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1、全自动无尘黑板擦 前 言 “一根粉笔，三尺讲台”，这是对教师的由 衷赞美。殊不知，赞美背后，隐忧多多。板书带 来的“粉笔综合症”已成为广大师生的头号健康 隐患。一名学生从小学到读完大学至少需要16年 时间，这正是生长发育的黄金时期，却要不断受 到粉笔尘灰的危害；一名教师从站到讲台上到退 休大多在40年左右，生命的大半时间都要“吃粉 笔灰”。 据估算，一般而言，一名中学语文老师在一 节45分钟的课上，需要写一黑板的板书，而一黑 板的板书需要用掉半支粉笔；而一名中学英语老 师或数学老师在一节45分钟的课上，往往需要写5 黑板的板书，大约就要用掉两支半的粉笔。而毕 业班的老师一天最多需要上6节课，就
2、相当于要“ 吸”掉12支粉笔。 全自动无尘黑板擦设计方案 设计目的 工作原理 设计方案 功能、特点及应用前景 使用方法 一、设计目的 众所周知，黑板是我们日常学习中必 不可少的一样教具，无论是从小学还是到 大学，都会使用到黑板，而平时我们使用 的黑板擦不但费时、费力，还有粉尘污染 的缺点。因此，我们就有了“全自动无尘 黑板擦”的这个设想。 二、工作原理 本方案采用电动机作动力源，利用 其正反转原理和行程开关来控制黑板的 上下运动和停止；利用电磁吸合原理来 控制擦除装置与黑板的接触和分离；利 用静电吸附原理来收集粉尘。从而实现 黑板上下移动时，字迹自动清除的功能 。 三、设计方案 1、黑板上下移
3、动设计方案 2、擦除装置设计方案 1、黑板上下移动设计方案 电动机通过减速器和链条与链轮连接，通过 电动机的正反转(动画演示)控制黑板的上下移动 。实现电动机正反转的电路图如图1，SB1相当于 “上升”按钮，即按下SB1时电动机正转，带动外 侧的黑板向上移动，内侧的黑板向下移动；SB2相 当于“下降”按钮，即按下SB2时电动机反转，带 动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。 另在上边框的内框和外框顶端各安装一个行程开 关（电路图中ST1、 ST2），当黑板运动到上边框 或下边框时，触及行程开关，使电路断开，电动 机停止转动，实现黑板运动的自动停止。 电动机带动黑板运动的简图如图2，减 速器
4、与下链轮联接、下链轮通过链条与上 链轮联接、上链轮通过链条与黑板联接， 实现两块黑板的同步、反向运动。 2擦除装置设计方案 在两块黑板之间（边框中间位置）设置 一与黑板基本等宽的横梁，上面装有毛刷 ，在横梁的两端分别设置一衔铁。在贴近 横梁的边框两边分别固定一个线圈(已缠有 相应匝数的导线)，两线圈通过开关分别与 相应的电源连接，见图3。开关闭合时，线 圈通电产生电磁力，在电磁力的作用下， 横梁两端的衔铁克服弹簧的作用力与线圈 吸合，从而实现软毛刷与黑板面的紧密接 触。通过黑板的上下移动，来实现内侧 的擦除功能。开关断开时，电磁力消失， 横梁两端的衔铁在弹簧力的作用下与线圈 分离，从而毛刷与黑
5、板面分离，黑板上下 移动时，不会擦除黑板上的字迹。同理， 在外侧黑板的上面（边框的中间位置）也 设置同样的一横梁，另在横梁上面加一等 长的塑料罩盒收集散落的粉笔灰尘，从而 实现外侧黑板上字迹的擦除功能和无尘功 能。 四、功能、特点及应用前景 1、功能 该方案建立在自动控制与机械运动相结合的 原理之上，实现了黑板的多功能、模块化和自动 化功能。全自动无尘黑板擦主要具有以下几部分 功能： （1）利用电动机正反转的原理，通过减速器、链 轮和链条来实现黑板的自动上下运动，并通过行 程开关实现黑板的自动停止。 （2）利用电磁原理，可自动控制擦除装置与黑板 的接触与脱离，从而实现随时、随意擦除黑板的 功能
6、。 （3）利用静电原理，实现了粉尘集中清理功能。 2、特点 全自动无尘黑板擦与传统的黑板擦除相比， 具有如下优点： （1）黑板的上下运动通过按钮自动控制，方便可 靠、省时省力，节省了上课时间，提高了上课效 率。 （2）由于采取了粉尘集中清除措施，避免了粉尘 给老师、同学们带来的身体危害，具有环保型的 特点。 （3）结构简单，成本低，便于安装。 （4）系统原理简单，操作方便。 3、应用前景 随着多媒体技术的发展，课堂教学对黑板已不 是像以前那样依赖，但黑板的方便书写的特点仍 是不可替代的，所以黑板仍是课堂教学所不可缺 少的。 目前，市场中已存在不少类似产品，但这些产 品中绝大多数并没有完全实现“
7、全自动”与“无 尘”的结合，甚至有些产品反而使操作更复杂， 而我们所设计的此套方案不仅实现了“全自动” 与“无尘”的完美结合，真正做到了操作简便、 快捷，而且整套装置是根据现已有的黑板设计的 ，在原有黑板上只需经过改造，即可成为本产品 ，所以，该产品较同类产品更具有竞争力和广阔 的市场前景。 五、使用方法 在黑板两侧各有一控制面板，其上各 有四个操作按钮，分别控制黑板的上下运 动、擦除装置与黑板的接触和分离。使用 时，只需轻轻按下按钮即可，并且黑板具 有自动停止的功能，想要达到某一功能， 一次性即可。动画演示 不擦 除 上升下降 上升下降 擦 除 不擦 除 上升下降 上升下降 擦 除 带毛刷的横梁 电源 衔铁 电磁吸合擦除装置简图 电源
