全自动黑板擦

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。

摘要教室黑板凌乱给教师和学生带来了诸多不便，灰尘漫天给学生健康和教室干净的形象带来影响。

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。

根据全国部分城市调研资料显示，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。

本文的设计思路电机通过采用自动送料螺杆的原则驱动，同时对设计方案进行了包括其机构组成和某些重要结构在内的具体设计。

该机构介绍派生关系橡皮擦运动形式和结构参数的工作原理。

该分析机构对研究黑板擦的运动规律具有重要意义。

该黑板擦由外壳、减速器、齿轮、轴、轴承、毛毡等组成，黑板擦边缘采用密封装置，外接吸尘管。

本文所设计的黑板擦具有收尘效率高，结构简单，清灰方便，成本低，可靠性高等特点。

关键词：黑板擦、粉尘、电动机ABSTRACTMessy classroom blackboard for teachers and students a lot of inconvenience , dust filled the health impact to students and classrooms clean image. Personal health depends to some extent on the cleanliness of the air you breathe . Chalk is an essential tool currently teaching aids , and use it to impart knowledge , is one of the most original and most traditional main teaching method applied to chalk it now has thousands of years of history, mankind has made education indelible contribution , along with the historical development and social progress , human understanding of the continuous improvement of teaching aids chalk , chalk that brings education to human progress and at the same time make a significant contribution , but also to engage in education of teachers and students bring great harm.According to the National Survey data show that part of the city , along with social progress and social rhythm accelerated rate of occupational teachers showed an increasing trend in the direction of occupational diversified development, including pneumoconiosis and a variety of acute and chronic respiratory diseases caused by dust is China's occupational most important , the most serious and widespread harm one . Students prevalence of myopia has increased year by year , to the unusually severe degree.In this paper, the design ideas of the motor by using the principle of automatic feeding screw driver , while the design of programs , including the composition and structure of their bodies , including some important specific design . The agency describes the relationship between the eraser works derived form of exercise and structural parameters .This analysis has important implications for research institutions eraser law of motion . The eraser from the shell, reducers , gears, shafts , bearings, blankets , etc., using the eraser edge seals , external vacuum tubes . This article is designed eraser has a high collection efficiency , simple structure, easy cleaning , low cost and high reliability.Keywords: Eraser, dust, motor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (3)1.1 课题研究的背景 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 黑板发展的五个重要时代 (5)1.4 课题研究的目的及意义 (6)1.5 本设计的内容 (7)第2章自动黑板擦方案的确定及工作原理 (8)2.1 设计方案的确定 (8)2.2 工作原理 (8)第3章自动黑板擦的设计及计算 (10)3.1 电动机选择 (10)3.2 减速器的设计 (10)3.2.1 主要部件的选择 (10)3.2.2 分配传动比 (10)3.2.3 参数的设定 (10)3.2.4 齿轮的设计 (10)3.2.5 轴的结构设计 (11)3.3 齿轮的设计 (11)3.3.1 确定类型、材料及参数 (11)3.3.2 按齿面接触强度设计 (12)3.3.3 按齿根弯曲强度设计 (13)3.3.4 几何尺寸计算 (15)3.4 轴的设计 (15)3.4.1 材料的选取 (15)3.4.2 轴的校核 (16)3.4.3 轴承寿命校核 (17)3.4.4 键的设计与校核 (19)第4章结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1 课题研究的背景“一根粉笔，三尺讲台”，这是对教师的由衷赞美。

自动擦黑板机装置的总体设计张辉冯松张微袁伟内容提要：1任务分配2 •设计创新性3.市场调研及需求分析4.概念设计5 •方案结构化6.方案评估7.可靠性设计任务分配：张辉：总体概念设计，基于CATIA有限元分析，公理设计，VB动画演示制作，PPT演示文稿制作，任务报告整理。

冯松：基于CATIA的结构设计，PPT演示文稿整理。

张微：可靠性设计，有限元分析，PPT演示文稿的整理。

袁伟：市场调研，PPT演示文稿的整理。

一、设计创新性：第一：本次设计的核心装置齿轮连杆的动力传递系统及执行机构是创新点。

尤其是动力传动系统，巧妙地运用了不完全齿轮实现执行机构的往复摆动，并且达到了结构的布局合理和紧凑。

另外执行机构高度模拟了人体的运动，巧妙地设计保证了产品的效果。

第二：另外本次设计的产品是市场上目前很少见的产品，本设计弥补了这个空缺，市场前景看好。

产品的开发流程分为产品设计规划、方案设计、技术设计、施工设计四个部分。

本设计进行到技术设计部分，很多细节问题并没有涉及，也有很多地方值得改进，其具体的价值还有待市场的考验。

目前类似的产品主要还是一些专利和设想，真正投入市场的几乎没有。

另外这些专利和设计在我们看来有明显的缺陷和不足之处。

现在市场上流行一种“电动吸尘黑板擦”，这种产品和本设计有一定的相似之处，但二者还是有明显不同之处。

“电动吸尘黑板擦”如下图（右）所示，它算是一个半自动产品，而本设计是全自动产品。

另外还有一些专利也是设计了全自动的擦黑板机，但在我们看来他们的设计有很多不足之处，这正是这一类的产品迟迟不能投入市场的原因。

比如有一种专利，它的擦黑板原理仅仅是利用了旋转的运动，这样擦拭效果会很不好，粉笔末不是擦下黑板，而是涂抹在黑板上，效果很差，另外这种方法会有明显的擦拭死角，即长方形黑板的很多地方是无法擦到的。

比如还有一种专利是利用了简单的往复运动来擦拭，这种运动形式不仅实现复杂成本高，而且需要很高的运动速度。

辽宁大学第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品--静电除尘黑板擦学院：轻型产业学院专业：电气工程及其自动化创作团队：轻产科技部年级：11日期：2013.3内容摘要黑板、粉笔、黑板擦广泛应用于学校等文教场所，但粉笔字迹在用传统的黑板擦清除时会抖落出大量粉尘。

这些粉尘久而久之会对周围人群造成呼吸道和肺部的严重伤害。

因此，能够解决此问题的新型黑板擦的出现就迫在眉睫。

此款新型静电除尘黑板擦应用电场对带电粉尘的吸附作用，能够有效地解决粉尘的残留问题。

关键词：电场静电除尘粉尘吸附ABSTRACTBlackboard, chalk and erasers are widely used in schools and other cultural places. But chalk dust would be released in a large amount with traditional erasers. Chalk dust can be harmful to humanbeings' respiratory tract and lung. Thus, there is an urgent need for new type of eraser. This eraser below apply the theory that electric field can attract dust, which be able to solve the problem of chalk dust remaining辽宁大学第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)目录 (2)1 引言1.研究目的和意义 (3)1.研究方法和原理 (3)2 黑板擦制作2.1黑板擦原理图 (4)2.2黑板擦制作材料 (7)3 新型黑板擦发展优势及使用前景 (7)4 结语部分 (10)新型静电除尘黑板擦1.1 研究目的和意义本款新型黑板擦旨在解决当前社会中文教场所所使用传统黑板擦清楚粉笔字迹是会携带大量粉尘的问题。

每日一设想1、无尘黑板擦。

2、不松动鞋带。

3、无尘眼镜。

4、折叠式扫帚（可根据需要弯折到不同角度）。

5、密封式蚊帐（带有拉链，抗外界环境影响）。

6、易旋式杯盖（在杯盖上按装一气伐，当装有热水的杯子冷却后，不易扭开时，可按下气伐使内外气体相通，从而易打开）。

7、不溅水车胎。

8、电磁笔（利用电磁作用，当人坐姿不正时会产生例如声信号，提醒矫正坐姿）。

9、方便式玻璃清洁刷（此玻璃刷有主要部分“刷”和其附件“磁片刷”利用电磁力将两部分粘在玻璃两个不同面上）。

10、变色雨伞（伞由透明材料混合感光材料而成）。

11、保健牙刷（牙刷头可更换，而柄可多次用）。

1、智能玻璃：可根据屋外的光线强度自动调节室内的光强度。

2、多用途帽：冬夏两用，可保暖，又可挡阳光。

3、离子牙刷：可不用牙膏，直接用电源驱动。

4、伸缩式鞋底：可以根据适当条件调节高低。

5、报警多用途笔：当你的坐姿不好、光线太暗或者看的时间过长，提出警示。

6、清洁型梳子：直接把头皮的污物吸取掉。

7、声控电视：输入程序，用声讯号开关电视。

8、多用钢笔：可写字，也可涂改。

9、多功能火炉：通过调节燃气大小，达到不同的用途。

10、可叠书架。

11、透明衣：通过光学原理，达到隐形目的。

12、照明鞋：通过步行时磨擦充电，并且可根据光线强弱，适时照明。

13、助跳型运动鞋。

14、折叠型床：可随周围空间大小，改变床的尺寸。

15、可调节长度的晾衣架。

机制014 唐权 0190341231、可替换鞋底：鞋底最易磨损，可改成能替换鞋底。

2、可伸缩衣架：根据所需而可变长度的衣架。

3、声控电视：开/关、选频都可用声音控制的电视。

4、消音耳护：睡眠休息时避免别人打扰。

5、小型洗衣机：适合单人用，占空间小的小型洗衣机。

6、智能时钟：能提醒该做某事的时钟。

7、防盗锁：非标准钥匙企图开启即发出警报。

8、催眠音乐：听到后引起睡眠。

9、智能茶杯：可控温度的茶杯。

10、茶杯保护套：可防杯子摔坏的外套。

11、防脱落油漆：可防油漆脱落的油漆。

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。

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，目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。

技术学院毕业设计题目：自动吸尘清洁黑板擦设计系部现代制造工程系专业名称模具设计与制造自动吸尘清洁黑板擦设计摘要该设计主要介绍自动吸尘清洁黑板擦的发展趋势与总体设计；研究背景和方案的确定；整体运动部分的分析；伸缩架的设计；曲柄滑块的设计；凸轮尺寸大小的设计；活动黑板擦的设计；电路部分的设计。

根据设计计算相关数据，采用AutoCAD绘制零件图和装配图，对主要零件采用UG4.0进行三维造型，并完成毕业设计说明书的编写。

关键词：自动吸尘；清洁；黑板擦；设计目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究的目的意义 (1)1.2.1 研究的目的 (1)1.2.2 研究的意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.3.1 电动黑板擦 (2)1.3.2 吸尘黑板擦 (3)1.3.3 集尘式黑板刷 (3)1.3.4 自动吸尘黑板刷 (3)1.3.5 卫生黑板 (4)1.4 本设计的内容 (4)2方案的确定 (5)2.1可行的几种方案 (5)2.1.1 无尘黑板擦 (5)2.1.2 防尘黑板 (6)2.1.3 自清洁黑板 (7)2.2自动清洁黑板擦方案的选择 (7)2.2.1 所属技术领域 (7)2.2.2 背景技术 (7)2.2.3 发明内容 (7)2.3小黑板擦的方案确定 (8)2.3.1 简图 (8)2.3.2 小黑板擦的结构及工作情况简介 (8)3自动吸尘清洁黑板擦的设计计算 (10)3.1电机的选择 (10)3.2 机构的设计 (10)3.2.1 材料的选择 (10)3.2.2 菱形架几何尺寸及自由度设计计算 (10)3.2.3曲柄滑块几何尺寸及自由度设计计算 (11)3.2.4 曲柄滑块的运动分析与力学计算 (11)3.2.5 凸轮机构的设计 (15)3.2.6 磨削圆周进给量计算 (20)3.3 滚筒的设计 (21)3.4吸尘装置的选择 (23)3.5电路控制的设计 (23)3.5.1 硬件系统的设计 (23)3.5.2 最小系统设计 (24)3.5.3 无线收发模块 (24)3.6 作品三维图及实物图 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录A (30)附录B (33)1绪论1.1研究背景黑板历来是各级各类学校必备的教学工具，传统黑板，人工擦拭效率低，粉尘污染严重。

一种无尘黑板擦，可以防止粉尘污染环境，其主要结构是在箱式壳体的内部安有一滚动式擦体，在擦体的内部空腔中可盛装有液体，用于湿润擦体表面上的棉毡，并在箱体的内侧设有刮尘板，可将擦体表面上的粉尘刮入壳体内搜集粉尘的槽体里。

本实用新型结构简单，灵活耐用，外观美观是消尘、除粉笔削最理想的工具。

150 自动无尘黑板清洁装置[摘要] 一种自动无尘黑板清洁装置。

由自动平移部件和清洁除尘部件构成。

上轮轨内滑轮水平放置，下轮轨内滑轮垂直放置，水平驱动轮在电机、齿轮的转动下带动清洁除尘部件水平移动，下轮轨下设有左右限位挡板，清洁除尘部件外壳上对应限位挡板位置设左右按钮开关，由按钮开关的开闭控制清洁除尘部件在左右限位挡板间实现自动平移；聚尘罩内有两根清洁轮，在电机、齿轮的转动下同步反向旋转，清洁轮毛刷与黑板充分接触，黑板上的粉尘被清洁轮旋转带入聚尘罩，聚尘罩内刮尘挡板将粉尘从清洁轮上清除，粉尘被聚尘罩内静电毛刷吸附或在自身重力及粉尘吸尘器风机的吸力作用下，经聚尘斗进入吸尘器，空气过滤后排出，粉尘在储尘盒暂存，实现清洁除尘。

144 手转式自动擦无尘黑板[摘要] 手转式自动擦无尘黑板，涉及一种黑板。

绕有无缝环形带状板而的上辊筒，下滚花辊筒辊轴固定在承力框架上，板面撑板固定在承力框架的框面上，支撑无缝环形带状板面，下滚花辊筒下有粉笔灰收集盒，粉笔灰收集盒上有粉笔擦揩盒，下滚花辊筒由摇杆齿轮盒内的齿轮带动。

使用本实用新型时，转动转动手柄，通过齿轮组带动下滚花辊筒，从而带动无缝环形带状板面作循环运动，可在由板面撑板支撑的无缝环形带状板面上写粉笔字，板面书写完后，继续转动手柄，由粉笔字的板面由后转至粉笔擦揩盒，粉笔擦揩盒对粉笔字自动擦拭，粉笔灰落入粉笔灰收集盒内，避免了粉尘污染。

本实用新型结构简单合理、超薄厚度、重量轻、造价低、容易操作、加工方便，无粉尘污染。

126 无尘黑板擦[摘要] 无尘黑板擦，按国际专利分类表(IPC)划分属于作业、运输部，印刷分部，书写或绘图用品；书写或绘图辅助用品小类，有吸粉笔灰装置的清洁装置小组的技术领域。

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。