全自动无尘黑板擦2021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。

新型全自动黑板擦摘要:本工作为了使人力资源得到缓解，快速方便的完成擦黑板，在创新过程中锻炼自己的思维操作能力，创新精神。

主要采用自行设计制造全新型自动黑板擦，综合电路控制、水路控制、磁铁的运用、烘干机的应用、集擦洗与烘干于一体。

面向学校，广大师生学习工作的环境，结果设计成功，实用价值较高。

关键字:电路；烘干；全自动1. 引言图1目前黑板擦图2目前吸尘黑板擦以上两个图片为目前普遍所用黑板擦，用普通黑板擦擦拭黑板不但擦不干净而且又费力，并且粉尘对人体有害。

每次擦黑板都弄得满教室都是粉尘，给师生带来极大的不便。

即使吸尘黑板擦也不方便实施。

没有得到广泛的使用。

虽然现在科技发达,多功能媒体已经大量的用在教学课堂,但是书写黑板仍然不可能消失,是最好最原始也最有效的教学途径.而新型全自动黑板擦能够解决这些问题。

本实用新型黑板擦控制机构由金属滑道，滑动头，齿轮转动机,烘干机组成。

该技术具有结构简单合理，功能强大,但是造价低，使用操作方便，减少粉笔灰飘落，防止手直接接触粉笔灰，有利于人体健康，可以自动擦拭黑板等特点。

擦尘、清洗和烘干部分有效地结合。

防止粉尘污染，保障师生身体健康。

2.所需器材齿轮若干，烘干机一个，平板钢材若干，电动机若干，平板磁铁数块,棉布若干,滑轮四个,导线开关若干.2.1实验设计方案将两个轮子用齿轮,小型电动机连接成电路安装于①处，再用盒子将其罩住,按外电路进行开关控制。

主要功能是黑板擦在黑板上电动滑行.②处为烘干机，由电动机和加热,烘干装置组成，工作时可以可翻折。

当不用时可以将其翻成如图b所示的形状，用时可将其翻折到与黑板擦平行且风口背朝黑板。

为了减小占用黑板面积,而且方便操作.③为平板钢板，连接轮子与整个装置。

宽度为15厘米, 长度为120厘米.④为放置固定转动机的空间。

⑤即是放置每个电动机装置，使电动机整个装置处于封闭式,防止水流入电动机中。

⑥为储水装置，下表面为钢板，上表面为带孔钢材,可以喷洒水,在电动机之间的空隙位置，钢材上加了数块磁铁,增大面部与黑板面的接触便于⑦装置擦拭。

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。

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。

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。

智能黑板擦策划书3篇篇一智能黑板擦策划书一、项目背景随着教育信息化的发展，智能教学设备在学校中的应用越来越广泛。

黑板擦作为教学过程中不可或缺的工具，也需要不断地进行创新和改进。

传统的黑板擦存在着擦拭不干净、粉尘飞扬等问题，不仅影响教学环境，也对师生的健康造成威胁。

因此，我们提出了智能黑板擦的设计方案，旨在解决传统黑板擦存在的问题，提高教学效率和质量。

二、项目目标1. 设计一款智能黑板擦，能够自动擦拭黑板，提高擦拭效率和质量。

2. 减少粉尘飞扬，改善教学环境，保障师生的健康。

3. 具备智能控制功能，能够根据黑板的大小和擦拭需求进行自动调节。

4. 设计简洁美观，易于操作和维护。

三、项目内容1. 机械结构设计设计一款能够自动擦拭黑板的机械结构，包括擦拭头、驱动装置、传感器等。

擦拭头采用柔软的材料，能够有效擦拭黑板，同时不会对黑板造成损伤。

驱动装置采用电机驱动，能够实现擦拭头的自动移动和擦拭。

传感器用于检测黑板的大小和擦拭需求，以便智能控制擦拭头的移动和擦拭。

2. 控制系统设计设计一款智能控制系统，能够根据传感器的检测结果自动调节擦拭头的移动和擦拭。

控制系统采用单片机控制，具有稳定性高、响应速度快等优点。

控制系统还具备手动控制功能，以便在特殊情况下进行手动操作。

3. 外观设计设计一款简洁美观的外观，符合人体工程学原理，易于操作和维护。

四、项目实施计划1. 第一阶段：需求分析和方案设计（[时间区间 1]）进行市场调研，了解用户需求和现有产品的优缺点。

制定项目方案，包括机械结构设计、控制系统设计和外观设计等。

进行方案评审和优化，确定最终方案。

2. 第二阶段：详细设计和样机制作（[时间区间 2]）根据最终方案进行详细设计，包括机械结构设计、控制系统设计和外观设计等。

制作样机，进行性能测试和优化。

3. 第三阶段：产品测试和改进（[时间区间 3]）对样机进行全面测试，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。

根据测试结果进行改进和优化，确保产品质量和性能。

目录一、摘要 (2)二、设计题目及任务 (2)2.1设计题目 (2)2.2设计任务 (3)2.3任务分配 (4)三、运动方案的设计 (4)3.1整体运动方案设计 (4)3.2毛刷伸长机构设计 (5)3.3齿轮齿条传动机构设计 (7)四、机构尺寸参数确定 (8)4.1毛刷伸长机构确定 (8)4.1.1曲柄滑块机构基本尺寸确定： (8)4.2齿轮齿条及传动机构参数及尺寸确定 (10)五、运动分析 (11)5.1整体运动方案结构简图 (11)5.2曲柄滑块机构运动分析 (12)5.2.1位移分析 (12)5.2.2 速度分析 (13)5.2.3 加速度分析 (13)5.2.4曲柄滑块机构的速度仿真 (13)5.3变位齿轮设计 (17)六、除尘方案的设计与分析及方案确定 (23)6.1除尘机构方案设计 (23)6.2除尘方案确定及基本参数确定 (25)七、设计小结 (27)八、附录 (27)九、参考文献 (38)一、摘要众一直所周知，黑板是我们在学习过程中必不可少的日常教具之一，从小学到大学，我们的学习一直与黑板相伴，这样就离不开另外两样工具，黑板擦和粉笔。

而一般我们平时所使用的黑板擦不但费时费力还会造成粉尘污染，危害我们的健康。

于是根据时代的要求，全自动无尘黑板擦诞生了。

市面上现在也有自动无尘黑板擦，但是都存在一定的局限性和缺点，因此，我们针对这一现象，用我们的想法和创意设计了一款全自动无尘黑板擦，从而改善教学质量。

二、设计题目及任务2.1设计题目全自动无尘黑板擦是利用毛刷的高速旋转从而与黑板产生摩擦，擦除黑板上的板书；同时，利用齿轮与齿条机构实现毛刷的前行，从而使整个黑板擦除干净；为了达到无尘的效果，利用高压静电产生的电场力和小型风扇产生的吸力，将粉尘吸附在清灰网格栅上，完成黑板的擦除之后，撤去电力，使粉尘因重力作用自由下落，落入粉尘收集盒。

工作流程图：见图2-1（a）、2-1（b）打开电源毛刷开始工作粉尘收集关闭电源图2-1（a ）○1毛刷初始状态杆1处于最短状态 ○2杆1开始伸长，杆4开始收缩○3杆1继续伸长。