新型环保磁性黑板机械设计

【摘 要】传统黑板有粉尘污染，擦黑板时费时费力。设计一种新型环保磁性黑板系统，采用传动带式磁布技术，用顶部带有磁铁的笔书写，书写时没有灰尘污染，既可以做到环保，又可以保障教师的肺部健康；采用机械电动擦拭装置，省时、省力；通过设计黑板书写图、原理图、擦拭图制作磁性黑板实体，经试用效果良好，取得了预期效果。

【关键词】磁性黑板 环保 电动擦拭 节约 健康 高效

1 引言

黑板的基本功能是用粉笔写字，或在白板上用水笔写字。字体擦除用黑板擦人工擦去。由于简单实用，目前多数黑板仍采用这种方法。需要用多媒体投影教学时，再在黑板的一半处放下幕布。但粉笔写字难免有粉笔灰，擦去字迹又要花费时间，在黑板的一半处放下幕布减少了书写空间。有些专利技术也作了一些改进，采用直流电机驱动电动擦拭黑板，但擦拭装置在前方，难免仍有灰起；有些采用滑移式黑板来保证黑板书写空间，不仅机构复杂，且占地面积增大；为此，我们设计了一种新型磁性黑板系统，采用传动带式磁布技术，用顶部带有磁铁的笔书写无灰尘污染，既节约资源，又环保，健康；采用机械电动擦拭装置，省时、省力、大大提高了上课的效率。

2 创新设计特点

本作品在结构上有以下显著的创新特点。

（1）采用传动带式磁布技术，便于移动；（2）以齿轮传动快速自动擦除，比传统黑板擦擦除效果好，提高了上课效率；（3）用顶部带有磁铁的笔书写无灰尘，洁净无污染，健康、环保。

3 工作原理

本设计采用一体可移动结构，利用底座上的滚轮1可将黑板在实训车间或实验室移动使用（见图1）。序号4为传动带式磁布，内置上下滚筒，滚筒由电机6驱动。工作原理是将黑色磁粉均匀吸附在一张平整的白色磁布表面， 当用一个细棒在磁布上移动时，可划开黑色磁粉层，并显露出下面的白色磁布，从而显现出细棒的移动轨迹（即写字）.磁性黑板的设计是将白色磁布绕在上下两个平行的滚筒上，滚筒经联轴器与驱动电机相连，下滚筒两端固定，使得上下滚筒间产生一定的张力将磁布拉平。在电机驱动下，当前面磁布向上运动、后面磁布将向下运动并绕过下滚筒时，磁布将通过磁粉仓并吸附足够的磁粉。如图2所示。

图1 磁性黑板系统 图2 磁性黑板工作原理图

1—滚轮 2—立柱 3—笔槽 4—书写板

5—擦拭装置 6—驱动电机

3.1 板书的书写

一板写满后，可上移磁布，空出空白处继续书写。上移磁布是通过电机6驱动主动轮实现的。也可以通过电机反转下移磁布。传动带磁布上下端各装了一个滚筒，滚筒用轴承按装在立柱上，滚筒转动，带动磁布上移或下移。

3.2 板书的擦拭

板书上移至黑板后侧后，后侧面有电动擦拭滚轮5，其传动过程见图3。驱动电机6转动后，同轴的主动齿轮7开始逆时针转动，黑板上移。与齿轮7啮合的过渡齿轮8被齿轮7带动反转。擦拭滚筒用两只轴承座固定在立柱后侧，齿轮9在齿轮8驱动下也是逆时钟转动，这样，转动方向与磁布接触部分运动方向想反，相对运动而产生擦拭效果。

图3 擦拭传动图

7—主动齿轮 6—电机 8—过渡齿轮 9—从动齿轮

4 结语

磁性黑板系统紧扣黑板基本功能要求，采用传动带式磁布技术，采用顶部带有磁铁的笔书写，告别了粉笔书写时代，消除了粉笔的污染因素，节约资源，避免了老师吸入粉笔灰的可能性。以齿轮传动快速自动擦除，大大提高了上课效率。虽然本设计从实验室、实训车间需求出发研制的，其创新技术同样适用于一般的教室，具有广泛的应用前景。

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基金项目：2013年江苏省大学生科技创新项目，项目编号：201311117055Y

作者简介：于贤磊（1992—），男，江苏丰县人，扬州大学本科在读。E-mail：2521002697@qq.com