電動(dòng)雙向無(wú)塵黑板的設(shè)計(jì)

陳召君,張新明,張振軍,趙喜軍

（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,西安 710065）

1 引言

1.1 黑板的使用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上投入生產(chǎn)和使用的黑板，依舊是利用傳統(tǒng)黑板的工作原理，用粉筆在板面書(shū)寫(xiě)，然后用黑板擦擦拭。主要存在問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：（1）黑板面積較大，存在固定擦拭死角；（2）擦拭過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵嚴(yán)重影響師生的身體健康，長(zhǎng)期吸入粉筆灰會(huì)對(duì)呼吸道系統(tǒng)和肺部產(chǎn)生危害；（3）手動(dòng)擦拭耗費(fèi)體力，不符合人機(jī)工程學(xué)原理；（4）手動(dòng)擦拭浪費(fèi)時(shí)間，影響上課效率。所以目前的黑板使用現(xiàn)狀仍有待改進(jìn)。

1.2 設(shè)計(jì)方案的提出

就針對(duì)目前黑板的使用狀況及存在問(wèn)題，為此設(shè)計(jì)一款新型黑板，解決以上問(wèn)題。即設(shè)計(jì)一款電動(dòng)雙向無(wú)塵黑板，將已經(jīng)提出的解決方案有效結(jié)合起來(lái)，具備雙向擦拭黑板面、滾動(dòng)循環(huán)高效使用的功能，利用機(jī)械設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)、電機(jī)控制、材料加工及帶輪的工作原理等知識(shí)，設(shè)計(jì)一款電動(dòng)雙向無(wú)塵黑板。

2 黑板設(shè)計(jì)原理及方案

2.1 設(shè)計(jì)原理

（1）黑板的動(dòng)力來(lái)源為電機(jī)，節(jié)約人力；（2）電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪連接帶動(dòng)一端軸的旋轉(zhuǎn)；（3）黑板分為前蓋板和后蓋板，作為書(shū)寫(xiě)的支撐；前蓋板，黑板帶繞前蓋板兩側(cè)的滾軸滾動(dòng)，為書(shū)寫(xiě)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(shè)計(jì)，不僅節(jié)約成本，且便于更換同時(shí)能達(dá)到理想的書(shū)寫(xiě)效果和擦拭效果；（5）粉刷需實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(dá)到較理想的擦拭效果。

2.2 設(shè)計(jì)方案

如圖1，2，電動(dòng)裝置的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間用V帶連接，該裝置整體的工作流程為：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)→減速裝置→主動(dòng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)→黑板帶轉(zhuǎn)動(dòng)→從動(dòng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)，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(gòu)件

圖2 粉刷設(shè)計(jì)圖

3 設(shè)計(jì)內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)

（1）利用傳送帶的原理，增大書(shū)寫(xiě)面積，使得黑板實(shí)現(xiàn)雙面使用；

（2）擦除過(guò)程在背面進(jìn)行，有效避免粉塵產(chǎn)生的危害；

（3）背面設(shè)計(jì)儲(chǔ)存粉筆灰裝置，操作簡(jiǎn)單；

（4）先橫向擦除再縱向擦除，達(dá)到比較理想的清潔效果;

（5）電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,節(jié)省時(shí)間,提高上課效率。

4 總結(jié)

社會(huì)的發(fā)展以及人們對(duì)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，所以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)必須從用戶(hù)出發(fā)，必須使用戶(hù)舒適便捷的操作。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中一直秉持這個(gè)原則，盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易操作。所有的設(shè)計(jì)產(chǎn)品最終的結(jié)果都是重要走向市場(chǎng)，所以必須考慮市場(chǎng)的需求，因?yàn)楹诎迨且粋€(gè)大需求量的產(chǎn)品，所以必須在設(shè)計(jì)中考慮成本，要能滿(mǎn)足學(xué)校的大量購(gòu)買(mǎi)。推廣前景:我們?cè)O(shè)計(jì)的黑板在許多“自動(dòng)擦拭黑板”的設(shè)計(jì)上進(jìn)行改良,使得產(chǎn)品更加具有市場(chǎng)性和實(shí)用性.主要的優(yōu)點(diǎn)有:制作成本低,操作簡(jiǎn)單,易實(shí)現(xiàn);雙向擦拭,使得擦拭達(dá)到最大可能的干凈無(wú)痕。經(jīng)濟(jì)效益分析:大量的自動(dòng)擦拭黑板目前還不能夠進(jìn)入市場(chǎng),主要因?yàn)?（1）制作成本太高；（2）擦拭不徹底，在自動(dòng)的設(shè)計(jì)中，自然沒(méi)有人為的靈活，產(chǎn)品比較死板。所以在我們的設(shè)計(jì)中，從一定程度上解決了這兩個(gè)問(wèn)題，既能滿(mǎn)足學(xué)校的大量購(gòu)買(mǎi)，又能滿(mǎn)足最大程度的擦除干凈。所以經(jīng)過(guò)綜合分析，具有比較大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]羅圣國(guó),李平林,張力乃,黃少顏著.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）[M].高等教育出版社,2011.

[2]吳建生著.工程力學(xué)（第二版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[3]陳立德著.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第二版）[M].高等教育出版社，

2008.

[4]李樹(shù)雄著.簡(jiǎn)明電路分析[M].高等教育出版社,2008.