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1、教室粉尘自动回收再生系统教室粉尘自动回收再生系统 设计说明书长春工程学院2013年12月1日- 11 -目 录一、参赛人员基本信息- 1 -二、创新构思与设计- 1 -1、设计目的- 1 -2、创新构思- 2 -三、 设计方案- 3 -四、工作原理及动力分析- 4 -1、机构简要说明和分析- 4 -（1）黑板旋转和擦拭机构- 4 -（2）粉笔头破碎机构- 4 -（3）工作台旋转机构- 4 -（4）搅拌机构- 5 -（5）倾倒机构- 5 -2、气动部分说明- 5 -3、反应原理说明- 6 -4、控制原理示意图- 7 -五、主要功能指标与应用前景- 7 -1、功能指标- 7 -2、应用前景- 7
2、-六、 实物照片- 9 -一、参赛人员基本信息设计题目：黑板粉尘自动回收再生系统指导老师：二、创新构思与设计1、设计目的三尺讲台，三寸舌，三寸笔，三千桃李；十年树木，十载风，十载雨，十万栋梁。老师在那三尺讲台为我们奉献一生，可每日都得遭受粉笔灰尘的侵害。由于传统的黑板不可动，固定安装，需要手工擦拭，极易产生粉尘。如图 粉笔灰尘对教师和学生的呼吸系统,皮肤,耳,鼻,喉部容易造成炎症,干燥,萎缩,瘙痒,皲裂，肺癌，肺气肿和肾脏损害。同时我们发现如果我们把教室的粉尘有效的回收起来，便可再造出可用的新粉笔。而此类产品市面上几乎没有销售，因此我们小组设计了一种不仅可以自动擦拭黑板，而且可以将粉尘和粉笔头
3、有效回收起来，再造新粉笔的装置。这在坚持绿色和环保的同时也使资源得到了更加充分的利用。2、创新构思 本小组设计的黑板粉尘自动回收再生系统的主要创新点包括以下几点：（1）黑板采用柔性材料制作，可旋转。当需要时，只需轻轻按动开关，黑板便自动擦拭干净，并且无粉尘产生，为同学和老师保持一个干净的教室环境。（2）黑板在擦拭的同时可以利用旋转的擦拭滚刷将粉尘有效的回收到一个固定的装置中，将资源回收。 （3）对于老师用剩的或丢弃的粉笔头，同样可以放 到固定装置中用以回收再利用。 （4）利用粉笔自身的重力，机械式触动开关装置， 开 始工作，不工作时装置处于关闭状态。整个工作 过程环保，绿色，低能耗，噪音小。
4、（5）本系统的粉笔再生过程，可以实现全部自动化， 智能、方便，无需任何人工操作，出口便可运送 出可用的崭新粉笔。3、 设计方案 首先，当需要擦黑板时按动开关，黑板自动旋转，后面的滚刷以相反的方向旋转对黑板进行有效擦拭，滚刷并且可以将粉笔灰回收到固定的装置中。废弃粉笔头也可由相应入口放入到相同固定装置中。其次，当粉笔灰和粉笔头达到一定质量时，由于其自身的重力，促使挡板翻转，进而触动机械式开关，粉尘和粉笔头掉落进破碎器中，装置开始工作。接下来，收集粉笔灰的反应盒90度旋转到反应工作台处，对粉笔灰进行一系列化学处理和搅拌等物理操作，以得到糊状熟石灰。最后，由倾倒机构将糊状熟石灰倒入模具中，再移动到冲
5、压工作台处利用气动冲压，烘干，便可得到可用粉笔，此时模具自动打开，粉笔落在传输带上，输送到储藏器中。如右图所示：四、工作原理及动力分析1、机构简要说明和分析（1）黑板旋转和擦拭机构该机构主要由齿轮带动链条旋转，柔性材料制成的黑板固定在链条上，达到黑板旋转的目的。黑板背面的擦拭滚刷，以电机驱动其主轴以与黑板相反的方向旋转，对黑板进行有效的擦拭。 （2）粉笔头破碎机构 破碎机构主要由一组相互咬合的破碎轮组成，每个破碎轮的主轴都直接与动力源相连。以较大的动力，较快的转速输入驱动破碎轮，可以将粉笔头快速而有效的粉碎为粉笔灰。破碎机构收集处 （3）工作台旋转机构 该机构主要运用涡轮蜗杆，首先通过减速机构
6、将 电机的转速降低，再驱动蜗杆。涡轮以转盘的形式装 在基座上，工作台固定在转盘上，通过蜗杆带动转盘， 工作台可以实现90度往复转动。 （4）搅拌机构 由电机控制连杆，搅拌器固定在连杆上。在电机 转 动过程中，连杆带动搅拌器向下移动，搅拌器同 时旋转，达到多角度的充分的搅拌。搅拌器 （5）倾倒机构 反平行四边形结构与双摇杆机构相结合，控制 反应盒将料倒入模具中。反平行四边形机构双摇杆机构 2、气动部分说明 首先由空气压缩机将空气压进储气罐内，（1）当 需要加水时，电磁阀1开启，由空气将储水罐内的水 压入反应器内，可以对加水量精确的控制。（2）当需 要对模具进行冲压时，电磁阀2、3启动，对模具快
7、速冲压，完成后，冲头立刻抬起。 （空气压缩） （气动冲压） 3、反应原理说明 我们大家都知道粉笔是由硫酸钙的水合物(俗称生 石膏)制成的。而粉笔灰是由熟石膏构成的,所以我们要 先把熟石膏在机器里通过化学反应生成生石膏,发生反 应:2CaSO4H2O+3H2O=2CaSO42H2O（常温）。然 后我们再把制作出来的生石膏在机器里加热到一定温 度，使其部分脱水变成熟石膏，发生反应：2CaSO4 2H2O=2CaSO4H2O+3H2O(加热)。最后把上一步生成 的熟石灰通过加水搅拌成糊状，然后把糊状的熟石灰灌 入模型凝固即可。发生反应：2CaSO4 H2O+3H2O=2CaSO42H2O（常温）。这
8、样就完成了从 粉笔灰变成粉笔的过程，以上就是我们这个发明的工作 原理以及发生的化学反应。 4、控制原理示意图五、主要功能指标与应用前景 1、功能指标黑板高度： 2m粉尘处理装置高度： 80cm擦黑板用时： 4050s占地面积： 100cmx80cm每次再生粉笔数量： 2 2、应用前景 教室的清洁与否直接关系着师生的健康，同时由于 粉笔容易折断，因此也造成了许多浪费，此外在清理黑 板的时候由于黑板擦不容易被清理，造成黑板也不易被 清洁干净，这时就需要一个可以自动清洁的黑板来解决 这些问题。黑板粉尘自动回收再生系统的优点在于可以 自动清洁黑板，并且对粉笔灰进行收集，实现回收再利 用，从而达到绿色环保的目的。 本产品通过对黑板改造，使其与机械相结合，只需 要按动开关，即可以在清理黑板的同时收集粉笔灰，同 时将粉笔灰重新制作成崭新的粉笔。本产品运行安全可 靠，并且在结构与动力上均做了严格的分析，同时对于 一些可能出现的问题提出了解决方案，使得本系统具有 很强的实用性及可推广性。 黑板一直是教学主要的教具之一，通过黑板，老师 可以将知识最快的传授给学生，同时本黑板还可以避免 由于光的漫反射而造成看不清的情况等，从而也间接的 提高了教学质量。本产品适宜普及，在黑板仍站主流教 具地位的今天更应该大范围推广，对师生的健康提供保 障，为节能减排贡献一份力量，为课堂教学提供便利。6、 实物照片
