全自动无尘黑板擦-开题报告

机械原理课程设计全自动黑板擦方案一in图文综合文库嘿，大家好！今天给大家带来的是一个相当实用且有趣的项目——全自动黑板擦方案。

作为一位有着10年方案写作经验的大师，我将用意识流的方式，给大家详细讲解这个方案的来龙去脉。

一、项目背景作为学生，我们都有过擦黑板的经历，那种尘土飞扬、胳膊酸痛的感觉至今仍记忆犹新。

而作为老师，频繁地擦黑板也是一个相当费时费力的工作。

于是，我们萌生了设计一款全自动黑板擦的想法，既减轻学生和老师的负担，又提高了课堂效率。

二、项目目标1.实现全自动擦黑板功能，减少人力投入。

2.降低尘土飞扬，改善课堂环境。

3.提高黑板使用寿命，降低学校成本。

三、设计原理1.电机驱动：采用直流电机作为动力源，通过减速器降低转速，增加扭矩，驱动擦板机构运动。

2.传感器检测：利用红外传感器检测黑板擦的位置，确保擦板均匀，避免漏擦。

3.控制系统：采用单片机作为控制核心，实现黑板擦的自动启动、停止和往返运动。

四、方案设计1.结构设计（1）黑板擦主体：采用方形铝合金管材，轻便、耐用。

（2）擦板机构：采用毛刷材质，具有较强的清洁能力。

（3）电机及减速器：固定在黑板擦主体上，驱动擦板机构运动。

（4）传感器：固定在黑板擦两侧，检测黑板擦位置。

（5）电源：选用充电锂电池，方便充电和携带。

2.控制系统设计（1）单片机：选用STC89C52，具有丰富的外设接口，便于扩展。

（2）驱动电路：采用L298N驱动芯片，驱动直流电机。

（3）传感器信号处理：采用电压比较器，将传感器信号转换为数字信号，输入单片机。

（4）显示及按键：设置LCD显示屏，显示黑板擦状态；设置按键，用于手动控制黑板擦。

五、功能实现1.自动启动：当黑板擦放置在黑板下方时，红外传感器检测到黑板，自动启动电机。

2.自动停止：当黑板擦擦拭到黑板边缘时，红外传感器检测不到黑板，自动停止电机。

3.自动往返：当黑板擦擦拭到黑板边缘后，自动反转方向，继续擦拭。

4.手动控制：通过按键，可以手动启动、停止黑板擦，调整擦板速度。

项目
编号
国家大学生创新性实验计划项目申请书
项目名称：全自动黑板擦的研究策略
**人：**
所在（院）系：数学与信息科学学院
申请人电话：
申请人电子信箱：
导师：
导师职称：
导师所在单位：
导师电话：
导师电子信箱：
填表日期：
河南师范大学制
二〇〇八年十月
填写说明
一、本表要按顺序逐项填写，内容要实事求是，表达要明确、严谨。

空缺项要填“无”。

要求一律用A4纸双面打印，于左侧装订成册。

二、申请参加河南师范大学“国家大学生创新性实验计划”项目团队人数不得超过5人（1人为项目负责人，参与合作研究者1--4人），运行周期为2年。

三、指导教师主持科研项目情况限填两项；代表性科研成果限填三项，若为论文需按照论文题目、发表刊物名称及年、卷、期、页码填写，若为科研成果奖，需按照成果名称、授奖机构及获奖等级填写，若为专利，需按照专利名称、专利性质（国家发明专利或实用新型专利）、授权机构填写。

以上成果限第一作者或第一完成人。

四、如填表有不明事宜，请致电咨询（联系电话：）。

一、项目申请人情况
二、指导教师简况
三、指导教师对申请人的评价
四、申请人对研究项目简要说明
备注：此页仅用于推荐申报国家级大学生创新性实验计划的项目填写。

全自动黑板擦摘要第一章研究背景第二章设计目的第三章设计原理第四章设计方案及过程4.1 方案选择4.1.1 最初方案4.1.2最终方案4.2 尺寸计算4.3 材料准备.4.4 组装4.5调试第五章结论摘要；为解决现在普通黑板擦费时费力，易产生粉尘危害的不足，本小组设计了一种全自动其主要原理是菱形架结构作为往复运动构件，导轨最为支撑，电动机作为动力本次课程中基本实现了其基本功能，但同时也有改进和不足之处。

本次实践收获颇丰，对于我们创新思维的培养以及工程实践能力有了一定的提高，粉尘粉尘粉尘粉尘、菱形架菱形架菱形架菱形架；全自动黑板擦本小组设计了一种全自动电动机作为动力。

在本次实践收获颇丰，取得对于我们创新思维的培养以及工程实践能力有了一定的提高为解决现在普通黑板擦黑板擦，其主要原理是菱形架结构作为往复运动构件本次课程中基本实现了其基本功能了良好的锻炼学习的效果，关键词；全自动黑板擦第一章绪论现今学校教室中所使用的黑板擦大多数还是人工黑板擦，需要老师或者同学人工费时费力，同时也会产生许多粉尘，恶化教室的空气环境全自动黑板擦需要老师或者同学人工恶化教室的空气环境。

1.1 研究背景现今学校教室中所使用的黑板擦大多数还是人工黑板擦擦拭，效率低下，费时费力第二章现在教室常用黑板擦存在很多不足时候老师往往没有很多的时间来擦拭黑板能很好的把黑板擦干净排同学的健康造成不良影响来弥补这些不足之处。

设计目的现在教室常用黑板擦存在很多不足，比如需要人工擦拭，在课程进度比较紧张的时候老师往往没有很多的时间来擦拭黑板；同时，普通黑板擦的效率低下能很好的把黑板擦干净；而且普通黑板擦的使用往往会造成大量的粉尘排同学的健康造成不良影响。

基于以上问题，我们小组决定设计一种全自动黑板擦来弥补这些不足之处。

我们设计的这种全自动黑板擦不需要人工擦拭，为老师节约了不少时间黑板擦的工作效率较高，能在短时间内很好的对整块黑板进行擦拭；最重要的一点是全自动黑板擦可以进行远程控制，可以在周围没有人的时候工作，进而很好的避免了粉尘对人体健康的影响。

大学生创意大赛计划书
如图：
二、创新点
社会环境分析：现在常用黑板擦存在很多不足，比如普通黑板擦的效率低下，且往往不能很好的把黑板擦干净，而且普通黑板擦的使用往往会造成大量的粉尘，对老师，前排同学的健康造成不良的影响。

如今学生压力大，时间紧，能够主动去擦黑板的人并不是很多。

所以该产品的出现顺应了社会的需求，其适用于小学，高中，大学各层次学校，各单位，公司，企业，培训机构，市场广泛，可置身于任何教学环境，可自动擦净黑板，减轻教师教学负担，提高教学效率。

1.传统黑板擦：价格便宜，在目前的中小学校中大量使用，占据了市场的70%
2．滚动式环保黑板：价格较高，在一些县市级中小学校中较多使用，占据了市场的10% 3．吸灰黑板擦：价格适中，在一些县市级中小学校中较多使用，占据了市场的10%
竞争优势：新型多功能黑板擦本身的优越性能；对其广大的师生具有超强的优越性能。

三、可行性分析
3.1价值主张
当前，尽管多媒体为代表的现代化教育工具已经普遍走进课堂，但是在数学、物理等需要讲解与论证的课程中，传统的黑板依然不可或缺。

然而，传统黑板需要手动擦拭，这无疑增加了教师不必要的劳动，同时粉笔灰尘会对教师和学生的身体健康造成伤害。

鉴于此，我们创新设计了一种自动擦拭和吸尘的黑板擦，该黑板擦实现了自动擦拭和自动吸收粉笔灰尘，减轻了。

毕业论文(bì yè lùn wén)（设计）开题报告课题(kètí)名称室内(shì nèi)地面自动清洁机学生姓名学号所属学院专业班级指导教师起止时间机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写《开题报告》应包含(bāohán)的内容：1、本课题来源及研究(yánjiū)的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究(yánjiū)现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。

二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。

三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。

四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。

内容总结（1）毕业论文（设计）开题报告课题名称室内地面自动清洁机学生姓名学号所属学院专业班级指导教师起止时间机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写《开题报告》应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义（2）3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析（3）4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路。

目录一、明确设计任务................................ - 2 -二、确定系统的总功能............................ - 4 -三、总功能分解.................................. - 5 -四、设计方案.................................... - 6 -五、方案评价................................... - 10 -六、最终方案................................... - 12 -七、功能的优化及改进方向 ....................... - 13 -八、结束语 .................................... - 14 -全自动无尘黑板擦的设计一、明确设计任务1、社会需求“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。

常用的黑板擦就有很多不足：（1）需要人工擦拭，在课程进度比较紧张的时候老师往往没有很多的时间来擦拭黑板；（2）普通黑板擦不仅效率低下，而且往往不能很好的把黑板擦干净；（3）而且普通黑板擦的使用往往会造成大量的粉尘，对老师、前排同学的健康造成不良影响。

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，却要不断受到粉笔尘灰的危害；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”。

2、市场调查分析（1）市场描述众所周知，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，无法将黑板擦拭干净，不能清除死角，还粉尘污染空气的缺点。

一种全自动无尘黑板擦的设计高天明(学号:20091104068)(物理与电子信息学院物理学专业2009级汉班，内蒙古呼和浩特 010022) 指导教师:摘要:黑板的缺陷,自从它的诞生至今以致以后的一段时间里都是一个有待改善的问题。

它的缺点,是众所周知的。

很多全自动无尘黑板擦的探索,都因过于复杂或是代价太高而没有应用到实际中。

此文设计的这种全自动无尘黑板擦具有简单高效低成本的特点,对原有的黑板擦进行了多方面的改善,希望得以推广应用,对教育事业有所贡献。

关键词:黑板擦,全自动,无尘,粉尘1.构造此黑板擦外观类似常规的电风扇，其质量不到400g。

擦黑板面为圆形，是由两个同心圆组成的，外圆半径约为13cm。

擦黑板时，将黑板擦的插头插在正常交流电的插座上，打开开关，内外两圆快速反向转动(图1)，想擦哪块就将黑板擦放于那块上，便瞬间将其擦干净。

它的柄部和电熨斗相同，在黑板擦的背部，同时安有开关。

下侧为除尘装置的排气孔，擦下的粉尘被吸到排气孔中，经排气孔过滤排出(图2)。

图1 图2以上的一切过程，全由一个电动机完成，电动机可以和常规家用电风扇的相同。

2.原理constantly perfect caught grass-roots party work responsibility "two-way debriefing, and two-way comments" system, efforts put levels party construction became promoted full Xiang economic social and good and fast development of strong led core. 4. practical, strengthen the construction of party's work style. Style habit heavy in 一种全自动无尘黑板擦的设计2.1.共轴反转的实现由电动机带动上面的盘，在盘转动的同时，带动由两根杆固定的齿轮,同时由齿轮带动下面外擦黑板面，上面的盘与下面的内擦黑板面连接为一体(图3，箭头所示方向为其转动方向)。

全自动防尘黑板擦摘要：为快速有效的完成教室内擦黑板的工作，同时吸收擦黑板时产生的粉笔灰，以达到在减少教师的授课压力的同时保证对教师身体健康的保护效果。

本文设计出新型全自动防尘黑板擦。

设计主要实现了电路控制技术、水路控制技术、以及烘干技术的综合应用。

与此同时可实现对黑板擦拭的远程控制，达到快速便捷擦拭黑板的效果。

关键词：电路控制；水路控制；烘干技术；远程控制引言：尽管目前多功能媒体教学设备已经大量的出现于教学课堂，但板书教学仍然作为一种不可或缺的教学模式出现在课堂上，是教师授课最原始也是最有效的教学途径。

然而普通传统黑板擦（见右图）擦拭效率低下，往往不能很好的完成擦拭干净的任务，既费时又费力，却收不到良好的效果，并且在擦拭时会产生大量粉笔灰，对老师、前排同学的造成身体上的伤害。

基于上述缘由，我们设计了这种全自动防尘黑板擦，黑板擦整体由金属滑轨，齿轮转动机，水源泵头，以及烘干机组成。

通过采用小型电动机作为动力源，利用齿轮咬合力来实现黑板擦的移动，带动板擦左右移动从而达到清洁黑板的目的。

其优点是设计结构简单合理，不仅造价低，而且操作方便，减少了粉笔灰的掉落，有利于老师和同学们的身体健康。

其缺点是不易控制其出水量以及烘干机的功率输出，而且运转时可能会产生一定量的噪音，打扰同学们正常学习，其次，其对黑板的擦拭不能进行小面积的擦拭，仍然不能解决上课期间老师黑板擦拭的工作需求。

图-1 传统黑板擦图-2全自动防尘黑板擦目录一、作品核心创意： (1)1、创意产生过程 (1)2、核心思路描述 (1)（1）设备器材 (1)（2）设计方案 (1)二、创意可行性分析 (2)1、技术实现思路 (2)2、相关技术分析 (2)红外遥控技术 (2)传动机构 (3)3、预计技术难点 (3)三、创意应用前景 (3)1、应用场景 (4)2、市场需求 (4)3、推广模式 (4)四、讨论与总结 (4)[参考文献] (5)一、作品核心创意：1、创意产生过程传统黑板擦擦拭效率低下且擦拭效果较差，而且擦拭过程中产生大量粉笔灰对老师同学的身体健康带来损害，既无法满足较多板书课程的擦拭需要也不符合产品对人伤害最小化的原则。

防尘黑板擦的研究专题报告时间:2011年09月25日作者:湟中一中高二（2）班冯俊斌序个人的身体健康在一定程度上取决于你所呼吸的空气的洁净程度。

粉笔教具是目前教学的必备工具，用它来传授知识，是最原始和最传统的主要教学方法之一，粉笔其应用到现在已有几千年的历史，对人类的教育事业做出了不可磨灭的贡献，随着历史的进步和社会的发展，人类对粉笔教具的认识不断提高，即粉笔给人类教育事业带来进步和做出巨大贡献的同时，也给从事教育事业的教师及学生带来巨大的危害。

根据全国和我省部分调研资料显示，随着社会进步和社会节奏的加快，教师职业病率呈逐年上升的趋势，职业病呈现多样化方向发展，其中粉尘引起的尘肺以及各种急慢性呼吸道疾病是中国目前职业病中最主要，危害最严重和最广泛的一种。

学生近视患病率亦逐年上升，到了异常严重的程度。

所以，制作出防尘黑板擦成了刻不容缓的问题！目录结题报告（1）课题提出的背景（2）目的与意义（3）摘要（4）研究过程（5）制作过程（6）小组成员感言（7）导师评语一、课题提出的背景综观国内外教学界，普通常用的黑板擦只是将毛毡放人铁皮盒内，教师上课擦黑板时，飞扬在空中的粉笔灰尘被人吸人肺部，久而久之给师生的身体健康带来极大损害。

随着科学技术的飞速发展，我们利用自己的创造力来研制一种防尘黑板擦，把师生从充满粉笔灰的教室中解放出来就成了刻不容缓的问题。

粉尘影响老师及学生的身体健康。

并且值日生很难将粉尘清除干净。

一般黑板擦有以下弊端：（1）无法控制粉笔灰的污染；（2）无法使黑板擦拭干净；（3）无法清除黑板擦毛层上的粉笔灰；（4）一般黑板擦质量差，易坏。

二、目的与意义运用所学的知识解决实际问题，培养科技创作的兴趣和技能，提高我们的物理水平和动手能力，在此基础上发表各自见解并提出问题，通过自己的研究去解决问题，无论成功与否我们都将获得非常大的收获。

改进后的黑板擦以防尘为主，在很大程上减少粉尘对健康的危害以及对环境的影响。

uu大学机械工程学院
创新与特长教育（一级项目）
中期检查报告
项目名称：新型全自动黑板擦的设计负责人：hhh
联系电话：187135010147
所在年级：10级
班级名称：工程机械
指导教师：特55
课题性质、来源：□导师指定□学生自选
项目起止时间：2013.6-2014.6
机械工程学院教务科制
2013年10月
一、项目情况
方案三：在黑板擦上设计个小风扇。

用力擦黑板时带动小风扇，就可以扇出风来。

风扇用个罩子遮住，三面不通风，这样产生的风就可以只吹向一个方向。

虽然所有的粉笔灰被吹向同一个方向，粉笔灰最终还是会在教室里飘散。

想让粉笔灰被吹到门口或者窗外也是非常有难度的，粉笔灰仍然会在空气中飘散，不过是将它在室内飘逸转移到了在室外飘逸。

这样做虽然室内的人得到了保障，但室外的空气却有被污染了。

方案四：采用类似车用雨刷装置，在黑板四周安装喷水装置，待喷水后用带棉布或者其它的擦拭机构进行擦拭，这种方案简单易行，但擦拭效果有待进一步检验，另外擦拭装置的分配范围，擦拭范围有待进一步研究。

二、指导教师意见
三、专家组意见
四、学院意见。

研究消除粉笔粉尘方法开题报告（2）(1)目前：普通布制黑板擦(2)改进：制作出吸收粉笔粉尘的设备，由一条导管连接着黑板擦和一个小型圆形箱体。

(3)好处：其功能类似于吸尘器，在擦黑板的同时机器启动，使飞散的粉尘大部分不向外扩张，将粉尘吸进容器内，易于收集粉尘。

(4)弊端：刚接触的人使用时感觉不太灵活方便。

我们针对教室讲台前地方狭窄，老师、学生来往频繁和学生活泼好动等的特点，认为研制一种使用灵活、方便，又能消除粉笔粉尘功能的黑板擦，即在现有传统黑板擦的基础上做一定改进，加入吸尘的功能，解决粉尘向外飞扬的问题。

我们着手于研究制作吸尘黑板擦来解决粉尘污染的问题。

三、对课题研究进行的理论、数据等方面的分析(1)制作吸尘粉笔擦吸尘粉笔擦的制作是由大家共同参与讨论及挑选材料完成的。

吸尘粉笔擦是在注塑壳体的内侧，与壳体两边平行铸有两棱骨、四块限位挡板，壳体上端面开有通孔，注塑的板擦固定架的螺杆上端车有螺纹，板擦体镶嵌在固定架下端面凹槽内，固定架位于限位挡板中间，螺杆穿过壳体的通孔与镶有弹簧的上压盖以螺纹连接，毛刷安装在棱骨的凹槽内，收尘片安装在壳体无棱骨对应的一边上。

防止了尘土的飞扬，把粉尘收集到一起。

吸尘粉笔擦由于制作成本低廉、使用方便、使用成本低，在学校中能够广泛推广。

使用吸尘粉笔擦能够有效减少空气中的粉笔粉尘，净化教室内空气，有效率达到80%以上。

(2)制作过程中遇到的问题我们就“吸尘黑板擦”课题研究过程中遇到的几个问题请教蔡老师，并通过与老师讨论得到以下解答：1.黑板擦的原理。

答：现在市场上已研制出这种黑板擦，但还未能投入使用。

原理大致如下：在黑板擦内部装有一小吸尘器，使用时吸尘器将粉笔灰吸入,并存入内部专门收集粉笔灰的容器中，但要定期清理容器。

2.粉笔灰为什么会掉落,为什么有一部分会飞到空气中? 答:因为擦黑板过程中会产生风，而粉笔灰很轻，因此可以考虑在粉笔灰中加入一些密度较大的物质，使粉笔灰往下落，减少飘散到空气中。