自擦拭黑板

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。

吸附式自动擦黑板机器人的设计与应用申鹏; 王麒宣; 褚昊霖; 何敬聪; 毛旭东【期刊名称】《《软件》》【年(卷),期】2019(040)009【总页数】4页(P120-123)【关键词】机器人; STM32; 传感器; 吸附【作者】申鹏; 王麒宣; 褚昊霖; 何敬聪; 毛旭东【作者单位】哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院黑龙江哈尔滨 150028; 哈尔滨商业大学轻工学院黑龙江哈尔滨 150028【正文语种】中文【中图分类】TP249当今教学，虽然多媒体技术广泛使用,但是教师使用粉笔板书依然是主流。

传统的黑板擦，体积小巧，成本低，但其结构简单，功能单一。

在擦拭黑板的过程中，费时费力，而且容易产生大量粉尘，被师生吸入体内，会对身体健康造成危害，这无疑是广大师生日常面对的健康杀手[1]。

为了解决上述问题，本文基于STM32设计一种吸附式自动擦黑板机器人，可将其吸附在黑板上，机器人会按设定的路线移动清扫黑板上的字迹，并将粉尘吸进储尘盒中，比传统擦拭方法更加有效，擦拭效率和效果显著提高，从而提高课堂效率和保证师生健康[2]。

总体设计框图如图1所示，采用STM32作为主控芯片，由电机驱动、探测传感器等八个模块组成。

使用者首先要将黑板的尺寸通过遥控器告知给机器，机器会根据输入尺寸计算要行走行数和行移动距离，然后按‘S’型轨迹移动[3]。

如图2所示，机器内部的滚刷会将沿途的字迹清扫下来，风机将粉尘吸入储尘盒。

使用者可以通过红外遥控器手动控制机器去指定位置清扫。

黑板右上角会安装铁质挡板以及充电器，机器清扫完毕后会返回起始位置，通过电磁铁模块磁力吸附在铁质挡板，以达到停机固定的效果[4]。

探测传感器由一对红外线发射与接收管组成，发射管对黑板表面发射红外线，接收管负责接收，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来强度不够大时，探测模块输出端对应输出不同的电压值，由此判断黑板上是否有字迹。

角度传感器模块由LM393双电压比较器和N1000060单轴角度传感器组成，该模块测量的角度范围为0°到180°，对应正比输出0.5 V到4.5 V电压值，可通过模数转换器进行采集，由此判断机体当前是否水平移动。

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。

清洁黑板的技巧
清洁黑板的技巧有以下几点：
1. 擦拭黑板：先用干燥的粉刷或橡皮擦擦拭黑板表面的粉尘和粉笔灰。

擦拭时要注意不要在黑板上留下任何轻微的划痕。

2. 湿拭黑板：用湿布或海绵浸湿凉水，然后用力拧干，以免过多的水滴滴在黑板上。

用湿布从上到下或从左到右擦拭黑板，将黑板上的污垢和色斑擦拭干净。

3. 除污剂清洁：如果黑板上有顽固的污渍，可以使用除污剂。

要选择合适的除污剂，避免使用含有酸性成分的清洁剂，以免损坏黑板表面。

使用除污剂前，先用湿布擦拭黑板表面，再将除污剂喷洒在黑板上，用软布或刷子轻轻擦拭。

4. 擦拭后处理：清洁完黑板后，用干布或纸巾擦拭黑板表面的水分，以免留下纹路。

可以等黑板完全干燥后再使用。

5. 定期保养：定期保养黑板，使用专用的黑板保养液进行保养，以保持黑板的表面光滑和耐用。

注意事项：
- 需要使用适当的力度和方法清洁黑板，以免划伤黑板表面。

- 使用湿布或海绵清洁黑板时，不要使用过多的水分，以免滴在黑板上造成水迹。

- 选择合适的除污剂，避免使用酸性清洁剂，以免损坏黑板表面。

- 请注意保护好自己的手部和眼睛，以免与清洁剂或黑板表面的尘埃接触引起不适或损伤。

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。

素养呈现·明要求核心素养表现要点水平等级考试题型分值工程思维能在结构设计中经历结构设计的一般过程，初步学会进行设计方案的多因素分析，加深对比较、权衡、优化等系统分析方法的理解1非选择题(第14题)10创新设计能结合真实情境，运用恰当的技术语言，多角度分析和表达结构设计中需要解决的技术问题，并根据设计对象和现有条件制订一个或多个解决方案；初步掌握结构设计的一般方法，形成基本的结构设计能力，具有良好的人技观念和亲近技术的情感2图样表达能用简单的草图表达与交流结构设计构想2考点电机类设计【知识梳理】电机常考题型有以下11类：类型1：曲柄类类型2：三连杆类类型3：齿轮、齿条类类型4：螺杆类类型5：蜗轮、蜗杆类类型6：锥形轮类类型7：凸轮类类型8：棘轮、棘爪类类型9：槽轮类类型10：部分齿轮类类型11：皮带轮类【典例突破】【典例1】(1· 带．2· 结构．．)(2023·6月浙江选考)小明从新闻中看到台风刮倒广告牌，造成了巨大损失，于是设计了一种如图所示的分离式广告牌。

两片广告牌分别固定在转轴上，转轴通过支座安装在框架内。

请帮助小明设计一种驱动两片广告牌同步转动的装置，能在台风来临前将两片广告牌转至水平位置来减小风阻，防止被刮倒，装置设计要求如下：(a)两片广告牌能同步到θ—0°或θ—90°并保持；(b)在转动过程中，装置平稳可靠；(c)装置主体安装在框架上，框架外侧转轴伸出部分可安装零件；(d)采用一个电机驱动。

请完成以下任务：(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架和转轴可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；(2)在草图上标注主要尺寸；(3)选择框架的材料，需要考虑的材料性能主要有(多选)________。

A.耐磨性B.刚度C.强度答案(1)(2)如图所示(3)BC【变式1】擦拭如图所示的黑板时，发现擦拭时间长且近距离接触粉尘，影响健康。

自动黑板擦发明作文英文回答：The Invention of the Automatic Chalkboard Eraser.In today's fast-paced world, technology has revolutionized almost every aspect of our lives. From smartphones to self-driving cars, inventions continue to shape the way we live and work. One such invention that has greatly impacted the education sector is the automatic chalkboard eraser.The automatic chalkboard eraser is a device designed to eliminate the need for teachers or students to manually erase the chalkboard. It is a motorized device that moves along the surface of the chalkboard, erasing the writings with ease. This invention has not only saved time andeffort but has also enhanced the learning experience in classrooms.The automatic chalkboard eraser operates on a simple mechanism. It consists of a motor, a set of brushes, and a power source. The motor powers the movement of the brushes, which effectively remove the chalk markings from the board. The power source can be either batteries or an electrical outlet, depending on the design of the device.The benefits of the automatic chalkboard eraser are numerous. Firstly, it saves valuable teaching time. Instead of spending minutes erasing the board, teachers can now focus on delivering their lessons more efficiently. This leads to increased productivity and better classroom management.Secondly, the automatic chalkboard eraser promotes a cleaner and healthier learning environment. Traditional chalkboard erasers often release chalk dust into the air when used, which can be harmful to students withrespiratory issues. With the automatic eraser, the need for manual erasing is eliminated, reducing the release of chalk dust and improving air quality in the classroom.Additionally, the automatic chalkboard eraser is user-friendly and easy to operate. Teachers and students can simply turn on the device, and it will do the work for them. This simplicity allows even young students to take responsibility for erasing the chalkboard, fostering asense of independence and ownership in their learning process.中文回答：自动黑板擦的发明。

罩去软毯与粉尘，使用者只要按动按钮即可使它动与停止。

每个软毯既可紧贴黑板，亦可不紧贴黑板。

在一排横梁外有一条长的盒槽。

所以，当我们需要擦黑板时，就无需人工的用黑板擦，而是可以控制开关，使它移动到我们需要的地方开始自动的擦去粉笔字迹，这样就给使用者带来不少便捷之处。

全自动黑板擦是一种最新专利的新型黑板擦，但价格较贵，体积较大，耗电大。

2.3 电动黑板擦它的外部设有外壳后部设有出风口外壳内后部设有电动机，其转子上设有涡轮式风扇，转子前端设有毛刷，毛刷后部设有粉尘隔离罩下方设有过滤器。

接通电源，电动机转动，带动毛刷和风扇一起转动，将毛刷接触黑板将字迹擦掉，所产生的粉尘在隔离罩和风扇所产生向后吹的风的共同作用下，向后移动，在过滤器内被过滤掉，在出风口排出清静空气。

据初步市场统计潜在销量1000万台左右，加上家庭和办公，市场潜力巨大。

但是现在国内还没有普及应用。

2.4 集尘式黑板擦擦黑板的同时将粉笔灰收集起来，擦，吸，滤，排按顺序完成，适用于不同的粗糙程度的黑板和不同的毛刷擦板，镀膜粉笔。

这种粉笔擦不脱粉，耐潮湿。

该黑板擦有专利权，还未大面积上市，不普及。

3 可行性分析3.1 具备的条件（1）近几年来，国内外未解决粉笔灰的问题而做了很多的设计，在各类自动无尘黑板擦方面取得了和大的进步，基本已经解决了这困扰师生健康的问题。

（2）国内这个行业算是一个新兴的行业，很有发展前景，并且各类自动黑板擦在国内都有使用，为本课题提供了实际的参考。

（3）在校期间，本人对于自动黑板擦的机构与设计也有一定的学习和理解，并对一些数学建模软件，绘图软件较为熟悉，为完成课题理论研究打下基础。

3.2 存在的问题（1）成本虽较无尘黑板低，但一般成本也较高，在国内还没有大量的普及。

（2）外形结构较为复杂，体积也比较大，虽不需要人工擦拭黑板，但却大量的耗费电能。

我么需要对以上存在的问题加以解决，对现有的各类自动黑板擦进行优化。

4 研究的主要内容（1）提出自动黑板擦的设计方案，并设计和绘制自动黑板擦的机构运动简图。