吸尘黑板擦的设计
吸尘黑板檫的设计
吸尘黑板檫的设计作者：冯柔范姝王炜霞唐周来源：《魅力中国》2018年第16期摘要：本课题以吸尘黑板檫为研究对象，从黑板檫的安全性、环保性、方便性等方面来进行设计。
吸尘黑板檫主要由黑板檫和吸尘电机相结合，在使用时，按动开关启动吸尘电机，然后在上下檫黑板时，粉尘就通过吸尘电动机进入黑板檫内部的粉尘收集箱内，这样粉尘就不会飘到空气中进入人体的呼吸道，危害人体健康了。
关键词：黑板檫；吸尘；健康一、绪论众所周知，粉笔、黑板檫和黑板是日常学习中必不可少的教学工具，教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。
在45～50分钟的一节课里，就要擦写数次，下课时，往往在手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。
天天如此，年复一年，工作20～30年后，消磨了数以万计的粉笔。
不可避免地从鼻孔吸入一些粉笔灰，危害师生的健康。
（一）粉笔灰对人体的危害对肺的危害：粉尘对教师身体的危害，以肺最为常见，在教学过程中，粉笔灰很容易被吸入肺，多数被阻留在肺泡内，经过一系列的刺激，化学和免疫的作用便可造成肺部损失，包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降，常见的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等（即粉笔粉尘中含有二氧化硅，被吸入肺部，在肺部游离的二氧化硅含量在百分之一以上形成肺纤维化的粉尘，从而使肺泡纤维化，导致肺部呼吸功能下降）。
对上呼吸道的危害：粉笔粉尘进入肺的途径是通过上呼吸道包括鼻、咽、支气管，在这一过程中，部分粉尘会停留于上呼吸道，对粘膜上皮细胞产生机械刺激和损坏，长期在这种环境下工作，会引起一系列的病变，其中对鼻的影响最常见的是诱发干燥性鼻炎，其次是肥厚性鼻炎，症状为鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等；对咽的影响主要是诱发慢性咽炎，使咽部干燥，咯痰不爽、咽痛咽痒；对支气管的影响主要是诱发慢性支气管炎，有时还会引发哮喘，另外还有可能引起鼻咽、支气管等部分的癌变。
对眼睛的危害：眼睛是人体器官中最精密、最易受损的器官之一，粉笔粉尘的主要成份碳酸钙、氧化钙等是一种水溶性物质，容易溶解于水，并产生碱性物质，如教师在教学过程中，粉笔粉尘落入眼中，刺激泪腺分泌，眼泪水解碳酸钙而产生碱性物质，就会严重刺激眼部粘膜，造成粘膜损伤，形成慢性炎症，还可能诱发近视的产生。
创新设计--吸尘黑板擦说明书知识讲解
吸尘黑板擦的设计设计题目：吸尘黑板擦设计目的：通过使用该黑板擦做到吸附粉尘，美化环境，为师生提供一个健康的生活学习场所设计原理：该黑板擦主要由板擦上壳，手柄，电池槽，开关，导体，接触体，定位销组成，其特征在于：电池装于电池槽内，板擦上壳与接触体配合安装，导体与接触体配合装于接触体上方，开关装于手柄侧面，用导线将电池，开关，导体连接到一起。
在应用时，打开开关，导体在电流的作用下将产生的粉尘吸附在导体及板擦上壳的裙部等处。
设计过程：1，题目的由来在多年的学习生涯中，无数的次的看到在老师同学擦完黑板后，粉尘到处飞扬，不断的攻击着师生的身体而不得不远远地躲开，但是很多时候是不允许擦完黑板后远远地离开的。
因此，迫切的需要一种能解决此问题的教具，解决此问题可以从三方面入手，粉笔、板擦和黑板。
现在被广泛使用的板擦都没有吸尘功能，所有我设计出这样一款板擦，它能良好的解决粉尘飞扬这一现象。
2, 作用原理我设计的吸尘黑板擦主要由板擦上壳，手柄，接触体，导体等组成。
导体由电池供给电流，电流对粉尘有很好的吸附作用，在擦黑板过程中产生的粉尘会被导体直接吸住，避免粉尘飞出，并且我在板擦上壳上设计了裙部，这一结构在老式及许多新式的板擦中都是没有的。
设计这一结构的目的同样出于吸尘，在擦黑板过程中飞出的粉尘会被板擦上壳裙部吸附，与导体共同完成吸附的功能。
3，板擦结构板擦上壳1与接触体6配合安装，用定位销7固定，接触体6安装在板擦上壳下面。
手柄2内部设有电池槽，用于安装电池，电池是为导体提供电流的，导体5配合安装在接触体6上，包含在板擦上壳1内部，接触体6设有通孔，用于粉尘通过。
从电池引出的导线首先接到开关4上，在擦黑板过程中打开开关，使导体带电流，从而具有更强的吸附能力。
与以往板擦截然不同的是此板擦具有裙部，它将接触体包含在内，并留有一定的距离，裙部表面粘附一层有吸附能力的物质，在擦黑板过程中，裙部会有效的将飞出的粉尘吸附住，与导体共同完成吸附粉尘的作用。
加法创新的案例黑板擦
加法创新的案例黑板擦吸尘黑板擦工作原理：一种吸尘式黑板擦，该黑板擦在擦除黑板上的粉笔字迹时，能将大部分擦落的粉笔末带到黑板擦的盒体内。
其工作原理是在黑板擦盒体的底部安装毛刷辊，毛刷辊的一小半露在盒体外，在盒体内毛刷辊的两侧有一对刮削条，刮削条只能向盒内单向翻转。
当毛刷辊带着粉笔末转动时，向盒内转动的一侧将刮削条掀起，从盒内转出的一侧受到刮削条的刮削作用，将毛刷辊上的粉笔末刮下，留在盒内。
使用特点与意义：根据国家有关报告1993年统计资料显示：我国的师生每年因上课吸入的粉笔灰约200克/人，患呼吸道、肺部疾病、癌症的约20%/年。
由此可见，粉笔灰对师生的健康危害是多么大。
同时飞扬的粉笔灰对师生的个人卫生污染非常大，如飞扬的粉笔灰使师生的衣领、袖口、头发、身上都离不开它那烦人的阴影！目前，国家虽然对教育非常重视，都在创造绿色教学环境。
但往往要投入非常大的资金才能改善教学环境，创造绿色教育。
而我们的吸尘黑板擦，只要投入很少的资金就能拥有一个绿色环保的教学环境。
该产品我单位2006年的最新上市产品，是国内目前唯一一家进入《中国教学仪器设备目录》的环保教学仪器产品。
该产品在揩擦吸尘效果、积尘容量、过滤系统、清理等方面是目前同类产品中最好、最专业的环保产品！且产品都有CE和FCC认证。
产品功能：在揩擦黑板的同时能吸进98%以上的粉尘，揩擦和吸尘双重功能，效果显著，有效的避免了环境的污染，从而保障师生健康和卫生的作用。
适用范围：使用于学校，部队，各企事业单位的金属黑板，玻璃黑板，水泥黑板，木质黑板以及石质黑板等凡用粉笔书写的各种光整平面的揩擦和吸尘。
吸尘黑板擦的显著特点：1、产品外观形状：符合人体工程学设计的流线型。
在开发设计时，提供了多种外观型状设计方案，通过美国、日本、国内等学校师生的大量调查统计后，最终确定本产品的外观形状。
2、吸尘效果：本产品的风轮设计是经研究飞机蜗轮的高级工程师设计，吸力在同类产品中为最突出，在积尘接近饱满状态下的吸尘效果仍然能达到98%以上。
防尘黑板擦设计
防尘黑板擦
设计目的：
传统的粉笔在课堂讲授中，有着不可替代的的作用，但在使用时会对师生造成粉尘污染，从而导致慢性支气管炎，甚至是肺部感染，如果能制作一个方便快捷的防尘板擦我想是一件美好的事情。
设计原理：
在平日里，普通板擦在擦拭后，不光有粉尘污染，而且擦试后留有痕迹，每次我都是先用板擦擦后，再用湿巾擦拭，有时也会用沾了水的抹布进行擦拭，待晾干后再进行书写。
于是我在业余进行研究，可不可以让一个板擦有多种用途，即擦拭后不产生灰尘，又让它擦后的黑板光洁如新。
机械齿轮原理可以知道，推动的过程中可以卷起接触面，在接触面上如果用一种材料即除尘又光洁就可以啦，这种卷轴性的板擦最好可以清洗，脏了简单拆卸，洗一下，再次装上后可以反复利用。
这是我最初的设计方案，于是动手操作。
新型环保黑板擦的设计-建筑环保论文-建筑论文
新型环保黑板擦的设计-建筑环保论文-建筑论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——引言传统黑板擦在擦黑板时容易造成粉尘飞扬、黑板擦不干净、黑板擦使用寿命短、浪费人力等问题。
针对这些问题，我们设计了一款新型环保黑板擦，该板擦具有吸尘、清洁高效、节省人力、太阳能充电、节省人力等优点。
全面改善传统板擦的缺点，具有广阔的市场前景。
1.工作原理该板擦利用太阳能板对整个系统进行供电，利用单片机对整个系统进行控制，通过红外传感器采集的黑板信息进行处理后对电机进行控制，达到对板擦进行控制擦字、规避黑板边缘的目的。
板擦通过真空负压和磁吸式原理紧紧吸附黑板，底部毛刷对黑板进行清理擦拭，同时内部风机转动吸入粉尘，板擦内顶部装有静电吸附板，通过静电对粉尘进行吸附，当吸附的粉尘过多时，侧面的刮尘器自动将粉尘刮入装有水的水袋中。
2.设计方案2.1电力系统板擦顶部装有太阳能板，将太阳能转化为电能存入板擦内的电池当中，通过板擦内的稳压装置稳压，对板擦进行供电，同时板擦内部装有锂电池，锂电池具有充电时间短，能量比较高，使用寿命长等优点。
同时可以利用家用220V电源对黑板擦进行充电。
2.2单片机控制系统该黑板擦利用单片机作为核心控制系统，单片机具有反应速度快、信息处理时间短、抗干扰能力强等优点。
当红外传感器采集到黑板上字迹、边缘等信息时，将信息传给单片机，单边机对信息进行处理并对电机进行控制，板擦自动移动到相应位置。
2.3除尘系统板擦内部正中央装有小型风机，当板擦进行工作时，板擦内部的风机旋转，产生向内的吸力，将粉尘吸入板擦内部，板擦内部装有静电吸板，通过顶部的静电吸附板对粉尘进行吸附，当吸附的粉尘过多时，侧面的刮尘器将粉尘刮入收集带中，收集袋中装有少量水，防止粉尘的飞扬，达到对粉尘的吸收处理，实现了擦黑板时的无尘化。
2.4动力系统板擦内部装有5V小型电机，通过电机的转动带动板擦的移动，当板擦移动到边缘时，根据单片机的控制电机反转，达到反向移动的目的，当需要转弯时，板擦前面两个辅轮转动，带动板擦转弯，实现板擦的转弯移动。
全自动无尘黑板擦的设计
目录一、明确设计任务................................ - 2 -二、确定系统的总功能............................ - 4 -三、总功能分解.................................. - 5 -四、设计方案.................................... - 6 -五、方案评价................................... - 10 -六、最终方案................................... - 12 -七、功能的优化及改进方向 ....................... - 13 -八、结束语 .................................... - 14 -全自动无尘黑板擦的设计一、明确设计任务1、社会需求“一根粉笔，三尺讲台”，这是对教师的由衷赞美。
殊不知，赞美背后，隐忧多多。
常用的黑板擦就有很多不足：（1）需要人工擦拭，在课程进度比较紧张的时候老师往往没有很多的时间来擦拭黑板；（2）普通黑板擦不仅效率低下，而且往往不能很好的把黑板擦干净；（3）而且普通黑板擦的使用往往会造成大量的粉尘，对老师、前排同学的健康造成不良影响。
教师常年使用粉笔，不自主地“吸”入大量粉尘，容易患上呼吸系统疾病。
而学生与粉笔尘接触时间长，易受教室二次扬尘的危害，他们受到的危害甚至比教师更为严重。
一名学生从小学到读完大学至少需要16年时间，这正是生长发育的黄金时期，却要不断受到粉笔尘灰的危害；一名教师从站到讲台上到退休大多在40年左右，生命的大半时间都要“吃粉笔灰”。
2、市场调查分析（1）市场描述众所周知，黑板是我们日常学习中必不可少的一样教具，无论是从小学还是到大学，都会使用到黑板，而一般我们平时使用的人工黑板擦不但费时、费力，无法将黑板擦拭干净，不能清除死角，还粉尘污染空气的缺点。
遥控吸尘黑板擦的设计
• 192•在传统黑板的使用场景中，黑板擦所造成的粉笔灰扬尘会引发呼吸道疾病，对师生的健康不利，本文设计了一种基于arduino 单片机的遥控吸尘黑板擦，介绍了遥控吸尘黑板擦的结构设计和软件设计。
遥控黑板擦是由步进电机作为驱动，由横向及纵向的长螺杆来构建二维十字坐标轴，轴上有一个吸尘和擦除模块可以通过遥控控制其运动，也可以自动选择擦除模式。
据国家有关报告1993年统计资料显示，我国的师生每年因上课吸入的粉笔灰约 200g/人，患呼吸道、肺部疾病、癌症的约 20%/年。
飞扬的粉笔灰对师生的个人卫生污染非常大。
现阶段就社会状况而言，多媒体由于价格昂贵还未在中小学普及，大多数学校仍延续传统模式，往往要投入非常大的资金才能改善教学环境。
而遥控吸尘黑板擦，可以大大减少此类资金支出。
利用遥控吸尘黑板擦，改善中小学教学环境，降低师生呼吸道疾病的发病率有很大的积极作用。
1 硬件结构设计本设备主要由驱动装置、传动机构、控制系统以及执行机构组成，其中驱动装置是由CNC 拓展板搭载驱动芯片A4988 驱动 NEMA17， 电机（42步进电机）构成；为了使擦除效果更佳，Z 轴采用丝杆滑台向黑板擦施加压力，以传动机构主要包含电机驱动轮，金属导轨，传动皮带三部分；控制系统支持蓝牙，红外及手柄多种控制；吸尘装置与擦除装置为该作品的执行机构核心。
驱动部分。
将MCU 产生频率、脉宽、步数可调系列脉冲，输入到驱动芯片A4988 的步进脉冲引脚，进而可以根据需要调节擦除装置的移动速度，加速度以适应不同的工作情况。
该设备还可以选择进入睡眠或唤醒状态，当无需频繁工作时，可进入睡眠模式以降低功耗。
基于经济性的考虑，传动机构采用皮带传动以降低成本。
由驱动装置驱动步进电机X 正（反）转以实现黑板擦在X 轴方向运动；考虑到Y 轴方向需要克服重力做功，故采用两个步进电机同步驱动，控制步进电机Y 1和步进电机YA 同速同向正（反）转来实现黑板擦在Y 轴方向运 动，从而实现黑板擦在XY 平面的任意轨迹运动；为了使擦除效果更佳，Z 轴采用丝杆滑台向黑板擦施加压力，增大摩擦力，通过控制步进电机Z 实现黑板擦在Z 轴方向上的上下运动，从而实现黑板擦与黑板的接触与分离。
自动吸尘清洁黑板擦设计_毕业设计1 精品
技术学院毕业设计题目：自动吸尘清洁黑板擦设计系部现代制造工程系专业名称模具设计与制造自动吸尘清洁黑板擦设计摘要该设计主要介绍自动吸尘清洁黑板擦的发展趋势与总体设计；研究背景和方案的确定；整体运动部分的分析；伸缩架的设计；曲柄滑块的设计；凸轮尺寸大小的设计；活动黑板擦的设计；电路部分的设计。
根据设计计算相关数据，采用AutoCAD绘制零件图和装配图，对主要零件采用UG4.0进行三维造型，并完成毕业设计说明书的编写。
关键词：自动吸尘；清洁；黑板擦；设计目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究的目的意义 (1)1.2.1 研究的目的 (1)1.2.2 研究的意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1 电动黑板擦 (2)1.3.2 吸尘黑板擦 (3)1.3.3 集尘式黑板刷 (3)1.3.4 自动吸尘黑板刷 (3)1.3.5 卫生黑板 (4)1.4 本设计的内容 (4)2方案的确定 (5)2.1可行的几种方案 (5)2.1.1 无尘黑板擦 (5)2.1.2 防尘黑板 (6)2.1.3 自清洁黑板 (7)2.2自动清洁黑板擦方案的选择 (7)2.2.1 所属技术领域 (7)2.2.2 背景技术 (7)2.2.3 发明内容 (7)2.3小黑板擦的方案确定 (8)2.3.1 简图 (8)2.3.2 小黑板擦的结构及工作情况简介 (8)3自动吸尘清洁黑板擦的设计计算 (10)3.1电机的选择 (10)3.2 机构的设计 (10)3.2.1 材料的选择 (10)3.2.2 菱形架几何尺寸及自由度设计计算 (10)3.2.3曲柄滑块几何尺寸及自由度设计计算 (11)3.2.4 曲柄滑块的运动分析与力学计算 (11)3.2.5 凸轮机构的设计 (15)3.2.6 磨削圆周进给量计算 (20)3.3 滚筒的设计 (21)3.4吸尘装置的选择 (23)3.5电路控制的设计 (23)3.5.1 硬件系统的设计 (23)3.5.2 最小系统设计 (24)3.5.3 无线收发模块 (24)3.6 作品三维图及实物图 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录A (30)附录B (33)1绪论1.1研究背景黑板历来是各级各类学校必备的教学工具，传统黑板，人工擦拭效率低，粉尘污染严重。
防尘黑板擦的设计
发 现 问 题
产，但是一直并没有广泛的推
广，可见必然有一定的缺陷。
防尘吸尘黑板擦
您之前听说过电动式吸尘粉笔擦这类产品吗？
选项 小计 比例
具 体 问 题
是 否 本题有效填写人次
26 83 109
是 否 24%
23.85% 76.15%
76%
防尘吸尘黑板擦
如果价格合理，您愿意尝试使用电动吸尘粉笔擦吗？ 选项 小计 102 7 109 93.58% 6.42% 比例
防尘吸尘黑板擦
防尘吸尘黑板擦
发 现 问 题
具 体 问 题
设 计 要 求
设 计 方 案
防尘吸尘黑板擦
在教师使用黑板写字时，擦拭黑板会产生大量的粉 尘，对教师和学生的呼吸道、皮肤、眼睛等器官产生危 害，严重危害了教师与学生的身体健康。 改变现状的方法有两个，一是改变粉笔的制作的材料。 但同时也要改变学校内的相应措施。二、改变一些可以 改变的工具 其实，防尘黑板擦和吸尘 黑板擦早就已经出现并投入生
2、使用方便舒适
（使用电池，制定合理的尺寸）
3、进一步减少粉尘
（在设计中加入防尘罩）
防尘吸尘黑板擦 设计草稿 设 计 方 案
具 体 问 题
是 否 本题有效填写人次
0% 0% 6%
是
否
94%
防尘吸尘黑板擦
具 体 问 题
成本过高
防尘吸尘黑板擦
具 体 问 题
使用不便
防尘吸尘黑板擦
设 计 要减少粉尘
防尘吸尘黑板擦
1、减低成本
设 计 方 案
（将整个设备做成可拆卸， 黑板擦设计成使用可替换的布）
“除尘黑板擦”的设计与改进之“原理”设想初探
永川区小学校题目：“除尘黑板擦”的设计与改进之“原理”设想初探作者：单位：永川区小学校Email:******************关于“除尘黑板擦”的设计与改进的初探粉笔是由石膏制成的，其化学成分为硫酸钙。
硫酸钙，化学式CaSO4。
熔点1450度，相对密度2.96。
难溶于水。
它的二水化物CaSO4.2H2O俗称石膏（或生石膏）。
硫酸钙性能稳定，没有毒性。
对皮肤的危害：教师在教学过程中，粉笔粉尘不可避免地会沾在手上，同时漂浮于空气中的颗粒粉尘也会落在教师头发、脸上和脖子上，对皮肤膜有刺激作用，如果暑天遇汗水解，产生碱性物质，对皮肤粘膜的刺激就更大，因为人体皮肤所生存的环境为弱酸性环境，这样在粉尘碱性作用下破坏了皮肤的基本生存环境，粉笔粉尘使皮肤变得干燥、粗糙，并伴有搔痒感觉，使人体不适，严重者会引起粉刺、毛囊炎、脓皮病、皮肤皲裂和大量毛发脱落，影响和干扰了教师正常工作和生活现在，国内使用的粉笔主要有普通粉笔和无尘粉笔两种，其主要成分均为碳酸钙（石灰石）和硫酸钙（石膏），或含少量的氧化钙。
无尘粉笔属普通粉笔的改进产品，旨在消灭教室粉笔尘污染。
它只是在普通粉笔中加入油脂类或聚醇类物质作粘结剂，再加入比重较大的填料，如粘土、泥灰岩、水泥等这样可使粉笔尘的比重和体积都增大，不易飞散，但在实际应用中，它对粉笔尘污染的降低效果并不十分明显。
粉笔与化学粉笔,该笔是由硫酸钙的水合物（俗称生石膏）制成。
也可加入各种颜料做成彩色粉笔。
在制作过程中把生石膏加热到一定温度，使其部分脱水变成熟石膏，然后将热石膏加水搅拌成糊状，灌入模型凝固而成。
其主要反应为2CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O+3H2O控制好温度，利用生、熟石膏的互变性质还可制造模型，塑像以及医用的石膏绷带等。
教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。
在45——50分钟的一节课里，就要擦写数次，下课时，往往在手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。
便捷式吸尘黑板擦的设计
便捷 式吸尘 黑板 擦 的设计
作者／ 陈光轩、李明大、付饶、杨洋、王羽 、滕钰 ，北 京信息科 技大学 自动化学院 基金项目 ：本文工作由北京信息科技大学大学生科技创新计划 （ ５ １ １ １ ６ ２ ３ ３ ０ ０ ）支持。
文章摘要 ：黑板和 粉笔为教育事业做出 了巨大 的贡献 ，但 是擦黑板时产生的粉笔灰一 直困扰着 师生 ，给师生的健康带来 了巨大 的危 害，尤
个 系 统 供 电、 单 片 机 控 制 红 外 传 感 模 块 和 电机 驱 动 模 块 进 行 两条丝杆同步转动的同时带动条状平行海绵 黑板擦平动 ，开
工作。但是需要频繁充 电并且需要充足 的阳光 ，一 次充电仅 始擦拭工作。与此同时吸尘 电动机通过 平行于条状平行 海绵 可使用 ｌ 一 ２天 ， 其技 术性 与实用性 没有 很好 的结 合 【 ５ ］ 。为此 ， 从研 究黑 板擦的 功能 出发 ，通 过 改变黑 板擦 的内 部结构 ，
ｌ 台： ２ ２ ０ Ｖ、 １ ２ ０ ０ Ｗ
齿轮 皮带
２ 个 ｌ 条
Ｓ Ｇ 滚珠丝杆滑 台组 （ 螺距８ ｍｍ）
条状 黑板擦 控制开关 无线遥控设备
ｌ 套
２ 条 １ 个 １ 个
Ｗ Ｗ Ｗ ｅ ｛ ｅ １ ６ ９ ｃ ｏ ｎ ｒ ｆ ３３
直接断开 电源总开关 ，关闭系统。若黑板表面干净度未达到 粉笔灰 吸进黑板 下方的粉笔灰收集装置 中。吸尘 电动机功率 ２ ０ ０ Ｗ，具 有强大 的吸力 ，粉 笔灰回 收装置 中具有 多 要求 ，此时将正 反转开关 向上拨动 ，条状平行海绵黑板擦 向 达到 ｌ 左平动 ，当条状平行海绵黑板擦擦拭到最左端 时自动停止。
呼吸道排出 ，可 以引起呼吸道粘膜细胞的退行性病 变，继而 回收装置活动连接 ，回收装置又与吸尘 电动机固定连接。 当 引起 纤维性变 ｆ Ｊ 。教 师存在着职业性咽喉炎和肺通气功能下 用户擦拭黑 板时 ，条状平行海绵移动的同时永磁直流 电动机 降等疾 患。牛彩 英对 开封 城区 ２ ４ ０位 小学 教师进 行 的嗓音 工作 ，产生 负压 ，通过硬质吸尘管将粉笔灰吸入管中 ，沿管 疾病调 查，结果 表明 咽喉干 占 ４ ６ ． ７ ％ ；声 嘶 占 ４ ４ ． ６ ％ ；轻 线输送 至粉 笔灰回收装置 ，从而达到擦拭和吸尘的效果。整 重 不等咽喉疾病发生 率为 ６ ０ ． ４ ％ｆ ２ 】 。罗启发 于 １ ９ ９ ６年对武 体 系统 图如 图 ｌ所 示 。 汉市 ８所 中学 教 师职 工进 行健 康调查 ，结 果同样 表明教 师 ■ １ ． ３工作过
便携式吸尘黑板擦的设计
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｏｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｅ ｒ ａ ｓ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ， ａ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｔ ｈ ａ ｔ
中 固 搏 产虽 ？ ？Ｎ ０ ． ０ ６ （ 下 ）
一 ， … …
便携 式吸 尘 黑板擦 的设 计
陈光轩 李明大 （ 北京信 息科技 大学，北京 １ ０ ０ １ ９ ２）
摘 要 ：目的 ：针对 目前市场上所销 售黑板擦 无吸 尘功能的问题 ，设计 一款能便 于携带且可吸 尘的 黑板擦 。方法 ：
中图分 类号 ：Ｔ Ｓ ９ ５ １
文献 标识 码 ：Ａ
粉笔 和黑板 作为 教学 中必不 可少 的教具 使用 已有很 长 吸道 、肺部疾病 、癌 症的约２ ０ ％。经调查 ，目前 市场上大多 的历史 ，它们对教 育事业 的发展起 到了不可估 量的作用 ，如 数黑板擦仍是 由塑料或者铁质外壳粘上海绵 、毛质甚至绒质
采用黑板擦 与吸尘电机 的结合 ，在擦拭 黑板 时启动吸 尘电机 ，使其 吸入所擦拭黑板表 面附近的 空气 ，同时将擦拭黑 板所产生的粉 笔灰吸入并储存于粉笔灰集灰槽 中。通过吸 尘电机 气流径 向通过面积和抽风风速计算 出吸尘电机 的单 位 时间抽风量以及 实验得 出黑板擦吸收粉 笔灰 的效率 。结论 ：通过便携 式吸 尘黑板擦 的擦拭 实验 ，其吸尘效率可达 ８ ０ ％，基本 达到预期 目标。与同类产品相 比，该产品体积 小，便于携带，维护成本低 ，吸 尘效果明显。
半自动除尘黑板擦的设计
四 本产品中各种零部件的选取
经计算，电机所需功率为 4.35w。故选择型号为RF500TB-14415的微型直流 电机 。其转速为 1430r/min，输出功率为 4.5w，符合要求。
本产品所传递的力矩很小，经综合考虑，选 择型号为RD8-A的联轴器。此联轴器材料选 用玻璃纤维，柔性好，并广泛应用于数控机 床、伺服电机、丝扛连接、雕刻机、、检测 仪器、步进电机、检测设备、电容设备、包 装机械等。 其最高转速为6000r/min，额定 转矩为。
本产品中各种零部件的选取
稳压二极管选择常用IN系列 的型号为IN5236的稳压二极 5 管。
滤波电容选择型号为YHDR 4
的高压滤波电容，价格为1元。
变压器选择型号为PT3505V的变压器，可使220V转 3 换为5V，其电流为70mA。
充电电池选择电压为3V，型 1 号为HB-16340的锂离子充
本产品中各种零部件的选取
因为本产品不便经常添加润滑剂，所以采用脂润滑的润滑 形式 。擦盘工作时主要依靠摩擦力做功，也就是主要传递 的是径向力，而不传递或传递很小的轴向力。所以，本产 品选用深沟球轴承，这种轴承主要承受径向载荷，也可同 时承受较小的轴向载荷。
根据气体流动理论，本产品 的叶轮z选择为8，平板叶 片半圆弧。型号为6-5.4 （30）的叶轮。详见三维 仿真实图。
九 结论
结论
经过半年来的艰辛努力，在老师 及同学的帮助下，我终于完成了 我的毕业设计。
毕业设计的内容虽然很多，但它给我带来的收获很多。我经 过不断的查阅资料，得到的不仅是对我的毕业设计内容有用， 它还给我带来更广的知识面，更多的学习资料。与老师的沟 通使我从更多的角度认识到我的不足和思维的局限性，让我 不断完善我的设计内容。
机械吸尘黑板擦的研究设计
机械吸尘黑板擦的研究设计摘要：黑板擦及粉笔的发展见证了世界教育事业的一步步发展，为人类传播知识，普及教育，立下了汗马功劳。
随着社会的发展和科技的进步，黑板已经由最初的写字类黑板，发展到了先进的影音及显像类黑板。
然而黑板及黑板擦在世界范围内的概念进化并没有在教育领域有彻底的革新，在国外，由于小班教学及教育发展较成熟，大多使用第二代产品白板及油墨笔教学，这种黑板没有粉尘的危害，但成本较高。
在国内，由于我国的发展及人口现状，绝大多数场合还是使用的第一代黑板及粉笔，并且这种现状在未来较长一段时间内无法改变。
这种配合的最大缺点就是粉笔灰扬尘问题，文章对这些危害身体健康的问题提出了不同的解决方案。
关键词：环保；教学；黑板擦1项目背景在当今中国，粉笔仍是教师授课必备工具，几乎所有的中小学教师都在使用传统的粉笔上课，而由粉笔的粉尘造成的危害不可忽视。
据国家及地区相关部门的调查显示，教师病近年来呈现上升趋势，已经是不可忽视的问题。
其主要原因是老师上课经常用到粉笔，而粉笔的不合理制造及使用，导致了一些列的危害。
其中粉尘引起的尘肺以及各种急慢性呼吸道疾病是目前职业病中危害最严重和最广泛的一种。
粉笔由碳酸钙硫酸钙组成，教师在使用粉笔时会产生大量的粉笔粉尘。
由于粉尘不能尽快散去，飘在空气中，危害师生的身体健康。
同时，粉笔的制造和使用也会引发很多社会环境问题。
粉笔对人体危害的形式主要有以下几个方面：①肺部影响：粉尘对教师身体的危害，尤其是对肺部的危害较为显著。
会引发常见慢性、急性肺炎等疾病。
②上呼吸道影响：会引起病变，鼻炎、哮喘、鼻咽、支气管等部分的癌变等常见问题。
③眼睛影响：严重伤害眼部粘膜，形成慢性炎症，诱发近视。
针对以上情况，为有效解决粉笔扬尘对教师造成的生理危害，本小组研究并设计了该款机械式吸尘黑板擦，采用非电力系统式机械系统，结构简单性能可靠，同时具备出色的吸尘效果，在中小学教学系统有广泛的应用前景。
2研究内容及研究重点2.1理论模型转速-风速模型；通过电机模型可以得到一定电压下的风扇转速，下面根据流体力学连续性方程讨论风速与风扇转速的关系：转速➡风量➡风速风速与扇叶转速有一定的关系，假设（如图1所示）为扇叶某圆周上的截面：取扇叶上任意一点Vn为风扇上该点线速度Vn=2 πrn/60，即为风在此点的水平速度，那么竖直向上的速度Vz=Vn·tan􀱺，􀱺为扇叶的倾斜度，̊。
基于负压式的吸尘黑板擦设计
1除尘机构的设计
1.1除尘方式的选择
常见除尘方法有：1)惯性力除尘法。利用粉尘与气体
在中
，粉尘
中
$在：
应用中， 现
的一 法
尘
在
板上，
向
，
中尘 的
，
能
，
尘法$ 用 尘 的
中
$ 2)
，
在尘
某一 向连续地旋转运动，
在随气流的旋转中获
得
，
中
$ 3)过滤尘法$
尘 通过多孔滤料，把
中的尘 截留下来，I
得 净化$过滤 尘器的滤料 通过滤料孔隙对
手的
。 人体 手的结构 以 便使用、
使用 且节省材料的要求，本黑板擦手握部分的结
构尺寸总长为150 mm，总宽为80 mm，总高为27.2 mm#根
多次验 ，结构
使用要求#黑
板擦手握部分的结构图如图5所示#
迹。在使用这款黑板擦后，粉尘明显减少，擦拭后也不容
易留下 #
当黑板用磁性材料时，即在普通黑板的表面涂上一
2吸尘黑板擦擦拭部分的设计 2.1擦拭材料的选择
本设计中黑板擦擦拭部分所采用的材料是软海绵， 软海绵可以减少在擦拭过程中的摩擦，从而减少磨损,增
黑板擦的使用对象是个体的人，在设计时要充分考
虑到人使用的舒适性和便捷性，因此黑板擦的手握部分
选择为吸尘黑板擦的上盒盖,即粉尘的收集盒，且在设计
时对盒盖两侧进行凹槽处理，为流线形设计,提高了黑板擦
黑板擦 本可以
尘的
，
粉尘#
黑板 用 材料 板时，
材料是 进
的高分
次性
的，
过 的理# 用本
吸尘黑板擦进行擦
拭时，
吸尘黑板擦的设计
吸尘黑板擦的设计摘要粉笔和黑板是最原始和传统的主要教学方法之一，粉笔从被发明到其应用到现在已有上千年的历史，对人类的教育事业与社会的发展做出了不可磨灭的贡献。
但随着社会工作和生活节奏地加快，教师职业病率逐年呈上升的趋势，教师职业病呈现多样化方向发展，其中由粉笔粉尘引起的肺痨所带来的危害几乎可以和吸烟带来的害处相提并论，教师繁重的备课带来的疲惫以及粉尘带来的健康问题正在影响着当代教师的身心健康。
鉴于这种教室里的顽疾，从擦黑板的根源找到了突破口，通过简单的改变黑板擦的内部结构，不加任何驱动装置，让擦黑板的粉末吸入黑板擦的内部。
关键词黑板擦；单向齿轮；吸尘器1 方案的终确定1.1 装置各结构的简要介绍外壳采用了可以伸缩的装置，这不但保证了其能够很好的挡住粉尘的外泄，同时也可以保证其与黑板的摩擦适中，从而达到了即能达到设计要求，也不影响具体工作的目的。
板擦装在离外壳有一定距离的地方，而且板擦位置固定，材料也和普通黑板擦完全一样，只是在板擦四周，装有四个小轮子（轮子的具体作用，后面会具体说明）。
吸尘装置是此次设计的重点，绝大多数的工作量都在这上面，下面分四个方面来对此点进行说明：1）动力源：在黑板擦四周有四个轮子，在擦黑板时，轮子会和黑板接触，转动而为风扇的转动提供动力；2）传动装置：齿轮和传动杆。
轮子的转动，通过斜齿轮将动力传给传动杆（此时斜齿轮起到的作用是改变力的方向），传到板擦后面的齿轮中，然后再通过齿轮带动风扇的转动，达到动力的传输；3）吸尘动力来源：风扇转动，而风扇设计成为离心式的装置，从而通过吸尘管将外壳里面的粉尘吸进粉尘袋中；4）粉尘袋：粉尘袋是透气的，但是中间有一层格挡粉尘的物质，这样既保证了空气的流通，从而可以实现吸尘过程，又保证了粉尘的流失。
2 吸尘装置动力结构与工作过程的具体分析1）齿轮传动结构不但紧凑、效率高，而且寿命长。
在工作过程中，双面齿轮副存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。
自动吸尘黑板擦装置的设计与实现
自动吸尘黑板擦装置的设计与实现摘要：针对教育设施--黑板擦使用过程中费时费力及粉尘产生等问题，设计了一种自动吸尘擦黑板装置，通过Solidwork对此装置进行了三维结构的设计，并阐述其结构组成及基本工作原理。
该款无尘自动黑板擦由吸尘装置、积尘装置两部分组成。
电机带动整个吸尘装置完成清洁作业;在毛刷的带动下利用吸尘功能将黑板擦过程中的粉尘自动吸入到吸尘装置中，水箱喷水雾减少少量飞尘，防止二次污染造成，本产品具有耐用、结构简单、快速、无尘等特点，其中无尘的实现有利于师生的身体健康和教室环境的清洁。
关键词：自动；无尘黑板擦；二次清洁；设计与分析一、新型自动吸尘黑板擦的设计思路自动吸尘黑板的设计初衷，是为了极大限度的减少由黑板擦带来的粉尘二次扩散。
这其中，关键要解决问题是关于粉尘的吸收与防止粉尘的二次扩散。
因此，本论文由传统的黑板擦的改革与创新入手。
通过采用带有电机驱动和负压吸尘原理功能的自动吸尘黑板擦，解决擦拭黑板中不可避免的粉笔扬尘和未被电机吸收的粉尘问题[1]。
由开关控制整个吸尘、清洁系统，在吸尘电机的带动下，粉尘由负压原理被吸入集尘箱，其中增加水箱装置，少量还未被吸入的灰尘飞起时，手动按压活塞出水孔喷水雾，起到降尘的作用，在由负压的作用再次被吸入储物箱，达到二次清洁效果，本技术是由电机驱动技术的自动的黑板擦构成，由电机动力系统、储存系统、吸尘系统、水箱、以及毛刷、曲面风扇等机构构成。
使用时可通过按压开关按钮实现板擦的自动运转，清除黑板擦在擦拭黑板过程中产生的粉笔粉尘[2]。
避免的大量的粉尘吸入同时节省时间和精力，为教学提供一个绿色的教学环境。
二、新型自动吸尘黑板擦的工作原理新型自动吸尘黑板擦的工作原理见图１、吸尘原理电机将整体式黑板擦擦拭黑板上的字体并及时清除在此过程产生的粉笔粉尘[3]。
在清除的过程中，由微声吸尘电机通过吸附作用，将粉笔粉尘吸收至集尘框内，其工作原理是风机旋转形成负压，使粉尘经透气孔进入黑板擦体内。
新型环保黑板擦的设计
动，当板擦移动到边缘时，根据单片机的控制电机反转，达到反 向移动的目的，当需要转弯时，板擦前面两个辅轮转动，带动板 擦转弯，实现板擦的转弯移动。
3设计总结 该板擦的设计实现了擦黑板的无尘化、自动化。解决了擦黑 板过程中粉尘飞扬的现象，保护了广大师生身体健康，擦黑板的 时候无须操作，节省了人力，节省了师生时间。该板擦既可太阳 能充电，也可人工充电，充电一次可用 2至 3天，无须特意进行 管理，闲置时太阳能自动充电。该板擦使用寿命长，操作简单，不 仅解决了传统板擦的问题，而且给广大师生带来极大便利，保护 了广大师生的身体健康安全，具有广阔的发展前景。 参考文献： [1]张鹏飞.光伏发电自动跟踪系统的设计[M].哈尔滨理工大 学出版社,2009. [2]马忠梅.单片机的 C语言应用程序[M].北京航空航天大学 出版社,2008. [3]李 正 吾 .机 电 一 体 化 技 术 及 其 应 用 [J].机 械 工 业 出 版 社 , 1990. [4]黄苏南.邵惠鹤.基于信息的智能控制理论研究[J].信息与 控制,1994. [5]李全利,迟荣强.单片机原理及接口技术[M].高等教育出版 社,2004.
年第 期
板擦内部中央装有小型风机，当板擦进行工作时，板擦内部
的风机旋转，产生向内的吸力，将粉尘吸入内部。板擦内部装有
静电吸板，通过顶部的静电吸附板对粉尘进行吸附，当吸附的粉
尘过多时，侧面的刮尘器将粉尘刮入收集带中，收集袋中装有少
量水，防止粉尘飞扬，对粉尘进行吸收处理，实现了无尘化。
2.4动力系统
板擦内部装有 5V小型电机，通过电机的转动带动板擦的移
1单片机；2太阳能电池板；3吸尘电机；4集粉槽； 5太阳能转换器；7稳压器；8直流电机；9电机驱动；
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吸尘黑板擦的设计
摘要粉笔和黑板是最原始和传统的主要教学方法之一，粉笔从被发明到其应用到现在已有上千年的历史，对人类的教育事业与社会的发展做出了不可磨灭的贡献。
但随着社会工作和生活节奏地加快，教师职业病率逐年呈上升的趋势，教师职业病呈现多样化方向发展，其中由粉笔粉尘引起的肺痨所带来的危害几乎可以和吸烟带来的害处相提并论，教师繁重的备课带来的疲惫以及粉尘带来的健康问题正在影响着当代教师的身心健康。
鉴于这种教室里的顽疾，从擦黑板的根源找到了突破口，通过简单的改变黑板擦的内部结构，不加任何驱动装置，让擦黑板的粉末吸入黑板擦的内部。
关键词黑板擦；单向齿轮；吸尘器
1 方案的终确定
1.1 装置各结构的简要介绍
外壳采用了可以伸缩的装置，这不但保证了其能够很好的挡住粉尘的外泄，同时也可以保证其与黑板的摩擦适中，从而达到了即能达到设计要求，也不影响具体工作的目的。
板擦装在离外壳有一定距离的地方，而且板擦位置固定，材料也和普通黑板擦完全一样，只是在板擦四周，装有四个小轮子（轮子的具体作用，后面会具体说明）。
吸尘装置是此次设计的重点，绝大多数的工作量都在这上面，下面分四个方面来对此点进行说明：
1）动力源：在黑板擦四周有四个轮子，在擦黑板时，轮子会和黑板接触，转动而为风扇的转动提供动力；
2）传动装置：齿轮和传动杆。
轮子的转动，通过斜齿轮将动力传给传动杆（此时斜齿轮起到的作用是改变力的方向），传到板擦后面的齿轮中，然后再通过齿轮带动风扇的转动，达到动力的传输；
3）吸尘动力来源：风扇转动，而风扇设计成为离心式的装置，从而通过吸尘管将外壳里面的粉尘吸进粉尘袋中；
4）粉尘袋：粉尘袋是透气的，但是中间有一层格挡粉尘的物质，这样既保证了空气的流通，从而可以实现吸尘过程，又保证了粉尘的流失。
2 吸尘装置动力结构与工作过程的具体分析
1）齿轮传动结构不但紧凑、效率高，而且寿命长。
在工作过程中，双面齿轮副存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。
纵向滑动从改善齿轮的磨合过程出发，使其具有更高的运转平稳性。
经过以上对比和考虑到具体工作环境选用了闭齿轮传动。
传动利用齿轮与黑板接触转动的动力来吸尘。
通过齿轮和传动杆来实现轮子的转动转换为风扇的转动。
在固定轮子的轴上，同时固定一个斜齿轮，将两端均带有斜齿轮的传动杆的一端与下面的斜齿轮啮合。
传动杆通过固定在轴承上的杆的内部将动力往上传输（固定的杆内部是空心的），再通过一个斜齿轮将其转换为风扇的动力；
2）吸尘：离心式风扇两端通过管子将其联通，一端作为进风口，安放在黑板擦与黑板接触面，另一端作为出风口安放在粉尘收集装置里面。
当擦黑板时，轮子带动风扇转动，空气开始流动，被挡在外壳里面的粉尘由于空气流动，沿着空气流进吸尘管，沿着管子带到粉尘收集装置中从而达到吸尘的效果。
粉尘收集装置：采用一个透气的盒子，一端接吸尘管的出风口，中间用透气的材料将其封闭（密封材料可以透气但是不能使粉尘通过），从而保证空气流通
的同时阻止粉尘飞扬。
具体的密封材料会在后面做详细介绍。
3 单向齿轮的运用
在吸尘过程中，风扇转动以后，必须保证输入的动力与原来的动力转向相同，但是在擦黑板时，轮子的轴是各个方向转动的，所以移动过程中轮子可以正转也可以反转，为了解决这一问题想到了运用单向齿轮这一办法。
单向齿轮的基本原理：
单向齿轮的主要结构是内齿和外齿。
如图一所示，外齿与齿轮固定；内齿和千斤啮合。
每个单向齿轮内都有两个千斤，端头安装在芯子两边的圆柱形凹槽内。
千斤以圆柱体的端头为圆心而转动. 千斤的齿尖端被千斤簧撑起，和外套的内齿相啮合。
千斤簧是用直径只有 4.03mm～0.35mm的弹簧钢丝做成的。
千斤簧的AB段插进芯子凹槽底部的小孔内(小孔在装千斤的圆柱梢对面)；另一瑞抵在千斤背面的凹槽内。
这样使得单向齿轮只能朝一个方向转动。
单向齿轮是本项设计项目的又一创新部分，它的制造主要是模仿自行车飞轮的制造原理，齿轮的外部形状及尺寸没有改变而内部利用滚动轴承和制动棘爪实现齿轮的单方向传动，在压力作用下使该内环体侧面变形，直达到滚珠轴承的规定的轴承间隙，接着把该夹紧圆盘与内环体铆接。
这样就完成了正转正常而反转齿轮绝对打滑的现象。
4 黑板擦吸尘规律
做一个简单的类比，能吸一些灰尘和吸上一枚硬币的区别，仅仅在于吸取一枚硬币需要更多气体分子带动这枚硬币。
吸力的唯一作用就是在吸取硬币时通过克服阻力，以获得足够多的气量在单位时间内通过吸尘管，而最佳吸力（压力）值是通过实验确定的了。
规律如下：
1）风量最大的时候其吸尘风机叶轮高速旋转，风向向前，吹出的空气比补进的空气多，因此风叶的后部产生负压，就是“真空”，负压将灰尘吸进机器，在集尘袋中过滤下来。
风机叶轮的后部是吸入，前部是排出。
效率最高；
2）随着真空度的增加，其吸尘效率逐步降低；
3）由上述两点可知道，计算吸尘器的吸力基本没有任何意义，最佳吸力是通过实验得出的一个结论，通常来说，这个最佳值在一个大气压到-0.03MPa(G)之间，当压力进一步低的时候，其吸尘效率就会逐步大幅降低。
5 结论
虽然现在科技飞跃发展，教学现代化、仪器化大量出现，使其相当一部分原因是由于教师的需求和教师对职业病的惧怕，但是大量应用仪器的教学减弱了知识言传身教的精髓。
而相信通过类似吸尘黑板擦的出现，从根本上消除教师对职业病的惧怕，让知识的殿堂更加纯净。
参考文献
[1]机械设计手册编委会主编《机械设计手册——机电一体化系统设计》[M].机械工业出版社，2007.
[2]秦大同主编.现代机械设计手册[M].机械工业出版社，2011.
[3]谢进主编.机械原理[M].高等教育出版社，2006.
[4]吕仲文主编.机械创新设计[M].机械工业出版社，2004.
[5]谢黎明主编.机械工程与技术创新[M].化学工业出版社，2005.。