一种机械化制图的教学黑板装置的制作方法

本发明实施例涉及具有制图功能的教学黑板结构技术领域，具体涉及一种机械化制图的教学黑板装置。

背景技术：

黑板作为教学过程中必不可少的教具，为老师的教学工作带来了极大的便利。

在实际教学过程中，根据教学科目的不同，需要针对性地书写不同的教学内容。例如，在教授理工科，一般或多或少会涉及到画图科目的教学(例如，机械制图等科目)，而针对这一教学过程，往往需要老师自行根据教授的内容进行图形的绘制。

在此过程中，不仅会大大浪费教学时间，且也会因图形的难易程度而导致在纯手动绘制的过程中，在为了节省绘制时间而不采用辅助工具的前提下，大大降低绘制的图形的象形程度，导致空间感较差的学生难以理解。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种机械化制图的教学黑板装置，通过画图机构的设置，基于控制组件控制驱动组件带动移动支架和旋转持笔组件的移动来实现预设图形的绘制，并且通过旋转持笔组件的旋转设置，使得能够根据实际需要对应采用粉笔端部和侧壁进行绘制，提高绘制的精确性，同时能够在老师直接讲解的过程中绘制，大大提高绘制效率和教学效率。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种机械化制图的教学黑板装置，包括黑板，以及设置于所述黑板上的画图机构；其中，

所述画图机构至少包括移动支架，设置于所述移动支架上的旋转持笔组件，以及用于驱动所述旋转持笔组件在所述移动支架上移动的驱动组件，且所述驱动组件上还设置有用于控制所述驱动组件的驱动路径的控制组件；

所述旋转持笔组件包括可移动地设置于所述移动支架上的移动部，以及设置于所述移动部上的用于夹持粉笔的旋转持笔部，且所述旋转持笔部至少其中一个端面和侧面形成有开口，所述粉笔至少部分位于所述开口的外侧，转动所述旋转持笔部用于使得端面或侧面上的开口正对所述黑板。

作为本发明的一种优选方案，所述旋转持笔部包括连接于所述移动部上的连接支架，以及铰接连接于所述连接支架上的夹笔件，且所述移动部上还设置有气缸，所述气缸上设置有伸缩杆，且所述伸缩杆连接于所述夹笔件的其中一个端面上；

所述伸缩杆的轴线方向与所述连接支架的延伸方向之间形成有夹角。

作为本发明的一种优选方案，所述夹笔件包括内部形成为空腔的套筒，以及设置于所述套筒一端的夹片组，所述夹片组由多片自所述套筒的端面背向所述套筒套筒延伸的夹持片组成，且相邻的两片所述夹持片之间形成有间隙；

多片所述夹持片围合形成为锥体，且所述椎体中远离所述套筒一端的截面积小于所述套筒的截面积。

作为本发明的一种优选方案，所述套筒中远离所述夹片组的一侧还设置有推笔组件，所述推笔组件中朝向所述夹片组的一侧还设置有弹性件，且所述弹性件与所述推笔组件的外端面之间通过压力传感器连接；

当所述压力传感器检测到的压力值小于预设值时，所述推笔组件将所述套筒中的粉笔朝向所述夹片组的外侧推进。

作为本发明的一种优选方案，所述套筒包括顺次通过螺纹套接的第一筒体和第二筒体，且所述第一筒体中远离所述第二筒体的一端设置有所述夹片组；

所述推笔组件设置于所述第二筒体中，且所述推笔组件包括设置于所述第二筒体中的驱动电机，通过所述驱动电机带动且可自转的丝杆，以及套设于所述丝杆上且沿所述第二筒体的轴线方向可移动地设置的推杆。

作为本发明的一种优选方案，所述黑板包括安装架，以及自上而下顺次设置于所述安装架中的教学板块和互动板块；

所述教学板块包括至少两块侧拉板块，所述互动板块包括至少部分能够向外侧旋转的旋转板块，且至少部分侧拉板块和旋转板块通过自弹式组件可弹出地设置。

作为本发明的一种优选方案，所述安装架包括用于活动安装所述教学板块的第一边框架，用于活动安装所述互动板块的第二边框架，以及用于收纳自所述第一边框架向外侧拉移动的所述侧拉板块的轨道架；

所述教学板块包括自内而外顺次叠放的第一侧拉板和第二侧拉板，且所述第一侧拉板连接有自弹式组件，所述第二侧拉板用于在所述第一边框架和所述轨道架中交替移动。

作为本发明的一种优选方案，所述旋转板块包括位于所述内自弹式旋转板块供应腔中的至少一块内弹板，以及可旋转地设置于所述内弹板外侧且用于盖设所述内弹板的多块盖板；且，

旋转所述盖板用于使得所述内弹板向外弹出。

作为本发明的一种优选方案，所述自弹式组件包括底板，设置于所述底板上的导向块，以及位于所述底板上且设置于所述导向块相对的两侧的锁止拉杆和复位弹簧，所述导向块中形成有连通的第一导向槽和第二导向槽，且所述第一导向槽与所述第二导向槽的两个端部沿所述复位弹簧的伸缩方向形成有位移差，所述锁止拉杆中靠近所述复位弹簧的一端在所述第一导向槽和所述第二导向槽中交替移动，所述导向块中远离所述锁止拉杆的一端还设置有卡钩和卡止组件；

所述卡钩用于卡接所述侧拉板块或所述旋转板块处于缩进锁止状态；

所述卡止组件用于卡止所述侧拉板块或所述旋转板块处于弹出锁止状态。

作为本发明的一种优选方案，所述底板中远离所述锁止拉杆的一侧自所述锁止拉杆至所述复位弹簧的延伸方向形成有凹陷深度逐渐增大的延伸槽，所述卡钩在所述延伸槽的内底面可滑移地设置，且所述卡钩至少部分能够位于所述底板的上表面的上方；

所述卡止组件包括通过弹片嵌设于所述延伸槽中远离所述卡钩一侧的内挡件，以及固定设置于所述卡钩上的外挡件，且所述内挡件与所述外挡件之间配合形成有用于卡接所述侧拉板块或所述旋转板块的卡接间隙。

本发明的实施方式具有如下优点：

1)通过黑板和画图机构的配合设置，实现教学过程中画图的同步实现，大大降低老师的教学强度，提高教学质量和教学效率，在讲解的过程中画图机构配合画图，节省绘图时间的同时提高了对图形的讲解质量；

2)旋转持笔组件的设置，从本质上实现对粉笔的端部和侧边的区分应用，根据实际情况自主调节，提高绘制的图形的立体感和层次感，便于实际操作的需求；

3)通过控制组件的设置，能够提高对画图过程的整体的控制，大大提高绘制的图形的可控性和便捷性，只需要通过预先对控制组件中的绘图程序进行控制和选择，并对应黑板上的位置，即可画出各种需要绘制的机械制图形状。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的机械化制图的教学黑板装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的旋转持笔组件其中一种状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的旋转持笔组件另一状态下的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的旋转持笔部的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的安装架的结构示意图；

图6为本发明实施例中自弹式组件的局部结构示意图；

图7为本发明实施例中自弹式组件的侧视图；

图8为本发明实施例中第二侧拉板相对第一侧拉板移动过程中的结构示意图。

图中：

1-安装架；2-教学板块；3-互动板块；4-自弹式组件；5-移动支架；6-旋转持笔组件；

11-第一边框架；12-第二边框架；13-轨道架；

111-移动滑槽；112-限位导槽；

21-第一侧拉板；22-第二侧拉板；

211-卡接板；

31-内弹板；32-盖板；

311-竖直通槽；

40-底板；41-导向块；42-锁止拉杆；43-复位弹簧；

401-延伸槽；

411-第一导向槽；412-第二导向槽；413-卡钩；

441-弹片；442-内挡件；443-外挡件；444-卡接间隙；445-拉杆；

61-移动部；62-旋转持笔部；63-开口；

611-气缸；612-伸缩杆；

621-连接支架；622-夹笔件；623-弹性件；624-压力传感器；625-第一筒体；626-第二筒体；627-夹片组；628-驱动电机；629-丝杆；630-推杆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，本发明提供了一种机械化制图的教学黑板装置，包括黑板，以及设置于所述黑板上的画图机构；其中，

所述画图机构至少包括移动支架5，设置于所述移动支架5上的旋转持笔组件6，以及用于驱动所述旋转持笔组件6在所述移动支架5上移动的驱动组件，且所述驱动组件上还设置有用于控制所述驱动组件的驱动路径的控制组件；

所述旋转持笔组件6包括可移动地设置于所述移动支架5上的移动部61，以及设置于所述移动部61上的用于夹持粉笔的旋转持笔部62，且所述旋转持笔部62至少其中一个端面和侧面形成有开口63，所述粉笔至少部分位于所述开口63的外侧，转动所述旋转持笔部62用于使得端面或侧面上的开口63正对所述黑板。

上述设计采用黑板和画图机构的配合设置方式，实现教学过程中的自动绘制图形的实现，从而提高教学质量和教学效率，降低教学过程中因绘图浪费的教学时间；进一步通过控制组件的设置，实现多种图形的适应性调整和绘制，完成对不同绘图的实现；同时通过旋转持笔组件6的设置，进一步对绘制过程中使用的粉笔面进行调节，从而有效提高绘制过程中图形的立体感和层次感，提高学生对图形的感知程度。

在本发明的一种优选的实施例中，为了有效实现旋转持笔部62的旋转，从而针对性地采用粉笔的端部或是侧壁进行绘制，所述旋转持笔部62包括连接于所述移动部61上的连接支架621，以及铰接连接于所述连接支架621上的夹笔件622，且所述移动部61上还设置有气缸611，所述气缸611上设置有伸缩杆612，且所述伸缩杆612连接于所述夹笔件622的其中一个端面上；

所述伸缩杆612的轴线方向与所述连接支架621的延伸方向之间形成有夹角。

通过上述设置，基于伸缩杆612的伸缩实现带动所述夹笔件622的旋转，并针对性的实现侧壁或是端部的开口63对准绘图面，实现绘图模式的选择和切换。

进一步优选的实施例中，为了更好地提高对粉笔的夹持，避免粉笔掉落，同时提高对粉笔的夹持的紧实度，避免粉笔脱落等问题的发生，所述夹笔件622包括内部形成为空腔的套筒，以及设置于所述套筒一端的夹片组627，所述夹片组627由多片自所述套筒的端面背向所述套筒套筒延伸的夹持片组成，且相邻的两片所述夹持片之间形成有间隙；

多片所述夹持片围合形成为锥体，且所述椎体中远离所述套筒一端的截面积小于所述套筒的截面积。

进一步优选的实施例中，为了实现在绘制过程中的粉笔的不断推进，使得能够根据粉笔的不断消耗针对性地调整粉笔的伸出长度，所述套筒中远离所述夹片组627的一侧还设置有推笔组件，所述推笔组件中朝向所述夹片组627的一侧还设置有弹性件623，且所述弹性件623与所述推笔组件的外端面之间通过压力传感器624连接；

当所述压力传感器624检测到的压力值小于预设值时，所述推笔组件将所述套筒中的粉笔朝向所述夹片组627的外侧推进。

一种更为优选的实施例中，为了在实现对粉笔的推进的前提下，进一步实现便于更换粉笔的效果，所述套筒包括顺次通过螺纹套接的第一筒体625和第二筒体626，且所述第一筒体625中远离所述第二筒体626的一端设置有所述夹片组627；

所述推笔组件设置于所述第二筒体626中，且所述推笔组件包括设置于所述第二筒体626中的驱动电机628，通过所述驱动电机628带动且可自转的丝杆629，以及套设于所述丝杆629上且沿所述第二筒体626的轴线方向可移动地设置的推杆630。上述设计通过弹性件623和压力传感器624的配合，在粉笔不断消耗的过程中，其对于弹性件623的压力会逐渐降低，无法很好地卡设于夹片组627中，此时，压力传感器624反馈信息，并控制驱动电机628自转，从而带动丝杆629转动，由于推杆630设置为仅能沿轴线方向移动(例如，可以在推杆630外部设置沿轴线方向延伸的导向条，第二筒体626内壁对应设置用于放置所述导向条的导向槽)，因此，会使得推杆630推进，通过推进实现压力的增加，当达到预设值时，压力传感器624进一步反馈信息并控制推进的停止。

当然，这里的黑板可以为任意结构，只要是能够进行书写的黑板即可。进一步优选的实施例中，为了更好地结合黑板进一步提高其板面的使用效率，并结合教学实际需要进行调整，可以对黑板进行如下设置：

具体地，包括至少部分嵌入墙体内的安装架1，以及安装在所述安装架1上的组合黑板；

所述组合黑板包括位于上半部的教学板块2，和位于下半部的互动板块3；

所述教学板块2至少包括两块侧拉板块，所述互动板块3至少包括至少部分能够向外侧旋转的旋转板块；

所述安装架1包括用于活动安装所述教学板块2的第一边框架11，用于活动安装所述互动板块3的第二边框架12，以及用于收纳自所述第一边框架11向外侧拉移动的所述侧拉板块的轨道架13，在所述第一边框架11内形成有与至少一个所述侧拉板块一一对应的内自弹式侧拉板块供应腔，在所述第二边框架12内形成有与每组所述旋转板块一一对应的内自弹式旋转板块供应腔。

这一设计整体上从老师书写的便利性出发，将教学板块2设置在上半部，将功能组合块设置在下半部，整体上不仅不会影响老师的实际教学，且也能够在黑板整体空间有限的前提下，规划出一部分用于互动教学。在此基础上，利用内自弹式侧拉板块供应腔的设置，使得多块侧拉板块之间彼此在使用过程中位于同一竖直面上，提高观察质量，同时便于画图机构在两块侧拉板块上完成同一副复杂图形的绘制，并且能够从一定程度上降低环境等外在因素对叠加的板块之间的扩展的观察质量的影响；进一步地，通过旋转板块的设计，扩大整体的使用空间，并且在不影响上部分进行机械绘图的前提下，留出一部分用于互动讲解的空间。

整个结构采用安装架1设置，通过根据实际情况能够调整安装架1的安装位置，进一步提高其应用过程中的适用范围，可以根据不同年级的学生针对性地安装其高度。

一种具体的设置方式中，所述教学板块2包括自内而外顺次叠放的第一侧拉板21和第二侧拉板22，且所述第一侧拉板21位于所述内自弹式侧拉板块供应腔中，所述第二侧拉板22用于在所述第一边框架11和所述轨道架13中交替移动；其中，

当所述第二侧拉板22位于所述轨道架13时，所述第一侧拉板21通过所述内自弹式侧拉板块供应腔顶出至表面与所述第二侧拉板22的表面在同一竖直面上。这样的设置方式能够使得第一侧拉板21和第二侧拉板22面积基本一致，同时，不会额外增加过多轨道，造成黑板整体轨道过多，轨道之间交错排布，长期滑移过程中容易出现脱轨等问题，并且，第一侧拉板21和第二侧拉板22的有效配合，实现了绘图书写面积的有效增加，一般情况下，在教学过程中即可满足现有教学的需求。

进一步优选的实施例中，为了进一步提高操作的便捷性，便于多种互动的同步进行，针对绘制的机械化图形分区进行讲解，提高整个教学效率，所述旋转板块包括位于所述内自弹式旋转板块供应腔中的至少一块内弹板31，以及可旋转地设置于所述内弹板31外侧且用于盖设所述内弹板31的多块盖板32；且，

旋转所述盖板32用于使得所述内弹板31向外弹出。

通过上述设置，有效实现区域的划分，实现分区讲解和对应解析，提高整个教学效率。

进一步优选的实施例中，所述侧拉板块与所述旋转板块各自通过自弹式组件4连接于所述内自弹式侧拉板块供应腔或所述内自弹式旋转板块供应腔中；

且通过按压所述侧拉板块或所述旋转板块，以使得所述侧拉板块或所述旋转板块在弹出锁止状态与缩进锁止状态之间交替进行。

进一步优选的实施例中，所述自弹式组件4包括底板40，设置于所述底板40上的导向块41，以及位于所述底板40上且设置于所述导向块41相对的两侧的锁止拉杆42和复位弹簧43，所述导向块41中形成有连通的第一导向槽411和第二导向槽412，且所述第一导向槽411与所述第二导向槽412的两个端部沿所述复位弹簧43的伸缩方向形成有位移差，所述锁止拉杆42中靠近所述复位弹簧43的一端在所述第一导向槽411和所述第二导向槽412中交替移动，所述导向块41中远离所述锁止拉杆42的一端还设置有卡钩413和卡止组件；

所述卡钩413用于卡接所述侧拉板块或所述旋转板块处于缩进锁止状态；

所述卡止组件用于卡止所述侧拉板块或所述旋转板块处于弹出锁止状态。

进一步优选的实施例中，所述底板40中远离所述锁止拉杆42的一侧自所述锁止拉杆42至所述复位弹簧43的延伸方向形成有凹陷深度逐渐增大的延伸槽401，所述卡钩413在所述延伸槽401的内底面可滑移地设置，且所述卡钩413至少部分能够位于所述底板40的上表面的上方；

所述卡止组件包括通过弹片441嵌设于所述延伸槽401中远离所述卡钩413一侧的内挡件442，以及固定设置于所述卡钩413上的外挡件443，且所述内挡件442与所述外挡件443之间配合形成有用于卡接所述侧拉板块或所述旋转板块的卡接间隙444。

一种更为优选的实施例中，每块所述侧拉板块或所述旋转板块各自连接有多个自弹式组件4，且所述自弹式组件4在所述侧拉板块或所述旋转板块上对称设置；

每个所述自弹式组件4上的内挡件442的底面向外延伸连接有拉杆445，拉动所述拉杆445用于带动所述内挡件442向下移动；

所述侧拉板块或所述旋转板块的背面形成有卡接板211，所述卡接板211与所述自弹式组件4一一对应设置。

当然，这里通过锁止拉杆42在第一导向槽411和第二导向槽412中的交错移动实现导向块41的滑移，并带动卡钩413在延伸槽401中移动，从而实现卡钩413伸出延伸槽401表面或位于延伸槽401内部，进而通过在卡接板211上设置与卡钩413与导向块41的主体部分之前形成的槽体相适配的凸块来实现卡接或移出。且当卡接板211移出时，外挡件443位于内挡件442远离锁止拉杆42的一侧，使得外挡件443与内挡件442之间形成卡接间隙444，由于内挡件442朝向锁止拉杆42的一面为斜面，因此，弹出的卡接板211能够挤压内挡件442并移至其背向锁止拉杆42的一侧，从而有效实现二者的卡接。进一步地，当需要将卡接板211推入时，只需要通过向下拉动拉杆445，即可带动内挡件442下移，并使得卡接板211进一步推入，当然，这里的拉杆445可以进一步延伸连接操作杆，并使得操作杆位于黑板板面的侧面，从而便于手持操作的进行。当然，多个自弹式组件4中的上述拉杆445可以进一步通过多根连杆连接，以使得可以实现同步操作。

同时，需要说明的是，第一导向槽411和第二导向槽412之间的连接处形成为台阶结构，以使得能够引导锁止拉杆42在第一导向槽411和第二导向槽412中的交替移动。

进一步优选的实施例中，所述内弹板31上贯穿形成有多个竖直通槽311，且当所述盖板32旋转至表面与所述内弹板31的表面相垂直时，所述内弹板31能够弹出且至少部分所述盖板32位于所述竖直通槽311中。即通过盖板32部分卡接在竖直通槽311中，以进一步避免旋转后的盖板32在误操作时出现旋转，影响书写，同时，旋转后的盖板32能够隔离每个分区，避免观察过程中的互相交叉。同时，盖板32可以略突出弹出后的内弹板31即可，以避免影响观察。并且，盖板32也可以用作书写问题，并通过盖住内弹板31上的答案，以更好地在不浪费大量书写时间的前提下，提高学生的思考时间。

当然，这里的盖板32可以通过铰接件进行连接，优选地，可以通过固定设置的底板40向外延伸形成铰接件。当然，这里的竖直通槽311的面积可以进一步设置为大于盖板32中贯穿竖直通槽311部分的截面积，以进一步便于实际操作。

一种更为优选的实施例中，所述第一边框架11与所述轨道架13上设置有移动滑槽111，其中一块侧拉板块可滑移地设置于所述移动滑槽111中；

位于所述第一边框架11中的所述移动滑槽111向内延伸形成有限位导槽112，位于所述内自弹式侧拉板块供应腔中的所述侧拉板块的两侧连接有限位杆，且所述限位杆的另一端延伸位于所述限位导槽112中。

进一步优选的实施例中，所述第二遍框架上自内而外延伸形成有限位导槽112，所述旋转板块至少部分可移动地设置于所述限位导槽112中。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。