環保節能自動吸塵黑板擦的設計思路

徐鳳

摘 要：在課堂教學過程中，粉筆和黑板始終是使用最廣泛最頻繁的教學用具，幾乎90%以上的教室都是配用的普通的黑板擦，本文就是通過環保節能的理念闡述自動吸塵黑板擦的設計思路。

關鍵詞：環保節能；自動吸塵；黑板擦

0 引言

隨著社會的進步，目前課堂教學很多都用多媒體或者白板進行講課，但是對于數學或者是機械之類的理工科，光用多媒體教學不能一步一步地手把手地演示演算過程，如果用白板進行寫字演示，但是公式之多，推理復雜，光是擦白板都是用黑板的好幾倍，而且浪費寫白板的筆的墨水。所以目前黑板和粉筆在課堂仍然必不可少，雖然現在很多粉筆都是屬于低塵粉筆，但是教師患的塵肺以及各種急慢性呼吸道疾病已經成為教師的職業病，并且仍然呈逐年上升的趨勢。

經過統計調查，中小學教師的呼吸系統急慢性病發病率較高，并且伴有隨著教齡的增長而升高的趨勢，由于粉塵中含有致癌物質，我國疾病預防中心的資料顯示，我國3000多萬名專職教師的癌癥發病率占到了全國癌癥總發病率的20%，為普通群體的8倍[1]。所以現在教育部提倡無塵或少塵課堂。

1 黑板擦的演變

我國自從有黑板擦開始就是使用的氈毛黑板擦，它具有輕松擦掉粉筆字的特點。但是氈毛黑板擦只能把粉塵從黑板上擦掉，由于粉筆的粉塵具有較強的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微細的粉塵上被帶入老師和學生的肺部，從而變成急慢性呼吸道疾病。

目前市面上有很多種自動黑板擦他們的設計原理大多都是在黑板擦的背面安裝一個電機和風扇，通過電機帶動葉片轉動，從而達到吸塵的效果。其主要特征在于它可以利用風扇之吸力，吸入粉塵，這樣可以避免粉塵隨意飄蕩在空氣中，被老師和學生吸到。這種新型的自動黑板擦雖然能吸入粉塵，不過幾乎都是使用電池或可充電電池作為能源，由于還安裝電機，所以價格高昂，因此目前幾乎所有教室都仍然使用的傳統的氈毛黑板擦。

2 環保節能自動吸塵黑板擦的設計思路

本設計主要突出一個環保節能，不用使用電池就能使黑板擦達到自動吸塵的效果。

2.1 最初設計思路

最初我們是利用齒輪原理，在氈毛黑板擦背面安裝兩個大小不同的齒輪和風扇葉片。然后做一個方形的木腔把黑板擦的背面罩住，并且在氈毛黑板擦四周各設計一排排風道與木腔罩子相連（如圖1），然后在黑板擦旁邊設計一個按壓鈕，在擦黑板的同時通過按壓按鈕帶動大齒輪轉動，同時大齒輪帶動小齒輪轉動，小齒輪連著風扇葉片，這樣慢速的按壓按鈕就能使風扇葉片飛速旋轉，通過風扇葉片的旋轉形成旋渦，這樣就可以把粉塵從黑板擦四周的排風道里面吸入弧形的罩子中。

優點：本設計達到環保節能的效果，能吸入部分粉塵。

缺點：本設計必須在擦黑板的同時不停地按壓按鈕才能帶動風扇葉片工作。按壓按鈕的速度決定了風扇的轉速，由于在擦黑板時不能同頻按壓按鈕，所以風扇的轉速時高時低，不穩定，只能吸入部分粉塵。

2.2 設計思路的優化

2.2.1 裝粉塵罩的優化

起初我們利用方形木腔罩住黑板擦的背面，但是方形木腔不利于粉塵的吸入，所以我們就考慮選擇弧形的型腔罩子。因為弧形沒有死角，在風扇運行時可以形成旋渦形的風道。這樣更利于粉塵的吸入。

2.2.2 動力驅動機構的優化

由于最初的設計在風扇的轉速上不穩定，而且只能算是半自動黑板擦。圍繞這個問題，我們經過研究，決定在設計中，把齒輪的傳動改為發條式。于是，我們撤掉齒輪，安上一個軸，軸上連著一個卷狀的片狀鋼條，并且軸和風扇主軸連接。把外面的按壓按鈕換為帶插銷的旋緊閥的，通過對旋緊閥的旋轉，同時使鋼條卷緊然后用插銷鎖上旋緊閥，當使用黑板擦時，松開插銷，這時卷緊片狀的鋼條逐漸松開，風扇葉片則利用卷緊鋼條的彈力產生持續穩定的動力，從而達到完全吸入粉塵的效果。

教師是人類靈魂的工程師，是引導祖國花朵的引路人，而學生是祖國的希望，未來的棟梁，他們的身心健康都牽動著每個家庭的發展和祖國的壯大，所以教室粉塵污染引起了社會的廣泛關注。對于綠色環保，節能減排又是現代社會的新課題新任務，所以本著健康、節能、環保的理念，我們設計出了更新型的節能環保自動黑板擦。不僅達到了自動吸塵的效果，而且還不需要像目前市面上的新型自動黑板擦那樣必須通過充電或者電池才能完成吸塵的效果，我們只需通過發條帶動風扇運動從而持續吸入粉塵。

3 總結

該環保節能自動黑板擦設計簡單，價格低廉，并且環保節能，可以廣泛應用于各大學校的教室，給老師和學生一片清新的工作和學習環境！

參考文獻

[1]何凱.“黑板擦粉筆灰清除器”的改進[J].中學科技，2008，（4）：32.

（作者單位：四川職業技術學院機械工程系）