CN105008140A - 黑板自动升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种黑板自动升降装置，其为用于升降黑板框架(78)的装置，其包括：多个连杆臂(33、34、65)，相互铰链结合；螺旋轴(35、66)，螺丝结合于所述多个连杆臂(33、34、65)中的至少一个，用于升降所述至少一个连杆臂；以及马达(40)，用于驱动所述螺旋轴。因此，有效使用动力升降黑板的具有各种功能的黑板框架，并减少噪音，从而供使用者安全且方便操作端子盒，而且构造简单而能够容易制作。

Description

黑板自动升降装置

技术领域

本发明涉及一种黑板自动升降装置，其在使用教育用黑板或公告栏时，能够自动升降黑板整体框架到规定高度以供教育者在所要高度进行书写，而且在远处也能看清。

背景技术

如果能够自动控制黑板或公告栏到所要高度以方便教育者无需弯曲或踮着脚书写，则能够减轻书写时的辛苦，而且也能使黑板上升以方便后面的学生也能看到，但是作为目前的技术皆需要高动力，而且有噪音，制作复杂，因此没有被商品化。

而且，现有技术的黑板升降装置，因为在黑板框架结合多视觉等视听觉利用设施和各种辅助黑板等而重量变重，因此只单纯手动调整中央部分的书写板进行升降，而操作不方便且不能调整到所要高度，而且现有自动方式在驱动时产生很大噪音而不愿意使用，也不方便制作，因此没有被商品化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种黑板自动升降装置，其用于解决所述现有技术的问题点，容易升降重量重的黑板整体框架，成为高效率动力构造而能够省力，减少噪音的产生，而且容易制作，也容易设置。

本发明的其他目的在于，提供一种黑板自动升降装置，其也能容易设置于如下墙壁上，即所述墙壁用石砖堆砌后没有进行装修或即便进行了装修也仅装修了黑板外的可看到的部分，而升降装置的设置面凹凸不平。

本发明的其他另一目的在于，提供一种黑板自动升降装置，其能够解决以下问题，即作为安全装置在上升过程中发生故障时不会移动，但下降过程中因故障或障碍物而黑板倾斜，此时，因黑板重力而能够导致黑板掉落等事故。

本发明的黑板自动升降装置，其为用于升降黑板框架78的装置，其包括：多个连杆臂33、34、65，相互铰链结合；螺旋轴35、66，螺丝结合于所述多个连杆臂33、34、65中的至少一个，用于升降所述至少一个连杆臂；以及马达40，用于驱动所述螺旋轴。

本发明进一步包括：上下滑动棒5，设置于所述连杆臂33、34；防滑装置9、10、11、12，支撑所述上下滑动棒5仅朝上下升降；上下部连杆臂支架31、32，连接于所述连杆臂33、34的上下部；以及黑板上下部结合固定体6、7，固定于所述上下滑动棒5的两端，所述螺旋轴35设置于所述连杆臂33、34的中心，所述上下部连杆臂支架31、32随着所述螺旋轴35和所述连杆臂33、34的动作垂直升降。

所述连杆臂33、34由四个四截连杆臂构成，在所述黑板上下部结合固定体6、7之间设置有锚定支撑板1、2、3、4而固定于墙壁，所述上部连杆臂支架31可结合于所述黑板上部结合固定体6。

本发明包括：中心转轴36，与所述螺旋轴35一体构成；以及马达部40、41、42、43，包含所述马达40、减速器41及马达结合体42，所述中心转轴36端部的所述马达结合体42与套管37部分焊接而一体构成，具有充分承受所述马达部40、41、42、43的耐力，所述马达部40、41、42、43与所述中心转轴36在同一直线上在所述套管37成为悬臂梁形态，由此，墙面和所述黑板框架78的设置缝隙变小，在所述缝隙设置有橡胶垫97，在所述黑板上部结合固定体6结合有所述黑板弹簧挂部44，通过所述马达拉伸弹簧45连接所述马达部40、41、42、43和所述黑板上部结合固定体6，从而缓和因悬臂结构产生的影响。

在所述连杆臂33、34设置所述拉伸弹簧挂部48，并设置所述拉伸弹簧49，在所述连杆臂33、34的设置面朝两侧***垫圈52并用螺栓50和螺母51进行结合，将所述拉伸弹簧49的结合槽在中央、左侧及右侧形成三个，根据所述拉伸弹簧49的硬性和黑板的重量而设置两个至六个拉伸弹簧49，加强动力。

所述连杆臂33、34的长度方向的左右形成为下部宽而上部窄的构造并进行组装，从而在力学上确保稳定。

所述连杆臂65由两个两截连杆臂65构成，进一步包括：上部及下部支架62、68，铰链结合于所述连杆臂65；以及上部滑动棒60，容纳于所述上部支架62进行滑动，所述螺旋轴66容纳于所述下部支架68并随着所述马达进行旋转，此时所述连杆臂65使所述上部支架62升降。

所述下部支架68用螺栓固定于操作支架8上，所述连杆臂65随着所述马达部40、41、72和所述螺旋轴66动作，由此所述上部支架62升降，在所述上下滑动棒5的端部固定有黑板上下部结合固定体6、7，在所述黑板上下部结合固定体6、7之间设置有锚定支撑板1、2、3、4而固定于墙壁上，将所述上部支架62用螺栓结合于所述黑板上部结合固定体6，在所述黑板上下部结合固定体6、7结合黑板框架78，从而随着所述马达40使所述黑板框架78垂直升降。

在所述黑板框架78的内部上面设置重锤支撑部件93、重锤91、电极固定棒96、连接通道95、A电极92以及B电极94，当所述黑板框架78下降时，所述黑板框架78被倾斜而所述A电极92和B电极94接触，而继电器动作，由此能够使所述黑板框架78停止下降。

具备***于所述螺旋轴66和所述上部滑动棒60的上下部压缩弹簧75、77，在从所述上下部支架62、68的内部两端部分的最下部上升时，因被压缩的弹簧的弹性而能够加强动力。

本发明具有如下效果。即，有效使用黑板的具有各种功能的黑板框架，并减少噪音，从而供使用者安全且方便操作端子盒，而且构造简单而能够容易制作。

驱动部通过杠杆原理，用水平方向的小力获取垂直方向的大力即大的动作范围，升降时黑板框架会晃动，此时，连杆臂支撑整体重力，而向驱动部的连杆臂动作螺栓传递很小的重力，因此噪音小，运动学上发挥稳定的大力。

利用拉伸弹簧和压缩弹簧的弹性，使因黑板重力下降时和下降后上升时的两个动力变均衡，而使升降时的动力几乎相同，从而能够用高效率、低动力进行驱动。

附图说明

图1是组装完成的基本单元的结构图。图2是四截连杆装置的主视图。

图3是四截连杆装置的侧视图。图4是四截连杆的拉伸弹簧挂部。

图5是两截剪刀装置的主视图。图6是两截剪刀装置的侧视图。

图7是在单元固定有四截连杆的升降图。图8是在单元固定有两截剪刀的升降图。

图9是在四截连杆固定有黑板的后视图。图10是在两截剪刀固定有黑板的后视图。

图11是安全装置的结构图。图12是自动控制电线的电路图。

图13是橡胶板的形状图。图14是四截连杆和两截剪刀的平面图。

具体实施方式

为了充分理解本发明，参照附图说明本发明的优选实施例。本发明的实施例可变形为各种形态，本发明的范围并不局限于以下所述实施例。本实施例是为了向本领域的技术人员详细说明本发明而提供。因此，为了准确说明而图中要素的形状等可放大示出。在各个图中，对于相同的部件标注相同的附图标记。对于能够混淆本发明的要旨的公知功能及构成，省略对其详细说明。

图1是作为本发明的基本框架，示出组装完成的单元的主视图及侧视图，除主要驱动部分之外的所有结构为基本框架，并组装为一个单元，在该单元结合驱动部即四截连杆或两截剪刀，从而完成黑板自动升降装置。由此完成两种黑板自动升降装置。组装成单元是因为容易大量生产且在现场容易设置。

为了使上下滑动棒5在单元稳定地垂直动作，插片13、14选用即便扭转和弯曲力矩在360度的任何角度作用也在力学上最稳定的四边管以防在焊接或动作时发生变形，且形成为左右插片13、14，所述左右插片保持平行而成为一体，为了顺利完成滑动装置9、10、11、12，将上下部插片固定体15、16的高度和长度以准确的尺寸首先进行焊接，然后所述左右插片13、14的宽度精加工成与上下滑动装置9、11的厚度相同，并焊接成使左右插片13、14保持平行，然后焊接滑动装置9、11时，插片13、14和上下滑动棒5保持平行，将操作支架8垂直焊接于插片13、14后，焊接锚定支撑板1、2、3、4而一次完成焊接，锚定支撑板1、2、3、4在具有充分承受黑板重力的耐力下形成为较薄，在现场设置单元时，无需考虑墙壁形态，只要插片13、14保持垂直，即便墙壁弯曲，也因锚定支撑板1、2、3、4容易弯曲而能够紧贴于墙壁，从而容易设置，而且设置后也因具有耐力而不妨碍操作，为了容易弯曲而在插片13、14需要充分大小的锚定支撑板1、2、3、4。

将上下滑动棒5***于插片13、14而使棒压缩弹簧17***于上部，在插片13、14的内部***止动环24后，在与黑板上下部结合固定体6、7焊接的棒上下部托架18、20通过棒上下部固定螺丝19、21结合上下滑动棒5，从而使黑板上下部结合固定体6、7朝相同方向设置角度相同。在左插片13的前面结合上下部限位开关22、23，结合位置与单元从底面的设置高度和黑板动作范围止动环24的结合位置有联系，因此，在现场设置过程中，确保位置并容易结合。棒压缩弹簧17在两个驱动装置全部下降后上升时，因弹簧的弹性而加强驱动。

用四截连杆和两截剪刀构成升降驱动部的内容是以专利2013-0016809为基础，单元的上下滑动棒5通过滑动装置9、10、11、12而仅垂直动作，通过朝前后左右作用的力支撑连杆臂33、34、65，因此通过连杆臂33、34、65顺利升降黑板框架78。图2是四截连杆的主视图，本发明不采用连杆臂33、34通常的技法即为了使连杆臂牢固而弯曲成字形的方法，长带形的两个相同的铁片在铰链点相互平行而成为一组连杆臂，四组连杆臂连接而成为一个连杆臂33、34，铰链点47与套管37和上下部连杆臂支架31、32一起通过六个铰链连动，连杆臂33、34在长铁片的长度方向中心部形成弯曲，弯曲程度与铁片的厚度相同而使连杆臂牢固，此时，充分具有能够承受比普通的四截连杆轻的黑板框架78动作时产生的扭转和弯曲力矩的耐力，而且还能解决没有弯曲成字形导致的不安要素。对连杆臂33、34进行弯曲，因此当连杆臂33、34的长度方向的左右形成为下部宽而上部窄的形态并进行组装时，力学上成为最稳定的构造，而且耐久力强。

在连杆臂33、34的水平中心设置有螺旋轴35，并***有螺母38，在与螺旋轴35焊接的中心转轴36***有套管37，在套管37的前后形成有移动防止扣件39以防与套管37分离的中心转轴36朝左右移动，在转轴36的端部形成有马达部40、41、42、43，通过所述驱动使连杆臂33、34顺利动作。

尤其，四截连杆臂33、34的转轴35、36随着上部连杆臂支架31的上升而与马达40一起上升到一半高度，同时转轴35、36和马达连动而水平移动，为了能够充分抵消因动力产生的扭转和弯曲力矩，需要将马达结合体42与中心转换35和套管37进行连接以使连杆臂33、34与马达40结合。四截连杆的转轴由螺旋轴35和中心转轴36构成，所述两个轴一同旋转。马达部40、41、42、43结合为与中心转轴36成一条直线时，能够使本发明的设置宽度即墙面和黑板框架78之间的距离变窄，从而使黑板框架78挨着墙壁设置。套管37和马达部40、41、42、43为了完善悬臂梁的不稳定结合，在黑板上部结合固定体6形成黑板弹簧挂部44，在马达40形成马达弹簧挂部43，将马达拉伸弹簧45朝马达40的两侧挂于弹簧挂部43、44，从而使马达的重力因弹簧而减轻悬臂导致的影响，为了均匀保持考虑到马达部40、41、42、43重力的马达拉伸弹簧45的张力，弹簧挂部43、44的位置选择极其重要，因此，皆朝减速器41侧隔开规定距离设置，此时，能够选择即便因连杆臂33、34的动作而位置改变时也能保持一定的弹簧45张力的长度，因为在变窄的上升状态下进一步下降，因此将下降状态下的弹簧45距离设定为较长，从而使张力在任何位置都相同。

图3是四截连杆的侧视图，图4是四截连杆的拉伸弹簧挂部48的示意图，相较于下降，上升时需要更大动力，为了完善该问题，在靠近螺旋轴35的上下位置设置拉伸弹簧49，通过弹力加强驱动力，为了设置所述拉伸弹簧49，在连杆臂设置拉伸弹簧挂部48。为了不影响连杆臂33、34，在连杆臂33、34的设置面朝连杆臂的铁片两侧紧贴***与连杆臂的宽度相同大小的垫圈52，并用螺栓50和螺丝51进行结合，此时，因垫圈52而连杆臂33、34不受影响，在拉伸弹簧挂部48和螺栓50的中央、左侧及右侧形成三个拉伸弹簧49槽，从而根据弹簧硬度和黑板的重力可设置两个至六个拉伸弹簧49，由此可选择弹性硬度和积极应对黑板重力。

图5是两截剪刀的主视图，图6是两截剪刀的侧视图，两截剪刀在连杆臂65下部的一侧用右旋螺丝形成螺旋轴66，在另一侧用左旋螺丝形成螺旋轴66，随着其旋转两截连杆臂65的铰链销74在滑动套管70和左右旋转螺母69用五个铰链进行连动，在两截连杆臂65的上部，滑动套管70在上部滑动棒60上滑动，由上部支架62支撑。在两截连杆臂65的下部，位于螺旋轴66的左右旋转螺母69支撑连杆臂65，在中心具有旋转支撑壳体63和套管64，并由下部支架68支撑。上下部支架62、68其支撑力的两个核心中，一次是不精密加工滑动套管70和左右旋转螺母69而即便公差较大也不影响连杆臂65的动作，二次是在上下部支架62、68的两端内部下降后上升时，因螺旋轴66和***于上部滑动棒60的上下部压缩弹簧75、77而通过压缩的弹性加强驱动。因为两截剪刀马达40直接固定于墙壁上，因此在马达托架72的底部***防振垫73来减小振动。

图7及图8是驱动部的升降结束状态的主视图，图9及图10是在黑板设置升降装置的后视图，为了方便理解单元而比起主视图采用了后视图，由此能够容易理解黑板框架78、单元及安全装置91、92、94的设置状态，还能理解必要性。

图11示出安全装置，其利用天秤原理，当黑板大且重时，并列连接本产品，当黑板的宽度宽时，若发生问题，则上升时会停止，但下降时因黑板的重力会发生危险，因此，比起上升，当下降时，所述安全装置防止因障碍物或故障等导致黑板倾斜，从而发生异常时使其停止移动。重锤支撑部件93铰链结合于重锤91，电极固定棒96没有弯曲，将所述重锤支撑部件和所述电极固定棒结合于黑板框架78的上部内面，将另一侧分别固定于重锤91和连接通道95，在相互接触的部分形成A电极92和B电极94，并接线到安全装置继电器。重锤支撑部件93和重锤91平时保持水平，为了防止震动或晃动时发生故障，重锤91形成为较重，而且仅在上下形成连接通道95和重锤91的电极以便A电极92和B电极94在前后左右晃动时不会连接而在黑板倾斜而重锤91上下移动时被连接，从而当重锤91倾斜时，A电极和B电极连接而安全装置继电器进行动作，切断下部限位开关发生通电。此时，上部限位开关22的线路被连接，因此将黑板稍微上升就能解决原因。

图12是黑板升降装置的配线图，是板操作图，为了自动控制黑板框架78，利用微动限位开关22、23和止动环24，除此之外利用马达40、电容器、拨动开关、按钮开关、继电器、显示灯以及端子盒。在电源端子中，单相AC220V的一条线连接于马达40，两条线连接于端子盒上，在端子盒连接至马达的电线仅用于开启动作显示灯，在拨动开关和按钮开关中，将微动限位开关22、23分别与通用端子COM进行接线，并将微动限位开关22、23设置于左插片13上。微动限位开关22、23使用通常被连接的NC端子，供马达左右旋转的电线分别连接于电容器而构成C相。止动环24设置于上下滑动棒5上，在连杆臂33、34、65的最端部的上下开启微动限位开关22、23。开启操作开关，因为微动限位开关22、23使用通常被连接的NC，因此被通电而向马达供电，并通过电容器的C相供应而使马达向左或向右旋转，从而使黑板框架78上升或下降，然后止动环24接触微动限位开关22、23时，电流被切断而停止移动。然后相反设置操作开关，此时其他的微动限位开关22、23也朝反方向动作，如此，第一次的微动限位开关22、23被解开而重新保持NC状态，然后只要供电，便可随时动作。停止动作后想要第一次动作时，反复所述操作。将黑板框架78升降到所要位置后，将拨动开关拨到中立，并从按钮开关离手，此时会停在该位置。微动限位开关22、23会在最大升降位置自动停止。按钮开关是按下时动作而离手时停止。

图13是作为设置于黑板框架78和墙壁空间的安全装置，是橡胶垫97的结构图，黑板框架78的上部与墙壁之间的缝隙其在升降时可作为容纳国旗和校训等的空间，但黑板框架78的侧面和底面有可能会夹到手，因此为了防止事故的产生，在与墙壁变远的空间，在黑板框架78的墙面侧设置橡胶或硅胶材质的橡胶垫97，从而与黑板框架78一起升降而能够预防安全事故，橡胶垫97能够充分承受压力，且制作为黑板侧厚而墙壁侧薄的结构以防碰到墙壁时产生噪音。

图14是平面图，示出单元和四截连杆和两截剪刀两种驱动装置的结合，并说明锚定支撑板1、2、3、4的活用性。因四截连杆的连杆构造难以进行标记，因此用细线进行标记。

本发明的核心为三种，第一个核心为，为了方便制作和方便在现场设置，将除了由四截连杆和两截剪刀构成的两种主要驱动部之外的所有结构部件构成为一个框架，并组装为基本单元，在所述单元简单结合驱动部的方法是，在单元的单元下部结合孔26用螺栓结合四截下部结合孔54或两截下部结合孔67，在单元上部结合孔25用螺栓结合四截上部结合孔53或两截上部结合孔61，从而在单元容易结合任何驱动部，第二个核心为，通过杠杆原理，用水平方向的小力获取垂直方向的大力即大的动作范围，升降时黑板框架78会晃动，此时，连杆臂33、34、65支撑整体重力，而向驱动部的连杆臂动作螺栓35、66传递很小的重力，因此运动学上用稳定的水平方向的小动力产生垂直方向的大动力，而几乎没有噪音，耐久力强，减小制作费用，第三个核心为，下降时可通过黑板的重力用小动力就能下降，但是下降后上升时需要大动力，为了完善动力不均衡，在单元的上下滑动棒5设置棒压缩弹簧17，在四截连杆设置拉伸弹簧49，在两截剪刀设置上下部压缩弹簧75、77，通过弹力增强动力，并使各个驱动装置的弹簧弹力之和能够抵消黑板重力，从而能够以几乎相同的动力进行升降，由此完成高效率、低动力的黑板自动升降装置。

工业利用可能性

本发明的黑板自动升降装置可使用于学校、补习学校、私立学院等公立教育机关及私立教育机关，在制作黑板或板材等的工业领域可使用本发明的黑板自动升降装置技术。

Claims (10)

1.一种黑板自动升降装置，其为用于升降黑板框架(78)的装置，其特征在于，包括：

多个连杆臂(33、34、65)，相互铰链结合；

螺旋轴(35、66)，螺丝结合于所述多个连杆臂(33、34、65)中的至少一个，用于升降所述至少一个连杆臂；以及

马达(40)，用于驱动所述螺旋轴。

2.根据权利要求1所述的黑板自动升降装置，其特征在于，进一步包括：

上下滑动棒(5)，设置于所述连杆臂(33、34)；

防滑装置(9、10、11、12)，支撑所述上下滑动棒(5)仅朝上下升降；

上下部连杆臂支架(31、32)，连接于所述连杆臂(33、34)的上下部；以及

黑板上下部结合固定体(6、7)，固定于所述上下滑动棒(5)的两端，

所述螺旋轴(35)设置于所述连杆臂(33、34)的中心，所述上下部连杆臂支架(31、32)随着所述螺旋轴(35)和所述连杆臂(33、34)的动作垂直升降。

3.根据权利要求2所述的黑板自动升降装置，其特征在于，所述连杆臂(33、34)由四个四截连杆臂构成，在所述黑板上下部结合固定体(6、7)之间设置有锚定支撑板(1、2、3、4)而固定于墙壁上，所述上部连杆臂支架(31)结合于所述黑板上部结合固定体(6)。

4.根据权利要求3所述的黑板自动升降装置，其特征在于，包括：

中心转轴(36)，与所述螺旋轴(35)一体构成；以及

马达部(40、41、42、43)，包含所述马达(40)、减速器(41)及马达结合体(42)，

所述中心转轴(36)端部的所述马达结合体(42)与套管(37)部分焊接而一体构成，具有充分承受所述马达部(40、41、42、43)的耐力，所述马达部(40、41、42、43)与所述中心转轴(36)在同一直线上在所述套管(37)成为悬臂梁形态，由此，墙面和所述黑板框架(78)的设置缝隙变小，在所述缝隙设置有橡胶垫(97)，

在所述黑板上部结合固定体(6)结合有所述黑板弹簧挂部(44)，通过所述马达拉伸弹簧(45)连接所述马达部(40、41、42、43)和所述黑板上部结合固定体(6)，从而缓和因悬臂结构产生的影响。

5.根据权利要求4所述的黑板自动升降装置，其特征在于，

在所述连杆臂(33、34)设置所述拉伸弹簧挂部(48)，并设置所述拉伸弹簧(49)，在所述连杆臂(33、34)的设置面朝两侧***垫圈(52)并用螺栓(50)和螺母(51)进行结合，

将所述拉伸弹簧(49)的结合槽在中央、左侧及右侧形成三个，根据所述拉伸弹簧(49)的硬性和黑板的重量而设置两个至六个拉伸弹簧(49)，加强动力。

6.根据权利要求5所述的黑板自动升降装置，其特征在于，所述连杆臂(33、34)的长度方向的左右形成为下部宽而上部窄的构造并进行组装，从而在力学上具有稳定性。

7.根据权利要求1所述的黑板自动升降装置，其特征在于，

所述连杆臂(65)由两个两截连杆臂(65)构成，

进一步包括：上部及下部支架(62、68)，铰链结合于所述连杆臂(65)；以及上部滑动棒(60)，容纳于所述上部支架(62)进行滑动，

所述螺旋轴(66)容纳于所述下部支架(68)并随着所述马达进行旋转，此时所述连杆臂(65)使所述上部支架(62)升降。

8.根据权利要求7所述的黑板自动升降装置，其特征在于，

所述下部支架(68)用螺栓固定于操作支架(8)上，所述连杆臂(65)随着所述马达部(40、41、72)和所述螺旋轴(66)动作，由此所述上部支架(62)升降，

在所述上下滑动棒(5)的端部固定有黑板上下部结合固定体(6、7)，在所述黑板上下部结合固定体(6、7)之间设置有锚定支撑板(1、2、3、4)而固定于墙壁上，

将所述上部支架(62)用螺栓结合于所述黑板上部结合固定体(6)，在所述黑板上下部结合固定体(6、7)结合黑板框架(78)，从而随着所述马达(40)使所述黑板框架(78)垂直升降。

9.根据权利要求4或8所述的黑板自动升降装置，其特征在于，

在所述黑板框架(78)的内部上面设置重锤支撑部件(93)、重锤(91)、电极固定棒(96)、连接通道(95)、A电极(92)以及B电极(94)，

当所述黑板框架(78)下降时，所述黑板框架(78)被倾斜而所述A电极(92)和B电极(94)接触，而继电器动作，由此使所述黑板框架(78)停止下降。

10.根据权利要求8所述的黑板自动升降装置，其特征在于，具备***于所述螺旋轴(66)和所述上部滑动棒(60)的上下部压缩弹簧(75、77)，在从所述上下部支架(62、68)的内部两端部分的最下部上升时，因被压缩的弹簧的弹性而增强动力。