专利名称：可发音的自变画装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可以发出声音的自动变换画面的装置。
现时我们日常生活中的墙壁画、桌台画等，其画面单一、固定，不能经常定时自动变换，且不能发出语音和音乐，比较呆板。
为了解决这个问题，我们于95年申报了有关的专利申请，专利名称是钟控可变画装置，专利号是95204741.1，颁证日为96年10月19日。又于97年申报了有关的经过改进的专利申请，专利名称是钟控长画展示器，专利是ZL.972 14554.0，颁证日为99年3月11日，已经收到了较好的效果。但在实践中发现，这种装置在运行中不能发声，比较寂寞，时有画带松旷现象，并且制造成本较高，给这项专利的大面积的推广造成障碍。
本实用新型的目的是要提供一种改进的钟控可变画装置，它能在运行的各个阶段发出各种需要的声音，并且画带松紧可调，制造成本较低，便于大面积推广。
本实用新型的功能是这样实现的方案一在框架内有2个画轴，其上的画带经2个导轴使画面在显画窗口显示，画带上有不同组合的发音标记符，每组标记符对应4个光电收发器，光电收发器与相关的发音电路连接，当画带走动每变换一幅画面，其上的发音标记符也跟着变换，光电收发器即接收到不同的发音标记组合信号，通过相关的电路而发出相应的声音，画轴的一端各接一个单向阻力器，其作用是保证画轴缠画带时，没有阻力但向相反方向转时，却产生阻力，其阻力大小可以人工调节。画轴的另一端各接一个齿轮，通过传送连接媒介(传送带、链条、齿轮)与中间齿轮相连，减速电机经电机齿轮和换向齿轮与其中的一个中间齿轮啮合。如果减速电机反转，其上的齿轮则使换向齿轮与另一个中间齿轮啮合，经传送连接媒介(传送带、链条、齿轮)使画带齿轮转动，与其一体的画轴上的画带随即向一方移动，使画面变换。其一边画轴的两端各有一个圆形或其它形状的整带件与整带机构相连，当画带经一个回合的运行，整带件自动向画中心夹紧，进行整带。这种方法中的电机控制，均由单片机89C2051经输出电路，进行管理、控制。
以上方案适合于画带较长，画带在一边的画轴上缠绕大于50圈时使用。
方案二机械结构与方案一所说的机械结构基本相同，所不同的地方是，没有整带件和整带机构。电路中的光电转换及发音电路与方案一所说的基本相同，所不同的地方是，电机控制电路改为布线逻辑电路。
此方案适合于画带较短，即画带在一边的画轴上缠绕小于50圈的情况下使用。
方案三机械结构与方案二所说的机械结构基本相同，所不同的地方是没有连接媒介(传送带、链条、齿轮)，而是由1个减速电机改为2个减速电机，并分别与两个画轴经连接套管直接相连，电路与方案二所说的基本相同，所不同的地方是，电机控制电路改为控制2个电机。
本实用新型因为在画带上每幅画的分界线处有发音标记符组合，再加上相应的光电收发器及发音电路，因此发音效果十分可靠，又由于在两画轴的一端各有一个可任意调整的单向阻力器，因此，画带的松旷问题得到有效的解决。又由于采用1个减速电机使画带走动或采用2个减速电机而去掉了传送连接媒介(传送带、链条、齿轮)使画带走动，因而制造成本不高。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图22是本实用新型的外观正视图。
图1、图2、图3分别是本实用新型方案一的俯视图、侧视图和侧视动作原理图。
图12、
图13是本实用新型方案一中单向阻力器的俯视图和B向侧视图。
图14、
图15是本实用新型方案一中整带机构中锁定器剖面图和锁针放大图。
图18是本实用新型方案一的整体电路图。
图19是本实用新型发音系统组成原理图。
图20是本实用新型的画带标记符号结构图。
图4、图5是本实用新型方案二中，齿轮传动结构的俯视图和侧视图。
图6、图7、图8是本实用新型方案二中，同步带传动结构类的俯视图和单向阻力器的俯视图和D向侧视图。
图9、
图10、
图11是本实用新型方案二中，链条传动结构类的俯视图和单向阻力器的俯视图和C向侧视图。
图21是本实用新型方案二的整体电路图。
图16是本实用新型方案三的俯视图。
图17是本实用新型方案三的整体电路图。
图中(1)左单向阻力器 (2)右单向阻力器 (3)左中间齿轮 (4)右中间齿轮 (5)换向齿轮 (6)换向板 (7)毡片 (8)减速电机 (9)左画轴齿轮 (10)右画轴齿轮(11)左传送带 (12)右传送带 (13)电磁铁 (14)弹簧 (15)锁针 (16)走带光电收发器 (17)停带标记(18)左换向光电收发器(19)右换向光电收发器(20)换向标记(21)发音光电收发器(22)发音标记(23)右画轴(24)右导画带轴(25)左画轴(26)左导画带轴(27)上整带件(28)下整带件(29)整带电机(30)齿轮(31)弹簧(32)左整带杆(33)右整带杆(34)同步齿(35)导轮(36)支持轮(37)画带(38)日光灯(39)灯箱(40)框架(41)电机齿轮(42)显画窗口 (43)喇叭孔(44)机壳(45)分界区(46)针孔(47)调节螺丝 (48)超越离合器 (49)夹板 (50)磨擦片 (51)毛毡 (52)支架 (53)传动齿轮(54)阻力轴 (55)制动簧 (56)链条 (57)拉线 (58)阻力轮 (59)磨擦带 (60)拉簧(61)左电机(62)右电机(63)互动齿轮(64)整带光电收发器(65)整带标记下面结合图(1-3)、图(12-15)、图(18-20)、图22详细说明本实用新型方案一所说的具体装置的细节及工作情况。
框架(40)内有2个画轴(23)、(25)，其上缠有画带(37)，经2个导画带轴(24)、(26)将画带(37)展开，画带由韧性、质薄、柔软的物质材料做成，其上印有一幅幅将要展示的画。在每幅画的分界区(45)，印有4个发音标记符(22)，发音光电收发器(21)经一定距离与其相对应。画轴(23)、(25)的一端装有画轴齿轮(10)、(7)，经传送带(12)、(11)与中间齿轮(4)、(3)相连，减速电机(8)上有一电机齿轮(41)，经换向板(6)与换向板(6)上的换向齿轮(5)啮合，当电机(8)转动时，其方向力矩经电机齿轮(41)换向板(6)使换向齿轮(5)靠向一边的中间齿轮(4)并使其转动。经传送带(12)，画轴齿轮(10)使画轴(23)旋转，缠绕其上的画带(37)使画面移动变换。当电机(8)反方向转动时，其方向力矩经电机齿轮(41)换向板(6)使换向齿轮(5)靠向另一边的中间齿轮(3)，经传送带(11)、画轴齿轮(9)使画轴(25)旋转，缠绕其上的画带(37)也随即改变移动变换的方向。当电机(8)停止转动时，换向板(6)上的毡片(7)产生的阻尼磨擦力迫使换向齿轮(5)与中间齿轮(3)或者(4)稳定地啮合。由于在画轴(23)、(25)的另一端装有单向阻力器(2)、(1)即任意一个画轴主动缠绕画带(37)时，画轴旋转，不产生阻力，但当其释放画带时，单向阻力器(2)、(1)即有阻力作用于画轴(23)、(25)上使画带(37)经常处于绷紧状态，不松旷。单向阻力器(2)、(1)上，有调节螺丝(47)可任意改变阻力的大小。画轴(25)上的两端各装有一个整带件(27)、(28)。上整带件(27)与左整带杆(32)连为一体，经导轮(35)和支持轮(36)可上下移动。下整带件(28)与右整带杆(33)连为一体，经导轮(35)也可上下移动。右整带杆(33)下部有一复原弹簧(31)，左整带杆(32)下部有同步齿(34)并与整带电机(29)上的齿轮(30)啮合，其上部的同步齿(34)经互动齿轮(63)和右整杆上的同步齿啮合，当整带电机(29)转动，经齿轮(30)、同步齿(34)使左整带杆(32)向下运动时，其上部的同步齿(34)经互动齿轮(63)、右整带杆(33)上的同步齿(34)，使右整带杆(33)向上运动，此时与两整带杆一体的上下整带件(27)、(28)即向画轴中心夹紧。由于整带件靠向画卷的一侧是平整的，故可将画带卷两端挤夹平整，最终被画带卷支撑住而停止运动。
其整个工作过程是这样的由C1、C2晶振T组成单片机89C2051的晶振电路，振荡频率为4MHz。(11-14)脚为单片机的输出脚，其中11脚经三极管G1控制整带机构中的电磁铁(13)。12、13脚经光电藕合器及双向可控硅控制走带机构中的减速电机(8)。14脚经光电藕合器及双向可控硅控制整带电机(29)，本装置中的电机均采交流单相异步减速电动机。(6-9)脚为单片机的输入脚，其中6脚为整带输入脚，经施密特触发器CC4093接整带光电收发器(64)。U4的7、8脚为画带换向输入脚，分别经施密特触器CC4093与左换向光电收发器(18)的U2及右换向光电收发器(19)的U3相接。9脚为走带输入脚，经施密特触发器CC4093与走带光电收发器(16)的U1相连。当程序运行使12脚输出启动负电位时，GD1导通，双向可控硅K1导通，走带电机(8)向一个方向转动。经中间环节带动画轴(23)转动。缠绕其上的画带(37)即向右移动。当启动信号结束时，停带标记(17)已离开了走带光电收发器(16)。对应其上的是白色画带，单板机的程序经判别确认，使电机(8)继续转动，直至画带上一个黑色的停带标记(17)的到来。此时12脚输出高电位，GD1截止，双向可控硅K1关闭，走带电机(8)停止转动，等候下一个启动信号的到来。与此同时，发音标记(22)正好停在发音光电收发器(21)的对应位置上，发音电路经确认判断见图(19)，通过4-16线译码器，相应线脚即有高电位输出，经继电器转换器，将高电位变为键控动作，控制键控语言板通过功放输出声音。当画带(37)依照此步骤走行至画带左边的尽头时，换向标记(20)对应在换向光电收发器(18)的位置上，此时U2输出一个负电位加至CC4093的5、6脚，其4脚输出一个正电位加至单片机89C2051的7脚，经程序判断确认13脚输出负电位，GD2导通使双向可控硅K2触发导通，走带电机(8)反转，其上的齿轮(41)的方向力矩经换向板(6)迫使换向齿轮(5)靠向另一边的中间齿轮(3)，经传送带(11)、画轴齿轮(9)、画轴(25)使画带(37)向左移动变换完成了换向动作。
本装置的整带过程是这样的当画带(37)走行至右边尽头时，右边的换向标记覆盖换向光电收发器(19)。此时经程序判断，确认后11脚输出正电位G1关断，电磁铁(13)释放，锁针(16)在弹簧(14)的作用下，进入换向板(6)的锁针孔中，使换向板不能换向。由于换向齿轮(5)的轴在换向板上，故其与中间齿轮(3)啮合不能分开，此时单板机12脚输出负电位，GD1导通K1被触发导通，走带电机(8)反转，经传送带(11)、齿轮(9)使画轴(25)反转松画带。经整带光电收发器(64)测定画轴(25)上的整带标记(65)至设定的松带圈数后，本程序使14脚输出一个负电位，此时GD3导通，K3被触发导通，整带电机(29)转动，其上的齿轮(30)经同步齿(34)使左整带杆(32)向下移动，其上的整带件(27)随即向下移动。而右整带杆(33)在互动齿轮(63)的带动下却向上移动。其上的下整带件(28)随即向上移动，此时上下整带件(27)、(28)对画带(37)进行夹挤，由于整带件内侧是平整的，故可将画带整齐。与些同时，电机(8)反向即单片机的13脚输出一个负电位，而12脚输出正电位。此时GD2导通，K2触发器导通，走带电机(8)的转动方向是使画轴(25)将松开已整齐的画带重新缠紧，经整带光电收发器(64)测定整带标记(65)转够与松带时相同的圈数后，单片机即判定整带结束。随即发出三条指令，①锁针(15)撤离换向板(6)，即单片机11脚输出一个负电位，G1导通，电磁铁j吸动使锁针(15)离开针孔，释放换向板(6)；②整带电机(29)断电，即单片机的14脚输出一个正电位GD3关断，K3关断，整带电机(29)断电。此时弹簧(31)将通过整带杆(33)、(32)及互动齿轮(63)迫使整带件(27)、(28)恢复原位③走带电机反转即单片机(12)脚输出一个负电位，GD1导通，双向可控硅K1触发导通，13脚输出正电位GD2关断，K2关断，走带电机(8)反转。通过其上齿轮(41)的方向力矩，使换向齿轮(5)与中间齿轮(4)啮合，经同步带(12)、齿轮(10)、画轴(23)使画带(37)向右移动变换。依此循环往复。
本方案中的单向阻力器的结构是这样的在画轴(23)、(25)的一端加有一个超越离合器(48)，一个磨擦片(50)与其紧密结合成为一体，夹板(49)通过2个毛毡(51)紧紧夹住磨擦片(50)，用调节螺丝(47)可改变磨擦力的大小。当画轴(23)或(25)向一个方向转时没阻力，而向相反的方向转时由于超越离合器(48)的单向旋转特性，在此方向将带动磨擦片(50)转动，由于夹板(49)和毛毡(51)的作用，便产生了阻力。
下面结合图(4-5)、图(6-8)、图(9-11)、图(21)，详细说明本实用新型方案二所说的具体装置的细节及工作情况。
本实用新型方案二所说的具体装置与方案一相比，取消了整带机构即取消了整带电机(29)、左整带杆(32)、右整带杆(33)、互动齿轮(63)、整带件(27)、(28)、电磁铁(13)、弹簧(31)。传送连接媒介增加了两种，即齿轮(35)传动和链条(56)传动。增加了两种结构不同的单向阻力器(1)、(2)，第一种单向阻力器，见图(7-8)，画轴(23)、(25)的一端经制动簧(55)与阻力轴(54)相连。阻力轴(54)的一端是磨擦片(50)，两者是一整体。夹板(49)使2片毛毡(51)紧贴片(50)，其磨擦力大小由调节螺丝(47)任意调整。支架(52)将单向阻力器(1)、(2)稳定地支撑固定在框架(40)的底板上。当画轴(23)、(25)顺制动簧(55)锣纹方向转动时，制动簧(55)将制紧画轴(23)、(25)和阻力轴(54)，并使其与画轴(23)、(25)一齐旋转，此时磨擦片(50)上的磨擦阻力即传给了画轴(23)、(25)。当画轴逆制动簧(55)锣纹方向转动时，由于制动簧(55)松开，不能制紧画轴(23)、(25)，因此，画轴(23)、(25)即自行旋转，与阻力轴(54)上的磨擦阻力脱离。第二种单向阻力器，见图(10-11)。画轴(23)、(25)的一端镶入阻力轮(58)的圆心孔，其上的槽中有一条磨擦带(59)，一端经拉线(57)与底板相连，另一端经拉簧(60)与底板相连，当画轴(23)、(25)带动阻力轮(58)顺时针旋转时，由于磨擦带(59)的作用阻力较大。而逆时针旋转时，拉簧(60)放松，虽有磨擦带，但阻力较小。调节拉簧(60)簧力的大小，可改变阻力的大小。下面结合图21详细说明其整个工作过程由4040、R1、C1、4093组成的时控电路，定时将启动脉冲经控时开关，C2、D1导通送到4093-1的1脚，4093-1的3脚输出一个正信号，使G1导通，J1动作，其接点5、6闭合，由于此时4013的13脚输出一个正信号，使G2导通，J2动作，其接点5、6闭合，故电机(8)逆时针转动，造成换向齿轮(5)与中间齿轮(3)啮合，经传送装置，使画带(37)向左移动变化，此时，启动脉冲消失，但画带(37)的白色部分对着走带光电收发器(16)，U1导通，地经U1加至4093-1的2脚，因此其3脚仍输出正信号，直至画带停带标记(17)的到来，U1截止，6V正加至4093-1的2脚，使其3脚输出负信号G1关闭，走带电机(8)停转，画带(37)停止运动，等候下一个启动脉冲的到来，如此下去，画轴(25)上，画带缠满，此时，画带换向标记遮盖换向光电收发器(19)，U2截止，其阳极由正变负，4093-1的11脚由负变正，使4013触发器的13脚由正变负，G2截止，J2释放，其接点6、7闭合，完成了交流异步电机的换向准备工作，当启动信号到来，使J1的5、6闭合时，走带电机(8)向另一个相反的方向转动，即顺时针方向转动，经电机齿轮(41)换向板(6)使换向齿轮(5)与中间齿轮(4)啮合，经传送装置，使画轴(23)带动画带向右移动变化，完成了画带(37)的方向转变，依此循环。本实用新型方案二所说的发音电路工作原理等同于本实用新型方案一所说的发音电路工作原理，其光电收发器中的光电发射管的发光量，可由W4任意调整，U(1-3)的接收灵敏度由W(1-3)任意调节。
下面结合图(16-17)详细说明本实用新型方案三所说的具体装置的细节及工作情况本实用新型方案三所说的具体装置与方案二相比，取消了传送连接媒介(同步带、齿轮、链条等)，增加了一个减速电机，即有2个减速电机(61)、(62)，分别经套管与画轴(23)、(25)相连，其整个工作过程是这样的由4040、R1、C1、4093组成的时控电路，定时将启动脉冲经控时开关，C2、D1送到4093-1的1脚，4093-1的3脚输出一个正信号，使G1导通，J1动作，其接点5、6闭合，由于4013的13脚输出正信号G2导通J2动作，其接点5、6闭合，故交流220V经左电机(61)、J2接点5、6与J1接点5、6形成回路，左电机(61)转动。由于画轴(25)与电机(61)连为一体，故画轴也随之转动，使缠绕其上的画带(37)向左移动变换。画带(37)上的停带标记(17)走过停带光电收发器(16)，此时启动脉冲消失，但画带(37)的白色部分对着停带光电收发器(16)，U1导通地经U1加至4093-1的2脚，因此其3脚仍输出正信号，直至画带(37)上停带标记(17)的到来，U1截止，6V加至4093-1的2脚，使其3脚输出负信号，G1关闭，J1释放，其接点5、6断，左电机(61)停转，画带(37)停止，等候下一个启动脉冲的到来，此时，画带(37)上某组发音标记(22)正好遮盖发音光电收发器(21)，经光电转换及发音电路发出相应的声音。见图(19)其上的J1接点9、10，是保证画带(37)在走动时不发音。当画轴(25)上画带(37)缠满时，换向标记(20)正好遮盖，换向光电收发器，使U2断光照而截止，其阳极的负电位加至4093-1的12、13脚，其11脚输出正电位进入4013的置位端10脚，4013的输出脚12、13翻转，12脚正，13脚变负，使G2截止，J2断电，其接点6、7闭合，交流220V经右电机(62)转动，并经其连着的画轴，使画带(37)向右移动变换，完成了画带换向。如此下去，循环往复。
W4调整光电收发器中发射管的发光量，W(1-3)调整光电收发器中接收管的接收灵敏度。
权利要求1.可发音的自变画装置，由框架(40)、减速电机(8)、画轴(23)(25)、画带(37)、单向阻力器(1)(2)、整带机构、换向机构、发音电路和控制电路组成，其特征在于，发音电路由画带(37)控制，单向阻力器(1)(2)在画轴(23)(25)的一端，换向机构由电机齿轮(41)、换向板(6)、换向齿轮(5)、毡片(7)、左中间齿轮(3)、右中间齿转(4)构成。
2.根据权利要求1所说的可发音的自变画装置，其特征是控制发音电路的画带(37)，在其分界区(45)处有发音标记(22)。
3.根据权利要求2所说的可发音的自变画装置，其特征是发音标记(22)由2种不同颜色的发音标记(22)符的组合而成。
4.根据权利要求1 所说的可发音的自变画装置，其特征是单向阻力器(1)(2)可由三种不同的结构组成。
5.根据权利要求1、4所说的可发音的自变画装置，其特征是单向阻力器(1)(2)的结构1由超越离合器(48)、磨擦片(50)、毛毡(51)、夹板(49)、支架(52)、调节螺丝(47)组成，单向阻力器(1)(2)的结构2由制动簧(55)、阻力轴(54)、磨擦片(50)、毛毡(51)、夹板(49)、支架(52)、调节螺丝(47)组成，单向阻力器(1)(2)的结构3由阻力轮(58)、磨擦带(59)、拉线(57)、拉簧(60)组成。
6.根据权利要求1所说的可发音的自变画装置，其特征是换向齿轮(5)处于中间状态时，其齿与左中间齿轮(3)的齿，及右中间齿轮(4)的齿的间隙应≥0.1mm。
专利摘要本实用新型涉及可发音的自动变换画面的装置,本装置在框内有2个导轴,2个画轴,其上缠有画带,画带上有发音标记符组合控制发音电路。画轴两端各有一个整带件与整带机构相连,由时钟信号经控制电路控制电机,实现画面变换,此装置适合于展览馆、舞厅、家庭、学校、广告宣传等场合。
文档编号G09F27/00GK2400864SQ99246470
公开日2000年10月11日 申请日期1999年10月21日 优先权日1999年10月21日
发明者赵成有, 董力, 刘庆国, 李斌, 乔保家, 马永平, 王照亮, 付立伟, 陶建民 申请人:董力