新型環(huán)保磁性黑板機(jī)械設(shè)計(jì)

【摘 要】傳統(tǒng)黑板有粉塵污染，擦黑板時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。設(shè)計(jì)一種新型環(huán)保磁性黑板系統(tǒng)，采用傳動(dòng)帶式磁布技術(shù)，用頂部帶有磁鐵的筆書寫，書寫時(shí)沒有灰塵污染，既可以做到環(huán)保，又可以保障教師的肺部健康；采用機(jī)械電動(dòng)擦拭裝置，省時(shí)、省力；通過設(shè)計(jì)黑板書寫圖、原理圖、擦拭圖制作磁性黑板實(shí)體，經(jīng)試用效果良好，取得了預(yù)期效果。

【關(guān)鍵詞】磁性黑板 環(huán)保 電動(dòng)擦拭 節(jié)約 健康 高效

1 引言

黑板的基本功能是用粉筆寫字，或在白板上用水筆寫字。字體擦除用黑板擦人工擦去。由于簡單實(shí)用，目前多數(shù)黑板仍采用這種方法。需要用多媒體投影教學(xué)時(shí)，再在黑板的一半處放下幕布。但粉筆寫字難免有粉筆灰，擦去字跡又要花費(fèi)時(shí)間，在黑板的一半處放下幕布減少了書寫空間。有些專利技術(shù)也作了一些改進(jìn)，采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)擦拭黑板，但擦拭裝置在前方，難免仍有灰起；有些采用滑移式黑板來保證黑板書寫空間，不僅機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且占地面積增大；為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型磁性黑板系統(tǒng)，采用傳動(dòng)帶式磁布技術(shù)，用頂部帶有磁鐵的筆書寫無灰塵污染，既節(jié)約資源，又環(huán)保，健康；采用機(jī)械電動(dòng)擦拭裝置，省時(shí)、省力、大大提高了上課的效率。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本作品在結(jié)構(gòu)上有以下顯著的創(chuàng)新特點(diǎn)。

（1）采用傳動(dòng)帶式磁布技術(shù)，便于移動(dòng)；（2）以齒輪傳動(dòng)快速自動(dòng)擦除，比傳統(tǒng)黑板擦擦除效果好，提高了上課效率；（3）用頂部帶有磁鐵的筆書寫無灰塵，潔凈無污染，健康、環(huán)保。

3 工作原理

本設(shè)計(jì)采用一體可移動(dòng)結(jié)構(gòu)，利用底座上的滾輪1可將黑板在實(shí)訓(xùn)車間或?qū)嶒?yàn)室移動(dòng)使用（見圖1）。序號(hào)4為傳動(dòng)帶式磁布，內(nèi)置上下滾筒，滾筒由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)。工作原理是將黑色磁粉均勻吸附在一張平整的白色磁布表面， 當(dāng)用一個(gè)細(xì)棒在磁布上移動(dòng)時(shí)，可劃開黑色磁粉層，并顯露出下面的白色磁布，從而顯現(xiàn)出細(xì)棒的移動(dòng)軌跡（即寫字）.磁性黑板的設(shè)計(jì)是將白色磁布繞在上下兩個(gè)平行的滾筒上，滾筒經(jīng)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，下滾筒兩端固定，使得上下滾筒間產(chǎn)生一定的張力將磁布拉平。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，當(dāng)前面磁布向上運(yùn)動(dòng)、后面磁布將向下運(yùn)動(dòng)并繞過下滾筒時(shí)，磁布將通過磁粉倉并吸附足夠的磁粉。如圖2所示。

圖1 磁性黑板系統(tǒng) 圖2 磁性黑板工作原理圖

1—滾輪 2—立柱 3—筆槽 4—書寫板

5—擦拭裝置 6—驅(qū)動(dòng)電機(jī)

3.1 板書的書寫

一板寫滿后，可上移磁布，空出空白處繼續(xù)書寫。上移磁布是通過電機(jī)6驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)的。也可以通過電機(jī)反轉(zhuǎn)下移磁布。傳動(dòng)帶磁布上下端各裝了一個(gè)滾筒，滾筒用軸承按裝在立柱上，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)磁布上移或下移。

3.2 板書的擦拭

板書上移至黑板后側(cè)后，后側(cè)面有電動(dòng)擦拭滾輪5，其傳動(dòng)過程見圖3。驅(qū)動(dòng)電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)后，同軸的主動(dòng)齒輪7開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，黑板上移。與齒輪7嚙合的過渡齒輪8被齒輪7帶動(dòng)反轉(zhuǎn)。擦拭滾筒用兩只軸承座固定在立柱后側(cè)，齒輪9在齒輪8驅(qū)動(dòng)下也是逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁布接觸部分運(yùn)動(dòng)方向想反，相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生擦拭效果。

圖3 擦拭傳動(dòng)圖

7—主動(dòng)齒輪 6—電機(jī) 8—過渡齒輪 9—從動(dòng)齒輪

4 結(jié)語

磁性黑板系統(tǒng)緊扣黑板基本功能要求，采用傳動(dòng)帶式磁布技術(shù)，采用頂部帶有磁鐵的筆書寫，告別了粉筆書寫時(shí)代，消除了粉筆的污染因素，節(jié)約資源，避免了老師吸入粉筆灰的可能性。以齒輪傳動(dòng)快速自動(dòng)擦除，大大提高了上課效率。雖然本設(shè)計(jì)從實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)車間需求出發(fā)研制的，其創(chuàng)新技術(shù)同樣適用于一般的教室，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程海兵.齒輪三維造型在AutoCAD中的實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)械工程師，2008（8）：13-14.

[2] 李廣磊.多功能黑板[P].中國，ZL201020155009.7，2011.02.02.

[3] 陳亦佳.多功能黑板[P].中國，ZL200910222247.7，2011.05.18.

[4] 褚陽.多功能黑板[P].中國，ZL200720300562.3，2008.12.03.

[5] 李由.多功能黑板[P].中國，ZL200920229765.7，2009.11.12.

[6] 尹少宇.多功能黑板[P].中國，ZL200920016545.6，2009.08.21.

[7] 姚倩.多功能黑板[P].中國，ZL200910200173.7，2009.12.09.

[8] 白祥龍.多功能黑板[P].中國，ZL200820014976.4，2008.08.18.

基金項(xiàng)目：2013年江蘇省大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：201311117055Y

作者簡介：于賢磊（1992—），男，江蘇豐縣人，揚(yáng)州大學(xué)本科在讀。E-mail：2521002697@qq.com