全自動免擦除塵黑板試驗研究

張永奇等

摘 要：基于傳統黑板粉塵產生量大，對環境污染嚴重，不宜擦拭干凈等弊端，研發新型全自動免擦除塵黑板，主要由板面、轉軸、板擦、電動機、支撐面板等幾部分組成，分為驅動系統、封閉除塵系統及輔助裝置系統等部分，該黑板減少粉塵污染使得教學環境更加綠色健康，研究應用前景十分廣闊。

關鍵詞：除塵 環保 全自動黑板

中圖分類號：F233 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0005-01

黑板是如今學生在課堂上學習的必備工具，傳統意義上的黑板存在很多優點，如版面為墨綠色有利于保護視力，且版面采用優質合金鋼板耐磨，不壽命可達15年以上。但是，傳統黑板需要人為擦拭，且在擦拭的同時空氣中會有懸浮的粉末，這些粉末對人們的呼吸有很大的危害。針對以上問題，試圖用電動除塵黑板代替傳統的黑板，在傳統黑板的基礎上加以改進和創新，不但可以吸塵，而且將電動機和黑板擦結合起來，減少了擦拭黑板的工作量，在這個智能的時代，這些變化是時代的需求，是必不可少的。

1 試驗原理

在傳統黑板的基礎上加以改進，在黑板的框架中加入電動機、減速器、轉軸等部件，組成了驅動系統，并加入封閉式除塵系統。黑板面采用環形橡膠板面（8），這種板面能夠隨著轉軸一起轉動，當電動機在減速器的作用下帶動轉軸（6）、環形橡膠板面（8）轉動時，板面上的字跡隨著板面到達框架（7）后面，封閉式除塵系統就會起作用擦去板面上的字跡，擦掉的粉塵落在框架底部的粉塵收集盒中，被擦過的板面經轉軸轉動再次到達框架前面。試驗原理如圖1所示。

2 試驗系統說明

2.1 驅動系統

驅動系統是作為整個系統的動力來源，起到至關重要的作用，對于電動機的優化合理選擇能夠給予整個免擦除智能黑板最佳的工作狀態。電動機型號較多，經過試驗調試，采用12V直流電動機。

由于電動機自身功率較大，容易導致軟體黑板旋轉較快，不易控制且會產生較大摩擦噪音，因此經過多次調試和試驗，加入了減速器功能模塊，采用較為簡單合理的純機械齒輪嚙合裝置，這樣能夠起到機械動力的緩沖作用，起到較為理想的降速效果。

對于該試驗來說，采用電動和手動裝置分別作為驅動系統。其中電動裝置由電動機和齒輪組成，通過電動機的轉動帶動齒輪轉動從而使黑板轉軸隨之轉動；手動裝置由一對錐齒嚙合而成，當出現突發狀況時，可用手動進行應急處理。

2.2 封閉除塵系統

該系統由后蓋板、粉塵刷、粉塵收集盒組成，經試驗證明，采用兩組軟毛刷作為傳統意義上的黑板擦，每組五條從上而下且有一定傾斜角度，當兩組毛刷成一定角度時，粉塵能夠更加容易掉落；當系統工作時，轉軸帶動軟體黑板面轉動至后蓋板，裝在后蓋板上的粉塵擦就會對黑板面進行擦拭，而粉塵刷中的粉塵在重力的作用下就會落至粉灰收集盒內，這樣便使粉塵收集到粉塵盒中。若是長期使用則需要對粉塵盒進行定期清理。

2.3 輔助裝置系統

輔助裝置系統由黑板框架、主動轉軸、從動轉軸、軟體黑板帶、粉塵收集盒組成，黑板框架由左右兩個轉軸和上下固定板面組成，主要起到支撐黑板的作用，左右兩個轉軸主要起到傳動的作用，軟體黑板帶是由轉軸帶動軟體黑板帶旋轉，使之轉到背面從而達到擦拭效果，粉塵收集盒主要起到收集粉塵的作用。

3 試驗裝置操作流程

根據裝置效果圖可將系統分為電動機輸入（手動搖柄輸入）、齒輪變速、主動軸轉動、黑板帶轉動、從動軸轉動、背后除塵、收集粉塵等七個流程組成，當電動機以一定功率轉動，通過齒輪的變速，齒輪帶動主動軸轉動，主動軸帶動黑板帶轉到黑板背面，黑板背面的除塵裝置對黑板上的字跡進行擦拭，再由粉塵收集裝置進行粉塵收集，這樣便實現了一次擦拭流程。

4 結語

現有的黑板非但不能做到收集利用粉筆灰的作用，而且還需要人去反復的擦洗，如此一來對老師和學生的身體健康產生了很大的危害。假如長期吸入粉筆灰不僅會對呼吸道系統和肺產生危害，還對眼睛、耳、皮膚也有一定的損害，嚴重的會引起急性肺炎等疾病。在這樣的情形之下，我們設計的全自動黑板完全可以避免上述危害的產生，而且還能帶給同學們環保低碳的意識。且黑板安裝簡單，使用方便，完全可以實現自動化，并且符合現在國家提倡的節能環保理念，可以投入生產使用。

參考文獻

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