文档介绍：智能黑板擦设计方案报告海军工程大学2014年度机械创新设计作品方案报告作品名称:智能黑板擦参赛选手:11-422李明昊11-422赵恒11-422刘晨博11-422贾战鹏指导教师:海军工程大学训练部二〇一四年三月十日前言“一根粉笔,三尺讲台”,这是对教师的由衷赞美。殊不知,赞美背后,隐忧多多。板书带来的“粉笔综合症”已成为广大师生的头号健康隐患。教师常年使用粉笔,不自主地“吸”入大量粉尘,容易患上呼吸系统疾病。而学生与粉笔尘接触时间长,易受教室二次扬尘的危害,他们受到的危害甚至比教师更为严重。一名学生从小学到读完大学至少需要16年时间,这正是生长发育的黄金时期,却要不断受到粉笔灰尘的侵袭;一名教师从站到讲台上到退休大多在40年左右,生命的大半时间都要“吃粉笔灰”。因为每天上课要写板书、擦黑板,粉笔灰经常把老师弄得蓬头垢面。而且老师总是一边写板书,一边讲解,甚至有时一边擦黑板,粉笔灰也就自然而然地被吸进去。要是遇到上老师感冒、咳嗽,粉笔灰更是雪上加霜,严重的还会引发哮喘。据估算,一般而言,一名中学语文老师在一节45分钟的课上,需要写一黑板的板书,而一黑板的板书需要用掉半支粉笔;而一名中学英语老师或数学老师在一节45分钟的课上,往往需要写5黑板的板书,大约就要用掉两支半的粉笔。而毕业班的老师一天最多需要6节课,就相当于要“吸”掉12支粉笔。一、设计目的众所周知,黑板是我们日常学习中必不可少的一样教具,无论是从小学还是到大学,都会使用到黑板,而一般我们平时使用的人工黑板擦不但费时、费力,还有粉尘污染空气的缺点。因此,我们就有了“全自动黑板擦”的这个设想。从而达到使广大师生减少劳动强度及不受粉尘危害、身心健康得到保护的目的。另外,通过我们调查,当前市场中虽已有自动黑板擦,但大多数都是针对一块黑板,而且使用起来不方便,没有真正达到自动和无尘的目的,因此我们设计了此“全自动无尘黑板擦”。全自动无尘黑板擦包括固定黑板擦的横梁,驱动电机,联轴器,电机支架,齿轮,齿条,齿条架,导轨,燕尾,燕尾槽,防尘罩,电机罩,螺杆,滑块,连杆,黑板擦架,螺钉,螺栓,螺母等一系列零件。二、工作原理控制方式用两个电动机作动力,控制电机驱动黑板擦的上下运动和导轨的左右运动。控制方式可采用单片机进行控制,采用类似于数控机床的编程控制方式,能够擦除特定区域的字迹。在到达工作指定点之前抬起黑板擦进行快进,工作时放下黑板擦,压紧黑板慢进,整体提高工作效率。定点原理,黑板接收端接收到对应的指令,执行动作。利用黑板上宫格的分区,分出3*6的格子,利用相似的原理,按动遥控器的对应按键,擦除对应分区!吸合与无尘黑板擦除装置采用电磁吸合装置,使既可贴紧黑板,亦可不贴紧黑板。即当在“擦除”状态时,通过电路(见图1)接通,衔铁与线圈吸合,使黑板擦与黑板紧密接触,从而当黑板擦上下移动时,黑板擦擦除笔迹。而在“不擦除”状态时,吸合电路并不接通,毛刷与黑板不接触,从而不具有擦除作用。黑板擦后安装塑料盒,盒内加装小型风扇(见图2),从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘,使本装置具有“无尘”功能。所以,当我们需要擦黑板时,就无需直接动手去操作,而是通过控制开关,来实现黑板擦的上下移动与擦除,这样就给使用者带来不少便捷之处。图1图2三、,通过链传动控制黑板擦的移动,而电动机的正反转则可实现黑板擦的上下移动,实现电动机正反转的电路图如图3,SBF相当于“上升”按钮,即按下SBF时电动机正转,带动黑板擦向上移动;SBR相当于“下降”按钮,即按下SBR时电动机反转,带动黑板擦向下移动。同理,能够控制横梁从而实现板擦左右移动。,在黑板擦的两端分别设置一衔铁。在贴近黑板擦的边框两边分别固定一个线圈(已缠有相应匝数的导线),两线圈通过开关分别与相应的电源连接。开关闭合时,线圈通电产生电磁力,在电磁力的作用下,黑板擦两端的衔铁克服弹簧的作用力与线圈吸合,从而实现了黑板擦与黑板面的紧密接触,通过黑板擦的移动,来实现擦除功能。开关断开时,电磁力消失,黑板擦两端的衔铁在弹簧的作用下与线圈分离,从而黑板擦与黑板分离,黑板擦上下移动时,不会擦除黑板上的字迹。在黑板擦上面加一等长的塑料罩盒收集散落的粉笔灰尘,从而实现黑板上字迹的擦除功能和无尘功能。四、功能、特点及应用前景1、功能传统的黑板擦需要手动实现其运动,并且需要人力擦除黑板笔迹,针对这些费时、费力和粉末污染等弊端,我们设计了以上方案,该方案是建立在自动控制与机械运动原理的基础之上,综合了机械运动与电器的自动化控制,实现了黑板擦的多功能、模块化和自动化设计。全自动无尘黑板擦主要具有以下几部分功能:(1)利用电动机可实现正反转的原理,通过减速器、齿轮和链条来实现黑板擦的自动上