吸尘黑板檫的设计

冯柔　范姝　王炜霞　唐周

摘要：本课题以吸尘黑板檫为研究对象，从黑板檫的安全性、环保性、方便性等方面来进行设计。吸尘黑板檫主要由黑板檫和吸尘电机相结合，在使用时，按动开关启动吸尘电机，然后在上下檫黑板时，粉尘就通过吸尘电动机进入黑板檫内部的粉尘收集箱内，这样粉尘就不会飘到空气中进入人体的呼吸道，危害人体健康了。

关键词：黑板檫；吸尘；健康

一、绪论

众所周知，粉笔、黑板檫和黑板是日常学习中必不可少的教学工具，教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。在45～50分钟的一节课里，就要擦写数次，下课时，往往在手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。天天如此，年复一年，工作20～30年后，消磨了数以万计的粉笔。不可避免地从鼻孔吸入一些粉笔灰，危害师生的健康。

（一）粉笔灰对人体的危害

对肺的危害：粉尘对教师身体的危害，以肺最为常见，在教学过程中，粉笔灰很容易被吸入肺，多数被阻留在肺泡内，经过一系列的刺激，化学和免疫的作用便可造成肺部损失，包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降，常见的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等（即粉笔粉尘中含有二氧化硅，被吸入肺部，在肺部游离的二氧化硅含量在百分之一以上形成肺纤维化的粉尘，从而使肺泡纤维化，导致肺部呼吸功能下降）。

对上呼吸道的危害：粉笔粉尘进入肺的途径是通过上呼吸道包括鼻、咽、支气管，在这一过程中，部分粉尘会停留于上呼吸道，对粘膜上皮细胞产生机械刺激和损坏，长期在这种环境下工作，会引起一系列的病变，其中对鼻的影响最常见的是诱发干燥性鼻炎，其次是肥厚性鼻炎，症状为鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等；对咽的影响主要是诱发慢性咽炎，使咽部干燥，咯痰不爽、咽痛咽痒；对支气管的影响主要是诱发慢性支气管炎，有时还会引发哮喘，另外还有可能引起鼻咽、支气管等部分的癌变。

对眼睛的危害：眼睛是人体器官中最精密、最易受损的器官之一，粉笔粉尘的主要成份碳酸钙、氧化钙等是一种水溶性物质，容易溶解于水，并产生碱性物质，如教师在教学过程中，粉笔粉尘落入眼中，刺激泪腺分泌，眼泪水解碳酸钙而产生碱性物质，就会严重刺激眼部粘膜，造成粘膜损伤，形成慢性炎症，还可能诱发近视的产生。

使用传统的黑板檫檫黑板粉尘会全部进入空气中，通过人的呼吸进入呼吸道，粉尘进入人的呼吸道会影响人的呼吸系统，还会伤害肺部、耳朵、眼睛等器官或组织，粉尘的颗粒很大，严重危害人体的健康。因此结合各个方面考虑，吸尘黑板檫是很有必要的。

二、吸尘黑板檫的设计

该吸尘黑板檫主要由檫拭部分、粉尘收集部分、吸尘电机、控制部分（外壳）、开关及警示灯这六个部分组成。

（一）檫拭部分的设计

檫拭头由薄状海绵檫拭片与其包裹着的硬质塑料底板构成，因为海绵的吸尘效果较好，并且用来檫拭黑板也比较容易，成本也不高，因此材质选择海绵，并且海绵可以取下来洗，再继续安装上去使用，不用直接换黑板檫，既方便又节约成本。海绵的宽度应该与硬质塑料底板的宽度一样，因为宽度过宽也是浪费人在使用黑板檫的时候周围多余的海绵是用不到力的，底板上设有若干吸尘通孔，在启动吸尘电机之后，粉尘就通过这些通孔进入粉尘收集箱内。

（二）粉尘收集部分

在黑板檫的背部有一个粉尘收集箱，在打开开关启动吸尘电机之后，檫拭黑板时粉笔灰就会通过底板上的吸尘通孔进入到粉尘收集箱内，当收集箱内装了一定量的粉笔灰之后可以打开黑板檫背部的黑板擦外壳倒出粉笔灰，因此黑板擦外壳应该用硬质透明塑料制成，即轻巧又节约成本，更主要的是能够看到收集箱內装了多少粉笔灰。

（三）吸尘电机

吸尘电机是吸尘黑板檫的一个重要组成部分，通过吸尘电机的运行才能够吸收粉尘，吸尘电机抽风口与檫拭头底板上的通孔间设有粉尘过滤结构，同时，出风口与黑板檫外壳上也设有粉尘过滤结构。这样在排气的同时粉尘留在了粉尘收集箱内。由于吸尘电机在运行时会产生一定的热量，温度过高，吸尘电机容易被损坏，因此在内壁开一个散热孔。

（四）控制部分（外壳）

在使用黑板檫时，使用者用手握住黑板檫的外壳，黑板擦的宽度根据成年人男女性的第五百分位来设计。据查阅，成年人男性手长的第五百分位为165mm，成年女性手长的第五百分位为159mm，平均为162mm，因为人在使用黑板檫的时候手掌是弯曲的，所以取平均手长的一半作为黑板檫的宽度，再减去2mm的修正量得到80mm。

为了让操作者使用黑板擦时更容易，就在黑板檫外壳的左右两边设计凹陷的纹路，增大摩檫力，在使用黑板擦的时候操作者的手指就放在纹路上，更容易操作。

（五）开关

在使用黑板擦的时候要先按动开关启动吸尘电机，由于檫黑板还是需要一定的时间，所以推动式的开关更适合，由于操作者在檫黑板时手要握住黑板檫的左右两边，因此开关不宜设在左右两边，那样容易误关开关，所以将开关设置在黑板檫的上部更合适。

（六）警示灯

当电量低于10%时，警示灯就会亮起来，用于提醒电量不足，应使用红色（红色预警），人们对红色很敏感，因为大多数人都习惯用右手来檫黑板，所以应该把警示灯设置在黑板檫外壳的左上角，这样在使用黑板檫是很容易就能看到警示灯亮没亮。

三、总结

本论文以吸尘黑板檫为研究对象，从安全性方面来说：顾名思义，就是吸收粉尘，因为粉尘对人体的健康危害很大，通过人的呼吸进入到人的呼吸道，很容易患上肺病，并且对人的鼻子、眼睛也不好，所以吸尘黑板檫给人的安全带来一定的保障；从环保性来说：使用吸尘黑板檫不会让粉尘飘到空气中，就不会污染空气与环境；从舒适性来说：在黑板檫外壳的左右两边设计了凹陷的纹路，这样操作者在使用黑板檫时不容易打滑，拿着也更舒适。因为各个学校都会使用粉笔，而对操作者的健康影响也很大，所以吸尘黑板檫起着举足轻重的作用，也是必不可少的。

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本项研究成果受攀枝花学院大学生创新创业训练计划项目资助