专利名称：可自动升降旗的国旗模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型工艺品国旗模型。
背景技术：
公知的国旗模型包括旗杆和底座，旗杆下端插入底座，旗杆上端安装有旗面。该国旗模型不具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能，显得单调乏味。
发明内容为了克服公知的国旗模型不具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能的缺陷，本实用新型提供一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型具备定时自动升降旗面、鼓风和降旗后旗面自动隐藏等功能。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，重力式套杆连接有旗面，旗杆下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，出风口向上的涡轮式鼓风机位于旗杆旁，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮，与连接有旗面的重力式套杆相连，底座上面设有风孔和旗面进出孔。所述的控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路， 微控制器采用MSP430F427芯片，MSP430F427芯片的1脚和64脚接电源电路正极，62脚和 63脚接电源电路负极，MSP430F427芯片的39脚、38脚、37脚、36脚分别与TZ-I液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427芯片的12脚至30脚分别与TZ-I液晶显示电路的23脚至5脚对应相连，MSP430F427芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口对应相连，MSP430F427芯片的51脚与限位开关电路的第一限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的50脚与限位开关电路的第二限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚对应相连。MSP430F427芯片的49脚与奏国歌电路的三极管的基极相连。MSP430F427 芯片的47脚、46脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路的6脚、5脚对应相连。本实用新型的优点采用机电一体化技术，实现了微型国旗模型奏国歌、升国旗、 旗帜飘扬等动作的集成与协调，可每日定时升降，升降旗过程生动、逼真。旗面升起后风机转动，使旗面迎风招展；旗面下降后则隐藏于底座内，使国旗台显得简洁、美观。在国旗台台面上设置有按键和显示屏，另外，该国旗模型配备遥控器，国旗的升降、手动自动模式切换等操作，可通过按键，也可通过遥控实现。遥控有效距离达50米。显示屏用于实时显示系统的当前时间，以及国旗模型的当前状态。特别适合政府机关、学校、 部队、企事业单位等主体的各类办公场所，陶冶情操，增加爱国情怀。国旗升降过程通过定时或遥控实施，辅以国歌奏放、鼓风等功能，整个升降旗过程形象逼真、赏心悦目。采用可充电电池或外接电源供电，运行功耗低，电池使用寿命长。具有模式转换功能，随时可以切换到自动或手动状态。配备遥控器，对国旗模型的操作可通过面板，也可通过遥控实现。模型具有自动走时功能，当前时间通过显示屏实时显示，系统时间以及国旗自动升降时间的调整通过按键实施，调整后的时间存储在微控制器的信息存储器内，即使掉电信息也不会丢失。程序控制，自动化程度高，结构简单，运行可靠，操作方便。用微控制器对升降国旗全过程进行控制，合理解决音乐、鼓风、使国旗停至某一高度、遥控等问题。旗面固定于重力式套杆上，重力式套杆可在旗杆上自由滑动，牵引绳牵引套杆从而实现国旗升降。国旗在卷扬机正向转动时升起，反方向旋转时放松牵引绳，套杆在重力作用下自由下落。单线牵引方式，解决了因双线不易绷紧，滑轮打滑而旗面不动的问题。采用滑块横向移动的距离控制国旗高度，滑块及限位开关安装在底座内，在卷扬机转动时滑块前后运动，通过设定滑块与两端限位开关远近，对升降旗高度进行控制，解决了因国旗模型旗杆较细限位开关不便设于旗杆顶端的问题。涡轮式风机安装于底座内，不通过旗杆传输风力，而是出风口向上，由国旗平台上平面风孔直接作用于旗面，风力大，隐蔽性好。降旗后旗面隐藏于底座内，使模型任何时候都具可看性。
图1是本实用新型的机械机构示意图。图2是本实用新型的风孔结构示意图。图3是本实用新型的控制电路原理框图。图4是本实用新型的微控制器电路原理图。图5是本实用新型的电源电路原理图。图6是本实用新型的液晶显示电路原理图。图7是本实用新型的按键电路原理图。图8是本实用新型的限位开关电路原理图。图9是本实用新型的卷扬机鼓风机控制电路原理图。图10是实用新型的奏国歌电路原理图。图11是本实用新型的遥控电路的发送电路原理图。图中1.卷扬机、2.滑块、3.第二限位开关(双刀单掷)、4.拨针、5.滑槽、6.第一限位开关(单刀单掷)、7.螺杆、8.涡轮式鼓风机、9.出风口、10.滑轮、11.重力式套杆、12.旗面、13.牵引绳、14.旗杆、15.底座上平面、16.风孔、17.旗面进出孔、18.旗杆孔。
具体实施方式
在图1和图2中，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆14，旗杆14两端连接有滑轮10，旗杆14套有重力式套杆11，重力式套杆11连接有旗面12，旗杆14下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机1和涡轮式鼓风机8，出风口 9向上的涡轮式鼓风机8位于旗杆14旁，卷扬机1连接有螺杆7，螺杆7上配合有带螺纹的滑块2，滑块2位于滑槽5 内，滑块2连接有拨针4，两个限位开关3、6分别位于滑槽5 —侧的两端，卷扬机1上固定的一根牵引绳13经过旗杆14两端的滑轮10，与连接有旗面12的重力式套杆11相连。在图2中，底座上平面15设有风孔16和旗面进出孔17。在图3中，控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路、控制面板电路、遥控电路、电源电路。 在图4至图11中，微控制器采用MSP430F427芯片Ml，MSP430F427芯片Ml的1脚和64脚接电源电路正极VCC，62脚和63脚接电源电路负极，MSP430F427芯片Ml的39脚、 38脚、37脚、36脚分别与TZ-I液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427 芯片Ml的12脚至30脚分别与TZ-I液晶显示电路Ul的23脚至5脚对应相连，MSP430F427 芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口 P2. 0、P2. 1、 Ρ2· 2、Ρ2· 3、Ρ2· 4对应相连，MSP430F427芯片Ml的51脚与限位开关电路的第一限位开关 Sff 15的Pl. 2脚相连，MSP430F427芯片Ml的50脚与限位开关电路的第二限位开关SW16的 Pl. 3脚相连，MSP430F427芯片Ml的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚Pl. 0、P1. UPl. 5脚对应相连。MSP430F427芯片Ml的49脚与奏国歌电路的三极管jM的基极2相连。MSP430F427芯片Ml的47脚、46脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路U5的6脚、5脚对应相连。微控制器采用TI公司的MSP430F427芯片Ml作为主控芯片，该芯片自带液晶驱动功能，通过编程实现国旗模型的自动走时功能，并实时在TZ-I液晶屏Ul显示出来。电源电路中，采用了 2个可充电的3. 6V的纽扣电池BTl和ΒΤ2供电，其中电池BTl 用于实时对微控制器MSP430F427芯片Ml不间断供电，确保系统在不接外电的情况下的自动走时，电池ΒΤ2则用于给扬声器供电。插座Jl为12V外接电源接口，用于给卷扬机1和涡轮式鼓风机8供电，并实现给电池BTl和ΒΤ2充电。液晶显示电路采用定制段码TZ-I型液晶。奏国歌电路采用TS-088B0国歌音乐芯片U4，国歌的播放与停止由MSP430F427芯片Ml的49脚控制。三极管Τ4的发射极连接国歌音乐芯片U4的1脚和2脚，扬声器接在国歌音乐芯片U4的1脚和4脚。按键电路在控制面板上设置有12个按键，各按键的功能分别说明如下[0037](1) ‘‘电源’’键 SWl控制12V外接电源是否给卷扬机和鼓风机供电；[0038](2) ‘‘上升’’键 SW2手动使国旗上升与停止；[0039](3) ‘‘下降’’键 SW3手动使国旗下降与停止；[0040](4) ‘‘小时’’键 SW4设定国旗升与降的小时数；[0041](5) ‘‘分钟’’键 SW5设定国旗升与降的分钟数；[0042](6) ‘‘清除’ ·’键 SW6设定状态下数据的清除；[0043](7) ‘‘时钟’，键 SW7功能键，退出当前设置；[0044](8) ‘H受定’’键 SW8升、降国旗时间的设定；[0045](9) ‘‘模式’’键 SW9控制自动和手动模式切换；[0046](10)“声音 ”键SWlO 控制国歌的播放与停止；[0047](11) “风机”键SWll 控制风机的开与关；(12) “复位”键SW12 重新设定时钟和国旗自动升降时间。判断国旗升降到底或到顶是通过滑块2触碰其两端的2个限位开关3 (图8中的 SW16)和6 (图8中的SW15)实现的，6为国旗到底限位开关，3为国旗到顶限位开关。其中， 3为双刀单掷开关，一组用于控制国旗到顶限位，另一组用于国旗到顶后接通鼓风机电源。卷扬机鼓风机控制电路中，U2、U3分别为隔离光耦TLP521-1和TLP521-2，用于组成光耦隔离电路。Tl、T2、T3为三极管9013，分别和其左边的2个电阻组成共基极放大电路。RL3为6个引脚的继电器，具有2组常开触点。RLl和RL2为8个引脚的继电器，其触点连接关系如图中的标示所示。其中，RLl用作卷扬机1的正反转转换，RL2用于开启和切断卷扬机1的工作电压。“DJ+”和“DJ-”分别接卷扬机1的两极，口线Pl. 1用作卷扬机1电源开关，口线 Pl. 0用于控制卷扬机1的正、反转。当Pl. 1为低电平、Pl. 0为高电平时，卷扬机1反时针转动；当Pl. 1为低电平、Pl. O为低电平时，卷扬机1顺时针转动。当Pl. 1为高电平时，继电器RL2松开，卷扬机1的供电电压为0，卷扬机1停止转动。鼓风机8的一端接继电器RL2的3脚，另一端接地，口线Pl. 5用作控制鼓风机8 的开关。当Pl. 5为高电平时，光耦U3右端两个引脚处于断开状态，从而三极管T2截止，继电器RL3的线圈引脚2、5间电压为0，鼓风机8保持静止。当Pl. 5为低电平时，光耦U3右端两个引脚处于导通状态，从而三极管T2导通，继电器RL3的线圈引脚2、5间电压为12V， 鼓风机8处于运转状态。卷扬机1和鼓风机8通过继电器RL2保持联动状态，即当卷扬机1转动时能确保鼓风机8保持静止，只有卷扬机1停止运转时，才允许启动鼓风机8进行鼓风。遥控电路采用TI公司的CC430F5137芯片作为主控芯片设计制作，遥控电路分为接收电路和发送电路，图11为遥控电路的发送电路，遥控电路的接收电路与发送电路一致，但不包括按键Kl和K2。发送电路中，当按下按键Kl或K2—次，发送电路会向接收电路发出遥控信号，接收电路收到遥控信号后，会通过CC430F5137芯片U5的6脚(P1. 5)或 5脚(P1. 6)发出一个低脉冲。CC430F5137芯片U5的6脚(P1. 5)或5脚(PL 6)分别与 MSP430F427芯片Ml的47脚、46脚相连，用于控制国旗的升降。接收电路中，CC430F5137 芯片U5的6脚或5脚每发出1个低脉冲，等同于在控制面板上按下“上升”或“下降”键1 次。通过控制面板上的按键和液晶显示屏相配合，预先设定升旗时间。到时间后(或按动上升键)，微控制器Ml控制卷扬机1转动，牵动牵引绳13，使旗面12升起，同时使滑块2 移动。待旗面12露出底座后，国歌响起，开始进行升旗仪式。旗面12徐徐上升至旗杆14 顶端，音乐结束，卷扬机1使滑块2移至顶端，触碰第二限位开关3，卷扬机1停止转动，鼓风机8启动，通过国旗平台上平面所开的的风孔16吹向旗面12，使旗面12飘扬。此时，可通过按下“风机”按键SWl 1，实现鼓风机停止转动或重新启动。待降旗时间到(或按动下降键)，微控制器控制卷扬机1反方向旋转，放松旗面牵引绳13，旗面12在重力式套杆11重力作用下向下滑移，实施降旗过程。因卷扬机1反方向旋转，滑块2反方向运动。旗面12降至底座后，滑块2反方向到达顶端，触碰第一限位开关
66，卷扬机1停止转动，降旗过程实施完毕，等待升旗过程，如此循环往复。 微控制器控制卷扬机1、扬声器、涡轮式鼓风机8。滑块2在卷扬机1转动时可往
复运动，触碰第一限位幵关6、第二限位开关3，以实现对升降旗高度的控制。
权利要求1.一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，其特征在于旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，重力式套杆连接有旗面，旗杆下端与底座相连，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，出风口向上的涡轮式鼓风机位于旗杆旁，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮， 与连接有旗面的重力式套杆相连，底座上面设有风孔和旗面进出孔。
2.根据权利要求1所述的可自动升降旗的国旗模型，其特征在于控制电路包括微控制器、液晶显示电路、卷扬机鼓风机电路、奏国歌电路，微控制器采用MSP430F427芯片， MSP430F427芯片的1脚和64脚接电源电路正极，62脚和63脚接电源电路负极，MSP430F427 芯片的39脚、38脚、37脚、36脚分别与TZ-I液晶显示电路的1脚、2脚、3脚、4脚对应相连，MSP430F427芯片的12脚至30脚分别与TZ-I液晶显示电路的23脚至5脚对应相连，MSP430F427芯片的45脚、44脚、11脚、61脚、60脚分别与按键电路的5个输入/输出端口对应相连，MSP430F427芯片的51脚与限位开关电路的第一限位开关的一个脚相连，MSP430F427芯片的50脚与限位开关电路的第二限位开关的一个脚相连，MSP430F427 芯片的53脚、52脚、48脚分别与卷扬机鼓风机控制电路的三个光电输入脚对应相连， MSP430F427芯片的49脚与奏国歌电路的三极管的基极相连，MSP430F427芯片的47脚、46 脚分别与CC430F513X遥控电路接收电路的6脚、5脚对应相连。
专利摘要本实用新型公开了一种可自动升降旗的国旗模型，该可自动升降旗的国旗模型包括底座和旗杆，旗杆两端连接有滑轮，旗杆套有重力式套杆，底座内安装有升降、奏国歌、鼓风和遥控功能的控制机构，控制机构包括机械机构和控制电路，机械机构包括卷扬机和涡轮式鼓风机，卷扬机连接有螺杆，螺杆上配合有带螺纹的滑块，滑块位于滑槽内，滑块连接有拨针，两个限位开关分别位于滑槽一侧的两端，卷扬机上固定的一根牵引绳经过旗杆两端的滑轮，与连接有旗面的重力式套杆相连。实现了微型国旗模型奏国歌、升国旗、旗帜飘扬等动作的集成与协调，升降旗过程生动、逼真。可作为工艺品摆放于办公室和家庭。
文档编号G09F17/00GK202031373SQ20112013362
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者周祖安, 陶雪葆 申请人:周祖安, 陶雪葆