新型无尘自动黑板擦的设计.pdf

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1、全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会新型无尘自动黑板擦的设计黄斌,王冰,郭庆,王东（武汉纺织大学机械学院,武汉430073）摘要：本文介绍了粉笔灰对师生的危害，分析了市场上已有黑板擦的不足，并详细介绍了基于万向轮、人字形擦子、六片扇叶、百叶窗、过滤集尘盒设计的无尘自动黑板擦。关键字：黑板擦；无尘；自动StudyofNewAutomaticDust-FreeEraseHuangBin,WangBin,GuoQing,WangDongSchoolofMechanicalEngineering，WuhanTextileUniversity,Wuhan430073A

2、bstract:Thispaperintroducesthechalkforteachers'andstudents'harm,analysisofthetraditionalalreadyonboardandmarkettheerasershortage,andintroducesuseraserbasedonuniversalwheel、herringboneeraser、sixdoorleaves、shutters、andfilterdustcollectionboxdesignautomaticdust-freeeraser.Keywords:eraser;Clean;Aut

3、omatic1前言传统黑板擦具有的弊端是：(1)无法减轻粉笔灰的污染；(2)无法将黑板擦拭干净；(3)不能清除死角。前人在此基础上进行了研究改进，绝大多数采用机械、电动的方法自动或半自动的擦去粉笔字，有采用静电除尘，利用静电吸附粉尘；有采用大功率吸尘器吸尘，把大功率的吸尘器管道和黑板擦相连，黑板擦擦掉的粉尘直接被大功率管道吸走；有借助汽车的雨刷装置刷擦黑板，但没有解决粉尘随处飘的问题；有把黑板擦固定在导轨上，利用导轨的上下和左右移动来擦除粉笔灰，但也没解决粉尘四处飘散的问题，达不到保护教师、学生免受粉笔灰之苦的效果；有些不能实现局部的擦拭；有些可以吸尘，但这类吸尘黑板擦价格较贵，且结

4、构比较复杂。2.设计过程2.1原理人字形擦面擦除粉笔灰后，小型电动机带动扇叶高速旋转，产生强大的向后气流，气流把浮着的粉笔灰吸入后腔，然后转动百叶窗，粉笔灰进入集尘盒，安装在集尘盒外的过滤网把粉笔灰留在盒内，空气从过滤网排除。无尘自动黑板擦设计原理图如图1。图1无尘自动黑板擦设计原理图2.2组成主要元器件为：外壳、万向轮、电动机、扇叶、海绵擦、过滤网、联轴器等。无尘自动黑板擦实物如图2。2.3擦尘打开电源开关，电动机开始旋转，当黑板擦上的万向轮和黑板接触后，人字形擦面紧贴黑板，黑板擦随万向轮移动时，黑板擦擦去黑板上的粉笔字。人字形擦子三维设计图如图3。2011-8【】87全国先进制造

5、技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会图2无尘自动黑板擦实物图图3人字形擦子三维设计图采用三个万向轮与黑板面贴合，以滚动代替滑动，更方便擦拭黑板。为使得擦面可以擦除粉笔字，并在擦除中不需要额外施加指向黑板的压力，我们采用了便于控制的万向轮，并安装在外壳前端，擦面略微比万向轮高，使得在万向轮移动中，达到自动擦除，且摩擦力最小，可根据使用者的需要随意擦除需要的地方，不存在死角、局部不能擦除的问题。万向轮三维设计图见图4。图4万向轮三维设计图图5扇叶三维设计图2.4吸尘高速旋转的扇叶会产生一个流向集尘盒的强大气流，在檫黑板时，外壳的前端面和黑板之间只有一个很小的间隙，在风扇高速

6、旋转的作用下，从外壳外面进入里面的气流会很大，足以把悬浮的即将掉落的粉笔灰吸进集尘盒。扇叶形状设计成6片向后弯折，和底面成60度，电动机转动后，扇叶高速旋转，可产生最大负压。扇叶三维设计图如图5。2.5过滤市面上已有无尘黑板擦采用比较复杂的机械装置，有杠杆，橡皮筋等，这些在制作、操作比较麻烦，并直接导致黑板擦的成本增高，在改进前人设计的基础上，使用百叶窗式过滤装置。百叶窗打开，粉笔灰流进集尘盒。当气流到达后盖时，安装在外壳后背的过滤网把粉笔灰过滤掉，而气流则顺着过滤网又流出去，就这样反复的循环，黑板就可以方便快捷的被擦干净，并且没有粉笔灰四处飞散。百叶窗关闭、打开三维设计图如图6、图

7、7。2011-8【】88全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会图6百叶窗关闭状态图7百叶窗打开状态2.6控制用一个开关来控制电动机工作，图8所示为一个无尘自动黑板擦的电路简图。用电焊将接线焊接牢固，电源开关一闭合，电动机得到18V电压；断电后无尘自动黑板擦停止工作。因电动机的转速无法调整，所以它的吸力大小是固定的。图8电路简图3.结论新型设计的无尘自动黑板擦具有如下特点：（1）环保性。采取了粉尘集中收集措施，避免了粉尘给老师、同学们