机械创新设计作品演示PPT课件
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第三届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品选集PPT课件
郑岳久、张晓伟、郑 亮、何晓 晓、高国景
王子羲、季林红
孙天夫、叶景辉、罗 曾亚坚
婧、李
哲、 梁延德、马雅丽
魏
琦、张 曼、王 杨友彬
超、陈元旭、
张晓玲、房瑞明
3
作品名称 人力除冰车 “保时洁”——手推式清扫拖地车 新型高速公路护栏清洗装置 便捷护栏清洗车 变径滚刷清扫车 护栏清洗机 自动转向清洁车 有压雪功能的小型扫雪机 智能垃圾箱 全自动双面擦窗器 垃圾广告清除机 擦墙“蜘蛛匣” “飞水走壁”——游泳池壁清洗机
录
参赛者
指导教师
宋 哲、占云志、龚 晶、江长 春、张 希
周成龙、张忠廉
李亮勋、邓淋中、陈 磊、邵成 成、王 斯
姜新波、郑 燕
李国昌、屈云朋、毛斐然、魏琦 明、王安仕
王春耀、闵 磊
姜海滨、张 鹏、陈珂鑫、王金 玲、李 杨
徐长顺、张 辉
黄沛盛、林 彬、陈建科、欧明 树、林宏典
王玉兴、韦谢恩
郭 瑞、侯文慧、刘学敏
陈国定、葛文杰 2
作品名称 “艾米”号远程水下操控采样平台 水射流式清洗机器人 蜘蛛侠——高楼玻璃幕墙清洗机器人 自适应管道清洁机器人 “福娃”爬杆清洁除冰智能机器人 楼梯清扫机器人 推吸型高空清洁机器人 真空吸盘式爬壁清洗机器人 水草及水面漂浮物清理装置 智能水上清洁船 湖面清洁卫士 仿生水面清理机器人 电线除冰器
王晶 主编
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
1
目
作品名称 废旧电池回收机 废弃卫生筷再造铅笔机 滚筒式残膜回收机 饮料瓶易拉罐有偿回收机 废旧电池加工处理机 饮料瓶捡拾器 环保船 新型环境侦测机器人 太阳能停车场门禁系统 新型植树挖坑机 喷涂包树机 水葫芦等浮生植物快速打捞机
机械创新设计PPT课件
现有事物能否减少、缩小或省略 某些部分 5）能否缩小 能否浓缩化 能否微型化 能否短点 轻点 压缩 分割 简略
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
10
设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
10
设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降
机械创新设计作品演示PPT课件
旋转书架
第9页/共13页
旋转书架 • 4运动动画
第10页/共13页
旋转书架
• 5 创新点及应用 ① 使用旋转书架可以方便的取下上层的书； ② 旋转书架外观美观，有特点，实用性强，市场推
广性高； ③ 旋转书架可以方便小孩及残疾人或者身高矮小的
人使用； ④ 满足的客户，美观，实用，方便等诸多优点。
第11页/共13页
致谢
第12页/共13页
感谢您的观看。
第13页/共13页
旋转书架
• 作品内容简介 • 1 研制背景及意义 • 2 设计方案 • 3 设计原理 • 4 运动动画 • 5 创新点及应用
第1页பைடு நூலகம்共13页
旋转书架
• 作品内容简介 本书架可旋转，存书量大，美观，内圈为固定的，不可旋转，外圈可以旋
转。
第2页/共13页
旋转书架
• 1 研制背景及意义 当前市场上还没有一款专为残疾人及儿童使用的书架，本旋转书架
为最新创新设计，美观实用，市场推广性高。方面老人，儿童，残疾人。
第3页/共13页
旋转书架
• 2 设计方案 书架为3层结构，内圈不可旋转，外圈可以旋转。旋转利用轴承。
第4页/共13页
旋转书架 • 3 设计原理
第5页/共13页
旋转书架
第6页/共13页
旋转书架
第7页/共13页
旋转书架
第8页/共13页
机械创新设计作品演示PPT课件
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们
14 杆进行手动操作 。
15
16
2019/12/30
机械创新设计作品演示
长沙民政职业技术学 院机电1231班曹卓
1
关于现有黑板缺陷问题
无法收集粉笔灰，有害健康 不够环保，不够低碳 无法实现自动化，干扰教学进程 雨天黑板面有水无法使用
68% 14% 12%
6%
2
自动无尘黑板设计背景
在当今这个物质丰富的社会，人们更加重视自身的健康问 题。教室是个教书育人的地方，然而不起眼的粉笔灰却严 重的危害着老师和学生的身体健康。据调查显示，长期吸 入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、 耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等 疾非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
3 从小就树立一种环保低碳的意识。
自动无尘黑板
a.作品主视图
4
b.作品立体图
14 杆进行手动操作 。
15
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2019/12/30
机械创新设计作品演示
长沙民政职业技术学 院机电1231班曹卓
1
关于现有黑板缺陷问题
无法收集粉笔灰，有害健康 不够环保，不够低碳 无法实现自动化，干扰教学进程 雨天黑板面有水无法使用
68% 14% 12%
6%
2
自动无尘黑板设计背景
在当今这个物质丰富的社会，人们更加重视自身的健康问 题。教室是个教书育人的地方，然而不起眼的粉笔灰却严 重的危害着老师和学生的身体健康。据调查显示，长期吸 入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、 耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等 疾非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
3 从小就树立一种环保低碳的意识。
自动无尘黑板
a.作品主视图
4
b.作品立体图
机械创新设计06PPT课件
-
6
⑷特种加工机床
随着工件形状的日益复杂，以及材料的特殊性能（高 硬度材料及高脆性材料），引入了电加工、超声波加工的 方法，为机床开辟了新的领域。图中超声波加工原理是： 利用火花放电时能烧毁金属表面的电蚀现象进行金属的加 工。另外图中还显示了电解原理的磨削加工示意图及超声 波加工的应用实例。
-
7
机械系统创新设计实例
随着科技的发展，对机械产品的精度要求越来越高。例如宇宙 飞行用陀螺仪中的30mm球形转子，要求其不圆度不大于0.12um；导 弹控制系统的齿轮传动允许误差只有几秒。这些高精度的零件当然需 要高精度机床来加工。高精度机床除本身具有高精度以外，主要还附 加了一些特殊的校正、测量与定位装置。如图所示的机构。
-
8
机械系统创新设计实例
1、蒸汽机
⑴原始蒸汽机 17世纪末，法国技师巴本制成了世界 第一台蒸汽机。其工作原理是，通过向汽缸中注水并加热， 水蒸气将活塞推动上去，当活塞被推到汽缸顶部时再撤热， 然后使缸内汽冷却，大气压力便将活塞推下来。该蒸汽机 虽然很原始，但就其具备汽缸与活塞来说是具有划时代意 义的。
-
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机械系统创新设计实例
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机械系统创新设计实例
③有效负载：指操作机在工作时臂端可能搬运物体的重量
或所能承受的力及转矩。机器人的有效负载除受到驱动功率 的限制外，还受到材料、环境、运动参数（如速度、加速度 及其方向）的限制。如图示的加拿大手臂，用于航天飞机上 的机器人，额定搬运质量为14500kg，在运动速度较低情况 下能达到29500kg。然而，这种负荷能力只有在太空中失重 条件下才有可能达到。在地球上，该手臂本身重量达410kg， 连自重引起的臂杆变形都无法承受。
机械创新设计实例分析 PPT(共 46张)
4．外平动齿轮传动的特点 （1）传动比大、分级密集，单级传动比在11~99之间，双级
传动比可达9801。 （2）承载能力大 啮合时几乎是面接触，齿面赫兹应力小。单
个转臂轴承变换为多个转臂轴承分担载荷，转臂轴承的寿命
可达两万小时，且转臂轴承等基本构件不受内齿轮尺寸的限 制，可以按强度要求确定，利于按强度进行优化设计。
平动齿轮减速滚筒具有：传动比大、机械效率高、结构紧凑、 尺寸和重量轻、均载性能好等优点。
3．双曲柄平动齿轮机构 多曲柄平动齿轮机构。如图
9-11所示。 多曲柄平动齿轮机构的传动
原理：输入轴的转速经第一级减 速后，由平动发生器传递给平动 齿轮ZG，同时限制了平动齿轮 ZG的自转，再经第二级减速后， 由内齿中心轮Zb输出。其传动比 统一表达式为
式中 d0——内齿轮根圆直径； d2e——偏心轴距。
外平动齿轮机构的尺寸难以缩小，而且提供内齿轮作平动 的曲柄轴只能有两个，限制了输入功率的分流，不利于传递过 大的功率。
6．内平动齿轮机构的基本型及其演化 图9-4所示为内平动齿轮机构的基本型。图9-5所示的内二环
减速器和内三环减速器。 内平动齿轮机构可获得较小尺寸和重量，其整机性能优于外
2）必须满足一定的装配条件能装配起来。同时也为精度 设计增加了限制条件。
3）传动机构的振动大、噪声高，并随着转速的提高迅速 增加。
上述存在的问题是这种传动的基本原理所决定的，改进
传动原理，开发新的传动类型是平动齿行星轮传动发展 的重要途径。
外平动齿轮机构的A、D两轴之距离受结构的限制
LADd0d2e
（1）组成结构及传动原理 图912所示
外激波摆动活齿传动的传动原 理；当驱动力输入后，输入轴以等 角速度带动外激波器H绕固定主轴 线转动，由于外激波器内轮廓径向 尺寸的变化，产生向心的推力，推 动摆动活齿绕其在活齿架上的铰链 点摆动，通过摆动活齿中心轮高副 啮合运动，摆动活齿推动外齿中心 轮K以等角速度绕主轴线转动，使 与其固联的输出轴获得输出转速， 于是外激波摆动活齿传动完成了转 速变换运动。
机械创新设计作品演示.ppt
黑板带与后盖板上是粉尘刷形成相对运动，达到擦 黑板的作用
g.辅助装置
流程图
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
自动无尘黑板
a.作品主视图
b.作品立体图
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们 从小就树立一种环保低碳的意识。
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
g.辅助装置
流程图
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
自动无尘黑板
a.作品主视图
b.作品立体图
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们 从小就树立一种环保低碳的意识。
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
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现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们
机械创新设计作品演示
长沙民政职业技术学 院机电1231班曹卓
1
关于现有黑板缺陷问题
无法收集粉笔灰，有害健康 不够环保，不够低碳 无法实现自动化，干扰教学进程 雨天黑板面有水无法使用
68% 14% 12%
6%
2
自动无尘黑板设计背景
在当今这个物质丰富的社会，人们更加重视自身的健康问 题。教室是个教书育人的地方，然而不起眼的粉笔灰却严 重的危害着老师和学生的身体健康。据调查显示，长期吸 入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、 耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等 疾病。
13
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
14 杆进行手动操作 。
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f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样 黑板带与后盖板上是粉尘刷形成相对运动，达到擦 黑板的作用
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g.辅助装置
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流程图
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作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
3 从小就树立一种环保低碳的意识。
自动无尘黑板 a.作品主视图4来自 b.作品立体图5
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
6
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系数小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
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e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
机械创新设计作品演示
长沙民政职业技术学 院机电1231班曹卓
1
关于现有黑板缺陷问题
无法收集粉笔灰，有害健康 不够环保，不够低碳 无法实现自动化，干扰教学进程 雨天黑板面有水无法使用
68% 14% 12%
6%
2
自动无尘黑板设计背景
在当今这个物质丰富的社会，人们更加重视自身的健康问 题。教室是个教书育人的地方，然而不起眼的粉笔灰却严 重的危害着老师和学生的身体健康。据调查显示，长期吸 入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、 耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等 疾病。
13
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
14 杆进行手动操作 。
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f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样 黑板带与后盖板上是粉尘刷形成相对运动，达到擦 黑板的作用
10
g.辅助装置
11
流程图
12
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
3 从小就树立一种环保低碳的意识。
自动无尘黑板 a.作品主视图4来自 b.作品立体图5
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
6
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系数小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
7
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换