本发明属于黑板擦技术领域，具体涉及一种智能黑板擦拭装置及其工作方法。
背景技术：
目前大部分教学场合都会用到粉笔书写，粉笔书写产生的粉尘严重影响到书写辐射区的老师以及学生的身心健康，所以选择在书写黑板上装智能黑板刷除尘显得非常的重要，虽然市场上已经出现了相应的黑板除尘装备，但依旧显得非常的不成熟，主要出现的问题在如下方面：1、市场上除尘装备大多采用离心式风扇，一层过滤层，过滤不干净的粉笔灰依旧被老师或者学生吸到身体里面；2、除尘装备擦拭黑板时采用的手动控制，而手动将板刷所在的导轨调到需要擦拭粉笔灰的地方很费时间；3、市场上的自动除尘装备只能一次性擦拭所有在黑板上的文字，而不能选择性的擦拭老师由于手误造成的书写错误，这时一个可以详细定位擦拭的智能黑板擦拭装置就显得必不可少。专利cn204659304智能黑板刷机械人可擦拭黑板，但对粉尘没有过多处理，专利cn2875842y的发明仅仅停留在黑板手动整体的擦拭。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种智能黑板擦拭装置及其工作方法，以解决背景技术中存在的问题。
实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能黑板擦拭装置，其特征在于：包括智能黑板擦以及黑板擦智能导航装置，所述智能黑板刷由电磁铁、可拆卸式的过滤网、差别化纤维式海绵系统、最外层风扇和自控制器组成；所述差别化纤维式海绵系统由位于风扇和过滤网之间的湿式差别化纤维式海绵和与辊轮相连接的差别化纤维式海绵组成；
智能导航装置由主机、固定在黑板上面的水平导轨、可竖直延伸的液压伸缩杆和蓝牙beacon组成；所述主机包括水平距离传感器、电机和主控制模块；所述液压伸缩杆一端固定在水平导轨上，另一端连着智能黑板刷。
进一步的，所述液压伸缩杆通过水平导轨的底座回型块与导轨连接。
进一步的，所述底座回形块上设置有竖直距离传感器。
进一步的，所述黑板擦智能导航装置利用云服务器处理黑板擦拭装置的位置数据。
进一步的，还包括固定在智能黑板刷外部的直流电源，所述直流电源用于给智能黑板刷供电，所述电磁铁通电后吸合在黑板上。
进一步的，所述蓝牙beacon位于黑板的四个角以及四个边上，用于测距。还包括手环，所述手环内装载有信号接收器，其通过各点位置的蓝牙信号强弱计算接收器与各个蓝牙发出点的距离，进而对书写位置定位。
进一步的，所述主控制模块与手环以及子控制器之间能进行信号传输。
一种智能黑板擦拭装置的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将黑板平面划分为500×200点矩阵，500为水平方向的阈值，200为竖直方向的阈值；
(2)零点标定：以黑板左上角定点为定位零点0，以零点为原点沿水平向左方向移动一预设距离至点a，以零点为原点沿竖直向下方向移动一预设距离至点b，且点a点b不超过点矩阵阈值，根据点oab确定运动坐标系；
(3)当手环接收到蓝牙beacon信号后，直接通过wifi将信号传递给主控制模块，主控制模块通过计算分析出要擦拭的区域的坐标后，一方面启动黑板擦智能导航装置的电动机正转，带动智能黑板擦水平移动，当水平距离传感器检测测到智能黑板擦到达设定的水平距离，通过位置反馈器控制黑板擦智能导航装置的电动机停止运转；
(4)同样的原理位于水平导轨的底座回形块中的竖直距离传感器同时接收命令，通过位置反馈器控制液压伸缩杆停止，另一方面主控制模块将信号通过wifi发送到智能黑板擦中的子控制器，智能黑板擦的子控制器通过蓝牙接收到上述信号后，通电给智能黑板擦中的电磁铁使其吸合在黑板上，同时智能黑板擦中的电机转动，带动智能黑板擦擦拭黑板，同时风扇打开，粉尘在气压的作用下粘附于过滤网，湿式吸尘海绵为第二道屏障。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用风扇转动形成的风势差吸收由差别化纤维式海绵擦除的粉笔灰尘，而且中间有可拆卸更换的过滤网以及第二层保护湿式差别化纤维海绵，可有效防止粉笔灰扩散。
2、本发明的液压伸缩杆固定在水平导轨上，让电池直接给液压伸缩杆供电，简化了竖直方向的装置，减轻了竖直方向的造价，真正的实现了自动化和智能化。
3、本发明利用黑板平面划分矩阵和零点标定，将要擦拭的区域用坐标形式表达，然后采集数据存储云处理，最后将处理后的数据反馈给主控制模块，主控制模块通过传感器直接控制黑板擦智能导航装置的电机并通过蓝牙传输数据给子控制器，从而控制运动的形成。而云服务器对主控制模块以及内存要求不高。而且定点擦拭可以提高产品的利用率，市场上的自动除尘装备只能一次性擦拭所有在黑板上的文字，而不能选择性的擦拭老师由于手误造成的书写错误，这时一个可以详细定位擦拭的智能黑板刷就显得必不可少。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的导轨的主视图；
图3为本发明的导轨的俯视图；
图4为本发明的导轨的左视图；
图5为本发明的黑板刷结构示意图；
图6为本发明的主程序流程示意图；
图7为本发明的除尘设备控制图。
其中：
1、主控制模块；2、导轨；3、液压伸缩杆；4、智能黑板刷；5、底座回型块；6、蓝牙beacon；7、风扇；8、过滤网；9、电机；10、辊轮；11、差别化纤维式海绵；12、子控制器；13、直流电源；14、湿式差别化纤维式海绵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-7所示的一种智能黑板擦拭装置，包括智能黑板擦以及黑板擦智能导航装置，所述智能黑板刷4由电磁铁、可拆卸式的过滤网8、差别化纤维式海绵11系统、最外层风扇7和自控制器组成；所述差别化纤维式海绵11系统由位于风扇7和过滤网8之间的湿式差别化纤维式海绵14和与辊轮10相连接的差别化纤维式海绵11组成；智能黑板擦拭装置还包括固定在智能黑板刷4外部的直流电源13，所述直流电源13用于给智能黑板刷4供电，所述电磁铁通电后吸合在黑板上。
智能导航装置由主机、固定在黑板上面的水平导轨2、可竖直延伸的液压伸缩杆3和蓝牙beacon6组成；所述主机包括水平距离传感器、电机9和主控制模块1；所述液压伸缩杆3一端通过水平导轨2的底座回型块5固定在水平导轨2上，另一端连着智能黑板刷4。所述蓝牙beacon6位于黑板的四个角以及四个边上，用于测距。
所述底座回形块上设置有竖直距离传感器。所述黑板擦智能导航装置利用云服务器处理黑板擦拭装置的位置数据。
还包括手环，所述手环内装载有信号接收器，其通过各点位置的蓝牙信号强弱计算接收器与各个蓝牙发出点的距离，进而对书写位置定位。所述主控制模块1与手环以及子控制器12之间能进行信号传输。
一种智能黑板擦拭装置的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
(2)将黑板平面划分为500×200点矩阵，500为水平方向的阈值，
200为竖直方向的阈值；
(2)零点标定：以黑板左上角定点为定位零点0，以零点为原点沿水平向左方向移动一预设距离至点a，以零点为原点沿竖直向下方向移动一预设距离至点b，且点a点b不超过点矩阵阈值，根据点oab确定运动坐标系；
(3)当手环接收到蓝牙beacon6信号后，直接通过wifi将信号传递给主控制模块1，主控制模块1通过计算分析出要擦拭的区域的坐标后，一方面启动黑板擦智能导航装置的电动机正转，带动智能黑板擦水平移动，当水平距离传感器检测测到智能黑板擦到达设定的水平距离，通过位置反馈器控制黑板擦智能导航装置的电动机停止运转；
(4)同样的原理位于水平导轨2的底座回形块中的竖直距离传感器同时接收命令，通过位置反馈器控制液压伸缩杆3停止，另一方面主控制模块1将信号通过wifi发送到智能黑板擦中的子控制器12，智能黑板擦的子控制器12通过蓝牙接收到上述信号后，通电给智能黑板擦中的电磁铁使其吸合在黑板上，同时智能黑板擦中的电机9转动，带动智能黑板擦擦拭黑板，同时风扇7打开，粉尘在气压的作用下粘附于过滤网8，湿式吸尘海绵为第二道屏障。
本发明利用风扇7转动形成的风势差吸收由差别化纤维式海绵11擦除的粉笔灰尘，而且中间有可拆卸更换的过滤网8以及第二层保护湿式差别化纤维海绵，可有效防止粉笔灰扩散。
液压伸缩杆3固定在水平导轨2上，让电池直接给液压伸缩杆3供电，简化了竖直方向的装置，减轻了竖直方向的造价，真正的实现了自动化和智能化。
利用黑板平面划分矩阵和零点标定，将要擦拭的区域用坐标形式表达，然后采集数据存储云处理，最后将处理后的数据反馈给主控制模块1，主控制模块1通过传感器直接控制黑板擦智能导航装置的电机9并通过蓝牙传输数据给子控制器12，从而控制运动的形成。而云服务器对主控制模块1以及内存要求不高。而且定点擦拭可以提高产品的利用率，市场上的自动除尘装备只能一次性擦拭所有在黑板上的文字，而不能选择性的擦拭老师由于手误造成的书写错误，这时一个可以详细定位擦拭的智能黑板刷4就显得必不可少。
如图7所示，主程序流程示意图，开始软件主程序部分进行初始化，电机反转后再正转，待所有部件到达指定的位置后，软件主程序初始化完成后，然后所有的电机停止，此刻开始执行新一轮的程序。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。