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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。
PVA除尘可替换式多功能黑板擦PVA除尘可替换式多功能黑板擦是一种非常实用的工具，特别适用于各种教育和学习场合。
这种黑板擦采用了最新的PVA材料制造，能够达到高效清除的效果。
此外，它还具有可替换式功能，一旦使用完毕，可以轻易更换清除带，可以让使用者省去来回清洗的麻烦。
这种黑板擦具有很多的优点，首先它的清除效果非常出色。
不同于传统的粉尘和碎屑容易溢出的黑板擦，PVA除尘可替换式多功能黑板擦能够有效抓住板面上的灰尘，从而避免多次擦拭和再次清洗。
这种黑板擦的擦拭功能非常好，能够轻易清除各种颜色的粉笔和白板笔写的字迹。
另外，这种黑板擦的材料质量非常高。
它采用了PVA材料制造，这种材料具有超强吸水性和耐磨性，因此使用寿命很长，能够持久的为用户服务。
这种材料的耐久性非常出色，即使长时间使用也不会导致黑板擦变形或者老化，保证了用户的使用体验。
另一个优点是黑板擦的可替换式设计。
这种设计非常贴心，当使用完毕之后只需要更换清除带即可，而不必特地去清洗或者担心清洗不干净。
这种设计方便快捷，可以让教师和学生更加专注于教学内容，不必把宝贵的时间浪费在清洁上。
还有，这种黑板擦的外观设计非常时尚，外观造型独特，非常吸引人眼球。
使用时手感舒适，握感很好，使用起来非常方便，不会让手感到疲劳或者不适。
总体来讲，PVA除尘可替换式多功能黑板擦是一种非常实用和高效的工具。
它能够提高教学效率，节省清洁时间和精力，无论应用于什么场合都能够得到很好的效果。
如果您正在寻找一种高品质的黑板擦，这种可替换式多功能黑板擦将会是您的不二之选。
PVA除尘可替换式多功能黑板擦一、产品概述PVA除尘可替换式多功能黑板擦是一种新型的黑板清扫工具，采用PVA材料制成，具有优良的吸湿除尘效果，表面贴合性强，使用寿命长。
它采用可替换式设计，方便取下清洗或更换，节省了成本，减少了浪费。
黑板擦擦拭完毕后，还可用清水轻微清洗一下，擦拭干净后即可再次使用，非常方便。
二、产品特点1. 优良的吸湿除尘效果：采用PVA材料制成，具有较高的吸湿、吸尘性能，能够有效清除黑板表面的灰尘、粉末等污物。
2. 表面贴合性强：PVA材料贴合性强，能够更好地擦拭黑板表面，保持黑板清洁。
3. 可替换式设计：黑板擦头部采用可拆卸设计，方便取下清洗或更换，使用寿命长，经济实用。
4. 方便清洗和再次使用：擦拭干净后，可用清水稍微清洗一下，擦干后即可再次使用，非常方便。
5. 适用范围广泛：除了黑板，还可用于擦拭玻璃、桌面等表面，清洁效果显著。
6. 多功能使用：不仅可用来擦拭黑板和玻璃等表面，还可用于家居清洁、车辆清洁等领域。
三、使用方法1. 取下擦头：将黑板擦头部轻轻拧下，取下擦头。
2. 清洗擦头：将取下的擦头放入清水中浸泡，轻轻搓揉擦洗，使其清洁干净。
3. 替换擦头：清洗干净的擦头可以直接更换回黑板擦中，或者备用。
4. 使用擦头：直接使用干净的擦头进行清洁工作，擦拭表面即可。
四、注意事项1. 避免与尖锐物体接触，以免损坏擦头。
2. 避免长时间暴露在阳光下，以免影响擦头的使用寿命。
3. 勿用高温水清洗擦头，以免影响擦头的性能。
4. 在清洁时，尽量使用中性清洁剂，避免使用酸性、碱性清洁剂，以免影响擦头的使用寿命。
5. 在清洁用完后，应尽快晾干，以免滋生细菌。
五、维护保养1. 定期清洗：建议每隔一段时间对擦头进行清洗，以保持其清洁效果。
2. 定期更换：当擦头表面出现损坏或清洁效果不佳时，建议更换擦头，以保持擦拭效果。
3. 防潮防晒：存放时要避免潮湿和阳光直射。
4. 定期晾晒：为了保持擦头的清洁和干燥，建议定期晾晒擦头。
第八届机械创新设计大赛作品名称：可定点自动无尘黑板擦团队成员：魏杰万祎帆彭嘉明使用软件：Pro/E ,keyshot,Microsoft word,Microsoft powerpoint,屏幕录像专家，vegas可定点自动无尘黑板擦灵感来源于车床，车床工作分为工件的高速回转与车刀的轴向移动，二者的合成运动为螺旋线形状。
由于工件回转的速度远快与车刀轴向移动。
根据公式（P为螺距为车刀轴向移动速度n为工件回转转速）因此，车削出来的表面上的螺纹螺距很小，几乎可以忽略不计。
因此得到一个圆柱形状的工件。
因此，鉴于这一点我们可以想到如果一个黑板擦在y向快速往复移动，黑板有一个慢速x向移动。
二者合成的运动为正弦波形，如果>>,则正弦波周期变短，形状变的瘦高。
由于黑板擦是有一个宽度的，在某一时刻，黑板擦沿正弦波移动覆盖的区域足以重叠，不至于有漏擦的地方。
此时，黑板被擦干净！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。
固定部分，考虑了开式链机构活动性比较好，但是压紧力不太好控制。
并且黑板擦的移动比较规律，不需要很多的自由度的机构。
因此采用了横梁作为黑板擦的机架部分。
动力部分采用齿轮齿条机构。
优化:为减少摩擦力对横梁单侧受力产生偏斜而致使横梁卡死的影响，采用对称布臵电机的方式，对称受力以减小这种不良影响。
黑板擦沿y轴的快速往复移动采用了工业燕尾槽结构使黑板擦固定到横梁上。
驱动仍采用了齿轮齿条机构。
压紧机构，黑板擦的工作部分主要还是靠摩擦力工作。
优化黑板擦的擦除效果可采用增大摩擦力的方式改善。
压紧部分可以使用弹簧压紧，但是弹簧是具有挠性的零件，压紧力不易控制。
因此采用了连杆机构压紧。
灵感来源于螺旋起重的千斤顶。
利用螺杆转动改变四杆机构的一边长，从而使得黑板擦压紧黑板。
螺杆传动的自锁使得机构自锁，黑板擦的压紧力不会改变，擦除效果不受外界影响。
专利名称：遥控全自动黑板擦拭除尘器专利类型：实用新型专利
发明人：王永义
申请号：CN00224634.1
申请日：20000418
公开号：CN2427344Y
公开日：
20010425
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种遥控全自动黑板擦拭除尘器,由遥控装置、行走小车和上、下导轨组成。
在位于小车箱体中部的摆动架上,安装有长擦辊和可上下滑移的短擦辊。
遥控主电机、升降电机和摆动电机,可自动擦拭黑板上的任意局部区域。
本实用新型具有结构简单、安全可靠、重量轻、噪音小、方便快捷、消除粉尘、创造课堂教学的良好环境、可遥控选择自动擦拭黑板纵横方位上的任意局部区域或一次性向左或向右快速全擦等优点。
申请人：王永义
地址：336306 江西省宜丰县花桥乡施源农场
国籍：CN
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以PVA无尘黑板擦代替传统黑板擦的历史作用PVA无尘黑板擦是一种新型的黑板擦，可以代替传统的粉尘黑板擦，具有很多优点和作用。
这种无尘黑板擦主要由聚醋酸乙烯（PVA）材料制成，可以有效地擦除黑板上的字迹，而不会产生粉尘，从而减少对教师和学生的健康影响，并提高了教学效果。
PVA无尘黑板擦可以保护教师和学生的身体健康。
传统黑板擦在擦拭时会产生大量的粉尘，这些粉尘中可能含有有害物质，如粉尘、细菌和病毒等。
教师在使用传统黑板擦时容易吸入这些有害物质，长期下来可能对呼吸系统和身体健康造成伤害。
而PVA无尘黑板擦没有粉尘产生，可以有效地避免这些问题，保护教师和学生的健康。
PVA无尘黑板擦可以提高教学效果。
传统黑板擦擦除时会产生粉尘，可能会使擦除后的字迹不清晰，影响学生的视觉效果，甚至可能会给学生带来困扰和误解。
而PVA无尘黑板擦擦除效果好，可以将黑板上的字迹完全擦除，保持黑板的清洁和整洁，使学生更加清晰地看到教师书写的内容，更加易于理解和学习。
PVA无尘黑板擦的使用也有利于环境保护。
传统黑板擦擦除时产生的粉尘和污垢可能会对教室环境造成污染，影响教学和学习氛围。
而PVA无尘黑板擦擦除时不会产生粉尘，可以保持教室内的空气清新和干净，营造良好的学习氛围，对环境保护起到积极的作用。
PVA无尘黑板擦的使用也可以节省资源和降低教学成本。
传统黑板擦在使用过程中会产生大量的粉尘，需要经常更换和清洗，这不仅浪费资源，还增加了学校的清洁成本。
而PVA无尘黑板擦使用寿命较长，不会产生粉尘，可以减少黑板擦的更换和清洁频率，从而降低了学校的经济成本，节约了资源。
PVA无尘黑板擦代替传统黑板擦具有非常重要的历史作用。
它不仅可以保护教师和学生的身体健康，提高教学效果，还有利于环境保护和节约资源。
它的出现对于改善教学条件和提升教育质量具有积极意义，是教育教学领域的一项重要进步。
全自动无尘黑板总体设计机械工程学院机械04-1班设计者：张海龙200401011013王长梁200401011023解立洋200401011037指导教师：陈照强时间：2007年3月~2007年5月山东轻工业学院前言“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上6节课，就相当于要“吸”掉12支粉笔。
全自动无尘黑板设计方案一、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”。
二、工作原理本装置是用两个电动机作动力，分别控制左右黑板的上下运动，如附图一，控制面板中有四个按钮，控制着电机的正反转，从而控制擦除时和不擦除时黑板的上下移动。
黑板擦除装置采用电磁吸合装置，使横梁上的毛刷既可贴紧黑板，亦可不贴紧黑板。
即当在“擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，通过电路（见图3）接通，衔铁与线圈吸合，使有擦除作用的横梁上的毛刷与黑板紧密接触，从而当黑板上下移动时，横梁上的毛刷擦除笔迹。
而在“不擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，吸合电路并不接通，毛刷与黑板不接触，从而不具有擦除作用。
横梁上安装一塑料长盒槽，从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘，使本装置具有“无尘”功能。
所以，当我们需要擦黑板时，就无需直接动手去操作，而是通过控制开关，来实现黑板的上下移动与擦除，这样就给使用者带来不少便捷之处。
三、设计方案1．黑板上下移动设计方案电动机通过减速器与链轮连接，通过链传动控制黑板的移动，而电动机的正反转则可实现黑板的上下移动，实现电动机正反转的电路图如图1，SBF相当于“上升”按钮，即按下SBF时电动机正转，带动外侧的黑板向上移动，内侧的黑板向下移动；SBR相当于“下降”按钮，即按下SBR时电动机反转，带动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。
同时，在上边框的内框和外框顶端QFU图1 电动机正反转控制电路 各安装一个行程开关（电路图中ST1、 ST2），当黑板运动到上边框或下边框时，触及行程开关，使电路断开，电动机停止转动，实现黑板运动的自动停止。
电动机带动链传动的简图如图2，减速器输出轴与下链轮联接，内侧黑板与内侧链条相连，外侧黑板与外侧链条相连，从而实现两块黑板的同步、反向的运动。
2．擦除装置设计方案在两块黑板之间（边框中间位置）设置一与黑板基本等宽的横梁，上面装有毛刷，在横梁的两端分别设置一衔铁。
在贴近横梁的边框两边分别固定一个线圈(已缠有相应匝数的导线)，两线圈通过开关分别与相应的电源连接，见图3。
开关闭合时，线圈通电产生电磁力，在电磁力的作用下，横梁两端的衔铁克服弹簧的作用力与线圈吸合，从而实现了毛刷与黑板面的紧密接触，通过黑板的上下图2 链传动的简图移动，来实现内侧的擦除功能。
开关断开时，电磁力消失，横梁两端的衔铁在弹簧的作用下与线圈分离，从而毛刷与黑板面分离，黑板上下移动时，不会擦除黑板上的字迹。
同理，在外侧黑板的上面（边框的中间位置）也设置同样的一横梁，在横梁上面加一等长的塑料罩盒收集散落的粉笔灰尘，从而实现外侧黑板上字迹四、功能、特点及应用前景1、功能传统的黑板需要手动实现其运动，并且需要人力擦除黑板笔迹，针对这些费时、费力和粉末污染等弊端，我们设计了以上方案，该方案是建立在自动控制与机械运动原理的基础之上，综合了机械运动与电器的自动化控制，实现了黑板的多功能、模块化和自动化设计。
全自动无尘黑板擦主要具有以下几部分功能：（1）利用电动机可实现正反转的原理，通过减速器、齿轮和链条来实现黑板的自动上下运动，并通过行程开关实现黑板的自动停止。
（2）利用电磁吸合原理，使擦除装置与黑板可以自动接触与脱离，从而实现随时、随意擦除黑板的功能。
（3）利用静电原理，避免了粉尘随意漂浮的缺点，实现了粉尘的集中清理功能。
（4）通过电路、开关和操作面板，实现所有运动的自动化控制。
2、特点在设计过程中，采用了机械运动和自动控制相结合的创新设计方法，使全自动无尘黑板擦与传统的黑板擦除方法相比，具有如下优点：（1）黑板的上下运动通过按钮自动控制，方便可靠、省时省力，节省了上课时间，提高了上课效率。
（2）由于采取了粉尘集中清除措施，在黑板横梁上面加一塑料罩盒收集散落的粉笔灰，从而避免了擦黑板过程中产生的灰尘给老师、同学带来的身体危害，具有环保型的特点。
（3）本方案采用了主电路与控制电路相分离的方法，从而操作安全。
（4）本方案所实现的功能，是根据现已有黑板的尺寸及特点设计的，所以安装时只需对原黑板经过改造，既能达到全自动无尘的效果，而无需将原黑板全部换掉。
（5）结构简单，成本低，便于安装。
（6）系统原理简单，操作方便。
3、应用前景随着多媒体技术的发展，课堂教学对黑板已不是像以前那样依赖，但黑板的方便书写的特点仍是不可替代的，所以黑板仍是课堂教学所不可缺少的。
但是，由于传统的黑板擦除方法存在着很多弊端，在当今以人文本、全面建设和谐社会的趋势下，这种弊端越来越显现出来，所以，全自动无尘的黑板擦除装置，势必在今后教学设备中占有一席之地。
经过我们的调查，市场中也已存在不少类似产品，但这些产品中绝大多数并没有完全实现“全自动”与“无尘”的结合，甚至有些产品反而使操作更复杂，针对这些问题，我们所设计的本套全自动无尘黑板擦不仅实现了“全自动”与“无尘”的完美结合，真正做到了操作简便、安全，而且整套装置是根据现已有的黑板设计的，在原有黑板上只需经过改造，即可成为本产品，所以，该产品较同类产品更具有竞争力，更具有广阔的市场前景。
五、使用方法在黑板两侧各有一控制面板，其上各有四个操作按钮（各按钮的功能在控制面板上已标出），分别控制黑板的上下运动、擦除装置与黑板的接触和分离。
使用时，只需轻轻按下按钮即可，并且黑板具有自动停止的功能，想要达到某一功能，一次性即可。
六、主要创新点1、功能创新全自动无尘黑板实现了黑板的自动上下运动、擦除装置的自动接触和分离与粉尘的集中清除等功能。
2、模块化设计根据以上功能的分解和组合，将自动无尘黑板按模块分别设计，最后按功能需要组合而成。
3、概念设计传统黑板需要老师或学生亲自动手擦除粉笔字迹，费时费力，影响上课效率，危害老师学生的身体健康。
而全自动无尘黑板则解决了此种问题，实现了其运动与擦除功能的自动化，并通过利用粉尘收集装置解决了环保问题。
在概念设计上做到了创新。
4、最简化原则虽然该设计功能较多看似复杂，并在控制上实现了一定程度的智能自动化控制，但是其在结构上却相当简单明了，做到了以简单的结构实现复杂功能的目的。
为产品的生产和应用提供了方便。
设计小结几周的创新设计已经结束了，虽然很忙碌、很辛苦，但感觉收获还是蛮大的。
我们几乎每周的专注和辛劳，唤起了我们对创新设计意义的重视，对“创新”这一概念的深刻理解，还有一种对设计工作的热情和认真态度，我们那严谨求实的作风再次发挥了优势，不敢说我们的这套设计方案一定会得优秀，但看着说明书上的每一个细节，我们觉得没有枉费这几周来的心血。
我们相信，我们是最棒的！短短的几周时间，我们学到了很多的东西，从总体的布局到局部的设计，绝不仅仅是考虑尺寸的问题，要考虑的东西很多很多。
我们认识到，一个好的设计师在需要具有优秀的专业基础能力的同时，还需要具有知识的综合能力和创新能力等。
而我们在这方面显然还差得很远，但有幸的是通过这次创新设计，我们更加清楚地认识到了这一点，也为我们指明了以后的努力方向。
此次创新设计，更加增强了我们对创新的兴趣，对设计的热爱，看着自己画出的每一条线、写出的每一行字，心里总有些激动，我们知道那是收获时幸福的喜悦！在对自己的努力进行肯定的同时，我们也认识到了自己的诸多缺点与不足：一是绘图能力还不够强，作为一个机械专业的学生，必须具备足够强的绘图能力，今后我们会在这方面继续努力的；二是专业基础知识的学习不够扎实，比如说对机械材料、零件结构等的学习不够深刻等。
我们以后也会在这方面多下功夫的！同时，在这次创新设计中，我们还懂得了一些其他方面的道理，比如说合作的道理、多问多动手的道理等等！另外，还应特别感谢指导教师给予我们的指导与关怀，正是老师耐心的解答与深刻的见解才使我们能按时完成本次创新设计！。
