延伸方向平行；齒輪與齒條相嚙合，用以帶動清塵裝置及抽風頭移動；位移馬達連接驅動齒輪。而齒輪可為一正齒輪。此外，亦可包含一組極限開關，對應設置於位移馬達的位移路徑，且根據位移馬達之位置控制位移馬達正轉或反轉。

因此，上述諸實施方式藉由位移裝置及清塵裝置相互配合，不僅可省去手動操作的困擾，同時能提升清潔效果，而集塵裝置的設置可避免原本已清潔完畢的板擦又佈滿粉塵，另可減少機器損壞的情況。

第1圖繪示本揭示內容一實施方式之板擦機的立體圖。如第1圖所示，板擦機100包含一殼體110、一位移裝置120、一清塵裝置130及一集塵裝置140。本實施方式藉由位移裝置120及清塵裝置130相互配合達到充分清潔板擦101的目的，而利用集塵裝置140來收集因清塵裝置130振落的粉筆灰。

第2圖繪示第1圖之板擦機的分解圖。第3圖繪示第1圖之板擦機的剖視圖。如第2圖及第3圖所示，本實施方式將殼體110的外型尺寸訂為長220 mm，寬170 mm，高170 mm，且殼體110具有一開口111，板擦101相對開口111放置。

位移裝置120設置於殼體110內，且位移裝置120在殼體110內往復移動，本實施方式之位移裝置120包含一齒條121、一齒輪122及一位移馬達123。齒條121固設於殼體110內的兩側，齒條121與板擦101形狀的延伸方向平行，前述「板擦101形狀的延伸方向」是指圖式中的線L，而齒條121即與線L平行；應注意到，本實施方式中齒條121與板擦101形狀的延伸方向平行，並不代表齒條121一定與水平線平行，細言之，齒條121可與水平線夾一角度，只要齒條121與板擦101形狀的延伸方向平行即可。

齒輪122與齒條121相嚙合，用以帶動清塵裝置130及抽風頭141移動，意即清塵裝置130及抽風頭141會隨著齒輪122與齒條121嚙合的位置而移動，另外，本實施方式之齒輪122為一正齒輪。

位移馬達123固定於抽風頭141，且與齒輪122動力連接，位移馬達123用以驅動齒輪122轉動，讓齒輪122於齒條121上位移，進而帶動清塵裝置130及抽風頭141於齒條121上來回移動。

本實施方式實際製作位移裝置120的相關尺寸如下：齒條121長度為180 mm，實際使用齒條121長度為165 mm，齒輪122節圓直徑30 mm，齒數15齒，位移馬達123轉數為150 rpm。所以當齒輪122轉1又1/4圈時，必須設計控制位移馬達123回轉。

值得一提的是，本實施方式之位移裝置120雖以齒條121、齒輪122及位移馬達123組成，但此非帶動清塵裝置130及抽風頭141往復移動的唯一機構，其他如氣壓缸，只要能達成讓清塵裝置130及抽風頭141往復移動的機構，都不脫離本實施方式的設計精神。

清塵裝置130設置於位移裝置120上，用以清落板擦101之一粉筆灰，清塵裝置130包含一刮片131及一振動馬達132。刮片131相對開口111且與板擦101接觸，本實施方式讓刮片131與板擦101面垂直，且選用具有延展性的塑膠片來代替壓克力，藉由塑膠的可撓性讓刮片131在清潔中與板擦101更密貼。

振動馬達132設置於刮片131，本實施方式先於刮片131銑出直徑20 mm的圓孔H，再以緊迫的方式將振動馬達132置入圓孔H中；振動馬達132用以帶動刮片131振動，藉由振動馬達132及前述的位移裝置120，刮片131除了一邊進行位移，同時也將接觸到板擦101面上的粉筆灰振落，申請人經由實驗研究發現，振動馬達132對於清潔板擦101有正相關，刮片131與板擦101接觸面產生的振動頻率越大，清潔效果相對的也越高。另外，本實施方式之振動馬達132為一扁平振動馬達。

位移裝置120的設計免去使用者需親手拍打或手搖清潔板擦101的問題，而設有振動馬達132的刮片131，可更有效讓板擦101上的粉筆灰掉落，進而提升板擦101的清潔效果。

另一方面，由於本實施方式需於刮片131上安裝振動馬達132，為了防止振動馬達132啟動時所產生的頻率與殼體110產生共振，申請人經過長期研究及分析，請參考下表一，表一為申請人利用ANSYS 12.0分析出自然響應的前七階特徵值，此表可做為日後選擇振動馬達132的依據。

以上申請人利用ANSYS 12.0做出的結構分析和自然振動頻率分析，藉由結構分析的結果，讓本實施方式於實體製作時，能夠針對容易發生變形的結構或易發生斷裂的地方加以預防，另外，關於自然振動頻率的部分，由於上表一的自然振動頻率是從數百起跳，所以當一般外部環境產生介於1~200Hz的振動時，殼體110並不會與之產生共振的反應。藉由以上的結果分析，讓本實施方式之板擦機100有更高的強度，並有效提升其實用性。

集塵裝置140設置於位移裝置120上，且與清塵裝置130連接，集塵裝置140用以吸收粉筆灰，本實施方式之集塵裝置140包含一抽風頭141、一集塵袋142及一抽風風扇143。抽風頭141用以吸入清塵裝置130清落之粉筆灰，本實施方式將抽風頭141設計呈漏斗狀，藉以讓粉筆灰掉至中央而能被集中吸入。集塵袋142與抽風頭141相接，用以收集粉筆灰，本實施方式的集塵袋142為直徑70 mm，高60 mm的圓柱，且其上有一圓形接口，用以連接一第一風管144，換句話說，第一風管144連通了抽風頭141及集塵袋142。抽風風扇143與集塵袋142相接，用以提供抽風頭141吸入粉筆灰之吸力，與前述類似的，集塵袋142及抽風風扇143之間利用一第二風管145連通。

此外，本實施方式另包含一組極限開關150，極限開關大部分被使用在電機機械的場合，如電梯的升降或輸送帶上的物品，皆可用極限開關來加以控制。極限開關基本上是由一個簧片開關所組成，而一個精密的簧片開關(PSA)的接觸點間距最大不超過1/8英吋，因此，極限開關可說是相當敏銳，且由於簧片的接觸和分離相當快速，而有延遲時間非常小的優點。故，本實施方式將極限開關150對應設置於位移馬達123的位移路徑，並根據位移馬達123之位置控制位移馬達123正轉或反轉。

其中，本實施方式的位移馬達123採用直流馬達M，而直流馬達M的轉動方向由磁場方向和電樞電流方向決定。換言之，改變其中任何一個電量的方向，直流馬達M的轉向就會跟著改變。以常見的小型直流馬達為例，只要把直流電源的兩條線反接，就可達到反向旋轉。請參考第4圖，第4圖繪示第1圖之板擦機中位移馬達的正反轉電路圖，當啟動電源DC之後，電流流經第一感測器SW₁ 時，第一繼電器R₁ 被激磁，而第一繼電器R₁ 的常開開關R_1/a 接點開路變為閉合狀態，電流由+端流入，-端流出直流馬達M，此時直流馬達M正轉，且因設有自保持電路，所以就算第一感測器SW₁ 停止作動，直流馬達M依舊會持續作動。當電流流經第二感測器SW₂ 時，第二繼電器R₂ 被激磁，而第二繼電器R₂ 的常開開關R_2/a 接點開路變為閉合狀態，電流由-端流入直流馬達M，+端流出，則直流馬達M反轉，且因設有互鎖電路，所以直流馬達M不會產生+-端同時有電流流入的現象。

本實施方式之板擦機100的整體運作過程如下：首先，把板擦101放入板擦機內蓋上蓋子，開關開啟電源啟動後，位移馬達123、振動馬達132及抽風風扇143開始運轉，位移馬達123運轉帶動齒輪122運轉，齒輪122在齒條121上運轉，帶動刮片131在齒條121上成直線的往復運動，振動馬達132使刮片131將板擦101上的粉筆灰振落，抽風風扇143運轉產生吸力，隨即將粉筆灰吸入集塵袋142內，達成邊刮邊吸的功效。

由上述實施方式可知，應用本揭示內容之板擦機100藉由位移裝置120及清塵裝置130相互配合，既省去手動操作的困擾，同時提升清潔板擦101的效果，而集塵裝置140的設置避免清塵裝置130清落的粉筆灰四處紛飛，不僅可保持板擦101清潔，亦可減少機器損壞的情況。

雖然本揭示內容已以諸實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．板擦機

101．．．板擦

110．．．殼體

111．．．開口

120．．．位移裝置

121．．．齒條

122．．．齒輪

123．．．位移馬達

130．．．清塵裝置

131．．．刮片

132．．．振動馬達

140．．．集塵裝置

141．．．抽風頭

142．．．集塵袋

143．．．抽風風扇

144．．．第一風管

145．．．第二風管

150．．．極限開關

DC．．．電源

H．．．圓孔

L．．．線

M．．．直流馬達

R₁ ．．．第一繼電器

R₂ ．．．第二繼電器

R_1/a 、R_2/a ．．．常開開關

SW₁ ．．．第一感測器

SW₂ ．．．第二感測器

第1圖繪示本揭示內容一實施方式之板擦機的立體圖。

第2圖繪示第1圖之板擦機的分解圖。

第3圖繪示第1圖之板擦機的剖視圖。

第4圖繪示第1圖之板擦機中位移馬達的正反轉電路圖。

100．．．板擦機

101．．．板擦

110．．．殼體

111．．．開口

120．．．位移裝置

121．．．齒條

122．．．齒輪

123．．．位移馬達

130．．．清塵裝置

131．．．刮片

132．．．振動馬達

140．．．集塵裝置

141．．．抽風頭

142．．．集塵袋

143．．．抽風風扇

145．．．第二風管

150．．．極限開關

Claims (4)

1. 一種板擦機，用以清潔一板擦，該板擦機包含：一殼體，具有一開口，該板擦相對該開口放置；一位移裝置，設置於該殼體內，且該位移裝置在該殼體內往復移動；一清塵裝置，設置於該位移裝置上，用以清落該板擦之一粉筆灰，該清塵裝置包含：一刮片，相對該開口且為該位移裝置往復帶動與該板擦接觸；以及一扁平振動馬達，設置於該刮片，用以帶動該刮片以一介於1~200Hz之特定頻率振動；以及一集塵裝置，設置於該位移裝置上，且與該清塵裝置連接，該集塵裝置用以吸收該粉筆灰，該集塵裝置包含：一抽風頭，用以吸入該清塵裝置清落之該粉筆灰；一集塵袋，透過一第一風管與該抽風頭相接，用以收集該粉筆灰；以及一抽風風扇，透過一第二風管與該集塵袋相接，用以提供該抽風頭吸入該粉筆灰之吸力。
2. 如請求項1所述之板擦機，其中該位移裝置更包含：至少一齒條，固設於該殼體內，該齒條與該板擦形狀的延伸方向平行；一齒輪，與該齒條相嚙合，用以帶動該清塵裝置及該抽風頭移動；以及一位移馬達，連接驅動該齒輪。
3. 如請求項2所述之板擦機，其中該齒輪為一正齒輪。
4. 如請求項2所述之板擦機，更包含：一組極限開關，對應設置於該位移馬達的位移路徑，且根據該位移馬達之位置控制該位移馬達正轉或反轉。