文档介绍：word
word
1 / 14
word
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 X晨博
11-422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展控制，采用类似于数控机床的编程控制方式，可以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展快进，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
利用单片机接无线通信模块发送指令，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
word
word
3 / 14
word
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，使黑板擦与黑板严密接触，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
word
word
4 / 14
word
图2
三、设计方案
1．黑板擦移动设计方案
电动机通过减速器与链轮连接，通过链传动控制黑板擦的移动，而电动机的正反转如此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，可以控制横梁从而实现板擦左右移动。
图3
2．擦除装置设计方案
在导轨中装有黑板擦，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
word
word
6 / 14
word
(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制弹簧的作用力与线圈吸合，从而实现了黑板擦与黑板面的严密接触，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别离，从而黑板擦与黑板别离，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、特点与应用前景
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根底之上，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局部功能：
〔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下运动。
〔2〕利用电磁吸合原理，使擦除装置与黑板可以自动接触与脱离，从而实现随时、随意擦除黑板的功能。
〔3〕利用静电原理，防止了粉尘随意漂浮的缺点，实现了粉尘的集中清理功能。
word
word
7 / 14
word
〔4〕通过电路、开关和操作面板，实现所有运动的自动化控制。
2、特点
在设计过程中，采用了机械运动和自动控制相结合的创新设计方法，使全自动无尘黑板擦与传统的黑板擦除方法相比，具有如下优点：
〔1〕黑板擦的上下运动通过按钮自动控制，方便可靠、省时省力，节省了上课时间，提高了上课效率。
〔2〕由于采取了粉尘集中去除措施，在黑板擦上面加一塑料罩盒收集散落的粉笔灰，从而防止了擦黑板过程中产生的灰尘给教师、同学带来的身体危害，具有环保型的特点。
〔3〕本方案采用了主电路与控制电路相别离的方法，从而操作安全。
〔4〕本方案所实现的功能，是根据现已有黑板的尺寸与特点设计的，所以安装时只需对原黑板经过改造，既能达到全自动无尘的效果，而无需将原黑板全部换掉。
〔5〕结构简单，本钱低，便于安装。
〔6〕系统原理简单，操作方便。
3、应用前景
随着多媒体技术的开展，课堂教学对黑板已不是像以前那样依赖，但黑板的方便书写的特点仍是不可替代的，所以黑板仍是课堂教学所不可缺少的。但是，由于传统的黑板擦除方法存在着很多弊端，在当今以人文本、全面建设和谐社会的趋势下，这种弊端越来越