电动式免擦黑板设计研究

焦润宇　牟菁　卢中南

【摘 要】本文设计了一种电动式免擦黑板，包括板面主体、链装旋转机构、固定支撑机构、可动毛刷机构和运动控制组件，板面主体的一次相对运动，可以完成调整字迹高度、擦除过期笔记的双重功能；另外，在擦除过期笔记同时将粉尘的飘散降到最低，节约了人力、物力，有利于同学们的身体健康。

【关键词】免擦黑板；电动式；降尘；

前言

随着社会经济的发展，人们的生活水平有所提高，对教育的追求也越来越高，为满足受教育人员的需求，我国的教育形式越来越多样化、丰富化。黑板是教育领域中经常使用的教学工具，教学过程中使用的黑板存在占用面积过大，擦除无用字体费时费力等问题，不适于当今教育领域的发展要求[1]。

为了克服现有的黑板占用面积大，不能有效擦除无用字体等不足，本文设计了一种可电动旋转的新型黑板，该新型黑板装置不仅符合现代教育领域的需要，而且具有省时省力、实用性强、操作简单等优点。

1普通黑板的缺点

粉笔和黑板作为重要的教学工具，一直使用至今，它们对教学事业的发展起着巨大的促进作用，但现在使用的普通黑板由很多的不足之处[5]。

（1）产生大量粉尘，对师生的健康是一个巨大的威胁；

（2）擦拭过程中耗时耗力，降低教学效率，并且经常出现擦拭不干净的问题，影响书写。

（3）普通黑板使用较长时间后会出现掉漆现象，导致书写不顺、不流畅，影响板书的可视度；

（4）普通黑板面积太小，不能满足老师的板书要求，课堂上往往出现重要知识点被中途擦掉的现象[5]。

2设计总述

本文设计的电动式免擦黑板，包括板面主体、链装旋转机构、固定支撑机构、可动毛刷机构和运动控制组件[2]。

2.1免擦黑板整体结构设计

电动式免擦黑板主体主要由橡胶链条、从动链轮、主动链轮、拐形支撑三脚架、梯形厚壳、塑胶毛刷头、毛刷后板、铅垂滑道、铅垂滑块、步进电机组成。具体如下图1。

3具体实施方案及实用性分析

3.1实施方案

本设计提供了一种新的技术方案：

电动式免擦黑板包括板面主体、链装旋转机构、固定支撑机构、可动毛刷机构和运动控制组件，其具体实施方案在于，板面主体由链装旋转机构驱动进行周向转动，并由链装旋转机构和固定支撑机构固定在墙面上；链装旋转机构包括步进电机，由运动控制组件进行控制；可动毛刷机构设置在墙面与板面主体之间；固定支撑机构包括拐形支撑三脚架4、梯形厚壳5、三个拐形支撑三脚架4和一个梯形厚壳5固定在墙面上；步进电机10设置在梯形厚壳5上，其输出端通过联轴器12与转轴16相连；转轴16的另一端可转动的设置在拐形支撑三脚架4上，且固定连接有两个主动链轮3，两个所述主动链轮3之间的距离略小于板面主体的长度；主动链轮3与橡胶链条1相啮合，橡胶齿条1的另一端与从动链轮2相啮合，从动链轮2通过轴承转动设置在从动轴上，从动轴固定在下方的拐形支撑三脚架4上；可动毛刷机构包括毛刷后板7，其靠近板面主体的一侧均匀布有塑胶毛刷头6，它的另一面固定有多个铅锤滑块9；运动控制组件包括启停开关17。

除此之外，在小细节上还有一些创新：

（1）橡胶链条1的两侧均固定有弹性挡片11；

（2）板面主体为环形的多层结构，从内向外依次设置有胶皮板面13、磁性板面14和磨砂板面15，胶皮板面13与橡胶链条1胶合连接；

（3）毛刷后板7上固定对称设置有两个铅锤滑块9，在墙面上对应固定安装有铅锤滑道8，铅锤滑道8的下方设置有抵触铅锤滑块9的卡块，且铅锤滑块9限制在铅锤滑道8中，并可在其中滑动，另外在铅锤滑道8的底部设置卡块可限制铅锤滑块9向下滑动。

（3）啟停开关17设置在教学控制台上，与步进电机10电性相连，为了使用更加方便，可选用无线遥控设备作为启停开关17，控制着步进电机10的启停。

3.2实用性分析

（1）此新型黑板一次相对运动，可以完成调整字迹高度、擦除过期笔记的双重功能，有效解决了教学过程中黑板擦拭不干净的问题，节约人力；

（2）电动式免擦黑板擦拭时在近墙侧工作，有效减少了粉尘飘散，有利于师生身体健康[4]；

（3）满足现代教育领域的需要，提高教学效率，又有利于同学的视力健康和身体健康；

4结束语

本文提供的电动式免擦黑板具有结构原理简单、成本低廉、控制灵活方便、环保等特点[5]，能实现调整字迹高度、擦除过期笔记的双重功能，且基本实现无尘擦拭，满足现代教育的需要。

参考文献：

[1]徐一航.自动擦拭无尘黑板的结构创新设计[J].中国高新科技，2019（3）：75-76.

[2]唐荣，吴艳英，郭晓学.全自动无尘黑板的设计研究[J].机械与电子，2016（10）：69-71.

[3]王鑫，仪登利，王小宁.新型自动无尘黑板的设计[J].黑龙江科技，2015（4）：59-59.

[4]孙三祺.新型自动擦拭和吸尘黑板的创新设计[J].中国新技术新产品，2018（2）：132-133.

[5]谭自豪，杨凤淋，邹润玲.传动式免擦无尘黑板[J].科技资讯，2017（7）：85-86

（作者单位：山东科技大学）