带式黑板檫的设计与应用研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 带式黑板檫的设计与应用研究 【摘 要】粉笔和黑板是传统和 原始的主要教学用具，由粉笔粉尘引起 的危害早已备受关注。本文设计了一种 具有擦字、清灰、集灰、防止擦黑板时 粉尘飞扬功能的带式黑板擦。其组成原 理是运用浮动弹簧推动浮动压板，支撑 擦带，利用擦黑板时所施加正压力的大 小控制擦带的运动，实现擦字和倒带、 清灰并配以集灰装置实现集灰构成的。 它具有一种结构小巧，成本低廉，实用 性强等特点。其有效解决了传统黑板檫 使用时粉尘在空中飞扬及粉笔灰难以收 集的问题，是一款真正意义的环保黑板 擦，给教师创造一个舒适健康的教学环 境。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /8/view-12932446.htm 【关键词】黑板擦；带式；除尘； 浮动压板 0 引言 传统黑板擦主要弊端有无法控制 粉笔灰的污染；无法有效清除黑板擦毛 层上的粉笔灰，当人体长期吸入粉笔灰， 可刺激上呼吸道粘膜，引起鼻炎、咽喉 炎、支气管炎、哮喘、尘肺、慢性肺心 病等疾病，危害人们健康。解决粉笔灰 的方法有使用无尘粉笔；采用多媒体教 学；采用交互式电子白板等，但效果不 佳。教室粉笔灰尘一直都在困扰着我们， 为减少粉笔灰尘的污染，研制一款带式 黑板擦，提高除尘效率，有效解决粉笔 灰尘的污染，具有重要意义。 1 带式黑板擦总体方案设计 1.1 带式黑板擦设计的性能要求 要求该带式黑板擦不同于传统的 清灰方式，利用板擦运动提供动力，实 现自动集灰和除尘，避免二次污染，且 要结构紧凑、性能优良、使用方便，经 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 济性好，让老师上课更舒适。 1.2 带式黑板擦的除尘原理及总 体结构 本设计总体结构分为三个主要部 分，外壳、擦灰机构和集灰装置。 外壳是用塑胶板做成与传统黑板 擦大小相当的盒子，外壳兼做黑板擦的 骨架，并将其他组成部分装入其中。 擦灰机构是黑板擦最核心的部分， 它由两个部分组成，中间部分是浮动板， 浮动板的两侧各有一个滚筒，滚筒的两 轴端固定在外壳上，滚筒与浮板长短相 同，擦布带将滚筒和浮板包在中间，宽 度比滚筒与浮板稍短，浮板通过一组弹 簧将浮板撑起，使其工作面压向擦布带 将擦布带绷紧并向外壳外伸出， ，这时 浮板比两侧的滚筒稍突起一定的尺寸， 保证擦黑板时使擦布带与黑板首先充分 接触。擦黑板时，由于弹簧的弹性作用 使擦布不滚动，即与浮动版保持相对静 止，擦布带和黑板是相对滑动的。此时 粉笔灰粘附在擦布上，此状态是板擦的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 主要擦字状态。当稍用力按住黑板擦移 动时，浮动板压缩弹簧，使其与滚筒平 齐，擦布在滚筒和黑板的夹持下，可以 随滚筒做圆周转动（即倒带） ，此状态 即是倒带清灰状态并兼有一定的擦字能 力。 集灰装置包括除灰刷、集灰盒和 罩灰舌板。在刷灰带的背面，即盒子的 背面一侧装有刷子，刷毛压向刷带。擦 黑板时当按压黑板擦力量稍大，即倒带 时刷子和布带为相对滑动，刷毛即可将 粘在擦布带上的粉灰刷掉，实现清理粉 笔灰。清下的粉灰在重力的作用下，下 落于设在外壳下部的集灰盒中。在集灰 盒粉灰入口处设有迷宫式阻止粉尘反流 装置。集灰盒可以收集至少一天擦黑板 产生的粉笔灰，只要打扫卫生的同学将 集灰盒盖打开即可清理粉笔灰。这样就 可以实现擦字、除尘和收集粉笔灰的功 能，结构简单，方便好用。 2 带式黑板擦装置结构设计 带式黑板擦在设计过程中充分考 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 虑粉笔灰的特性，对样机进行优化设计 及分析，应满足以下的要求： （1）对不同材质的黑板都具有 良好的除尘效果； （2）对擦布上的粉尘有很好的 收集效果，防止二次污染； （3）保证除尘效果的同时尽量 降低能耗（省力） ； （4）能使用模块化设计； （5）使用材料廉价、制造工艺 简单，以降低成本； 为了实现上述要求，黑板擦的机 械结构设计主要包括以下几个方面的内 容：擦字装置的结构设计、集灰装置机 构设计、外壳的结构设计等。 擦字、倒带、刷灰组件的设计： 设计采用擦字、倒带、刷灰一体化模块 式设计。擦黑板时压力小时带式布刷的 正面擦字；毫 笫北趁娉 灰。擦带 套装在两个带滚和中间的浮动板上，浮 动板是利用浮动弹簧使其突出压紧刷带， 弹簧力的大小与正常擦黑板时所用的压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 力相当。当压力小于弹簧力时，浮动板 正面高于带滚工作母线，此时带滚与黑 板间具有间隙，擦带与浮动板之间的摩 擦力大于擦带与黑板的摩擦力，擦带相 对于浮动板静止，实现擦字；当压力大 于弹簧力时，浮动板正面与带滚工作母 线在一个平面内，此时带滚与黑板间的 压力变大，便可夹持擦带运动，实现倒 带，倒带时利用设置在浮动板背面的清 灰刷除去粘附在擦带上的粉笔灰。 外壳及集灰盒组件的设计：采用 整体式结构，即集灰盒与外壳为一体的 结构。集灰盒位置设在外壳的下部（擦 黑板时的） ，集灰盒上部沿外壳内边缘 开设进灰口，进灰口处设置迷宫式灰 尘止逆装置，防止板擦倒置时集灰盒内 粉灰溢出。在外壳的下部集灰盒处设 有清倒灰口。 3 材料选择 擦布应具有擦字效果好、具有一 定厚度、具一定抗带宽方向褶皱能力。 本设计采用的是绒布，效果好，价格低 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 廉。 带滚、浮动板使用普通塑料、木 材均可，本设计使用的是塑料和木材制 成。 除尘刷：和浮动板尺寸相当，刷 毛应具有一定弹性、长度。刷毛密度应 稀疏（较普通毛刷） ，以保证落灰效果。 本设计采用毛刷改制而成。 外壳采用 4mm 厚的塑料板，迷 宫式反溢舌板采用 2mm 塑料板，清灰 口采用滑盖式圆口结构，滑盖采用 2mm 塑料板，结构简单、经济性好。 浮动弹簧：采用普通（较软）压 簧，数量按实际需要设定，一般为 2-6 个。 4 研制结论 带式黑板擦经测试使用效果较好， 总体性能指标都达到了设计要求。 带式黑板擦主要技术指标： （1）主体质量：300g （2）主体外形：（长宽厚） 15110958mm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （3）擦字效果：与传统板擦相 同。 （4）擦字效率：