黄振威+刘红华

（湖南涉外经济学院）

针对目前教室内黑板刷粉尘污染的不足之处，设计了一种吸尘黑板刷。对吸尘黑板刷的结构设计与工作原理进行详细阐述。该吸尘黑板刷制造简单、成本低廉、使用维护方便、吸收粉笔灰尘的效果较好，可有效的保护环境与人体的健康，值得推广。

黑板刷粉尘污染吸尘黑板刷

1引言

粉笔作为重要的教学工具，为我们的教育事业作出了突出贡献，但粉笔灰却一直在威胁着我们的健康。近年来，人们对于改进“粉笔—黑板—黑板刷”这一架构的教学设备作出了很多的尝试，比如无尘粉笔，电磁吸尘黑板刷等，尽管有的已经成为了商品，可还没有一项能够普及开来，占据市场80%份额的仍是传统的粘毛黑板刷，原因是新产品很难同时满足实用性好，成本低廉，维护方便这些特点。设计出一款实用性好、成本低廉、维护方便的吸尘黑板刷有很大的现实意义。

2吸尘黑板刷的结构设计

在进行充分的市场调研基础上，分析当前一些黑板刷功能方面的缺陷，研究相应的改进措施，设计了一种低成本自动吸尘黑板刷，此吸尘黑板刷由三大部分组成，分别是毛刷部分，集尘室部分与吸尘器部分。毛刷部分又由毛刷10，毛刷固定壳1与粉尘防溢出装置9构成。其中，毛刷呈十字状，中间留有许多孔，用以作为气流通道，电机工作时，粉尘将从中进入。粉尘防溢出装置9具有关闭与打开通道的功能，当叶轮运转时，在气流的推动作用下，此装置处于张开位置，供吸入的粉尘通过，当叶轮静止时，此装置处于聚拢位置，便起到防止粉尘溢出的作用。毛刷固定壳1用以连接固定毛刷10与粉尘防溢出装置9。集尘室部分由集尘盒2与过滤装置3组成。集尘盒2用以储存灰尘，过滤装置3用以将灰尘留在集尘盒2中，阻止其进入吸尘器部分。吸尘器部分由叶轮固定板4，排气孔5，叶轮6，安装盒7与电机容纳盒8组成。电机安装在电机容纳盒8内，电机带动叶轮6转动，形成气流，吸入灰尘。

3吸尘黑板刷的工作原理

吸尘黑板刷包括毛刷部分，集尘室部分与吸尘器部分三个部分，毛刷部分设置有能够连通外界与集尘盒2的通道，吸尘器部分包括能够带动叶轮的电机与产生气流的叶轮。

由于吸尘器部分包括能够产生气流的叶轮6，所以使用者在擦拭黑板时可以通过控制叶轮6旋转以形成气流吸入集尘盒2，从而使粉笔灰尘被吸入集尘盒2中。

吸尘器部分包括安装盒7，安装盒7中安装有叶轮6，安装盒7的侧面设置有传动叶轮6的电机，安装盒7的外部连接有电机容纳盒8。这样有助于更换电机，且能够单独配备大功率的电机。

叶轮6的数量不受特别的限制，优选为两个，两个叶轮6可以对称地布置在安装盒7中，电机通过齿轮传动机构连接多个叶轮6。此外，安装盒7上可以安装有用于触发电机工作的开关。

当然，安装盒7上可以形成有排气孔5，以方便被吸入装置内的气流排出，排气孔5可以为多个间隔设置的细长孔，

集尘室部分与吸尘器部分之间设置有能够通过气流的粉尘过滤装置3（例如过滤板等），这样既能够保证气流的通过，又能够防止粉笔灰尘进入吸尘器部分。

毛刷部分设置有用于关闭或打开通道的开关，即粉尘防溢出装置。此装置具有关闭通道的聚拢位置和打开通道的张开位置，叶轮6旋转时，在气流的推动作用下，此装置处于张开位置，叶轮6静止时，此装置处于聚拢位置。此装置的材料可以为柔软的记忆材料，从而便于此装置被气流推动至张开位置，也可以是铰接在上面的多个硬片，在叶轮6静止时，硬片可以通过扭簧等元件使此装置处于聚拢状态以关闭通道，同样地，叶轮6旋转时，在气流的推动作用下，可以使多个硬片张开以打开通道。

集尘盒2与安装盒7之间可以设置有叶轮固定板4，叶轮6的旋转轴的一端安装于所安装盒7的底部，另一端安装于叶轮固定板4。

毛刷部分包括毛刷10和毛刷固定壳1，毛刷固定壳1连接于集尘盒2。通道包括彼此连通的第一通道和第二通道，第一通道形成在毛刷部分与集尘室部分之间，第二通道形成在集尘室部分与吸尘器部分之间。

此外，安装盒7与集尘盒2可以形成有便于手持的凹陷结构，安装盒7或集尘盒2上还可以安装照明装置以使此吸尘黑板刷提供的吸尘黑板刷的功能多样化。

4结语

本文设计了一种吸尘黑板刷，此黑板刷能够有效的吸入使用黑板刷擦拭黑板时产生的粉笔灰尘，从而能够保护老师与学生的身体健康以及教室环境。而且此吸尘黑板刷实用性好，成本低廉，维护方便，所以有良好的推广前景。希望此吸尘黑板刷能在將来给广大师生带来切身的好处。

参考文献：

[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2012

[3]房亚东，陈桦.现代设计方法与应用[M].北京：机械工业出版社，2013

注：本文是湘教通[2015]269号湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“生态吸尘黑板刷的研制与推广”的科研成果。