馮柔　范姝　王煒霞　唐周

摘要：本課題以吸塵黑板檫為研究對(duì)象，從黑板檫的安全性、環(huán)保性、方便性等方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。吸塵黑板檫主要由黑板檫和吸塵電機(jī)相結(jié)合，在使用時(shí)，按動(dòng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)，然后在上下檫黑板時(shí)，粉塵就通過(guò)吸塵電動(dòng)機(jī)進(jìn)入黑板檫內(nèi)部的粉塵收集箱內(nèi)，這樣粉塵就不會(huì)飄到空氣中進(jìn)入人體的呼吸道，危害人體健康了。

關(guān)鍵詞：黑板檫；吸塵；健康

一、緒論

眾所周知，粉筆、黑板檫和黑板是日常學(xué)習(xí)中必不可少的教學(xué)工具，教師常需在黑板上書(shū)寫(xiě)、繪圖進(jìn)行講解。在45～50分鐘的一節(jié)課里，就要擦寫(xiě)數(shù)次，下課時(shí)，往往在手上、袖子上，甚至頭發(fā)、肩膀上都留下一層白色粉筆灰。天天如此，年復(fù)一年，工作20～30年后，消磨了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的粉筆。不可避免地從鼻孔吸入一些粉筆灰，危害師生的健康。

（一）粉筆灰對(duì)人體的危害

對(duì)肺的危害：粉塵對(duì)教師身體的危害，以肺最為常見(jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中，粉筆灰很容易被吸入肺，多數(shù)被阻留在肺泡內(nèi)，經(jīng)過(guò)一系列的刺激，化學(xué)和免疫的作用便可造成肺部損失，包括呼吸系統(tǒng)炎癥和肺通氣功能下降，常見(jiàn)的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、塵肺病等（即粉筆粉塵中含有二氧化硅，被吸入肺部，在肺部游離的二氧化硅含量在百分之一以上形成肺纖維化的粉塵，從而使肺泡纖維化，導(dǎo)致肺部呼吸功能下降）。

對(duì)上呼吸道的危害：粉筆粉塵進(jìn)入肺的途徑是通過(guò)上呼吸道包括鼻、咽、支氣管，在這一過(guò)程中，部分粉塵會(huì)停留于上呼吸道，對(duì)粘膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械刺激和損壞，長(zhǎng)期在這種環(huán)境下工作，會(huì)引起一系列的病變，其中對(duì)鼻的影響最常見(jiàn)的是誘發(fā)干燥性鼻炎，其次是肥厚性鼻炎，癥狀為鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等；對(duì)咽的影響主要是誘發(fā)慢性咽炎，使咽部干燥，咯痰不爽、咽痛咽癢；對(duì)支氣管的影響主要是誘發(fā)慢性支氣管炎，有時(shí)還會(huì)引發(fā)哮喘，另外還有可能引起鼻咽、支氣管等部分的癌變。

對(duì)眼睛的危害：眼睛是人體器官中最精密、最易受損的器官之一，粉筆粉塵的主要成份碳酸鈣、氧化鈣等是一種水溶性物質(zhì)，容易溶解于水，并產(chǎn)生堿性物質(zhì)，如教師在教學(xué)過(guò)程中，粉筆粉塵落入眼中，刺激淚腺分泌，眼淚水解碳酸鈣而產(chǎn)生堿性物質(zhì)，就會(huì)嚴(yán)重刺激眼部粘膜，造成粘膜損傷，形成慢性炎癥，還可能誘發(fā)近視的產(chǎn)生。

使用傳統(tǒng)的黑板檫檫黑板粉塵會(huì)全部進(jìn)入空氣中，通過(guò)人的呼吸進(jìn)入呼吸道，粉塵進(jìn)入人的呼吸道會(huì)影響人的呼吸系統(tǒng)，還會(huì)傷害肺部、耳朵、眼睛等器官或組織，粉塵的顆粒很大，嚴(yán)重危害人體的健康。因此結(jié)合各個(gè)方面考慮，吸塵黑板檫是很有必要的。

二、吸塵黑板檫的設(shè)計(jì)

該吸塵黑板檫主要由檫拭部分、粉塵收集部分、吸塵電機(jī)、控制部分（外殼）、開(kāi)關(guān)及警示燈這六個(gè)部分組成。

（一）檫拭部分的設(shè)計(jì)

檫拭頭由薄狀海綿檫拭片與其包裹著的硬質(zhì)塑料底板構(gòu)成，因?yàn)楹＞d的吸塵效果較好，并且用來(lái)檫拭黑板也比較容易，成本也不高，因此材質(zhì)選擇海綿，并且海綿可以取下來(lái)洗，再繼續(xù)安裝上去使用，不用直接換黑板檫，既方便又節(jié)約成本。海綿的寬度應(yīng)該與硬質(zhì)塑料底板的寬度一樣，因?yàn)閷挾冗^(guò)寬也是浪費(fèi)人在使用黑板檫的時(shí)候周圍多余的海綿是用不到力的，底板上設(shè)有若干吸塵通孔，在啟動(dòng)吸塵電機(jī)之后，粉塵就通過(guò)這些通孔進(jìn)入粉塵收集箱內(nèi)。

（二）粉塵收集部分

在黑板檫的背部有一個(gè)粉塵收集箱，在打開(kāi)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)之后，檫拭黑板時(shí)粉筆灰就會(huì)通過(guò)底板上的吸塵通孔進(jìn)入到粉塵收集箱內(nèi)，當(dāng)收集箱內(nèi)裝了一定量的粉筆灰之后可以打開(kāi)黑板檫背部的黑板擦外殼倒出粉筆灰，因此黑板擦外殼應(yīng)該用硬質(zhì)透明塑料制成，即輕巧又節(jié)約成本，更主要的是能夠看到收集箱內(nèi)裝了多少粉筆灰。

（三）吸塵電機(jī)

吸塵電機(jī)是吸塵黑板檫的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)吸塵電機(jī)的運(yùn)行才能夠吸收粉塵，吸塵電機(jī)抽風(fēng)口與檫拭頭底板上的通孔間設(shè)有粉塵過(guò)濾結(jié)構(gòu)，同時(shí)，出風(fēng)口與黑板檫外殼上也設(shè)有粉塵過(guò)濾結(jié)構(gòu)。這樣在排氣的同時(shí)粉塵留在了粉塵收集箱內(nèi)。由于吸塵電機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，溫度過(guò)高，吸塵電機(jī)容易被損壞，因此在內(nèi)壁開(kāi)一個(gè)散熱孔。

（四）控制部分（外殼）

在使用黑板檫時(shí)，使用者用手握住黑板檫的外殼，黑板擦的寬度根據(jù)成年人男女性的第五百分位來(lái)設(shè)計(jì)。據(jù)查閱，成年人男性手長(zhǎng)的第五百分位為165mm，成年女性手長(zhǎng)的第五百分位為159mm，平均為162mm，因?yàn)槿嗽谑褂煤诎彘叩臅r(shí)候手掌是彎曲的，所以取平均手長(zhǎng)的一半作為黑板檫的寬度，再減去2mm的修正量得到80mm。

為了讓操作者使用黑板擦?xí)r更容易，就在黑板檫外殼的左右兩邊設(shè)計(jì)凹陷的紋路，增大摩檫力，在使用黑板擦的時(shí)候操作者的手指就放在紋路上，更容易操作。

（五）開(kāi)關(guān)

在使用黑板擦的時(shí)候要先按動(dòng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)，由于檫黑板還是需要一定的時(shí)間，所以推動(dòng)式的開(kāi)關(guān)更適合，由于操作者在檫黑板時(shí)手要握住黑板檫的左右兩邊，因此開(kāi)關(guān)不宜設(shè)在左右兩邊，那樣容易誤關(guān)開(kāi)關(guān)，所以將開(kāi)關(guān)設(shè)置在黑板檫的上部更合適。

（六）警示燈

當(dāng)電量低于10%時(shí)，警示燈就會(huì)亮起來(lái)，用于提醒電量不足，應(yīng)使用紅色（紅色預(yù)警），人們對(duì)紅色很敏感，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都習(xí)慣用右手來(lái)檫黑板，所以應(yīng)該把警示燈設(shè)置在黑板檫外殼的左上角，這樣在使用黑板檫是很容易就能看到警示燈亮沒(méi)亮。

三、總結(jié)

本論文以吸塵黑板檫為研究對(duì)象，從安全性方面來(lái)說(shuō)：顧名思義，就是吸收粉塵，因?yàn)榉蹓m對(duì)人體的健康危害很大，通過(guò)人的呼吸進(jìn)入到人的呼吸道，很容易患上肺病，并且對(duì)人的鼻子、眼睛也不好，所以吸塵黑板檫給人的安全帶來(lái)一定的保障；從環(huán)保性來(lái)說(shuō)：使用吸塵黑板檫不會(huì)讓粉塵飄到空氣中，就不會(huì)污染空氣與環(huán)境；從舒適性來(lái)說(shuō)：在黑板檫外殼的左右兩邊設(shè)計(jì)了凹陷的紋路，這樣操作者在使用黑板檫時(shí)不容易打滑，拿著也更舒適。因?yàn)楦鱾€(gè)學(xué)校都會(huì)使用粉筆，而對(duì)操作者的健康影響也很大，所以吸塵黑板檫起著舉足輕重的作用，也是必不可少的。

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本項(xiàng)研究成果受攀枝花學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助