张永奇等

摘 要：基于传统黑板粉尘产生量大，对环境污染严重，不宜擦拭干净等弊端，研发新型全自动免擦除尘黑板，主要由板面、转轴、板擦、电动机、支撑面板等几部分组成，分为驱动系统、封闭除尘系统及辅助装置系统等部分，该黑板减少粉尘污染使得教学环境更加绿色健康，研究应用前景十分广阔。

关键词：除尘 环保 全自动黑板

中图分类号：F233 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0005-01

黑板是如今学生在课堂上学习的必备工具，传统意义上的黑板存在很多优点，如版面为墨绿色有利于保护视力，且版面采用优质合金钢板耐磨，不寿命可达15年以上。但是，传统黑板需要人为擦拭，且在擦拭的同时空气中会有悬浮的粉末，这些粉末对人们的呼吸有很大的危害。针对以上问题，试图用电动除尘黑板代替传统的黑板，在传统黑板的基础上加以改进和创新，不但可以吸尘，而且将电动机和黑板擦结合起来，减少了擦拭黑板的工作量，在这个智能的时代，这些变化是时代的需求，是必不可少的。

1 试验原理

在传统黑板的基础上加以改进，在黑板的框架中加入电动机、减速器、转轴等部件，组成了驱动系统，并加入封闭式除尘系统。黑板面采用环形橡胶板面（8），这种板面能够随着转轴一起转动，当电动机在减速器的作用下带动转轴（6）、环形橡胶板面（8）转动时，板面上的字迹随着板面到达框架（7）后面，封闭式除尘系统就会起作用擦去板面上的字迹，擦掉的粉尘落在框架底部的粉尘收集盒中，被擦过的板面经转轴转动再次到达框架前面。试验原理如图1所示。

2 试验系统说明

2.1 驱动系统

驱动系统是作为整个系统的动力来源，起到至关重要的作用，对于电动机的优化合理选择能够给予整个免擦除智能黑板最佳的工作状态。电动机型号较多，经过试验调试，采用12V直流电动机。

由于电动机自身功率较大，容易导致软体黑板旋转较快，不易控制且会产生较大摩擦噪音，因此经过多次调试和试验，加入了减速器功能模块，采用较为简单合理的纯机械齿轮啮合装置，这样能够起到机械动力的缓冲作用，起到较为理想的降速效果。

对于该试验来说，采用电动和手动装置分别作为驱动系统。其中电动装置由电动机和齿轮组成，通过电动机的转动带动齿轮转动从而使黑板转轴随之转动；手动装置由一对锥齿啮合而成，当出现突发状况时，可用手动进行应急处理。

2.2 封闭除尘系统

该系统由后盖板、粉尘刷、粉尘收集盒组成，经试验证明，采用两组软毛刷作为传统意义上的黑板擦，每组五条从上而下且有一定倾斜角度，当两组毛刷成一定角度时，粉尘能够更加容易掉落；当系统工作时，转轴带动软体黑板面转动至后盖板，装在后盖板上的粉尘擦就会对黑板面进行擦拭，而粉尘刷中的粉尘在重力的作用下就会落至粉灰收集盒内，这样便使粉尘收集到粉尘盒中。若是长期使用则需要对粉尘盒进行定期清理。

2.3 辅助装置系统

辅助装置系统由黑板框架、主动转轴、从动转轴、软体黑板带、粉尘收集盒组成，黑板框架由左右两个转轴和上下固定板面组成，主要起到支撑黑板的作用，左右两个转轴主要起到传动的作用，软体黑板带是由转轴带动软体黑板带旋转，使之转到背面从而达到擦拭效果，粉尘收集盒主要起到收集粉尘的作用。

3 试验装置操作流程

根据装置效果图可将系统分为电动机输入（手动摇柄输入）、齿轮变速、主动轴转动、黑板带转动、从动轴转动、背后除尘、收集粉尘等七个流程组成，当电动机以一定功率转动，通过齿轮的变速，齿轮带动主动轴转动，主动轴带动黑板带转到黑板背面，黑板背面的除尘装置对黑板上的字迹进行擦拭，再由粉尘收集装置进行粉尘收集，这样便实现了一次擦拭流程。

4 结语

现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重的会引起急性肺炎等疾病。在这样的情形之下，我们设计的全自动黑板完全可以避免上述危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意识。且黑板安装简单，使用方便，完全可以实现自动化，并且符合现在国家提倡的节能环保理念，可以投入生产使用。

参考文献

[1] 李荣兵，余心明，苑爱峰，等.全自动黑板除尘器的机械結构设计[J].机电产品开发与创新，2009（5）：90-91.

[2] 邹伟.全自动黑板刷设计及其原理[J].科技创新导报，2008（8）：16.

[3] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.

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