专利名称：自动擦黑板装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由光电控制系统来控制电动机，带动传动机构，又由传动机构带动工作件工作的自动擦黑板装置。
目前教室黑板基本使用普通黑板擦，有的对黑板擦进行了改进，如为了好拿，给黑板擦加上个手柄，或者将黑板擦设计成电动的，这些产品在使用时都需要人用手握住来擦黑板，而且在人擦黑板时，由于用力不均，会出现粉笔灰乱飞的现象，不仅影响空气环境，对老师和学生的身体健康也造成危害，在上课期间老师随时要擦写黑板，这样也会影响老师的讲课进程，减少了课堂的有效时间。
本实用新型的目的是提供一种由电机带动板擦自动运行，自动停止，运行平稳，又不会使擦下的粉尘四处飞扬的自动擦黑板装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种自动擦黑板装置，由机械部分和电路部分组成，机械部分包括单相四极电容运转异步电动机(2)、联轴器(3)、减速器(4)、光杠轴(5)、轴承支座(6)、轴承(7)、直齿圆锥齿轮(8)、滚珠螺旋传动副(10)、特制黑板擦(12)，机械部分左右对称，电动机(2)与联轴器(3)相联，联轴器(3)连接在减速器(4)的高速齿轮上，光杠轴(5)与减速器(4)的低速齿轮相连接，黑板(17)上边的滚珠螺旋传动副的左端装有直齿圆锥齿轮(8)，与光杠轴(5)上端的直齿圆锥齿轮构成齿轮传动副，同时黑板下边的滚珠螺旋传动副与光杠轴(5)由直齿圆锥齿轮传动副联接，上下滚珠螺旋传动副上的滚珠螺母共同联接一个特别黑板擦(12)的上下两端，在特制黑板擦(12)的下端装有行程挡块(14)，在黑板的上边缘装有一个红外光发射接收器(9)，在板擦(12)上端设有反光镜(11)，支撑件轴承支座、减速器、电动机与黑板一起固定于基准底座上，基准底座固定在墙上，除黑板擦外，其余部件均用箱体封装。
电路部分包括主电路部分和控制电路部分，主电路接在220V单相交流电上，经过电源开关K1，熔断器FU、手动选择开关(16)、从手动选择开关中输出为两路电路，一路经过热继电器KH连接左电机(2)，一路经过热继电器KH连接右电机(18)，控制电路又分为主控制电路和红外光驱动控制电路，主控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关(16)之间，经过继电器(21)的动断触头J和动断按纽SB5后，分为并联的两路，一路依次接有动合按钮SB1、动断触头KM2、动断按钮SB3、接触器线圈KM1、行程开关ST1、和ST3，其中与动合按钮SB1并联的有动合触头KM1、行程开关ST2和ST4；另一路依次接有动合按钮SB2、动断触头KM1、动断按钮SB4、接触器线圈KM2、行程开关ST2、和ST4，其中与动合按钮SB2并联的有动合触头KM2、行程开关ST1、和ST3，红外光驱动控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关(16)之间，依次经过电源开关K2、变压器(25)、全桥整流器(24)、滤波电容C1、红外光发射器(23)、红外光接收器(22)、三极管VT2，其中继电器J(21)串联接在三极管VT2的集电极上，且继电器J(21)两端接有二极管D1，红外光接收器的输出端与脉冲整形器(20)连接，再连接四进制计数器(19)，四进制计数器(19)的输出端连接在三极VT2的基极，红外光发射器(23)、接收器(22)一起装在黑板上边缘的红外光发射接收器(9)中，除电动机(2)、(18)外的其余电器元件，都装在黑板左侧的控制箱(1)内。
本实用新型由于采用上述结构，由电机带动板擦来工作，以机器代替人工劳动，不再需要人用手来擦黑板，只需操作人按下启动按钮，板擦便会自动工作，而操作者可以不需要停留在现场，等工作完毕后，板擦便会自动停止，这样既能提高工作效率，又给教师节约了时间。在工作过程中，由于机械传动结构紧凑，所以运行非常平稳，不会出现粉尘飞扬的现象，这样便保持了空气环境卫生，有利于师生的身体健康；本装置为左右对称结构，所以既满足了传动机构的刚度，也提高了工作效率，两边可以同时工作，也可以任意工作，满足了实际需要。本装置成本低，结构简单明了，工艺要求也不高，使用方便、快捷。
图1为本实用新型的机械部分结构示意图。
图2为本实用新型的电路原理结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明一种自动擦黑板装置，由机械部分和电路部分组成，机械部分包括单相四极电容运转异步电动机2、联轴器3、减速器4、光杠轴5、轴承支座6、轴承7、直齿圆锥齿轮8、滚珠螺旋传动副10、特制黑板擦12，机械部分左右对称，电动机2与联轴器3相联，联轴器3连接在减速器4的高速齿轮上，光杠轴5与减速器4的低速齿轮相连接，黑板17上边的滚珠螺旋传动副的左端装有直齿圆锥齿轮8，与光杠轴5上端的直齿圆锥齿轮构成齿轮传动副，同时黑板下边的滚珠螺旋传动副与光杠轴5由直齿圆锥齿轮传动副联接，上下滚珠螺旋传动副上的滚珠螺母共同联接一个特别黑板擦12的上下两端，当滚珠螺旋丝杠转动时，带动滚珠螺母来回移动，这样也带动特制黑板擦来回移动，便可实现工作要求。在特制黑板擦12的下端装有行程挡块14，当板擦来回移动到黑板连缘时，挡块14便可按下装在黑板下边轴承支座上的行程开关13、15，以实现自动往复移动。在黑板的上边缘装有一个红外光发射接收器9，当板擦12移动到红外光发射接收器下面时，红外光发射器发出的红外光经装在板擦12上端的反光镜11反射，正好被红外光接收器接收，这样便可实现自动停止工作。在板擦12上端设有反光镜11，支撑件轴承支座、减速器、电动机与黑板一起固定于基准底座上，基准底座固定在墙上，除黑板擦外，其余部件均用箱体封装。
电路部分包括主电路部分和控制电路部分，主电路接在220V单相交流电上，经过电源开关K1，熔断器FU、手动选择开关16、从手动选择开关16中输出为两路电路，一路经过热继电器KH连接左电机2，一路经过热继电器KH连接右电机18，控制电路又分为主控制电路和红外光驱动控制电路，主控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关16之间，经过继电器J(21)的动断触头J和动断按纽SB5后，分为并联的两路，一路依次接有动合按钮SB1、动断触头KM2、动断按钮SB3、接触器线圈KM1、行程开关ST1、和ST3，其中与动合按钮SB1并联的有动合触头KM1、行程开关ST2和ST4；另一路依次接有动合按钮SB2、动断触头KM1、动断按钮SB4、接触器线圈KM2、行程开关ST2、和ST4，其中与动合按钮SB2并联的有动合触头KM2、行程开关ST1、和ST3，红外光驱动控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关16之间，依次经过电源开关K2、变压器25、全桥整流器24、滤波电容C1、红外光发射器23、红外光接收器22、三极管VT2，其中继电器J(21)串联接在三极管VT2的集电极上，且继电器J(21)两端接有二极管D1，起保护作用，红外光接收器的输出端与脉冲整形器20连接，再连接四进制计数器19，四进制计数器19的输出端连接在三极管VT2的基极，红外光发射器23、接收器22一起装在黑板上边缘的红外光发射接收器9中，除电动机2、18外的其余电器元件，都装在黑板左侧的控制箱1内，便于集中控制。
本装置的左右部分器件及结构完全对称，而且工作性能也相同，在工作中，可以左右同时工作，也可以任意一边工作。
当闭合电源总开关K1，电源经过手动选择开关16供给左右两台电动机2、18，当选择开关置于L档时，只给左边的电动机供电，当选择开关置于A档时，两台电动机同时供电，当选择开关置于R档时，只给右边电动机供电。现将选择开关置于L档，左电机工作。当按下开关按钮SB1时，使接触器KM1通电吸合，电动机开始正转，带动板擦12向右移动，当板擦移动到黑板中间时，固定在板擦上的挡块14按下行程开关ST1(13)，使接触器KM1断电断开，电机停止正转，但在按下行程开关ST1(13)的同时又使接触器KM2通电吸合，使电机反转，带动板擦向左移动，当板擦移动到黑板左侧时，挡块14又按下行程开关ST2(15)，使接触器KM2断电断开，电机停止反转，但在同时又使接触器KM1通电吸合，电机又正转，带动板擦向右移动。这样自动往复移动，以实现工作的需要。在电路中，按钮SB1和SB4为互锁按钮，SB2和SB3为互锁按钮，所以不会出现接触器KM1和KM2同时吸合的现象，起到保护作用。而且在工作过程中，按钮SB1和SB2可以任意交替按下，按下SB1会立即向右移动，按下SB2会立即向左移动，可以实现任意控制。当按下常闭按钮SB5时，板擦停止工作，这为手动停止，手动停止时要求在挡块按行程开关之前或挡块按过行程开关之后的瞬间按下，便可立即停止。
当闭合开关K2时，便可实现自动停止。当板擦12移动到红外光发射接收器9下面时，发出的红外光被装在板擦上的反光镜11反射，正好使红外光发射接收器9接收到，当有光照时，光敏三极管VT1导通。反光镜移开之后，接收器接收不到红外光，则此时光敏三极管VT1截止。这样，反光镜在红外发射接收器下每经过一次，光敏三极管VT1便可产生一个脉冲。由于在实验得知，板擦往复擦四次，便可将黑板擦干净，这样，当板擦在红外光发射接收器下通过四次，由光敏三极管VT1产生四个脉冲，又经过脉冲整形，然后输给四进制脉冲计数器，每来四个脉冲，四进制计数器将翻转一次，即每有四个脉冲被输入，便有一个脉冲被输出。计数器无脉冲输出时，三极管VT2处于截止状态，继电器J(21)不动作，且触头J为常闭动断触点，所以仍旧闭合。当计数器输出一个脉冲时，使三极管VT2基极处于高电平，则VT2饱和导通，同时驱动继电器J(21)动作，使常闭触点J断开。这样，便可实现自动停止。自动停止要求继电器J(21)在挡块按下行程开关之前或档块按过行程开关之后的瞬间开始动作，便可立即停止。如不需要自动停止，则断开光驱动控制电路电源开关K2便可，这样只能手动停止，也便于任意操作。
其中光驱动控制电路中电阻R3和电容C4起延时作用，防止干扰导致电路误操作，电位器RP2可用来调节光敏三极管VT1的光敏度。
权利要求1.一种自动擦黑板装置，由机械部分和电路部分组成，其特征在于机械部分包括单相四极电容运转异步电动机(2)、联轴器(3)、减速器(4)、光杠轴(5)、轴承支座(6)、轴承(7)、直齿圆锥齿轮(8)、滚珠螺旋传动副(10)、特制黑板擦(12)，机械部分左右对称，电动机(2)与联轴器(3)相联，联轴器(3)连接在减速器(4)的高速齿轮上，光杠轴(5)与减速器(4)的低速齿轮相连接，黑板(17)上边的滚珠螺旋传动副的左端装有直齿圆锥齿轮(8)，与光杠轴(5)上端的直齿圆锥齿轮构成齿轮传动副，同时黑板下边的滚珠螺旋传动副与光杠轴(5)由直齿圆锥齿轮传动副联接，上下滚珠螺旋传动副上的滚珠螺母共同联接一个特别黑板擦(12)的上下两端，在特制黑板擦(12)的下端装有行程挡块(14)，在黑板的上边缘装有一个红外光发射接收器(9)，在板擦(12)上端设有反光镜(11)，支撑件轴承支座、减速器、电动机与黑板一起固定于基准底座上，基准底座固定在墙上，除黑板擦外，其余部件均用箱体封装；电路部分包括主电路部分和控制电路部分，主电路接在220V单相交流电上，经过电源开关K1熔断器FU、KH连接左电机(2)，一路经过热继电器KH连接右电机(18)，控制电路又分为主控制电路和红外光驱动控制电路，主控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关(16)之间，经过继电器(21)的动断触头J和动断按纽SB5后，分为并联的两路，一路依次接有动合按钮SB1、动断触头KM2、动断按钮SB3、接触器线圈KM1、行程开关ST1、和ST3，其中与动合按钮SB1并联的有动合触头KM1、行程开关ST2和ST4；另一路依次接有动合按钮SB2、动断触头KM1、动断按钮SB4、接触器线圈KM2、行程开关ST2、和ST4，其中与动合按钮SB2并联的有动合触头KM2、行程开关ST1、和ST3，红外光驱动控制电路接在主电路的熔断器FU与手动选择开关之间，依次经过电源开关K2、变压器(25)、全桥整流器(24)、滤波电容C1、红外光发射器(23)、红外光接收器(22)、三极管VT2，其中继电器J(21)串联接在三极管VT2的集电极上，且继电器J两端接有二极管D1，红外光接收器的输出端与脉冲整形器(20)连接，再连接四进制计数器(19)，四进制计数器的输出端连接在三极管VT2的集极，红外光发射器(23)、接收器(22)一起装在黑板上边缘的红外光发射接收器(9)中，除电动机(2)、(18)外的其余电器元件，都装在黑板左侧的控制箱(1)内。
专利摘要一种自动擦黑板装置,由机械部分和电路部分组成,机械部分包括单相四极电容运转异步电动机、联轴器、减速器、光杠轴、轴承支座、轴承、直齿圆锥齿轮、滚珠螺旋传动副、特制黑板擦,机械部分左右对称,电路部分包括主电路部分和控制电路部分,由电机带动板擦来工作,只需按下启动按钮,板擦便会自动工作,而操作者可以不需要停留在现场,等工作完毕后,板擦便会自动停止,这样既能提高工作效率,又给教师节约了时间,使用时不会出现粉尘飞扬的现象。
文档编号B43L21/00GK2421179SQ00211799
公开日2001年2月28日 申请日期2000年5月11日 优先权日2000年5月11日
发明者米学武 申请人:米学武