自动吸尘清洁黑板擦设计_毕业设计

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。

粉笔，是传播文化的工具，也是戕害身体的毒品。

多少灵魂的工程师因为反反复复的粉尘污染、吸进气管而罹患痼疾，过早离开了讲台。

虽然国家一直用补贴金来弥补这种职业病对教师的危害，但生命是难以用金钱去补偿的。

坐在前排的学生，同样受到粉尘的威胁。

同时大量粉尘也影响了电脑等多媒体教学设备的使用寿命，这是科学界长期无法攻克的难关。

从所谓无尘粉笔、微尘粉笔到新型黑板的研制，无不渗透着一种深深的人文关怀和无奈……最新专利产品自动无尘黑板擦给这个世纪难题提交了完美答卷，自动黑板擦的产生很好的解决了上述问题,它自动擦拭无污染，外观设计优美，使用方便快捷，更适合多媒体教学的需要。

每当轻轻走过教师的窗前，希望看到的不再是疲倦的脸庞。

1.2 研究的目的意义1.2.1研究的目的众所周知，黑板是日常学习中必不可少的一样教具，而黑板擦是与黑板如影随形的另一样教具。

无论是从小学还是到大学，教室里都会使用到黑板和黑板擦，而一般平时使用的人工黑板擦不但要用力、费时，还有粉尘污染空气的缺点。

每当下课了擦完黑板的时候教室里就粉尘飞扬，影响了下堂课的教学。

这样，不仅危害了老师和学生的健康，同时也给教学带来很大的不便，有时候老师在上面讲课，拿黑板擦转身擦黑板的时候，学生可能会乘机在下面捣乱，因而扰乱课堂秩序，影响了教学质量。

因此，就有自动黑板擦的诞生。

为了解决教学工作中的困难和人工黑板擦给老师和同学带来的不便，这样一种自动黑板擦的生产将是教育行业的一大福音。

1.2.2研究的意义空气中的粉尘对人类健康的威胁是一个全球性的问题，空气中的粉尘进入人的呼吸道会引起各种疾病，给青少年们创造一个无尘的学习环境尤为迫切。

学校教室粉尘产生的原因，很大一部分是由于用人工擦黑板。

很多改进黑板的措施应用而生，但是这些设计方案或是不能从根本上解决问题，或是成本太高，从而是这些设计方案在现行的生活中不能普及。

为此，设计了一种无尘自动擦黑板机构，该机构能够实现自动擦黑板，并且能防止粉尘扩散，具有良好的应用前景。

粉笔灰是传统黑板—黑板擦—粉笔构架中普遍存在的问题，统计分析表明粉笔粉尘的90%来源于黑板擦的积累粉尘的飞扬与黑板擦清灰过程的粉尘飞扬，黑板擦在清除黑板过程中摩擦起尘仅占10%。

因此，清除积累在黑板擦上的粉尘具有现实意义。

最近推出的白板—白板擦—白板笔构架虽然可以回避这一问题，但是使用成本高，对传统黑板—黑板擦—粉笔构架的替换所需的投入大。

目前在我国绝大多数场合的应用条件还不成熟，我国的教育系统仍主要采用传统黑板—黑板擦—粉笔构架模式。

近二十年来，我国科技工作者对传统黑板—黑板擦—粉笔购架及其组成中的黑板、黑板擦亦试图做较多的改进出现了若干设想和设计，如无尘粉笔、无尘黑板、电动黑板擦等，有些设计甚至已成为商品。

然而，直到目前还没有一项设计或产品真正普及开来，主要问题在于实用性差，应用效果不佳等。

粉笔灰尘影响了教育系统广大师生的身心健康，以影响了使用场合的公共环境卫生。

1.3国内外研究现状1.3.1电动黑板擦黑板板体上下边缘各设有一组链轮链条组，两组链轮链条组各有一个链轮连接，有可驱动其传动的电机。

电动清洁黑板，在板面顶边安装电机，电机转轴横向架设在板面顶边，紧贴板面在其底边安装横板状清洁器。

一种彻底清洁黑板的黑板擦，将条形黑板擦来回滑动，由于磁铁的作用使黑板擦的擦毛紧贴黑板，从而彻底清洁正面黑板。

一种自动清洁黑板，在黑板被自动粉擦清洁的过程中向下关闭，在老师授课的时候向上打开。

两个清洁器分别固定于黑板两侧，在黑板清洁的的过程中进行空气清洁。

全自动清洁黑板擦，擦板的下表面有毡绒，在擦板下表面四周设有滚轮，擦板中间设有吸尘层，在吸尘层上方还有电池仓，该电池层通过触摸按钮与电路动力装置连接。

带腕套的黑板刷，由黑板刷和腕套组成的带腕套的黑板刷，在黑板刷的背部设置一腕套。

新型电动黑板装置只要打开开关就可以擦字，使用安全，无污染，用电少，寿命长。

1.3.2吸尘黑板擦擦黑板时能够将粉笔屑吸收，避免飘尘，污染环境。

吸尘粉笔擦，小型吸尘器主体的吸尘口处安装有毛刷。

小型吸尘器主体顶部设置有除尘口，擦黑板的同时将粉笔尘吸收，避免粉笔尘污染环境。

板擦体下部固定设置海绵体，板擦体侧面设置刷子，板擦体上部设置防滑条，刷子可以将粉笔灰全部刷掉。

软皮背擦拭自动清洁黑板，用软面皮做成书写面套，下衬铁皮托板，取代传统黑板的硬质板面，面套可前后滚动循环书写使用。

全自动黑板擦黑板擦是用四个电动机作动力，其中两个电动机装在一个与黑板同样大的框架上，另外两个电动机使一排软毯做圆周运动。

弹性黑板擦，可以将黑板擦里的粉笔灰轻松弄掉。

无尘黑板擦，利用物理中的大气压的原理和杠杆原理，充分地吸收擦黑板时产生的灰尘。

健康黑板擦，安装于黑板左侧，外形类似磁卡电话，用完放回除尘彻底，免清除，粉尘随气体直接排出室外，无二次污染。

1.3.3集尘式黑板刷在擦干净黑板的同时又能将粉笔灰收集起来，和普通的黑板刷使用方法相同，集尘式黑板擦，本技术简单合理，擦、吸、虑、排一气完成，设计了最合理的适用于不同粗糙的黑板和带孔的毛刷擦板，镀膜粉笔，本产品不脱粉，耐潮湿。

新型电动无粉尘黑板，用电源控制，完成工作后，粉尘能被收集到底部的小盒内，利用电动和电磁感应原理。

1.3.4自动吸尘黑板刷吸尘黑板擦，利用高速电机旋转产生的真空将粉笔灰吸进，滤去粉尘，然后排出干净的空气。

自动吸尘黑板刷，使用过程中，利用电能做动力，既擦拭了粉尘，又减轻了使用者的劳动强度，同时还将所擦落的粉尘自动吸入粉尘收集袋中，不是粉尘在室内飞扬，从而保证了室内空气的清洁。

电动吸尘黑板擦，在擦黑板时，不但能使黑板表面清洁，还能把所有被接触的尘灰吸进机内，避免尘灰再次污染，从而起到保护工作环境的作用。

自动吸尘黑板擦，使用时动力传动黑板擦擦体在导轨引导下做紧贴黑板的横向运动，擦体两侧的擦条同时做上下运动，将黑板上的粉笔字迹擦去。

集尘式快速清洁黑板刷，长度和黑板的高度一样，宽略比一般的黑板刷宽几厘米，挂在黑板上，可自由滑动，集尘一次性把黑板上的粉笔灰擦干净。

防尘清洁黑板，由黑板一块、有小孔的铝合金挡板、一个装粉笔的长方形槽、两个铝合金扣组成。

1.3.5卫生黑板使用时把粉笔安插在粉笔槽内，为师生使用提供便利，板面底边的粉笔槽可收集师生在板面书写粉笔字所掉落的粉笔灰。

具有粉笔灰收集装置的组合式黑板，包括黑板外框，固定板面A，固定板面B，活动板面和集尘装置等。

便于携带提取粉笔的黑板擦，盒体的下部装有刷体，盒体上部有一盒盖，盒盖和盒体一边铰链连接，盒体和盒盖的另一边接触边分别都装有磁铁。

自动清洁黑板，有板面接灰槽，接灰槽安装在板面下方，板面上端设置储水管，储水管下部安装指向板面的喷嘴，板面两侧安装可摆动的清洁刷。

1.4本设计的内容自动清洁黑板擦选用电动机来驱动。

电机轴与曲柄滑块中的曲柄相连，而曲柄滑块中的滑块一端与菱形架的三角顶端相连，然后菱形架机构的另一端与黑板擦相连。

黑板擦固定在黑板上下的两滑道上面，可以进行左右滑动，利用菱形架的伸缩性来实现黑板擦在黑板面的左右移动，清除黑板面擦拭的死角。

当擦完黑板，黑板擦是停留在最左边的，当需要擦拭时，再让它做进给运动。

黑板擦的周围是密封圈，同时还在黑板正面装有吸尘的扇叶，在黑板擦的右下边有一个总的出口，用来把粉尘吸到积尘盒里面，当积尘盒满了再把它打开倒掉里面的粉尘。

2方案的确定2.1可行的几种方案2.1.1无尘黑板擦现在学校普遍使用的黑板擦，结构十分简单，仅有擦去黑板上粉笔字的单一功能。

这种黑板擦带来的结果是粉笔灰在教室内四处飞扬，造成教室内环境污染，给教师和学生带来诸多不便。

无尘黑板擦就是针对这一问题，提供一种可防止粉笔灰四处飞扬的无尘黑板擦。

无尘黑板擦采用如下技术方案：该黑板擦包括接粉盒，其结构要点是接粉盒的支架上设置有黑板擦，黑板擦的正面设置在接粉盒内；黑板擦的正面为海绵体，海绵体的中间具有凹槽，黑板擦的背面为把手，设置在接粉盒外。

无尘黑板擦的有益效果黑板擦的正面为海绵体，而且海绵体的中间具有凹槽，在黑板擦擦黑板的过程中，粉尘为海绵体吸收，还可存在凹槽中；另外，用后的黑板擦可存在接粉盒内，避免了粉笔的粉尘四处飞扬。

图2-1是本黑板擦的结构示意图。

图2-1黑板擦的结构示意图具体实施方式：黑板擦包括接粉盒1，接粉盒的支架2上设置有黑板擦4，黑板擦4的正面，设置在接粉盒1内；黑板擦4的正面为海绵体6，海绵体中间具有凹槽5；黑板擦4的背面为把手3，设置在接粉盒1外。