一种上下推拉式高效自洁黑板的制作方法

本发明涉及教学用具领域，具体是一种上下推拉式高效自洁黑板。

背景技术：

在现代教学中，虽然投影仪已普遍使用，但课堂教授所用工具仍然是以黑板和粉笔为主，尤其在初、高中教室上课的粉笔使用量相当大，黑板使用频繁。即使现在教室中很多已配备有具有多面黑板的上下推拉式黑板组，但毕竟每面黑板也要经教师或学生将粉笔笔迹擦拭干净后方可再次使用。目前可采用的黑板笔灰去除方法普遍是使用手掌大小的黑板擦来将黑板笔迹一一擦除，但所需擦拭的板面一般较大，费时费工，且正面擦除粉笔笔迹时易造成粉笔飞扬，污染教学环境。除此之外，由于擦除粉笔灰时，大量的笔灰粘附于黑板擦工作表面，容易存在积灰较多、不易清除干净等情况，因而实际的擦拭效果往往也并不理想。

为此，中国专利cn106114015a公开了一种自洁式履带黑板擦装置及其使用方法。该装置通过人工推动安装在黑板正面上的盒体，使盒体里的擦毛清除黑板上的笔灰，且再通过刷毛清洁擦毛，使该装置对黑板的清洁效果较好，清洁彻底。但其清洁黑板时需人工分多次将装置横向移动，且每横向段的纵向清灰时，相对于整个黑板面来说清灰截面较小，整个清灰过程仍较为麻烦，清灰时间长。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种上下推拉式高效自洁黑板，该装置无需依靠手工采用黑板擦或相关板擦装置二次重复擦除黑板笔迹，仅依靠教学人员上下推拉所需用的黑板即可实现该黑板的黑盒式板面笔灰擦除工作，过程简单，结构稳定可靠，高效便捷，有效的解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种上下推拉式高效自洁黑板，包括：轨道固定装置、多维传动装置、板面擦灰装置、清灰装置和集灰腔体；所述轨道固定装置是将黑板架上的上、下滚轮及链条连接杆分别安置在左右外框架上设置的上、下轨道及链槽中运行；所述多维传动装置是齿轮条、齿轮及蜗轮蜗杆的组合传动机构；所述板面擦灰装置通过万向联轴器、滚筒转轴及涡轮的相互连接转动，再经压座弹簧抵压支座使其上擦灰滚筒压住黑板正面；所述清灰装置通过在凸轮槽内滑动的凸轮连接件，将齿轮的转动转化为清灰毛刷的左右移动；下方设有集灰腔体。

进一步的，所述轨道固定装置包括左、右外框架，安装在其上所设的链轮支撑轴上的链轮及与链轮啮合的链条。所述左、右外框架上都设有上滚轮轨道、下滚轮轨道，链条轨道和齿轮条，且左、右外框架上的各个轨道及齿轮条布局相互对称。所述左外框架轨道布局上优选地，使上滚轮轨道与下滚轮轨道的中心线在同一竖直线上，且上滚轮轨道较下滚轮轨道宽而浅，以区分上、下滚轮轨道交错部分，实现交错部分各轨道运行的有序变轨。所述的链条轨道置于上、下滚轮轨道的左边，且较下滚轮轨道更深，使上、下滚轮的运行限位在链条轨道之外，保证三条轨道各自独立运行且不发生干涉情况。所述齿轮条置于上下滚轮轨道的右端，当黑板在靠近外侧的的轨道上运行时，带内凸轮槽的齿轮与齿轮条啮合，将下拉力转化为动力源而使齿轮转动。所述链条与黑板中耳座上的链条连接杆固定，并通过链轮挂住黑板，同时使上下两块黑板的轨道运行位置彼此相关，保证上、下黑板在轨道内的有序运行而不发生互卡现象。

进一步的，所述多维传动装置包括置于上、下滚轮轨道右端的齿轮条、与齿轮条啮合的带内凸轮槽的齿轮、通过平键连接实现与带内凸轮槽齿轮固定的蜗杆及与蜗杆啮合的蜗轮。所述蜗轮安装在蜗轮耳座上。所述多维传动装置通过带内凸轮槽上的齿轮与靠近外侧的齿轮条的啮合实现齿轮的转动，通过其上的内凸轮槽将旋转运动转化为清灰装置所需的左右移动，通过蜗轮蜗杆的啮合实现擦灰装置所需的逆时针方向的低转速运行。所述的蜗轮蜗杆根据黑板左右两边的旋转方向的不同，同时分为顺、逆时针两类，保证板面擦灰装置及清灰装置的运行状况合理。

进一步的，所述擦灰装置包括安装在黑板底座上的滚筒支座、安装在底座与滚筒支座中间部位的压座弹簧、安装在滚筒支座上的万向联轴器、与万向联轴器连接的滚筒转轴以及安装在滚筒转轴上的无尘擦灰滚筒。所述滚筒转轴通过万向联轴器与蜗轮轴心连接实现转动，再通过多个万向联轴器及多个滚筒转轴的连接逐级传动，最终实现无尘擦灰滚筒的逆向低转速转动擦拭黑板。所述无尘擦灰滚筒通过压座弹簧抵压支座实现与黑板正面的紧贴，保证各段擦灰滚筒的受压充分，且使压力具有一定的韧性。无尘擦灰滚筒受压期间产生的轴心误差通过万向联轴器予以消除。所述无尘擦灰滚筒内装有一层柔软的海绵垫，其表面为带有细纹纹理的无尘擦布。

进一步的，所述清灰装置包括安装在毛刷滑道上的清灰毛刷、连接左右两段清灰毛刷的毛刷连接件以及将毛刷与凸轮槽关联的凸轮连接键。当擦灰滚筒逆向旋转擦灰时，清灰毛刷经凸轮连接件在凸轮槽内运行，并将其旋转运动转化为左右往复运动，实现对无尘擦灰滚筒的清灰工作。所述毛刷连接件为一弹性连接件。

进一步的，所述集灰腔体为一去盖的长方体状集灰腔体。该腔体位于无尘擦灰滚筒的下方，腔体的排灰口位于腔体底面。当长方体集灰腔体的粉笔灰储量到达预定值时，将长方体集灰腔体的下端的排灰口打开，使笔灰倾泄排出并导入垃圾桶，完成集灰腔体的排灰工作。

本发明的优点：

1.无尘擦灰滚筒紧贴黑板面，且各个滚筒擦灰段对黑板的压力分配灵活、受压充分而不致过量、压力变化相对较小，擦除效果稳定可靠。

2.使用软质的带有纹理的无尘擦灰滚筒贴面擦除，且使用毛刷辅助清洁滚筒表面附着的粉笔灰，此外，同一板面再分两组无尘擦灰滚筒擦灰，清灰效果好。

3.采用高传动比的蜗轮蜗杆机构，阻力小，传动平稳。且使用链条链接方式，恶劣工况承受能力强。

4.在黑板背面实现擦除黑板粉笔灰的工作，且集灰腔体在黑板的背面收集粉笔笔灰，擦除过程安静、隔尘性好，做到黑板正面的教学空间无粉尘污染。

5.操作便捷，希望擦除时，只需下拉所需使用的内侧黑板即可自动完成擦除工作，并且擦除时只对内侧的与无尘擦灰滚筒接触时的黑板正面进行擦除，即上下黑板的内容可同时存在并有一定的上下推拉空间，不影响正常教学过程。

附图说明

图1本发明除去右端外框架、链条及链轮的三维结构示意图

图2本发明图1的a处局部放大图

图3本发明图1的a处正视局部放大图

图4本发明图1的b处局部放大图

图5本发明图1的c处局部放大图

图6本发明图1的d处局部放大图

图7本发明图1的d处正视局部放大图

图8本发明图1的e处局部放大图

图9本发明图1的f处局部放大图

图10本发明的f处向左半剖视图

图11本发明的左外框架结构示意图

图12本发明的三维结构示意图

图中：1、左外框架2、黑板背面3、黑板框架4、无尘擦灰滚筒5、毛刷连接件6、清灰毛刷7、上滚轮8、链条连接杆9、下滚轮10、下拉槽11、顺时针蜗轮12、顺时针蜗杆13、带内凸轮槽齿轮14、凸轮连接件15、集灰腔体16、链条17、链轮18、中耳座19、链轮槽20、链轮支撑轴21、滚筒支座22、逆时针蜗杆23、逆时针蜗轮24、蜗轮耳座25、万向联轴器26、滚筒转轴27、毛刷滑道28、压座弹簧29、上滚轮轨道30、齿轮条31、下滚轮轨道32、链条轨道33、齿轮转接带34、支架底座

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。

参照图1，本发明为一种上下推拉式高效自洁黑板，包括：轨道固定装置、多维传动装置、板面擦灰装置、清灰装置及集灰腔体。所述轨道固定装置包括左外框架1、右外框架，安装在外框架上所设有的链轮支撑轴上的链轮及与链轮啮合的链条。参照图11及图10，所述左、右外框架上都设有上滚轮轨道29、下滚轮轨道31，链条轨道32和齿轮条30，且左、右外框架上的各个轨道及齿轮条布局相互对称。所述左外框架1的轨道布局上优选地，使上滚轮轨道29与下滚轮轨道31的中心线在同一竖直线上，且上滚轮轨道29较下滚轮轨道31的轨道宽而浅，以区分上滚轮轨道29及下滚轮轨道31的交错部分，实现交错部分运行的有序变轨。所述的链条轨道32置于上滚轮轨道29及下滚轮轨道31的左边，且较下滚轮轨道31更深，使上滚轮7及下滚轮9的运行限位在链条轨道31之外，保证三条轨道各自独立运行且不发生干涉情况。所述齿轮条30置于上下滚轮轨道的右端，当黑板框架3在靠近外侧的的轨道上运行时，带内凸轮槽的齿轮13与齿轮条30啮合，将下拉力转化为动力源而使齿轮13转动。所述链条16与黑板中耳座18上的链条连接杆8固定，并通过所述链轮17挂住黑板，同时使上、下两块黑板的轨道运行位置彼此相关，保证上、下黑板在轨道内的有序运行。

参照图1-7及图10，所述多维传动装置包括置于上、下滚轮轨道右端的齿轮条30、与齿轮条30啮合的带内凸轮槽的齿轮13、通过平键连接实现与带内凸轮槽齿轮13固定的蜗杆12(22)及与蜗杆12(22)啮合的蜗轮11(23)。所述蜗轮11(23)安装在蜗轮耳座24上。所述多维传动装置通过带内凸轮槽的齿轮13与靠近外侧的齿轮条30的啮合实现齿轮13的转动，通过其上的内凸轮槽将旋转运动转化为清灰装置所需的快速左右移动，通过蜗轮11(23)和蜗杆12(22)的啮合实现擦灰装置所需的逆向低转速运行。所述的蜗轮11(23)和蜗杆12(22)根据黑板左右两边的旋转方向的不同，同时分为顺、逆时针蜗轮蜗杆组两类，以保证擦灰装置及清灰装置的运行状态合理。

参照图1及图9-10，所述板面擦灰装置包括安装在支架底座34上的滚筒支座21、安装在支架底座34与滚筒支座21中间部位的压座弹簧28、安装在滚筒支座21上的万向联轴器25、与万向联轴器25连接的滚筒转轴26以及安装在滚筒转轴26上的无尘擦灰滚筒4。所述滚筒转轴26与蜗轮11(23)连接实现转动，并通过多个万向联轴器25逐级传动给各个滚筒转轴26，最终实现无尘擦灰滚筒4的相对移动方向的逆向转动擦拭黑板。所述无尘擦灰滚筒4通过压座弹簧28抵压滚筒支座21实现与黑板正面的紧贴，保证各段擦灰滚筒4的受压充分且使压力具有一定的韧性。无尘擦灰滚筒4受压期间产生的轴心误差通过万向联轴器26予以消除。所述无尘擦灰滚筒4内装有一层柔软的海绵垫，其表面为带有细纹纹理的无尘擦布。

参照图6及图9-10，所述清灰装置包括安装在毛刷滑道27上的清灰毛刷6、连接清灰毛刷6的毛刷连接件5以及将毛刷6与凸轮槽关联的凸轮连接键14。当擦灰滚筒4做相对移动方向逆向旋转擦灰时，与黑板面2接触的无尘擦灰滚筒4的擦面不断更新，使无尘滚筒4的擦面使用的清灰面一直是洁净状态。同时，无尘擦灰滚筒4旋转时，经过清灰毛刷6的连续的左右往复快速刷除滚筒面，使其上灰尘掉入下方的集灰腔体中，实现对无尘擦灰滚筒的清灰工作。所述毛刷连接件5为一弹性连接件。

参照图2及图6，所述集灰腔体为一去盖的长方体状集灰腔体。该腔体位于无尘擦灰滚筒4的下方，腔体的排灰口位于腔体底面。当长方体集灰腔体15的粉笔灰储量到达预定值时，将长方体集灰腔体15的底面的排灰口打开，使笔灰倾泄排出并导入垃圾桶，完成集灰腔体15的排灰工作。

本发明操作便捷，希望擦除时，只需上推或下拉所需使用的内侧黑板即可完成所需黑板的擦除工作，而进行黑板的内外侧切换时，上下推拉到底部或顶部稍有余力即可随轨道自动完成切换工作。不希望擦除时，上下黑板的内容可同时存在，且内侧黑板还具有约占各轨道三分之一的上下推拉空间，不会影响正常教学过程。