電動雙向無塵黑板的設計

陳召君,張新明,張振軍,趙喜軍

（西安石油大學機械工程學院,西安 710065）

1 引言

1.1 黑板的使用現狀及存在問題

目前國內市場上投入生產和使用的黑板，依舊是利用傳統黑板的工作原理，用粉筆在板面書寫，然后用黑板擦擦拭。主要存在問題有以下幾點：（1）黑板面積較大，存在固定擦拭死角；（2）擦拭過程中產生的粉塵嚴重影響師生的身體健康，長期吸入粉筆灰會對呼吸道系統和肺部產生危害；（3）手動擦拭耗費體力，不符合人機工程學原理；（4）手動擦拭浪費時間，影響上課效率。所以目前的黑板使用現狀仍有待改進。

1.2 設計方案的提出

就針對目前黑板的使用狀況及存在問題，為此設計一款新型黑板，解決以上問題。即設計一款電動雙向無塵黑板，將已經提出的解決方案有效結合起來，具備雙向擦拭黑板面、滾動循環高效使用的功能，利用機械設計、人機工程學、電機控制、材料加工及帶輪的工作原理等知識，設計一款電動雙向無塵黑板。

2 黑板設計原理及方案

2.1 設計原理

（1）黑板的動力來源為電機，節約人力；（2）電動機通過帶輪連接帶動一端軸的旋轉；（3）黑板分為前蓋板和后蓋板，作為書寫的支撐；前蓋板，黑板帶繞前蓋板兩側的滾軸滾動，為書寫提供支撐面，下方的孔用以裝粉筆灰收集裝置。后蓋板，與前蓋板連接，并固定在墻面上；粉塵刷扦插在后蓋板上，便于拆卸清洗及更換（4）黑板帶，采用在黑板上加上黑板布的設計，不僅節約成本，且便于更換同時能達到理想的書寫效果和擦拭效果；（5）粉刷需實現兩個方向的擦拭，采用兩種方向的粉刷，豎直方向8根，水平方向一根，以達到較理想的擦拭效果。

2.2 設計方案

如圖1，2，電動裝置的主動輪轉動，主動輪和從動輪之間用V帶連接，該裝置整體的工作流程為：電動機轉動→減速裝置→主動轉筒轉動→黑板帶轉動→從動轉筒轉，刷子擦塵（先左右擦拭再上下擦拭）→收集裝置收集粉塵。

圖1 黑板的主要構件

圖2 粉刷設計圖

3 設計內容與創新點

（1）利用傳送帶的原理，增大書寫面積，使得黑板實現雙面使用；

（2）擦除過程在背面進行，有效避免粉塵產生的危害；

（3）背面設計儲存粉筆灰裝置，操作簡單；

（4）先橫向擦除再縱向擦除，達到比較理想的清潔效果;

（5）電動機作為動力,節省時間,提高上課效率。

4 總結

社會的發展以及人們對設計的要求越來越嚴格，所以產品的設計必須從用戶出發，必須使用戶舒適便捷的操作。所以我們在設計的過程中一直秉持這個原則，盡量做到結構簡單容易操作。所有的設計產品最終的結果都是重要走向市場，所以必須考慮市場的需求，因為黑板是一個大需求量的產品，所以必須在設計中考慮成本，要能滿足學校的大量購買。推廣前景:我們設計的黑板在許多“自動擦拭黑板”的設計上進行改良,使得產品更加具有市場性和實用性.主要的優點有:制作成本低,操作簡單,易實現;雙向擦拭,使得擦拭達到最大可能的干凈無痕。經濟效益分析:大量的自動擦拭黑板目前還不能夠進入市場,主要因為:（1）制作成本太高；（2）擦拭不徹底，在自動的設計中，自然沒有人為的靈活，產品比較死板。所以在我們的設計中，從一定程度上解決了這兩個問題，既能滿足學校的大量購買，又能滿足最大程度的擦除干凈。所以經過綜合分析，具有比較大的經濟效益。

[1]羅圣國,李平林,張力乃,黃少顏著.機械設計課程設計指導書（第二版）[M].高等教育出版社,2011.

[2]吳建生著.工程力學（第二版）[M].機械工業出版社,2008.

[3]陳立德著.機械設計基礎（第二版）[M].高等教育出版社，

2008.

[4]李樹雄著.簡明電路分析[M].高等教育出版社,2008.