黑板檫除尘器

1、1 方方 案案 说说 明明 书书 黑 板 檫 除 尘 器 霹雳六人组霹雳六人组 2 目录目录 一、团队成员简介一、团队成员简介.3 （一）成员基本信息.3 （二）个人擅长.3 二、作品介绍二、作品介绍.4 （一）摘要.4 （二）研究背景及意义.5 （三）设计灵感.6 （四）各部分结构功能说明.8 （五）创新点.9 （六）工作原理和工程.10 （七）加工和装配工艺.11 （八）设计计算及方案预算.12 （九）优缺点及后期预想.14 三、个人心得三、个人心得.16 四、附件四、附件（零件图，装配图）零件图，装配图）.附页附页 3 团队成员简介团队成员简介 （一）成员基本信息：（一）成员基本信息：

2、姓名姓名学院学院专业班级专业班级学号学号教学班教学班 程明汕软件学院软件 12-01 班 20122144710001 陈元杰电子与应用物理微电子 13-1 班 20132133550001 王志勇生物与食品工程食品 13-01 班 20132138710002 王金飞生物与食品工程食品 13-01 班 20132138940002 仓婷婷生物与食品工程生技 13-01 班 2013213998 0002 毕楠玺生物与食品工程食品 13-01 班 20132138930001 （二）个人擅长：（二）个人擅长： 程明汕：来自 12 级软件学院，个人擅长对电脑技术的应用和信息收集技术。在创 新项目

3、中提供电脑相应技术支持 陈元杰：来自电物微电子专业，擅长物理知识应用、组织协调、信息收集、软件应 用方面。在创新项目中提供电脑技术及信息收集等方面的支持 王志勇：组织协调能力较强，参与积极性高。在项目中扮演了主要的角色，根据活 动进程组织会议。 王金飞：较好的思维能力，画图能力较好，能吃苦耐劳。在项目中从技术到会议再 到结题都能做得较好 仓婷婷（女）：写作能力、语言组织能力较好，报告编辑能力强。在创新项目中提 供会议记录及后期文件整理等 毕楠玺：配合程度较好，很好的配合其他同学完成相应的工作。 4 作品介绍作品介绍 （一）作品信息及摘要（一）作品信息及摘要 作品名称：作品名称：黑板擦除尘器黑板

4、擦除尘器 名称：名称：霹雳六人组霹雳六人组 关键词：关键词：黑板檫黑板檫 除尘器除尘器 参考书籍文献：参考书籍文献： 1. 机械原理 第七版 高等教育出版社 孙桓 2. 机电创新设计 中国矿业大学出版社 徐桂云、樊晓虹、王洪欣 3. 简明工程图学 科学出版社（北京）胡延平 摘要：摘要： 在工培的大环境下，我们组本着创新与实际意义的原则，注意到了 我们日常生活中教室中黑板擦灰尘处理的问题，为了帮老师和同学们解 决这个困扰了多年的问题，本组组员创新性的想出了这个方案。为了教 师及学生们的健康，我们的设计走进了教室里，设计了我们的作品 黑板擦除尘器。该黑板檫除尘器整个结构中并未涉及过多的传动与链接

5、装置，并充分的利用了杠杆原理和弹簧的弹性势能与动能之间的转换， 使原本简单的结构却能够很完美的实现我们需要的功能。具有功能实用 性强、结构完善、实现功能原理简单，加工工艺程序简单、调控等各方 面具有明显的优越性，可操作性强等特点。 5 （二）研究背景及意义（二）研究背景及意义 背景：背景： 21 世纪科技在快步发展，支撑它的正是教育事业的发展。全国小 学教育阶段、初中教育阶段、高中教育阶段和高等教育阶段在校学生 总数约为 23527.68 万人。面对如此庞大的数据，另一方面是老师需要 开展更多的教学课堂。 黑板檫除尘一直都是同学和老师都头疼的问题。黑板檫如果除尘处 理不好将会影响到老师和学生的

6、身体健康问题，漫天的粉灰也会影响到 同学们的听课效率。对同学和老师有诸多不利。 我们团队本着创新与实际意义的原则，注意到了我们日常生活中教 室中黑板擦灰尘处理的问题，为了帮老师和同学们解决这个困扰了多年 的问题，团队成员创新性的设计出了这一方案。 研究意义及发展前景：研究意义及发展前景： 由于教育事业的发展，对教育事业相关物理环境越发得到人们关注。 教育相关器材的实用性，健康原则等都会引起同学和老师的注意。当然 “黑板檫除尘器”作为一种新型的，实用性强、可操作性强、成本低廉、 符合同学和老师们对健康的要求，将会教育相关器材方面的一大改善。 其研究和发展前景极为乐观。 6 （三）设计灵感（三）设

7、计灵感 从工程培训开课以来，我们小组一直非常重视，前后一共开过多次 会议，每次大家讨论兴致勃勃，积极发表自己的见解与想法，并提出疑 问，一同解答，我们人多力量大，力图把每一个问题考虑清楚，但是我 们的思考毕竟有限，还存在一些欠缺，我们将会在后期制作的过程中逐 个突破。 一开始，我们小组讨论制作什么作品的时候，小组成员积极参与， 有考虑做爬楼梯且吹干楼梯的机器人的，有考虑做捡乒乓球的机器，还 有考虑做爬树机器人摘水果的；最终经过大家的思考，一一淘汰，最终 决定做捡拾乒乓球的机器。 由于时间紧迫，并且每星期只能与老师联系一次，所以我们决定先 将捡拾乒乓球的机器进行细化，准备让履带转动夹住乒乓球，还

8、细致地 想了如何将捡拾的乒乓球传递上来的方法。 正当我们准备进行下一步作图的时候，出现了小意外，我们组的组 员去请求老师的意见时，老师认为我们的作品并不是很实用，具有局限 性，没有其实现的意义；当时大家都有些消极，不过我们很快明白了老 师的意思，认同了老师的观点，作品确实没有它存在的意义和价值。 于是我们迅速开始想下一个方案，并着重于创意性与实用性。正苦 于灵感匮乏之时，小组一成员随手拿起黑板檫在墙壁上拍打除尘，另一 个小组成员灵感突发，想到了每天老师上课之前，拍打黑板擦的辛苦， 7 并且对老师的身体健康造成影响，觉得黑板檫除尘器功能实用，且富有 一定创造性。通过系列讨论与分析我们便肯定了做黑

9、板擦除尘器的可行 性。 大家进行多次讨论后，注意到以下细节，例如：黑板擦放下的方式， 用黑板擦拍打还是用重物拍打黑板擦的问题，拍打应该竖直放置还是水 平放置，如何获取拍打动力，如何充分利用好重力势能弹性势能，等等。 我们小组成员都发表自己的观点以及优缺点。 而在软件，工图方面，我们几个都不是机械学院的，所以图纸的绘 画也花了不少功夫，短期内学习 CAD，3dmax 等软件更是难上加难，但 是大家都有不怕吃苦搞科研的精神，都能一一克服。 所以，请老师相信我们这支队伍，我们有想把作品做出来并完善的 决心，虽然我们不是最好的，我们没有过硬的基础，但是我们一定是最 认真的，一定可以将除尘器制作出来。

10、8 （四）各部分结构功能说明（四）各部分结构功能说明 1 1各部分明细表各部分明细表 结构结构数量数量实现功能实现功能 底架1承担支持整个作品的任务。 支持平面2实现整个作品的支持功能。 中心转盘1通过转达来传递动能。 齿轮2将发动机的能量传输出去。 发动机1为转盘提供能量。 连杆1下方链接网状拍子，通过绕定轴转动来带动 下方的拍子，实现动能传递功能。 拍子1呈现网状结构，实现拍打功能。 搁板1位于两块支持板之间，放置发动机。 门1放置黑板擦 扣环1将黑板擦固定在门上 2.2.各部分结构图，请参见附表（零件图，装配图）各部分结构图，请参见附表（零件图，装配图） 9 （五）创新点（五）创新点 创

11、新点创新点 1 1：拍打结构：拍打结构 我们的理念是力求用最简单的结构来实现一种可行的功能，结构设 计的每一点在初期设计的时候设想过很多方案，尤其是主要功能实现的 拍打结构上，我们充分融合了我们设计的理念，在众多的设计方案中我 们选择了现今的这种最简单最可行的拍打结构。 其主要特点是设计结构简单，整个结构中并未涉及过多的传动与链 接装置，并充分的利用了杠杆原理和弹簧的弹性势能与动能之间的转换， 使原本简单的结构却能够很完美的实现我们需要的功能 创新点创新点 2 2：功能实用性强 此黑板檫除尘器针对普通除尘方法存在粉尘漫布的缺点，改良了除 尘方法，具有功能实用性强的特性 创新点创新点 3 3：功

12、能原理简单，加工工艺程序简单 此方案由支架，拍打结构和发动机三大部分组成。结构简单可行， 实现功能明显。另一方面意味着加工工艺流程简单。 创新点创新点 4 4：结构功能完善、成本低廉 此方案功的能原理简单，加工工艺程序简单。生产要求也相应降 低低，成本要求自然也不高 创新点创新点 5 5：符合健康环保的理念 10 （六）工作原理和过程（六）工作原理和过程 提示：请参看附图提示：请参看附图 通过机械能转换为弹性势能，再将弹性势能转换为动能从而实现其 基本功能（机械能弹性势能动能） 。 首先，处的电机转动，通过齿轮传动带动转盘以一定速度匀速 转动，附着在转盘上的亦匀速转动，与接触，从而带动向左边扬

13、 起，弹簧被拉长（，之间有弹簧链接） ，当与脱离，在弹簧 弹性作用下加速运动回来，与处的黑板檫产生碰撞，从而实现拍打除 尘的功能。 在整个拍打过程中，我们的作品是处在一个与外界隔绝的环境里， 拍打下来的灰尘会由于重力作用落到下方的抽屉里，这样我们至于要隔 一段时间将抽屉里面的灰尘倒出即可完成整个过程。 11 安装支撑连杆5 装配连接6 安装底架4 返修 报废 安装连接杆 28 安装衔杆11 组装拍板10 固定9 组合安装12 安装发动机托架14 返修 报废 安装发动机15 履带连接 报废 返修 （七）黑板檫除尘器装配工艺流程图（七）黑板檫除尘器装配工艺流程图 装配中心转盘 安装转轴齿轮装上连接

14、杆 1 2 3 合格 不合格 合格 不合格 合格 测试或检验 完成安装工序 不合格 测试或检 验 7 测试或检13 验 12 （八）设计计算及方案预算（八）设计计算及方案预算 1.1.经费预算经费预算 结构结构数量数量预估经费（元）预估经费（元） 底架16 支持平面23 中心转盘14 齿轮25 发动机114 连杆11 拍子11.5 搁板11 门11.5 扣环11 总计1238 2.相关公式计算：相关公式计算：发动机转动，直接通过传动装置带动转盘发生相 应转动，转盘上的突起提供拍杆动力，从而带动拍杆来回往复运动。 13 转动转盘半径 R=5cm，发动机转速为 n=500rad/min，则转盘周期

15、 T=1/n.每分钟可拍打的次数为 n=500 次. 3.3. 成员分工：成员分工： 程明汕：负责学习 3dmax,以保证后期能做出立体动态效果图，以便 较直观的观看 陈元杰：负责学习 Auto CAD,画出电子版的图纸 王志勇，毕楠玺&王金飞：负责画出工程图纸 仓婷婷：记录大家的讨论成果，并写出完整方案。 会议记录情况： 时间内容参与人员满意度 3.21 讨论课题方案、熟悉队友（8 教 308） 6 满意 3.23 讨论课题方案（菁菁学园） 5 满意 3.26 提问老师（曹老师）短信联系满意 3.28 初步确定方案（8 教 308） 5 一般 4.2 讨论课题方案（8 教 308） 6 差

16、4.7 方案设计（8 教 308） 6 满意 4.13 方案设计（8 教 308） 5 满意 4.17 提交审核方案（公培中心曹老师） 3 满意 14 5.11 修改方案（菁菁学园） 6 一般 6.18 提交咨询（公培中心曹老师） 3 一般 15 （九）优缺点和后期预想（九）优缺点和后期预想 优点：优点： 1.功能实用性强 2.结构大致完善，基本可以做出实物 3.原理简单，调控等各方面容易实现 4.创意明显，由于非命题，不同于一般的制作 缺点：缺点： 1.体积较大 2.结构还有缺陷，功能不能实现的完美，可能会在黑板擦上留有少 许灰尘 7.7.后期预想：（需要解决的问题）后期预想：（需要解决的问

17、题） 由于我们并没有机会实际将我们的作品完成，所以很多的后期 完善不能做的很好，一些不足之处也不能在制作的过程中加以发现 并且完善，但姑且就把我们目前可以想到的完善方案列举出来。 1) 内部结构：目前我们的作品内部结构还是比较粗糙，在工件的衔 接方面做的并不是很完善，比如，转盘的具体尺寸大小以及齿轮 的合理直径，都需要在创作过程中加以确定。 2) 外壳设计：整件作品的功能就是为了帮助老师更好的处理黑板擦 灰尘困扰，而且不能在工作过程中出现灰尘溢出的现象。同时为 了力求方便快捷以及作品后期的普及，我们会将每个作品设计成 适当大小，并力求作品外形能依附于讲台，争取达到每个讲台能 16 够配备一台作

18、品。 3) 收集装置：目前我们的设想是设计一个类似于抽屉的结构，安装 在作品的下层，灰尘会由于重力作用自然落在抽屉里，但考虑到 灰尘质量较小，下落需要一定时间，影响作品工作效率。所以后 期改进可以利用静电吸层原理对抽屉进行改进，使抽屉起到一个 主动吸层的作用，显著提高效率。 17 个人心得个人心得 陈元杰：陈元杰：由于我们组员都是非机械类专业，在画图等方面缺乏相关 经验，所以我们的方案并不是很完美。但是我们团队每一个人都做 到了尽心尽力。虽然我们的前期计划是要做出实物作品来。但是提 交方案是出现意外差错，至于没有机会参与真正的创新训练项目。 虽然这样，队友们依然没有放弃，并且继续进行相应会议讨论，这 一点我非常感动。 王志勇：王志