馬金池+張秀芳

摘 要：本文對(duì)環(huán)保手持吸塵黑板擦進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，利用CATIA軟件建立黑板檫三維模型。該黑板擦由動(dòng)力源、傳動(dòng)裝置、吸塵動(dòng)力來(lái)源、吸塵袋幾部分組成，可有效的減少粉筆灰的產(chǎn)生，達(dá)到保護(hù)師生健康的目的。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；吸塵；黑板檫；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.186

粉筆終究無(wú)法告別灰塵“漫天飛舞”的時(shí)代，正是因?yàn)榉蹓m的組成成份是白堊和熟石膏粉，再經(jīng)加水凝固定模而成。白堊和熟石膏粉呈粉末狀，對(duì)人體健康造成危害，會(huì)使呼吸道遭感染，久而久之，引起呼吸道炎、哮喘等呼吸疾病，嚴(yán)重時(shí)危害人體健康。本課題目的在于研究出一種新型黑板檫，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)黑板檫內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，利用吸塵功能將粉塵吸入到吸塵裝置中，實(shí)現(xiàn)環(huán)保，保障師生健康的目的。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該黑板擦由動(dòng)力源，傳動(dòng)裝置，吸塵動(dòng)力來(lái)源，吸塵袋幾部分組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 工作原理

利用擦黑板的摩擦作為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)灰塵吸納，低碳環(huán)保。

（1）動(dòng)力源：在黑板擦四周有兩個(gè)輪子，在擦黑板時(shí)，輪子會(huì)和黑板接觸，輪子轉(zhuǎn)動(dòng)而為風(fēng)扇提供動(dòng)力；（2）傳動(dòng)裝置：靠渦輪和傳動(dòng)桿，輪子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)，再通過(guò)直齒輪帶動(dòng)黑板擦上面一個(gè)和下面一個(gè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，下面的一個(gè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)下面的渦輪帶動(dòng)下，使另一個(gè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪的作用是不管輪子如何轉(zhuǎn)向，都不影響風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)；（3）吸塵來(lái)源：風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇從而產(chǎn)生離心力，達(dá)到吸塵的目的；（4）吸塵袋：粉塵袋是透氣的，在齒輪的上方有一個(gè)隔板，這樣可以達(dá)到充分吸塵目的，保證空氣的流通，從而可以實(shí)現(xiàn)吸塵目的，又防止了粉塵的流失。

利用CATIA軟件創(chuàng)建的黑板檫造型如圖2所示。

2.1 擦拭部分

擦拭部分設(shè)計(jì)成魚(yú)刺狀，在黑板檫底部設(shè)計(jì)一個(gè)圓弧，這樣更有效的防止粉塵流失。擦拭部分采用絨毛材料，擦拭的更為干凈，從而實(shí)現(xiàn)充分吸塵的目的。

2.2 內(nèi)部裝置設(shè)計(jì)

吸塵裝置由外殼，風(fēng)扇，直齒輪，錐齒輪，棘爪等組成，利用外來(lái)動(dòng)力，并結(jié)合直齒輪和錐齒輪的組合傳動(dòng)，帶動(dòng)多個(gè)小風(fēng)扇同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)形成局部負(fù)壓，這樣將細(xì)小的粉筆灰塵吸入到黑板擦內(nèi)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 創(chuàng)新之處

利用擦黑板的摩擦動(dòng)力帶動(dòng)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)（通過(guò)齒輪帶動(dòng)渦輪風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，突出一點(diǎn)是：齒輪正反轉(zhuǎn)都不耽誤黑板檫的工作）這樣可以節(jié)約能源，減少一次性電池對(duì)環(huán)境的污染；用有機(jī)材料做外殼，更環(huán)保。通過(guò)CATIA軟件三維建模，仿真運(yùn)動(dòng)，觀察運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否穩(wěn)定，這樣不僅能縮短計(jì)算的時(shí)間，還能減少中間過(guò)程，降低前期人力，物力的大量投入，并且可以快速的解決問(wèn)題。

4 結(jié)論

該環(huán)保手持吸塵黑板擦在傳統(tǒng)黑板擦上進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，利用擦黑板的摩擦動(dòng)力，增加了吸塵、積塵、傳動(dòng)的裝置，使黑板擦具有吸塵，積塵的功能。該黑板擦具有小體積、高效率、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)——機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]秦大同.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]謝進(jìn).機(jī)械原理[M].高等教育出版社，2006.

[4]呂仲文.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[5]謝黎明.機(jī)械工程與技術(shù)創(chuàng)新[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)，項(xiàng)目號(hào)：2016107