全自动无尘黑板擦设计

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。

自动清灰黑板擦的设计粉笔是目前教学的必备工具，用它来取决传授知识，是最原始最传统的教学用具。

可是粉笔产生的粉尘给教师和学生带来了极大的危害。

虽然近几年投影仪在教学当中的应用一定程度上减少了粉笔的使用，但根据研究资料显示，教师职业病仍然处于上升的态势，粉笔给老师带来的危害已经不可小视。

随着时代的进步和社会的发展，人们的环保意识在不断地提高。

节能减排已经成为当今社会的主题。

为了适应当今社会的主题我们小组从生活小处人手，设计了一款低碳环保的自动清灰黑板擦。

我们的自动清灰黑板擦纯机械，不带电源和电机，通过底部的四个轮子的转动驱动同步轮带动布的循环，布在内部除完尘后循环出来，继续擦黑板。

对现有自动清灰黑板擦的分析及方案的提出目前市面上也有几种自动吸灰黑板擦。

一类是在黑板擦里面按了一个小电扇，将灰吸入到粉盒内部，另一类是采用吸尘器式，黑板擦尾部与吸尘器相联通。

对于第一类，擦黑板的布料与黑板贴住，气体流通不起来，小电扇只能将少部分灰吸入到粉盒，吸灰效果很差，而且需要按时充电，另外由于电机的存在，这类黑板擦很容易损坏。

对于第二类，价格很贵，结构很庞大，在教室的墙上需要挂一个吸尘器，连接着长长的管子很不美观，使用也不方便。

综合分析现有的几款自动吸灰黑板擦，我们设计了一款纯机械结构的、不费电、无电机、成本低、使用方便、吸灰效果好的自动清灰黑板擦。

自动清灰黑板擦的设计1 自动清灰黑板擦的结构与原理我们都知道在擦黑板过程中，灰大多是留在布上的，普通黑板擦在布上的灰已经饱和的时候，如果继续擦黑板，灰就不在能吸附在布上，而是不断地掉下来，我们设计的黑板擦的布会在擦的过程中不断的循环，灰在粉笔擦内部由一个巧妙的机械装置来清除，并且灰会被存储在一个只进不出的小盒内，当积累到一定程度是拿出来集灰盒，打开侧面的小口将灰倒出来即可。

因此与黑板发生擦动的布永远都是干净的，灰能够很好地吸附在布上，黑板的字能有效擦除而灰却都留在布上，由转动的毛刷来除去布上的灰，最后搜集入集灰盒。

基于Arduino的智能黑板擦设计智能黑板擦是一种结合Arduino技术和智能控制的设备，可用于擦拭黑板上的文字和图案。

它可以实现自动控制，减少人工操作，提高效率，是教学和办公场所的理想选择。

本文将介绍基于Arduino的智能黑板擦的设计方案。

设计步骤：1. 材料准备所需材料包括Arduino控制板、直流电机、电池、传感器、橡胶擦头等。

电机用于驱动橡胶擦头的运动，传感器用于检测黑板上的文字和图案，以便进行自动擦拭。

2. 电路设计根据所需控制功能，设计电路连接图，并将其连接到Arduino控制板上。

电机和传感器需要接入控制板的GPIO口，以实现控制和信号采集。

电池则为整个系统提供电源。

3. 程序编写利用Arduino开发环境编写程序，实现对电机和传感器的控制。

程序应能够实时监测黑板上的情况，当检测到需要擦拭时，启动电机驱动橡胶擦头进行擦拭操作。

4. 调试测试将搭建好的智能黑板擦进行调试测试，验证程序的准确性和稳定性。

通过模拟黑板上的文字和图案，检测系统是否能够准确地进行擦拭操作。

5. 完善优化根据测试结果，对系统进行优化和改进。

例如调整传感器灵敏度，优化擦拭路径规划等，以提高系统的性能和稳定性。

6. 应用推广将搭建好的智能黑板擦应用到教学和办公场所，观察其实际效果和用户反馈。

根据实际需求，进一步改进和改良设备，使其更符合用户的需求。

总结基于Arduino的智能黑板擦设计，可以提高黑板清洁效率，减少人工操作，提高工作效率。

通过合理的电路设计和程序编写，结合优质的材料，可以打造出高性能的智能黑板擦设备。

这种智能黑板擦不仅适用于学校的教学环境，也可以应用于一些工作场所，提高工作效率，减轻人力负担。

希望本文对您有所帮助，谢谢您的阅读。

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。

一、设计目的在当今这个物质丰富的社会，人们史加工视自身的健康}问题。

教室本是个教书育人的地方，然而不起眼的粉笔灰却严垂的危害着老师和学生的身体健康。

据调查显小，长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺部产生危害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的伤害，甚至会引起急性肺炎、尘肺等疾病。

现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还需要人去反复的擦洗，早已不适合如今的的环保低碳观念。

于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。

本作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低，并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保护教师和学生的身体健康，并有效解决了教室粉尘污染问题，也节省了老师的时间一与体力。

更加重要的是给学生们从小就树立一种环保低碳的意识。

二、工作原理开关控制，电动机通过齿轮减速，传送带传动，带动滚筒1转动，滚筒2从动，滚筒表面滚刀花处理，增大摩擦，带动传送带板面移动，写满后，板面转至后面时，由条形板擦擦除，并有后盖板密封，达到防尘效果。

三、设计方案1.传送带连续运转式黑板两端都装有表面滚刀花处理后的滚筒，传送带套在滚筒上，滚筒连接电机，电机转动后，带动滚筒转动，从而实现传送带板面的连续运转，并且可以很好的实现传送带控制端的“即按即动，即按即停”的智能化控制，如图2-1所示。

2板面设计方案固定式板面控制装置在传送带后面，设置一个固定在黑板支架上的板面，用以支撑传送带板面，克服板面太软不宜书写的困难。

但是由于传送带和板面之间的相对摩擦，可能会影响传送带的寿命。

3黑板擦方案转动式黑板擦在黑板两端，滚筒位置处，安装一对利用轮系与滚筒轴连接的圆柱形黑板擦，滚筒转动时黑板擦同步转动，在黑板擦与滚筒速度差的作用下，黑板可以较好的将传送带板面擦除干净。

4、自动擦除原理功能，黑板的背面设计粉尘擦除装置，中间空隙可使粉尘借重力下落，而不会积聚，有效地擦除粉尘。

5驱动功能设计整个装置的动力由电动机提供，并使用单片机编程控制。

新型全自动黑板擦洗系统设计付贵权针对传统黑板擦擦黑板时扬尘严重、板面不整洁、消耗体力大等问题，设计了新型全自动黑板擦洗系统，该系统由黑板、机架、擦洗装置、吹干装置、纵向移动机构、横向移动机构组成，具有自动清洁板面、除尘环保功能，利于师生身体健康。

标签：黑板擦洗系统；全自动；设计目前，学校授课仍以黑板板书教学为主，教师及学生常年与粉笔及粉尘接触，极易将粉尘吸入呼吸系统，从而患上疾病。

另一方面，一块黑板的面积有限，课堂大量的板书，需频繁的擦黑板，也消耗教师很多体力。

因此设计、制造黑板擦洗系统，达到自动擦除粉笔印迹、清洗板面和除尘目的，解决长久以来困扰师生健康的粉尘问题，并节省体力、提高效率，具有重要的现实意义。

1 黑板擦洗系统总体结构黑板自动擦洗系统总体结构如图1所示，由黑板、机架、擦洗装置、吹干装置、纵向移动机构、横向移动机构组成。

黑板固定在墙面上，黑板的上、下边框上固定有截面为三角形的滑道，且黑板的一侧有延长的外接滑道。

机架为矩形，通过滑轮安装在黑板的滑道上，并被黑板分隔为前机架和后机架两部分，前机架安装有擦洗装置、吹干装置、纵向移动机构，后机架安装有横向移动机构。

1.黑板；2.机架；3.擦洗装置；4.吹干装置；5.纵向移动机构；6.横向移动机构图1 黑板自动擦洗系统总体结构图2 擦洗装置设计擦洗装置结构如图2所示。

擦洗装置由擦洗带、上清洁辊子、下清洁辊子、水槽、排水口、上擦洗辊子和下擦洗辊子组成。

上擦洗辊子与纵向移动机构的大带轮同轴安装，下擦洗辊子、上清洁辊子安装在前机架下部的轴上，下清洁辊子安装在水槽侧壁的轴上，擦洗带绕过上擦洗辊子、下擦洗辊子、上清洁辊子并被撑紧，且擦洗带一面紧贴黑板面，擦洗带下部浸没在水槽的水中，水槽底部有排水口。

3 纵向移动机构设计纵向移动机构及吹干装置结构如图3所示。

纵向移动机构由擦洗辊子驱动电机、小带轮、大带轮和三角带组成。

擦洗辊子驱动电机固定在前机架顶部，小带轮安装在擦洗辊子驱动电机轴上，大带轮固定在前机架的轴上，大带轮、小帶轮通过三角带联接。

全自动黑板擦的设计【关键词】黑板擦；粉笔灰；滚筒；丝杆0.引言现在教室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影响。

基于以上问题，我们设计了一种全自动黑板擦，来弥补这些不足之处。

本设计中我们采用电动机作动力源，利用其正反转原理和行程开关来控制丝杆的自动进给，同时带动滚筒的左右移动来达清洁黑板的目的。

在设计中主要考虑了机构的简易性、整体结构的紧凑性、操作者操作舒适性等因素，并对设计的的产品进行运动仿真，为进一步优化设计提供参考。

1.结构设计本设计方案的特点是，在擦黑板的过程中完成清洁和和防尘的作用，擦干净黑板的同时，减轻使用者的劳动强度，提高效率，整体结构简单。

图1 结构示意图1.1擦拭装置方案的确定在滚筒轴的一侧连有高速旋转电机，从而使滚筒高速旋转。

滚筒是擦拭的核心，在滚筒的周围带有毛绒套，紧贴在黑板上可以把黑板擦拭的很干净。

1.2防尘装置方案的确定在擦拭过程中会产生很多粉尘，为了防止粉尘的飞扬，在滚筒的外侧加一层防尘套，一方面不仅可以有效防止灰尘的飞扬，另一方面还可以有效降低噪声。

1.3收集粉尘装置方案的确定防尘套有效防止粉尘飞扬，使得粉尘都落在滚筒下端，在其下端放置粉尘收集器，实现粉尘的集中清理。

2.受力分析2.1滚筒轴静力分析滚筒在电机作用下受到驱动力矩，在丝杆传动作用下整体沿黑板做径向移动。

2.2丝杆静力分析丝杆在电机作用下受到驱动力矩t，皮带传动将力矩传递给丝杆从动轴，从动轴在轴承固定座的作用下固定在墙上。

3.机构仿真3.1仿真结构配置solidworks仿真分析时，首先启动运动算例中的motion模块，在仿真配置前，首先应保证传动轴轴线的固定，及不参与运动的零件必须保持固定，motion分析不同于动画制作，motion分析要求更为严格。

然后检查模型之间的干涉，从干涉检查结果来看，整个模型中存在轴承与轴承座、螺纹紧固件等干涉，轴承与轴承座之间的干涉是由于过盈配合，但这并不影响仿真结果，因为轴承座是固定的，螺纹紧固件之间的干涉也是可以忽略的，因为紧固螺钉与螺纹孔之间本身存在干涉，而且紧固件始终是固定的。