一种教学情景模拟的幕布切换装置

本发明涉及教学设施，具体的说是一种教学情景模拟的幕布切换装置。

背景技术：

1、投影仪是课堂教学中十分普遍的电教设备，通常搭配投影幕布同步使用，教师可在讲台位置投射课件、图文与各类教学画面，提升课堂展示效果。投影幕布配备配套收纳盒，设备闲置时需将投影幕布完全收卷至盒内完成存放，整套收卷动作依靠伺服电机驱动内部收卷轴旋转实现。

2、投影幕布收卷收纳的过程中，整张布面会随收卷轴持续收拢，但投影幕布两侧边缘在风力等作用下易出现受力不均衡的问题，收卷行进时无法保持平整舒展状态，投影幕布边缘位置会发生弯折、堆叠，形成局部褶皱，随着收卷轴持续转动，后续投影幕布会层层叠压在带有折叠的区域之上，褶皱位置长期承受多层布面的挤压作用，久而久之形成硬性折痕，带有折痕的投影幕布再次展开使用时，折痕区域会出现明显凹凸纹路，投射画面在此处发生扭曲、光影不均，影响成像清晰度，干扰教学展示效果。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种教学情景模拟的幕布切换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种教学情景模拟的幕布切换装置，包括收卷轴，所述收卷轴一端连接有用于驱动收卷轴转动的伺服电机，所述收卷轴上收卷有投影幕布，所述收卷轴的两端均套设有与收卷轴连接固定的第一伞齿轮，所述收卷轴上侧设有两个支座，所述支座下表面转动安装有竖轴，所述竖轴下端套设有与竖轴连接固定的第二伞齿轮，所述第二伞齿轮与第一伞齿轮相啮合，所述收卷轴一侧设有两个对称布置的驱动轴，所述驱动轴下端套设有与驱动轴相粘连的横截面为圆形的膨胀气囊，所述驱动轴下端与竖轴下端之间设有圈状的弹性橡胶带，所述驱动轴与竖轴之间设有使弹性橡胶带呈拉伸状态并呈“l”字形的第一限位轴、第二限位轴，所述第一限位轴、第二限位轴上端与支座转动连接，所述弹性橡胶带与第一限位轴、第二限位轴下端滚动接触，所述支座与投影幕布的端部之间安装有在投影幕布端部出现折叠状时使膨胀气囊与投影幕布端部相接触的联动件。伺服电机驱动收卷轴完成投影幕布的常规收卷收纳作业；第一伞齿轮配合第二伞齿轮实现动力分流，同步带动驱动轴运转，为膨胀气囊滚压展平提供旋转动力；第一限位轴、第二限位轴约束弹性橡胶带轨迹，稳定传递扭矩，常态下依靠橡胶回弹将驱动膨胀气囊收回，不干扰正常收卷；联动件实时监测幕布边缘褶皱，一旦出现折叠即可联动膨胀气囊贴近投影幕布进行滚压舒展。

3、具体地，所述联动件包括压轮，所述收卷轴上侧设有两个压轮，所述压轮与投影幕布的边缘部位滚动接触，两个所述压轮上侧均设有u型架，所述压轮转动安装在u型架内，所述u型架上表面中部位置安装有多棱柱，所述u型架上侧设有粗筒体，所述粗筒体底部中部位置开设有多棱孔，所述多棱柱上端贯穿多棱孔并安装有大活塞，所述大活塞滑动安装在粗筒体内，所述粗筒体上端安装有筒盖，所述筒盖与支座相连接，所述筒盖上表面中部位置安装有细筒体，所述细筒体与粗筒体内部空间相通，所述细筒体外表面下部位置安装有排气管，所述排气管一端延伸至细筒体内，所述排气管远离细筒体的一端安装有电磁阀，所述电磁阀在断电状态下为开启状态，所述细筒体内滑动安装有处于排气管上侧的小活塞，所述小活塞上表面安装有用于驱动膨胀气囊与投影幕布端部相接触的驱动组件，两个所述u型架之间转动安装有用于控制电磁阀通断与否的触发组件。两侧压轮持续贴合投影幕布边缘，通过u型架、矩形多棱柱推动粗筒体内大活塞上行压缩气体；粗筒体、细筒体形成的连通结构形成气压放大机构，粗筒体少量进气即可推动细筒体内小活塞大距离抬升，微弱褶皱也能快速触发矫正流程；电磁阀断电常开，无褶皱工况下粗筒体内气体直接从排气管排出，配套触发组件可同步控制电磁阀通断，实现褶皱出现时自动封闭气路保压，维持膨胀气囊贴合展平的动力供给。

4、具体地，所述驱动组件包括矩形杆，所述细筒体上端安装有上盖，所述上盖上表面开设有矩形口，所述矩形口内安插有矩形杆，所述矩形杆下端与小活塞连接固定，所述矩形杆上端安装有下楔块，所述下楔块上侧设有上楔块，所述下楔块的斜面和上楔块的斜面滑动接触，所述下楔块向上移动过程中使上楔块向远离支座的方向移动，所述支座上表面开设有腰型孔，所述腰型孔与收卷轴垂直布置，所述驱动轴上端贯穿腰型孔，所述驱动轴上端套设有轴承，所述轴承的外圈部位通过连接臂与上楔块相连接，在所述弹性橡胶带回弹力作用下使驱动轴处于腰型孔内远离下楔块的一侧，初始状态下所述大活塞处于粗筒体内下部位置、小活塞处于细筒体内并与排气管处于细筒体内的部位相接触，所述支座与矩形杆之间设有用于降低伺服电机转速的调速结构。矩形杆跟随小活塞上行，下楔块通过斜面推动上楔块横向平移，上楔块经连接臂、轴承带动驱动轴沿腰型孔滑动，使膨胀气囊贴合褶皱区域；腰型孔为驱动轴提供水平移动行程，常态弹性橡胶带将驱动轴拉回避让投影幕布。

5、具体地，所述下楔块的斜面上安装有限位条，所述上楔块的斜面上开设有限位槽，所述限位条滑动安插在限位槽内。限位条与限位槽相互卡合，防止滑动偏移、保证推力稳定传递。

6、具体地，所述触发组件包括圆轴，两个所述u型架之间转动安装有圆轴，所述圆轴初始状态下与收卷轴平行布置，所述圆轴的中部位置套设有与圆轴滑动配合的配重柱，所述配重柱的两侧均设有定位座，所述定位座套设在圆轴上并与圆轴连接固定，所述配重柱与定位座之间设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在圆轴上，两个所述定位座相对面均安装有用于接通电磁阀电路使电磁阀关闭的行程开关，所述行程开关的触头部位安装有受压部，所述受压部一端与配重柱端部相接触。两组压轮出现高低差时，圆轴发生倾斜，配重柱沿斜向圆轴滑动并挤压一侧压缩弹簧，同时顶压行程开关的触头部位上的受压部，接通电磁阀电路关闭排气管；褶皱消除后两侧压轮平齐，圆轴恢复水平，压缩弹簧回弹推动配重柱归位，行程开关断开、电磁阀自动开启泄压，切换依靠纯机械弹力实现，无需复杂电控逻辑，结构简单耐用，长期教学频繁收放工况下不易失灵，保障气路联动稳定。

7、具体地，所述调速结构包括电机调速器，一个所述支座底部通过螺钉安装有用于调整伺服电机转速的电机调速器，所述电机调速器上的调速旋钮环形侧面呈环形等距加工有多个齿槽，所述矩形杆一侧面上部位置均匀加工有多个与齿槽相啮合的齿条。矩形杆上的齿条同步啮合调速旋钮，在膨胀气囊展平褶皱的同步下调低伺服电机的收卷转速，放缓投影幕布进给速度，给予褶皱充足舒展时间。

8、具体地，所述筒盖环形侧面上安装有吊板，所述吊板为l型结构，所述吊板的水平部延伸至电机调速器上侧，限制所述电机调速器和支座相对位置的螺钉贯穿吊板的水平部。吊板起到连接筒盖和支座的作用，即限制粗筒体在收纳盒内的位置。

9、具体地，所述轴承下侧设有两个限位环，所述限位环套设在驱动轴上并与驱动轴连接固定，两个所述限位环分别设置在腰型孔上侧和腰型孔下侧，所述限位环与支座滑动接触。限位环与腰型孔相互配合，提高驱动轴安装的稳定性。

10、具体地，所述多棱柱横截面为矩形，所述多棱孔横截面为矩形。

11、具体地，所述收卷轴外表面开设有上条形槽，所述投影幕布一端安装在上条形槽内，所述投影幕布下侧设有配重条，所述配重条上表面向下凹陷形成下条形槽，所述投影幕布下端安装在下条形槽内。配重条依靠自重持续拉直投影幕布幅宽，减少边缘飘摆、受力失衡情况。

12、本发明的有益效果：

13、正常平整收卷时压轮贴合投影幕布，此时压轮通过多棱柱带动大活塞在粗筒体内向上移动，此时粗筒体内的空气通过排气管排出，当投影幕布一边缘出现折叠情况时，两个压轮向上移动产生高度差，此时转动安装在两个u型架之间的圆轴产生倾斜，配重柱沿着倾斜状的圆轴滑动并对一个压缩弹簧进行挤压，同时滑动的配重柱会通过受压部压持行程开关的触头部位，使行程开关控制电磁阀关闭，从而粗筒体内的空气会流入到细筒体内，因细筒体内径小于粗筒体内径，从而压轮向上移动的距离会通过小活塞在细筒体内滑动被放大，实现投影幕布边缘部位出现折叠状时触发气路自动调整。

14、小活塞在细筒体内向上移动过程中带动矩形杆沿着矩形口向上移动，此时矩形杆上齿条与调速旋钮上的齿槽相啮合，从而使调速旋钮向使伺服电机转速变小的方向转动，从而在利用膨胀气囊使投影幕布的折叠部位展开时伺服电机的转速降低，为投影幕布的折叠部位展开提供时间。

15、矩形杆向上移动过程中带动下楔块向上移动，下楔块上的斜面与上楔块上的斜面相互配合，使上楔块向远离支座的方向移动，此时驱动轴沿着腰型孔滑动，使得膨胀气囊与收卷在收卷轴上的投影幕布接触，转速大于第一伞齿轮的第二伞齿轮带动弹性橡胶带旋转，弹性橡胶带带动安装有膨胀气囊的驱动轴转动，旋转中的膨胀气囊使收卷状态的投影幕布具有向收卷轴的两端移动的趋势，便于展平投影幕布折叠状的边缘部位，投影幕布的折叠部位被展平后，两个u型架高度差消除，圆轴恢复水平状，最终实现依靠投影幕布自身褶皱触发整平、降速流程，能持续保持投影幕布收卷平整，解决折痕造成画面扭曲、幕布面料老化破损的问题。