可自动擦拭黑板的研究

王立伟+葛亮+李孟宇+王尖尖+解正军

摘 要：针对当前黑板手工擦拭费时费力，粉尘污染严重，对教学者伤害比较大等缺点，设计了可自动擦拭黑板。通过控制电动气泵推杆移动擦拭与清洗装置，实现压紧与退出从而实现擦拭与清洗过程，黑板上部的喷液装置和下部的盒装槽配合实现粉尘的收集。

关键词：自动擦拭 黑板 粉尘收集

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0006-01

当前常用的教学工具，包括传统的黑板、白板和磁性黑板等，随着教学方式的多样性，普通黑板已经难以满足人们的需求。白板教学，需要使用白板笔，持续性投入大；磁性黑板价格昂贵，因此这两者未能在实际教学中大规模使用。黏贴黑板和传统黑板使用较为普遍，但使用中尤其是人工擦拭时，粉尘污染很大，对教学者造成伤害。目前传统黑板有推拉式和固定式的，基于推拉式黑板设计一种自动擦拭装置，在满足教学需要的同时，降低粉尘对人体的伤害。

1 系统结构

1.1 可自动擦拭黑板的结构研究

黑板的选型：通过分析，选择600×400×17 mm的黑板两块；主轴的选型：通过力学分析，选择主轴的直径为20 mm，长度为800 mm；气泵选型：通过压紧力的分析计算，选用型号ST0073的气泵，并匹配相应的管路和推杆；水泵选型：对清洗结构的要求进行分析，确定水泵型号为功率：2 W，最大扬程：0.6 m，最大流量：300 L/H；链轮选型：选择齿数为17，分度圆直径为69.12 mm的链轮两个，并匹配相应链条；螺杆滑轮选型：选择型号为24-626H7-C8L8的滑轮； 导轨：根据滑轮设计导轨尺寸如图1；擦条的制作：通过毛毡和U型导轨组装制作尺寸为600×10×10 mm的擦条两根；粉尘收集装置的设计：对粉尘飘逸距离进行分析计算，设置相应的收集盒的宽度为100 mm。

1.2 零部件的装配

黑板链条：在距离黑板的上端100 mm处通过方形铝材，将链条和黑板连接；主轴链轮：在主轴的两端距离中心250 mm处，将链轮安装在主轴上；导轨滑轮：将螺杆滑轮安装在黑板的相应位置，并将滑轮连同黑板安装在导轨中；水泵：将水泵和喷射管路组装，并安装在焊接的水泵箱内；气泵控制开关、管路：气泵的外部匹配相应压力表，控制开关和推杆；推杆擦条：通过螺栓螺母固定连接。

产品整体构型如图2所示。

2 工作原理

（1）上下推拉结构：主要由主轴，齿轮和链条组成。主轴焊接固定，主轴与齿轮通过轴承连接，链条与齿轮啮合，链条的两端分别与黑板连接。

（2）擦拭与清洗结构：在外轨道黑板的内侧加装一块长条形擦拭擦和一块清洗擦结构，其与黑板固定连接，共用一个轨道。对于外轨道黑板的擦拭是另外设立了一个轨道，条形擦拭擦和清洗擦安置在轨道中；控制黑板擦拭与清洗的转换机构为与外部框架固定连接的气泵推杆结构；黑板的最上端设计了一排电动喷撒液体装置，配合清洗擦，对长期粉尘及黑板进行清洗。

（3）粉尘的收集结构：在黑板的下部加装了一个盒装结构，对粉尘的分析得知其飘逸的距离，相应的设计了盒装收集结构的宽度，盒装收集结构的下端设置桶装收集装置。

3 产品功能分析

（1）推拉动作：通过推拉黑板，实现黑板的上下运动。

（2）擦拭与清洗功能：通过控制气泵控制开关，控制擦拭或清洗装置压紧或退出，实现擦拭；配合喷液装置实现清洗；停止等动作。

（3）粉尘收集功能：通过控制按钮控制喷液装置喷出雾状液滴，液状粉尘沿粉尘收集盒倾斜轨道流入废液管，实现粉尘80%到90%的收集。

4 结论

可自动擦拭黑板能够实现黑板的自动擦拭清洗，并完成粉尘的收集，减少了对人的伤害和附近环境的污染，有很高的实用价值。

参考文献

[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[2] 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[3] 谢龙文，杜如虚.CATIA V5 R20产品造型及设计[M].北京：清华大学出版社，2013，2.

摘 要：针对当前黑板手工擦拭费时费力，粉尘污染严重，对教学者伤害比较大等缺点，设计了可自动擦拭黑板。通过控制电动气泵推杆移动擦拭与清洗装置，实现压紧与退出从而实现擦拭与清洗过程，黑板上部的喷液装置和下部的盒装槽配合实现粉尘的收集。

关键词：自动擦拭 黑板 粉尘收集

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0006-01

当前常用的教学工具，包括传统的黑板、白板和磁性黑板等，随着教学方式的多样性，普通黑板已经难以满足人们的需求。白板教学，需要使用白板笔，持续性投入大；磁性黑板价格昂贵，因此这两者未能在实际教学中大规模使用。黏贴黑板和传统黑板使用较为普遍，但使用中尤其是人工擦拭时，粉尘污染很大，对教学者造成伤害。目前传统黑板有推拉式和固定式的，基于推拉式黑板设计一种自动擦拭装置，在满足教学需要的同时，降低粉尘对人体的伤害。

1 系统结构

1.1 可自动擦拭黑板的结构研究

黑板的选型：通过分析，选择600×400×17 mm的黑板两块；主轴的选型：通过力学分析，选择主轴的直径为20 mm，长度为800 mm；气泵选型：通过压紧力的分析计算，选用型号ST0073的气泵，并匹配相应的管路和推杆；水泵选型：对清洗结构的要求进行分析，确定水泵型号为功率：2 W，最大扬程：0.6 m，最大流量：300 L/H；链轮选型：选择齿数为17，分度圆直径为69.12 mm的链轮两个，并匹配相应链条；螺杆滑轮选型：选择型号为24-626H7-C8L8的滑轮； 导轨：根据滑轮设计导轨尺寸如图1；擦条的制作：通过毛毡和U型导轨组装制作尺寸为600×10×10 mm的擦条两根；粉尘收集装置的设计：对粉尘飘逸距离进行分析计算，设置相应的收集盒的宽度为100 mm。

1.2 零部件的装配

黑板链条：在距离黑板的上端100 mm处通过方形铝材，将链条和黑板连接；主轴链轮：在主轴的两端距离中心250 mm处，将链轮安装在主轴上；导轨滑轮：将螺杆滑轮安装在黑板的相应位置，并将滑轮连同黑板安装在导轨中；水泵：将水泵和喷射管路组装，并安装在焊接的水泵箱内；气泵控制开关、管路：气泵的外部匹配相应压力表，控制开关和推杆；推杆擦条：通过螺栓螺母固定连接。

产品整体构型如图2所示。

2 工作原理

（1）上下推拉结构：主要由主轴，齿轮和链条组成。主轴焊接固定，主轴与齿轮通过轴承连接，链条与齿轮啮合，链条的两端分别与黑板连接。

（2）擦拭与清洗结构：在外轨道黑板的内侧加装一块长条形擦拭擦和一块清洗擦结构，其与黑板固定连接，共用一个轨道。对于外轨道黑板的擦拭是另外设立了一个轨道，条形擦拭擦和清洗擦安置在轨道中；控制黑板擦拭与清洗的转换机构为与外部框架固定连接的气泵推杆结构；黑板的最上端设计了一排电动喷撒液体装置，配合清洗擦，对长期粉尘及黑板进行清洗。

（3）粉尘的收集结构：在黑板的下部加装了一个盒装结构，对粉尘的分析得知其飘逸的距离，相应的设计了盒装收集结构的宽度，盒装收集结构的下端设置桶装收集装置。

3 产品功能分析

（1）推拉动作：通过推拉黑板，实现黑板的上下运动。

（2）擦拭与清洗功能：通过控制气泵控制开关，控制擦拭或清洗装置压紧或退出，实现擦拭；配合喷液装置实现清洗；停止等动作。

（3）粉尘收集功能：通过控制按钮控制喷液装置喷出雾状液滴，液状粉尘沿粉尘收集盒倾斜轨道流入废液管，实现粉尘80%到90%的收集。

4 结论

可自动擦拭黑板能够实现黑板的自动擦拭清洗，并完成粉尘的收集，减少了对人的伤害和附近环境的污染，有很高的实用价值。

参考文献

[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[2] 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[3] 谢龙文，杜如虚.CATIA V5 R20产品造型及设计[M].北京：清华大学出版社，2013，2.

摘 要：针对当前黑板手工擦拭费时费力，粉尘污染严重，对教学者伤害比较大等缺点，设计了可自动擦拭黑板。通过控制电动气泵推杆移动擦拭与清洗装置，实现压紧与退出从而实现擦拭与清洗过程，黑板上部的喷液装置和下部的盒装槽配合实现粉尘的收集。

关键词：自动擦拭 黑板 粉尘收集

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0006-01

当前常用的教学工具，包括传统的黑板、白板和磁性黑板等，随着教学方式的多样性，普通黑板已经难以满足人们的需求。白板教学，需要使用白板笔，持续性投入大；磁性黑板价格昂贵，因此这两者未能在实际教学中大规模使用。黏贴黑板和传统黑板使用较为普遍，但使用中尤其是人工擦拭时，粉尘污染很大，对教学者造成伤害。目前传统黑板有推拉式和固定式的，基于推拉式黑板设计一种自动擦拭装置，在满足教学需要的同时，降低粉尘对人体的伤害。

1 系统结构

1.1 可自动擦拭黑板的结构研究

黑板的选型：通过分析，选择600×400×17 mm的黑板两块；主轴的选型：通过力学分析，选择主轴的直径为20 mm，长度为800 mm；气泵选型：通过压紧力的分析计算，选用型号ST0073的气泵，并匹配相应的管路和推杆；水泵选型：对清洗结构的要求进行分析，确定水泵型号为功率：2 W，最大扬程：0.6 m，最大流量：300 L/H；链轮选型：选择齿数为17，分度圆直径为69.12 mm的链轮两个，并匹配相应链条；螺杆滑轮选型：选择型号为24-626H7-C8L8的滑轮； 导轨：根据滑轮设计导轨尺寸如图1；擦条的制作：通过毛毡和U型导轨组装制作尺寸为600×10×10 mm的擦条两根；粉尘收集装置的设计：对粉尘飘逸距离进行分析计算，设置相应的收集盒的宽度为100 mm。

1.2 零部件的装配

黑板链条：在距离黑板的上端100 mm处通过方形铝材，将链条和黑板连接；主轴链轮：在主轴的两端距离中心250 mm处，将链轮安装在主轴上；导轨滑轮：将螺杆滑轮安装在黑板的相应位置，并将滑轮连同黑板安装在导轨中；水泵：将水泵和喷射管路组装，并安装在焊接的水泵箱内；气泵控制开关、管路：气泵的外部匹配相应压力表，控制开关和推杆；推杆擦条：通过螺栓螺母固定连接。

产品整体构型如图2所示。

2 工作原理

（1）上下推拉结构：主要由主轴，齿轮和链条组成。主轴焊接固定，主轴与齿轮通过轴承连接，链条与齿轮啮合，链条的两端分别与黑板连接。

（2）擦拭与清洗结构：在外轨道黑板的内侧加装一块长条形擦拭擦和一块清洗擦结构，其与黑板固定连接，共用一个轨道。对于外轨道黑板的擦拭是另外设立了一个轨道，条形擦拭擦和清洗擦安置在轨道中；控制黑板擦拭与清洗的转换机构为与外部框架固定连接的气泵推杆结构；黑板的最上端设计了一排电动喷撒液体装置，配合清洗擦，对长期粉尘及黑板进行清洗。

（3）粉尘的收集结构：在黑板的下部加装了一个盒装结构，对粉尘的分析得知其飘逸的距离，相应的设计了盒装收集结构的宽度，盒装收集结构的下端设置桶装收集装置。

3 产品功能分析

（1）推拉动作：通过推拉黑板，实现黑板的上下运动。

（2）擦拭与清洗功能：通过控制气泵控制开关，控制擦拭或清洗装置压紧或退出，实现擦拭；配合喷液装置实现清洗；停止等动作。

（3）粉尘收集功能：通过控制按钮控制喷液装置喷出雾状液滴，液状粉尘沿粉尘收集盒倾斜轨道流入废液管，实现粉尘80%到90%的收集。

4 结论

可自动擦拭黑板能够实现黑板的自动擦拭清洗，并完成粉尘的收集，减少了对人的伤害和附近环境的污染，有很高的实用价值。

参考文献

[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[2] 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

[3] 谢龙文，杜如虚.CATIA V5 R20产品造型及设计[M].北京：清华大学出版社，2013，2.