張紫璇 安小虎 王林杰 羅鑫源

摘 要：通過對目前已研究出來的黑板擦做現(xiàn)狀分析，本文綜合考慮除塵黑板的制作成本、擦拭效率和便捷性，設計了一種“一體化全屏除塵黑板”。這種除塵黑板不局限于黑板擦，而是直接將板擦安裝在黑板背面，實現(xiàn)大范圍快速擦除。此“一體化全屏除塵黑板”包括：黑板轉(zhuǎn)動齒輪組、可調(diào)控齒輪組距離按鈕、除板擦粉塵的帶齒滾輪、抽拉式儲灰底槽。兩塊黑板背面安裝棉質(zhì)板擦，其中一塊黑板的正面在齒輪組轉(zhuǎn)動的過程中被另一塊黑板背面板擦擦拭干凈黑板上下兩側(cè)加裝有斜度且平行的齒輪。下層板面的背后墻面裝五個帶齒滾輪，其作用是將背面的板擦上積累的粉塵撣下落入黑板底部的粉槽內(nèi)。在兩塊黑板之間下部安裝抽拉式儲灰底槽，粉筆灰集中落入底槽內(nèi)，減少污染易于清理。本作品結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，成本低，在兩塊黑板上下交換的過程中實現(xiàn)大范圍擦拭，既能節(jié)省時間，又能有效減少粉塵飛揚。

1.前言：

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，多媒體教學已經(jīng)得到了廣泛應用，但很多學科教學還需要大量的板書，如數(shù)學、物理、化學的公式推導過程等。而目前手動擦黑板效率低，粉筆沫飛揚，對教師的健康有很大傷害，也影響了課堂效率，尤其是對于一些需要大量板書的教學更是如此。目前絕大多數(shù)學校使用的都是手動小塊黑板擦，不需要粉筆的全自動多媒體黑板因為成本過高，只被極少數(shù)學校采用。

所以針對此種現(xiàn)況，我們研究小組設計出了一種全新的可以實現(xiàn)全屏除塵的黑板擦。全屏板擦能夠?qū)崿F(xiàn)大面積擦拭問題;調(diào)節(jié)距離按鈕能滿足老師保留部分板書的需求;底槽集中收集粉筆灰塵減少粉塵污染;黑板制作成本較低能在大多數(shù)學校普及。綜上所述，本產(chǎn)品有效減少教師擦黑板的次數(shù)，提高效率，也有效減少了粉塵對師生健康的危害，并且普適于絕大多數(shù)學校。

2.組成結(jié)構(gòu)：

高效一體化全屏除塵黑板的組成結(jié)構(gòu)如下部分：黑板板面互換機構(gòu)、齒輪控制機構(gòu)、抽拉式底槽機構(gòu)和帶齒滾輪機構(gòu)。

2.1黑板板面互換機構(gòu)。黑板板面互換機構(gòu)由黑板上下板面、齒輪和板擦組成。黑板上下兩側(cè)加裝上斜度合適且平行的小齒輪，在中間裝上一個大齒輪實現(xiàn)上下板面可以輕松上下拉動從而實現(xiàn)上下層板面互換。板擦采用優(yōu)質(zhì)柔軟的棉質(zhì)材料，在板面互換時通過有斜度且平行的齒輪作用使兩板面摩擦力增大從而完成自動擦除所書寫的粉筆字。

2.2齒輪控制機構(gòu)。齒輪控制機構(gòu)由小齒輪、調(diào)控距離按鈕組成。小齒輪組上加裝可調(diào)控兩板面間距離的按鈕。兩板面在實現(xiàn)上下板面互換時按下距離按鈕，由于距離增大而使得老師已經(jīng)書寫過的內(nèi)容不受任何影響。既方便同學們課下完善筆記也不耽誤老師用黑板繼續(xù)授課，實現(xiàn)人性化服務。

2.3抽拉式底槽機構(gòu)。抽拉式低槽利用了抽屜的原理。當?shù)筒鄞鎯臻g滿時只需要抽出后集中處理，很好的阻止了粉塵亂飛的現(xiàn)象。不僅減輕了對師生身體上的危害，也能提高學生上課的熱情。該裝置結(jié)構(gòu)既環(huán)保又經(jīng)濟。因為該裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于制造且成本較低，很容易實現(xiàn)。

2.4帶齒滾輪機構(gòu)。帶齒滾輪類似于我們使用的卷發(fā)梳，將若干帶齒滾輪安裝在下層板面的背后墻面上。當上下層板面實現(xiàn)交換時棉質(zhì)板擦與板面摩擦后產(chǎn)生粉塵。粉塵一部分自動落入存儲粉塵的底槽中，一部分會繼續(xù)殘留在板擦上。板擦通過帶齒谷輪后會將板擦上殘留的粉塵撣下落入底槽中。棉質(zhì)板擦被清理從而使其能夠長期重復使用。

一體化全屏除塵黑板基本運作示意圖：

3.創(chuàng)新點：

3.1創(chuàng)新擦黑板方式。運用齒輪滾動推動上下黑板的交替運轉(zhuǎn)，使上下黑板面在老師交替使用時，能一次性清理黑板上的板書，提高了擦黑板的效率，節(jié)約了課堂時間，對于教學各方面一定程度上是一種促進與革新。

3.2除塵一體化操作。簡單、快捷，流程簡便有序易操作，實用性強，可廣泛推廣到教學活動中，市場前景好。

3.3采用集塵底槽。便捷、可拆式的底槽有利于粉筆塵的集中處理，提高了處理效率，減少了對環(huán)境的污染，也使流程更加簡便、一體化。

3.4黑板背面安裝類似于卷發(fā)梳的帶齒滾輪。定時處理黑板背面的黑板擦，保證黑板擦的可用性，使工作良好運作并可長期重復使用。

4.結(jié)語

本項目在使用途中主要解決粉筆灰的飄散以及擦黑板的效率，老師用完一張黑板面后，只需將上層黑板拉下，就可將用完的黑板面擦拭干凈，可以節(jié)省擦黑板的時間，也可以使課堂效率提高，設計的黑板底槽可以有效收集粉筆灰，防止其四處飄散，提高清理效率 。

參考文獻：

[1]虞啟凱，楊紅鑫，蔣旭偉.一種無塵可移動自動黑板擦設計與仿真.

[2]杜菲 張凡 宋程祥.一種卷簾式自動擦跡除塵黑板.

作者簡介：

張紫璇（2000. 10——），女，漢族，河南省信陽市，鄭州市金水區(qū)華北水利水電大學 會計學專業(yè) 本科生

安小虎（1998. 01——），男，回族，新疆烏魯木齊市，鄭州市金水區(qū)華北水利水電大學 信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè) 本科生

王林杰（2000. 04——），女，漢族，河南省沁陽市，鄭州市金水區(qū)華北水利水電大學 會計學專業(yè) 本科生

羅鑫源（2001.01——），男，漢族，河南省南陽市，鄭州市金水區(qū)華北水利水電大學 會計學專業(yè) 本科生