本实用新型涉及教学用品，具体涉及一种摆动式自动擦黑板装置。
背景技术：
教师是人类灵魂的工程师，是国家人才培养的主力军，由于我国人口众多，大部分教师都承担着繁重的教学工作，付出了大量的脑力与体力的劳动。以我国目前的高中教育为例，由于课堂的信息量大，教学内容多，每节课老师常常要写几黑板的内容。面对大量的板书内容，传统的方式是由老师自己动手擦黑板，这样，即增加了老师的体力劳动负担，同时，占用了宝贵的课堂教学时间，更为可怕的是老师要被动吸入大量粉尘，危害着身体健康。目前，出现有自动擦黑板机，毛刷主要沿黑板长度方向以直线运动方式来完成擦黑板工作。这种方式的装置有两个不足之处，一是需在黑板的上下边安装毛刷的运动导轨，结构较复杂；二是毛刷的直线运动方式，使擦黑板的工作效率较低。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种采用摆动的方式进行黑板擦拭的摆动式自动擦黑板装置。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
提供一种摆动式自动擦黑板装置，其包括机架、至少两个擦黑板机构和与擦黑板机构数量相等的连杆机构，擦黑板机构包括摆动盒和与摆动盒连接的擦刷部；连杆机构包括相互转动连接的连杆和摆杆，每根摆杆一端和与其邻近的摆动盒一端均与机架活动连接，每根摆杆另一端和与其邻近的摆动盒另一端活动连接；机架上安装有动力部，动力部的输出端与一曲柄端部活动连接，邻近动力部的连杆机构的连杆与曲柄活动连接，远离动力部的连杆机构的连杆与其邻近的摆杆的摆动端活动连接。
进一步地，该摆动式自动擦黑板装置还包括将摆动盒的旋转动力转换为带动擦刷部做直线往返运动的执行部，每个执行部与一个摆动盒配合。
进一步地，执行部包括机架上固定安装的内齿圈和固定在摆动盒背部、并与内齿圈啮合的齿轮；齿轮上固定的连接轴穿过摆动盒与摆动盒内的凸轮固定连接，擦刷部延伸至摆动盒的内部与凸轮滑动接触，擦刷部位于摆动盒内部分上套设有弹簧。
进一步地，擦刷部包括延伸至摆动盒内的连接杆和与连接杆固定连接的条状黑板擦。
进一步地，擦刷部还包括防止粉尘飞扬的粉尘罩，粉尘罩上开设有供连接杆穿过与条状黑板擦连接的连接孔。
进一步地，粉尘罩的下端下端通过可拆卸的方式连接有与所述粉尘罩连通的粉尘收纳盒。
进一步地，曲柄和连杆机构均位于机架的背面，动力部的输出端穿过机架与曲柄连接。
进一步地，动力部为调频变速电动机。
进一步地，摆动式自动擦黑板装置还包括与调频变速电动机连接的控制器。
本实用新型的有益效果为：使用时，将本方案的摆动式自动擦黑板装置安装在黑板的上方或下方，在需要进行黑板擦拭时，启动动力部，通过连杆机构将动力部的旋转动力转换为摆动力以带动擦黑板机构摆动，使擦刷部来回与黑板接触，以达到擦拭黑板的目的。
采用本方案的摆动式自动擦黑板装置进行黑板擦拭，可以很好地解除教师工作中的劳动负担，保护教师的身体健康，有效的服务于人类，提升了教师的工作与生活品质。
将摆动盒的旋转动力转换为带动擦刷部做直线往返运动的执行部的设置，能够在擦刷部由内向外伸长的直线运动时，使擦刷部与黑板的接触面积逐渐增大，在擦刷部由外向内收缩的直线运动时，使擦刷部与黑板的接触面积逐渐减少，利用毛刷摆动式伸缩运动，完成自动擦黑板工作，其效率高，结构简单。
本装置备有的粉尘罩可有效避免粉尘四处溢出，污染环境，粉尘罩结合粉尘收纳盒能够对擦拭黑板产生的粉尘进行收集，保证了环境的清洁。调频变速电动机的设置，可根据黑板上板书的多少，以及字迹的轻重，调整动力部的频率以改变擦刷部擦拭黑板的速度。
附图说明
图1为摆动式自动擦黑板装置使用状态的示意图。
图2为摆动式自动擦黑板装置局部结构示意图。
图3为摆动式自动擦黑板装置从背面视角的局部立体图。
图4为摆动式自动擦黑板装置去除摆动盒后的局部立体图。
图5为摆动式自动擦黑板装置的动态组装时一个视角的立体图。
图6为摆动式自动擦黑板装置的动态组装时另一个视角的立体图。
图7为擦刷部的立体图。
图8为擦刷部的分解示意图。
图9为摆动式自动擦黑板装置从背面看一个视角的结构示意图。
图10为摆动式自动擦黑板装置从背面看另一个视角的结构示意图。
其中，1、机架；11、盖板；2、连杆机构；21、连杆；22、摆杆；3、摆动盒；31、短轴；32、内腔；4、擦刷部；41、连接杆；42、条状黑板擦；43、粉尘罩；431、连接孔；44、粉尘收纳盒；5、黑板；6、动力部；7、执行部；71、内齿圈；72、齿轮；73、凸轮；74、弹簧；8、曲柄。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1、图2、图7至图10所示，该摆动式自动擦黑板装置包括机架1、至少两个擦黑板机构和与所述擦黑板机构数量相等的连杆机构2，擦黑板机构的数量和位于机架1上的安装位置主要取决于黑板5的长度，若是黑板5长度较大，可以设置多个擦黑板机构，以使擦黑板机构的有效擦拭面积叠加起来能够覆盖整个黑板5。所述擦黑板机构包括摆动盒3和与所述摆动盒3连接的擦刷部4；擦刷部4的长度取决于黑板5的宽度。
如图2、图3、图9和图10所示，连杆机构2包括相互转动连接的连杆21和摆杆22，每根摆杆22一端和与其邻近的摆动盒3一端均与机架1活动连接，每根摆杆22另一端和与其邻近的摆动盒3另一端活动连接；实施时，本方案优选摆动盒3未与机架1活动连接端延伸出机架1，摆杆22另一端和与其邻近的摆动盒3另一端的活动连接处位于摆动盒3延伸出机架1部分。
如图2和图3所示，机架1上安装有动力部6，实施时，在机架1一侧远离摆动盒3的端部可以设置上向外延伸的方形框，动力部6安装在机架1上的方形框内，并在方形框上设置上盖板11，这样设置可以避免灰尘进入动力部6，另外，还可以保证摆动式自动擦黑板装置整体的美观性。
如图3、图9和图10所示，动力部6的输出端与一曲柄8端部活动连接，邻近动力部6的连杆机构2的连杆21与曲柄8活动连接，远离所述动力部6的连杆机构2的连杆21与其邻近的摆杆22的摆动端活动连接。
实施时，本方案优选动力部6为调频变速电动机，这样设置后，教师可以根据黑板5上板书的多少，以及字迹的轻重，调整动力部6的频率以改变擦刷部4擦拭黑板5的速度。
实施时，优选曲柄8与连杆21及连杆21与摆杆22之间均采用长圆轴销铰接在一起，摆杆22的另一端和摆动盒3另一端的一点由一根短轴31活动安装在机架1上。
曲柄8、连杆21和摆杆22进行动力传递时，当曲柄8随动力部6输出端做圆周运动时，曲柄8推动连杆21，连杆21再带动摆杆22和摆动盒3做同步摆动，同时摆杆22还将动力传递给与其连接的另一个连杆机构2的连杆21。
如图4至图6所示，实施时，本方案优选摆动式自动擦黑板装置还包括将摆动盒3的旋转动力转换为带动擦刷部4做直线往返运动的执行部7，每个执行部7与一个摆动盒3配合。这样设置后，可以在擦刷部4摆动的同时，使擦刷部4沿着其所在直线上前后运动，通过这种运动方式可以增大擦刷部4的有效擦拭面积。
在本实用新型的一个实施例中，执行部7包括机架1上固定安装的内齿圈71和固定在摆动盒3背部、并与内齿圈71啮合的齿轮72；齿轮72上固定的连接轴穿过摆动盒3与摆动盒3内的凸轮73固定连接，擦刷部4延伸至摆动盒3的内部与凸轮73滑动接触，擦刷部4位于摆动盒3内部分上套设有弹簧74。
如图4所示，摆动盒3上设置有一内腔32，在摆动盒3下端开设有一条与内腔32连通的滑槽，连接杆41穿过滑槽，可沿滑槽做直线往复移动。
执行部7的工作原理为：当摆动盒3做往复摆动时，齿轮72在随摆动盒3摆动的同时，由于其与内齿圈71相互啮合，从而产生圆周运动；齿轮72做圆周运动时，通过与其连接的连接轴带动凸轮73与其做同步运动；弹簧74的设置，通过其弹力可以使擦刷部4的端部一直与凸轮73接触，从而使凸轮73的圆周运动带动擦刷部4做直线往复移动。
如图7和图8所示，擦刷部4包括延伸至摆动盒3内的连接杆41和与连接杆41固定连接的条状黑板擦42。实施时，优选连接杆41由两节通过螺纹连接在一起的杆体组成，其中一节杆体的一端部通过滑轮与凸轮23滑动接触，另一端套上弹簧74后，从摆动盒3的内腔32通过滑槽穿出内腔32，另外一节杆体位于摆动盒3的外部与条状黑板擦42连接，两节杆体的螺纹连接处位于摆动盒3外部。
实施时，本方案可以选用在连接杆41的端部设置一个滑轮，以使连接杆41通过滑轮轮面与凸轮73表面滑动接触。另外，为了便于条状黑板擦42的更换，可以在条状黑板擦42上设置上刷架，刷架与连接杆41采用铰接的方式连接。
如图8所示，在本实用新型的一个实施例中，擦刷部4还包括防止粉尘飞扬的粉尘罩43，粉尘罩43上开设有供连接杆41穿过与条状黑板擦42连接的连接孔431。粉尘罩43的下端通过可拆卸的方式连接有与粉尘罩43连通的粉尘收纳盒44。
进行黑板5擦拭时，粉尘罩43可有效防止擦黑板5过程中产生的粉尘四处飞扬，保护环境；粉尘收纳盒44可方便的取下，便于清理收集的粉尘。
如图3、图9和图10所示，实施时，为了便于摆动式自动擦黑板装置的安装及安装后的美观性，本方案优选曲柄8和连杆机构2均位于机架1的背面，动力部6的输出端穿过机架1与曲柄8连接。
实施时，本方案优选摆动式自动擦黑板装置还包括与调频变速电动机连接的控制器；控制器上可以设置上便于开启、关闭调频变速电动机及调整调频变速电动机频率的控制按键。使用时，控制器可以由电源电路、单片机电路和继电器电路组成，用于控制动力部6的起停和调节调频变速电动机的频率。
下面结合图1至图10对本方案的摆动式自动擦黑板装置的工作过程进行详细描述：
摆动式自动擦黑板装置在摆动盒3每单向摆动一次时，擦刷部4的连接杆41将往复直线移动两次，这样，使安装在连接杆41上的条状黑板擦42所产生的运动不是单纯的圆弧摆动，而是沿摆动夹角的中心线对称的曲线轨迹，将条状黑板擦42的一次单向摆动分解成两个运动阶段。
条状黑板擦42的运动过程是：第一运动阶段，刚开始条状黑板擦42从左边起始位置开始摆动，在摆动的同时，条状黑板擦42渐渐沿条状黑板擦42自身长度方向外延伸，当条状黑板擦42摆动至黑板5左下角时，条状黑板擦42沿长度方向外伸至最远；随后，随着条状黑板擦42的继续摆动，条状黑板擦42沿自身长度方向开始缩回，当条状黑板擦42摆至垂直位置时，条状黑板擦42沿长度方向缩回到刚开始起动的位置。
第二运动阶段，条状黑板擦42再继续摆动，条状黑板擦42又开始沿自身长度方向外延伸，当条状黑板擦42摆动至黑板5右下角时，条状黑板擦42沿自身长度方向外伸至最远，随后，随着条状黑板擦42的继续摆动，条状黑板擦42沿自身长度方向又开始缩回，当自身摆至右边的最大摆动极限位置时，条状黑板擦42沿自身长度方向再次缩回至原始位置，这样，条状黑板擦42完成一次单向擦黑板5工作。
如果动力部6继续运动，条状黑板擦42将从右向左反向做同样的摆动式伸缩运动，继续擦黑板5。条状黑板擦42按这种曲线轨迹运行，与单纯的圆弧轨迹相比，扩大了擦黑板5的面积，满足了工作要求，提高了装置的实用性。