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全自动黑板擦设计探究摘要：“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”。
关键词：全自动；黑板擦；设计探究因为教师每天上课要写板书、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[1]。
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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。
课题：黑板擦改进的研究一、研究的意义1粉笔粉笔是广泛用于日常教学中的一种工具，多用于在黑板上书写。
粉笔的主要成分，是碳酸钙（石灰石）和硫酸钙的水合物（石膏）等物质的混合物，有时会加入少量氧化钙（生石灰）。
通常学校中使用的粉笔有两寸长（6~7cm）呈圆台形，有白色的也有彩色的。
现在国内使用的粉笔主要有普通粉笔和无尘粉笔两种。
无尘粉笔属普通粉笔的改进产品，主要意图是消灭教室粉笔灰污染。
它是在普通粉笔中加入油脂类或聚醇类物质作粘结剂，再加入密度较大的填料，如粘土、泥灰岩、水泥等。
这样就可以使粉笔尘的密度和体积都增大，所受空气阻力减小，不易飞散。
因为加入了少量润滑剂，所以粉笔不会沾手和衣服，教师上完一节课手指上不会有白色痕迹，不需要洗手。
并且加入少量的防潮剂，长时间存放不会变质。
普通粉笔长时间存放极易吸潮，硬度下降，写字易断，且模糊不清。
但在实际应用中，它对粉笔灰污染的降低效果并不十分明显，也不会存放太长时间，而且价格相对较高，所以一般学校仍然倾向与购买普通粉笔。
2粉笔灰及其对人体的影响2.1粉笔灰，顾名思义，就是指粉笔在书写时由于摩擦等原因使粉笔变成细小的颗粒。
直径在10~20微米左右2.2粉笔在变成粉笔灰后，由于质量较小，受到空气阻力较大，与重力相当，所以可以长时间在空中漂浮而不容易落下，容易被教师及学生吸入。
且现用的板擦在没有沾水使用的时候会使在黑板上的粉笔灰飘落下来而不是吸附在板擦上，这样就增加了粉笔灰的吸入量。
粉笔对人体危害最明显的是粉笔灰对呼吸道的危害。
擦黑板时，粉笔灰在空气中短暂飘扬后坠落在黑板附近的物面和地上。
2.2.1对呼吸系统的影响：对肺的危害：粉尘对教师身体的危害，以肺最为常见，在教学过程中，粉笔尘很容易被吸入肺以后，多数被阻留在肺泡内，经过一系列的刺激，化学和免疫的作用便可造成肺部损失，包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降，常见的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等（即粉笔粉尘中含有二氧化硅(SiO2)，被吸入肺部，如果在肺部游离的二氧化硅含量在百分之一以上，就会形成使肺纤维化的粉尘，从而使肺泡纤维化，导致肺部呼吸功能下降，甚至丧失氧气交换的功能）。
研究性学习开题报告及结题报告课题名称：研究消除粉笔粉尘的方法学生：文欣班级：高一(五)班同组学生：高晨文欣于蕊贾澜顺英高天佳欣婷指导教师：蔡燃报告完成日期：二零壹五年十二月二日摘要：粉笔粉尘污染在学校中的污染应当引起重视，其对教师和学生的身体安康产生了严重影响，如何消除粉笔粉尘污染这个问题应该尽快引起各方面人员的重视。
本文阐述研制吸尘黑板擦的原理和工作过程。
关键词：粉笔粉尘严重污染吸尘黑板擦研制一、课题的提出：1 背景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，粉笔从其应用到现在已有几千年的历史，对人类的教育事业作出了不可磨灭的奉献，随着历史的进步和社会的开展，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作出巨大奉献的同时，也给从事教育事业的教师及学生带来巨大的危害。
根据全国局部调研资料显示，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开展，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。
中小学教师呼吸系统慢性病患病率较高，常见为慢性咽炎和声带疾病。
由于粉尘中含有致癌物质，我国疾病预防中心资料显示，我国3800万名专职教师癌症发病率占到了全国癌症总发病率的20%，为普通群体的8倍强。
通过系统动力模型对教室粉尘的分布及危害作出研究后发现，在讲台3m的直径空间，工作环境竞与炼钢炉前工人受粉尘危害的严重程度极为相似。
粉笔从其化学成分构成上来讲，主要成份为碳酸钙(石灰石)和硫酸钙(石膏)，少量的氧化钙以及其它少量的金属元素如铁、镉等。
以粉笔的化学酸碱度来看属于弱碱性物质，从其物理性质即粉笔在书写和粉笔擦除过程中其主要化学成分，浓度、分散度、比重、形态、硬度、溶解度等来看，在整个教学过程中产生大量粉尘，长时间飘浮在空气中，严重污染室空气，危害师生的身心安康，危害具有现代特征的现代教具如幻灯机、投影机、电脑以及实验室等重要设备，影响这些设备的性能，使用质量和寿命。
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。
永川区小学校题目：“除尘黑板擦”的设计与改进之“原理”设想初探作者：单位：永川区小学校Email:******************关于“除尘黑板擦”的设计与改进的初探粉笔是由石膏制成的，其化学成分为硫酸钙。
硫酸钙，化学式CaSO4。
熔点1450度，相对密度2.96。
难溶于水。
它的二水化物CaSO4.2H2O俗称石膏（或生石膏）。
硫酸钙性能稳定，没有毒性。
对皮肤的危害：教师在教学过程中，粉笔粉尘不可避免地会沾在手上，同时漂浮于空气中的颗粒粉尘也会落在教师头发、脸上和脖子上，对皮肤膜有刺激作用，如果暑天遇汗水解，产生碱性物质，对皮肤粘膜的刺激就更大，因为人体皮肤所生存的环境为弱酸性环境，这样在粉尘碱性作用下破坏了皮肤的基本生存环境，粉笔粉尘使皮肤变得干燥、粗糙，并伴有搔痒感觉，使人体不适，严重者会引起粉刺、毛囊炎、脓皮病、皮肤皲裂和大量毛发脱落，影响和干扰了教师正常工作和生活现在，国内使用的粉笔主要有普通粉笔和无尘粉笔两种，其主要成分均为碳酸钙（石灰石）和硫酸钙（石膏），或含少量的氧化钙。
无尘粉笔属普通粉笔的改进产品，旨在消灭教室粉笔尘污染。
它只是在普通粉笔中加入油脂类或聚醇类物质作粘结剂，再加入比重较大的填料，如粘土、泥灰岩、水泥等这样可使粉笔尘的比重和体积都增大，不易飞散，但在实际应用中，它对粉笔尘污染的降低效果并不十分明显。
粉笔与化学粉笔,该笔是由硫酸钙的水合物（俗称生石膏）制成。
也可加入各种颜料做成彩色粉笔。
在制作过程中把生石膏加热到一定温度，使其部分脱水变成熟石膏，然后将热石膏加水搅拌成糊状，灌入模型凝固而成。
其主要反应为2CaSO4·2H2O2CaSO4·H2O+3H2O控制好温度，利用生、熟石膏的互变性质还可制造模型，塑像以及医用的石膏绷带等。
教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。
在45——50分钟的一节课里，就要擦写数次，下课时，往往在手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。
研究性学习开题报告通用7篇研究性学习开题报告篇一课题名称：研究消除粉笔粉尘的方法学生姓名：XXX 班级：高一班同组学生姓名：XXXXXX指导教师姓名：XX报告完成日期：二零零九年十二月二日摘要：粉笔粉尘污染在学校中的污染应当引起重视，其对教师和学生的身体健康产生了严重影响，如何消除粉笔粉尘污染这个问题应该尽快引起各方面人员的重视。
本文阐述研制吸尘黑板擦的原理和工作过程。
课题的提出：背景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，粉笔从其应用到现在已有几千年的历史，对人类的教育事业作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作出巨大贡献的同时，也给从事教育事业的教师及学生带来巨大的危害。
通过系统动力模型对教室粉尘的分布及危害作出研究后发现，在讲台3m的直径空间内，工作环境竞与炼钢炉前工人受粉尘危害的严重程度极为相似。
粉笔从其化学成分构成上来讲，主要成份为碳酸钙（石灰石）和硫酸钙（石膏），少量的氧化钙以及其它少量的金属元素如铁、镉等。
以粉笔的化学酸碱度来看属于弱碱性物质，从其物理性质即粉笔在书写和粉笔擦除过程中其主要化学成分，浓度、分散度、比重、形态、硬度、溶解度等来看，在整个教学过程中产生大量粉尘，长时间飘浮在空气中，严重污染室内空气，危害师生的身心健康，危害具有现代特征的现代教具如幻灯机、投影机、电脑以及实验室等重要设备，影响这些设备的性能，使用质量和寿命。
同时由于大量使用必然需要开采大量的石灰石、矿和石膏矿，这样会造成环境污染和生态的破坏。
粉尘对师生呼吸系统包括肺、上呼吸道的危害以及对其它器官和组织的危害包括对眼睛、皮肤、耳朵的危害，还容易诱发其它器官的疾病，如对肝、肾、骨、肾脏等组织损害明显。
粉笔粉尘具有较强的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微细粉尘上而被带入学生肺部，从而促成急性和慢性炎症的发生，从而引起学生群体集体感染呼吸道和其它流行病。
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。
