一體化全屏除塵黑板

張紫璇 安小虎 王林杰 羅鑫源

摘 要：通過對目前已研究出來的黑板擦做現狀分析，本文綜合考慮除塵黑板的制作成本、擦拭效率和便捷性，設計了一種“一體化全屏除塵黑板”。這種除塵黑板不局限于黑板擦，而是直接將板擦安裝在黑板背面，實現大范圍快速擦除。此“一體化全屏除塵黑板”包括：黑板轉動齒輪組、可調控齒輪組距離按鈕、除板擦粉塵的帶齒滾輪、抽拉式儲灰底槽。兩塊黑板背面安裝棉質板擦，其中一塊黑板的正面在齒輪組轉動的過程中被另一塊黑板背面板擦擦拭干凈黑板上下兩側加裝有斜度且平行的齒輪。下層板面的背后墻面裝五個帶齒滾輪，其作用是將背面的板擦上積累的粉塵撣下落入黑板底部的粉槽內。在兩塊黑板之間下部安裝抽拉式儲灰底槽，粉筆灰集中落入底槽內，減少污染易于清理。本作品結構簡單，使用方便，成本低，在兩塊黑板上下交換的過程中實現大范圍擦拭，既能節省時間，又能有效減少粉塵飛揚。

1.前言：

隨著現代科技的發展，多媒體教學已經得到了廣泛應用，但很多學科教學還需要大量的板書，如數學、物理、化學的公式推導過程等。而目前手動擦黑板效率低，粉筆沫飛揚，對教師的健康有很大傷害，也影響了課堂效率，尤其是對于一些需要大量板書的教學更是如此。目前絕大多數學校使用的都是手動小塊黑板擦，不需要粉筆的全自動多媒體黑板因為成本過高，只被極少數學校采用。

所以針對此種現況，我們研究小組設計出了一種全新的可以實現全屏除塵的黑板擦。全屏板擦能夠實現大面積擦拭問題;調節距離按鈕能滿足老師保留部分板書的需求;底槽集中收集粉筆灰塵減少粉塵污染;黑板制作成本較低能在大多數學校普及。綜上所述，本產品有效減少教師擦黑板的次數，提高效率，也有效減少了粉塵對師生健康的危害，并且普適于絕大多數學校。

2.組成結構：

高效一體化全屏除塵黑板的組成結構如下部分：黑板板面互換機構、齒輪控制機構、抽拉式底槽機構和帶齒滾輪機構。

2.1黑板板面互換機構。黑板板面互換機構由黑板上下板面、齒輪和板擦組成。黑板上下兩側加裝上斜度合適且平行的小齒輪，在中間裝上一個大齒輪實現上下板面可以輕松上下拉動從而實現上下層板面互換。板擦采用優質柔軟的棉質材料，在板面互換時通過有斜度且平行的齒輪作用使兩板面摩擦力增大從而完成自動擦除所書寫的粉筆字。

2.2齒輪控制機構。齒輪控制機構由小齒輪、調控距離按鈕組成。小齒輪組上加裝可調控兩板面間距離的按鈕。兩板面在實現上下板面互換時按下距離按鈕，由于距離增大而使得老師已經書寫過的內容不受任何影響。既方便同學們課下完善筆記也不耽誤老師用黑板繼續授課，實現人性化服務。

2.3抽拉式底槽機構。抽拉式低槽利用了抽屜的原理。當低槽存儲空間滿時只需要抽出后集中處理，很好的阻止了粉塵亂飛的現象。不僅減輕了對師生身體上的危害，也能提高學生上課的熱情。該裝置結構既環保又經濟。因為該裝置結構簡單、易于制造且成本較低，很容易實現。

2.4帶齒滾輪機構。帶齒滾輪類似于我們使用的卷發梳，將若干帶齒滾輪安裝在下層板面的背后墻面上。當上下層板面實現交換時棉質板擦與板面摩擦后產生粉塵。粉塵一部分自動落入存儲粉塵的底槽中，一部分會繼續殘留在板擦上。板擦通過帶齒谷輪后會將板擦上殘留的粉塵撣下落入底槽中。棉質板擦被清理從而使其能夠長期重復使用。

一體化全屏除塵黑板基本運作示意圖：

3.創新點：

3.1創新擦黑板方式。運用齒輪滾動推動上下黑板的交替運轉，使上下黑板面在老師交替使用時，能一次性清理黑板上的板書，提高了擦黑板的效率，節約了課堂時間，對于教學各方面一定程度上是一種促進與革新。

3.2除塵一體化操作。簡單、快捷，流程簡便有序易操作，實用性強，可廣泛推廣到教學活動中，市場前景好。

3.3采用集塵底槽。便捷、可拆式的底槽有利于粉筆塵的集中處理，提高了處理效率，減少了對環境的污染，也使流程更加簡便、一體化。

3.4黑板背面安裝類似于卷發梳的帶齒滾輪。定時處理黑板背面的黑板擦，保證黑板擦的可用性，使工作良好運作并可長期重復使用。

4.結語

本項目在使用途中主要解決粉筆灰的飄散以及擦黑板的效率，老師用完一張黑板面后，只需將上層黑板拉下，就可將用完的黑板面擦拭干凈，可以節省擦黑板的時間，也可以使課堂效率提高，設計的黑板底槽可以有效收集粉筆灰，防止其四處飄散，提高清理效率 。

參考文獻：

[1]虞啟凱，楊紅鑫，蔣旭偉.一種無塵可移動自動黑板擦設計與仿真.

[2]杜菲 張凡 宋程祥.一種卷簾式自動擦跡除塵黑板.

作者簡介：

張紫璇（2000. 10——），女，漢族，河南省信陽市，鄭州市金水區華北水利水電大學 會計學專業 本科生

安小虎（1998. 01——），男，回族，新疆烏魯木齊市，鄭州市金水區華北水利水電大學 信息管理與信息系統專業 本科生

王林杰（2000. 04——），女，漢族，河南省沁陽市，鄭州市金水區華北水利水電大學 會計學專業 本科生

羅鑫源（2001.01——），男，漢族，河南省南陽市，鄭州市金水區華北水利水電大學 會計學專業 本科生