电动双向无尘黑板的设计

陈召君,张新明,张振军,赵喜军

（西安石油大学机械工程学院,西安 710065）

1 引言

1.1 黑板的使用现状及存在问题

目前国内市场上投入生产和使用的黑板，依旧是利用传统黑板的工作原理，用粉笔在板面书写，然后用黑板擦擦拭。主要存在问题有以下几点：（1）黑板面积较大，存在固定擦拭死角；（2）擦拭过程中产生的粉尘严重影响师生的身体健康，长期吸入粉笔灰会对呼吸道系统和肺部产生危害；（3）手动擦拭耗费体力，不符合人机工程学原理；（4）手动擦拭浪费时间，影响上课效率。所以目前的黑板使用现状仍有待改进。

1.2 设计方案的提出

就针对目前黑板的使用状况及存在问题，为此设计一款新型黑板，解决以上问题。即设计一款电动双向无尘黑板，将已经提出的解决方案有效结合起来，具备双向擦拭黑板面、滚动循环高效使用的功能，利用机械设计、人机工程学、电机控制、材料加工及带轮的工作原理等知识，设计一款电动双向无尘黑板。

2 黑板设计原理及方案

2.1 设计原理

（1）黑板的动力来源为电机，节约人力；（2）电动机通过带轮连接带动一端轴的旋转；（3）黑板分为前盖板和后盖板，作为书写的支撑；前盖板，黑板带绕前盖板两侧的滚轴滚动，为书写提供支撑面，下方的孔用以装粉笔灰收集装置。后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换（4）黑板带，采用在黑板上加上黑板布的设计，不仅节约成本，且便于更换同时能达到理想的书写效果和擦拭效果；（5）粉刷需实现两个方向的擦拭，采用两种方向的粉刷，竖直方向8根，水平方向一根，以达到较理想的擦拭效果。

2.2 设计方案

如图1，2，电动装置的主动轮转动，主动轮和从动轮之间用V带连接，该装置整体的工作流程为：电动机转动→减速装置→主动转筒转动→黑板带转动→从动转筒转，刷子擦尘（先左右擦拭再上下擦拭）→收集装置收集粉尘。

图1 黑板的主要构件

图2 粉刷设计图

3 设计内容与创新点

（1）利用传送带的原理，增大书写面积，使得黑板实现双面使用；

（2）擦除过程在背面进行，有效避免粉尘产生的危害；

（3）背面设计储存粉笔灰装置，操作简单；

（4）先横向擦除再纵向擦除，达到比较理想的清洁效果;

（5）电动机作为动力,节省时间,提高上课效率。

4 总结

社会的发展以及人们对设计的要求越来越严格，所以产品的设计必须从用户出发，必须使用户舒适便捷的操作。所以我们在设计的过程中一直秉持这个原则，尽量做到结构简单容易操作。所有的设计产品最终的结果都是重要走向市场，所以必须考虑市场的需求，因为黑板是一个大需求量的产品，所以必须在设计中考虑成本，要能满足学校的大量购买。推广前景:我们设计的黑板在许多“自动擦拭黑板”的设计上进行改良,使得产品更加具有市场性和实用性.主要的优点有:制作成本低,操作简单,易实现;双向擦拭,使得擦拭达到最大可能的干净无痕。经济效益分析:大量的自动擦拭黑板目前还不能够进入市场,主要因为:（1）制作成本太高；（2）擦拭不彻底，在自动的设计中，自然没有人为的灵活，产品比较死板。所以在我们的设计中，从一定程度上解决了这两个问题，既能满足学校的大量购买，又能满足最大程度的擦除干净。所以经过综合分析，具有比较大的经济效益。

[1]罗圣国,李平林,张力乃,黄少颜著.机械设计课程设计指导书（第二版）[M].高等教育出版社,2011.

[2]吴建生著.工程力学（第二版）[M].机械工业出版社,2008.

[3]陈立德著.机械设计基础（第二版）[M].高等教育出版社，

2008.

[4]李树雄著.简明电路分析[M].高等教育出版社,2008.