張永奇等

摘 要：基于傳統(tǒng)黑板粉塵產(chǎn)生量大，對環(huán)境污染嚴重，不宜擦拭干凈等弊端，研發(fā)新型全自動免擦除塵黑板，主要由板面、轉(zhuǎn)軸、板擦、電動機、支撐面板等幾部分組成，分為驅(qū)動系統(tǒng)、封閉除塵系統(tǒng)及輔助裝置系統(tǒng)等部分，該黑板減少粉塵污染使得教學環(huán)境更加綠色健康，研究應(yīng)用前景十分廣闊。

關(guān)鍵詞：除塵 環(huán)保 全自動黑板

中圖分類號：F233 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0005-01

黑板是如今學生在課堂上學習的必備工具，傳統(tǒng)意義上的黑板存在很多優(yōu)點，如版面為墨綠色有利于保護視力，且版面采用優(yōu)質(zhì)合金鋼板耐磨，不壽命可達15年以上。但是，傳統(tǒng)黑板需要人為擦拭，且在擦拭的同時空氣中會有懸浮的粉末，這些粉末對人們的呼吸有很大的危害。針對以上問題，試圖用電動除塵黑板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板，在傳統(tǒng)黑板的基礎(chǔ)上加以改進和創(chuàng)新，不但可以吸塵，而且將電動機和黑板擦結(jié)合起來，減少了擦拭黑板的工作量，在這個智能的時代，這些變化是時代的需求，是必不可少的。

1 試驗原理

在傳統(tǒng)黑板的基礎(chǔ)上加以改進，在黑板的框架中加入電動機、減速器、轉(zhuǎn)軸等部件，組成了驅(qū)動系統(tǒng)，并加入封閉式除塵系統(tǒng)。黑板面采用環(huán)形橡膠板面（8），這種板面能夠隨著轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，當電動機在減速器的作用下帶動轉(zhuǎn)軸（6）、環(huán)形橡膠板面（8）轉(zhuǎn)動時，板面上的字跡隨著板面到達框架（7）后面，封閉式除塵系統(tǒng)就會起作用擦去板面上的字跡，擦掉的粉塵落在框架底部的粉塵收集盒中，被擦過的板面經(jīng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動再次到達框架前面。試驗原理如圖1所示。

2 試驗系統(tǒng)說明

2.1 驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是作為整個系統(tǒng)的動力來源，起到至關(guān)重要的作用，對于電動機的優(yōu)化合理選擇能夠給予整個免擦除智能黑板最佳的工作狀態(tài)。電動機型號較多，經(jīng)過試驗調(diào)試，采用12V直流電動機。

由于電動機自身功率較大，容易導致軟體黑板旋轉(zhuǎn)較快，不易控制且會產(chǎn)生較大摩擦噪音，因此經(jīng)過多次調(diào)試和試驗，加入了減速器功能模塊，采用較為簡單合理的純機械齒輪嚙合裝置，這樣能夠起到機械動力的緩沖作用，起到較為理想的降速效果。

對于該試驗來說，采用電動和手動裝置分別作為驅(qū)動系統(tǒng)。其中電動裝置由電動機和齒輪組成，通過電動機的轉(zhuǎn)動帶動齒輪轉(zhuǎn)動從而使黑板轉(zhuǎn)軸隨之轉(zhuǎn)動；手動裝置由一對錐齒嚙合而成，當出現(xiàn)突發(fā)狀況時，可用手動進行應(yīng)急處理。

2.2 封閉除塵系統(tǒng)

該系統(tǒng)由后蓋板、粉塵刷、粉塵收集盒組成，經(jīng)試驗證明，采用兩組軟毛刷作為傳統(tǒng)意義上的黑板擦，每組五條從上而下且有一定傾斜角度，當兩組毛刷成一定角度時，粉塵能夠更加容易掉落；當系統(tǒng)工作時，轉(zhuǎn)軸帶動軟體黑板面轉(zhuǎn)動至后蓋板，裝在后蓋板上的粉塵擦就會對黑板面進行擦拭，而粉塵刷中的粉塵在重力的作用下就會落至粉灰收集盒內(nèi)，這樣便使粉塵收集到粉塵盒中。若是長期使用則需要對粉塵盒進行定期清理。

2.3 輔助裝置系統(tǒng)

輔助裝置系統(tǒng)由黑板框架、主動轉(zhuǎn)軸、從動轉(zhuǎn)軸、軟體黑板帶、粉塵收集盒組成，黑板框架由左右兩個轉(zhuǎn)軸和上下固定板面組成，主要起到支撐黑板的作用，左右兩個轉(zhuǎn)軸主要起到傳動的作用，軟體黑板帶是由轉(zhuǎn)軸帶動軟體黑板帶旋轉(zhuǎn)，使之轉(zhuǎn)到背面從而達到擦拭效果，粉塵收集盒主要起到收集粉塵的作用。

3 試驗裝置操作流程

根據(jù)裝置效果圖可將系統(tǒng)分為電動機輸入（手動搖柄輸入）、齒輪變速、主動軸轉(zhuǎn)動、黑板帶轉(zhuǎn)動、從動軸轉(zhuǎn)動、背后除塵、收集粉塵等七個流程組成，當電動機以一定功率轉(zhuǎn)動，通過齒輪的變速，齒輪帶動主動軸轉(zhuǎn)動，主動軸帶動黑板帶轉(zhuǎn)到黑板背面，黑板背面的除塵裝置對黑板上的字跡進行擦拭，再由粉塵收集裝置進行粉塵收集，這樣便實現(xiàn)了一次擦拭流程。

4 結(jié)語

現(xiàn)有的黑板非但不能做到收集利用粉筆灰的作用，而且還需要人去反復(fù)的擦洗，如此一來對老師和學生的身體健康產(chǎn)生了很大的危害。假如長期吸入粉筆灰不僅會對呼吸道系統(tǒng)和肺產(chǎn)生危害，還對眼睛、耳、皮膚也有一定的損害，嚴重的會引起急性肺炎等疾病。在這樣的情形之下，我們設(shè)計的全自動黑板完全可以避免上述危害的產(chǎn)生，而且還能帶給同學們環(huán)保低碳的意識。且黑板安裝簡單，使用方便，完全可以實現(xiàn)自動化，并且符合現(xiàn)在國家提倡的節(jié)能環(huán)保理念，可以投入生產(chǎn)使用。

參考文獻

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