環保手持吸塵黑板擦創新設計

馬金池+張秀芳

摘 要：本文對環保手持吸塵黑板擦進行創新設計，利用CATIA軟件建立黑板檫三維模型。該黑板擦由動力源、傳動裝置、吸塵動力來源、吸塵袋幾部分組成，可有效的減少粉筆灰的產生，達到保護師生健康的目的。

關鍵詞：環保；吸塵；黑板檫；創新設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.186

粉筆終究無法告別灰塵“漫天飛舞”的時代，正是因為粉塵的組成成份是白堊和熟石膏粉，再經加水凝固定模而成。白堊和熟石膏粉呈粉末狀，對人體健康造成危害，會使呼吸道遭感染，久而久之，引起呼吸道炎、哮喘等呼吸疾病，嚴重時危害人體健康。本課題目的在于研究出一種新型黑板檫，通過對傳統黑板檫內部結構進行創新，利用吸塵功能將粉塵吸入到吸塵裝置中，實現環保，保障師生健康的目的。

1 結構設計

該黑板擦由動力源，傳動裝置，吸塵動力來源，吸塵袋幾部分組成，具體結構如圖1所示。

2 工作原理

利用擦黑板的摩擦作為動力，實現灰塵吸納，低碳環保。

（1）動力源：在黑板擦四周有兩個輪子，在擦黑板時，輪子會和黑板接觸，輪子轉動而為風扇提供動力；（2）傳動裝置：靠渦輪和傳動桿，輪子轉動帶動渦輪轉動，從而帶動風扇轉，再通過直齒輪帶動黑板擦上面一個和下面一個風扇的轉動，下面的一個風扇轉動是通過下面的渦輪帶動下，使另一個風扇轉動，棘爪的作用是不管輪子如何轉向，都不影響風扇的轉動；（3）吸塵來源：風扇轉動，風扇從而產生離心力，達到吸塵的目的；（4）吸塵袋：粉塵袋是透氣的，在齒輪的上方有一個隔板，這樣可以達到充分吸塵目的，保證空氣的流通，從而可以實現吸塵目的，又防止了粉塵的流失。

利用CATIA軟件創建的黑板檫造型如圖2所示。

2.1 擦拭部分

擦拭部分設計成魚刺狀，在黑板檫底部設計一個圓弧，這樣更有效的防止粉塵流失。擦拭部分采用絨毛材料，擦拭的更為干凈，從而實現充分吸塵的目的。

2.2 內部裝置設計

吸塵裝置由外殼，風扇，直齒輪，錐齒輪，棘爪等組成，利用外來動力，并結合直齒輪和錐齒輪的組合傳動，帶動多個小風扇同時轉動，風扇的旋轉形成局部負壓，這樣將細小的粉筆灰塵吸入到黑板擦內。內部結構如圖3所示。

3 創新之處

利用擦黑板的摩擦動力帶動小風扇轉動（通過齒輪帶動渦輪風扇轉動，突出一點是：齒輪正反轉都不耽誤黑板檫的工作）這樣可以節約能源，減少一次性電池對環境的污染；用有機材料做外殼，更環保。通過CATIA軟件三維建模，仿真運動，觀察運動狀態是否穩定，這樣不僅能縮短計算的時間，還能減少中間過程，降低前期人力，物力的大量投入，并且可以快速的解決問題。

4 結論

該環保手持吸塵黑板擦在傳統黑板擦上進行創新改進，利用擦黑板的摩擦動力，增加了吸塵、積塵、傳動的裝置，使黑板擦具有吸塵，積塵的功能。該黑板擦具有小體積、高效率、環保等優點具有很好的經濟效益和環境價值。

參考文獻：

[1]機械設計手冊編委會.機械設計手冊——機電一體化系統設計[M].機械工業出版社，2007.

[2]秦大同.現代機械設計手冊[M].機械工業出版社，2011.

[3]謝進.機械原理[M].高等教育出版社，2006.

[4]呂仲文.機械創新設計[M].機械工業出版社，2004.

[5]謝黎明.機械工程與技術創新[M].化學工業出版社，2005.

大學生科技創新項，項目號：2016107