全自动无尘黑板擦

全自动无尘黑板总体

设计

机械工程学院机械04-1班

设计者：张海龙200401011013

王长梁200401011023

解立洋200401011037

指导教师：陈照强

时间：2007年3月~2007年5月

山东轻工业学院

前言

“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”。因为每天上课要写板书、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上6节课，就相当于要“吸”掉12支粉笔。

全自动无尘黑板设计方案

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”。

二、工作原理

本装置是用两个电动机作动力，分别控制左右黑板的上下运动，如附图一，控制面板中有四个按钮，控制着电机的正反转，从而控制擦除时和不擦除时黑板的上下移动。黑板擦除装置采用电磁吸合装置，使横梁上的毛刷既可贴紧黑板，亦可不贴紧黑板。即当在“擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，通过电路（见图3）接通，衔铁与线圈吸合，使有擦除作用的横梁上的毛刷与黑板紧密接触，从而当黑板上下移动时，横梁上的毛刷擦除笔迹。而在“不擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，吸合电路并不接通，毛刷与黑板不接触，从而不具有擦除作用。横梁上安装一塑料长盒槽，从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘，使本装置具有“无尘”功能。所以，当我们需要擦黑板时，就无需直接动手去操作，而是通过控制开关，来实现黑板的上下移动与擦除，这样就给使用者带来不少便捷之处。

三、设计方案

1．黑板上下移动设计方案

电动机通过减速器与链轮连接，通过链传动控制黑板的移动，而电动机的正反转则可实现黑板的上下移动，实现电动机正反转的电路图如图1，SBF相当于“上升”按钮，即按下SBF时电动机正转，带动外侧的黑板向上移动，内侧的黑板向下移动；SBR相当于“下降”按钮，即按下SBR时电动机反转，带动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。同时，在上边框的内框和外框顶端

图1 电动机正反转控制电路各安装一个行程开关（电路图中ST1、 ST2），当黑板运动到上边框或下边框时，

触及行程开关，使电路断开，电动机停止转动，实现黑板运动的自动停止。

电动机带动链传动的简图如图2，减速器输出轴与下链轮联接，内侧黑板与

内侧链条相连，外侧黑板与外侧链条相连，从而实现两块黑板的同步、反向的运

动。

2．擦除装置设计方案

在两块黑板之间（边框中间位置）设置一与黑板基本等宽的横梁，上面装有

毛刷，在横梁的两端分别设置一衔铁。在贴近横梁的边框两边分别固定一个线圈

(已缠有相应匝数的导线)，两线圈通过开关分别与相应的电源连接，见图3。开

关闭合时，线圈通电产生电磁力，在电磁力的作用下，横梁两端的衔铁克服弹簧

的作用力与线圈吸合，从而实现了毛刷与黑板面的紧密接触，通过黑板的上下

图2 链传动的简图

移动，来实现内侧的擦除功能。开关断开时，电磁力消失，横梁两端的衔铁在弹簧的作用下与线圈分离，从而毛刷与黑板面分离，黑板上下移动时，不会擦除黑板上的字迹。同理，在外侧黑板的上面（边框的中间位置）也设置同样的一横梁，在横梁上面加一等长的塑料罩盒收集散落的粉笔灰尘，从而实现外侧黑板上字迹

四、功能、特点及应用前景

1、功能

传统的黑板需要手动实现其运动，并且需要人力擦除黑板笔迹，针对这些费时、费力和粉末污染等弊端，我们设计了以上方案，该方案是建立在自动控制与机械运动原理的基础之上，综合了机械运动与电器的自动化控制，实现了黑板的多功能、模块化和自动化设计。全自动无尘黑板擦主要具有以下几部分功能：（1）利用电动机可实现正反转的原理，通过减速器、齿轮和链条来实现黑板的自动上下运动，并通过行程开关实现黑板的自动停止。

（2）利用电磁吸合原理，使擦除装置与黑板可以自动接触与脱离，从而实现随时、随意擦除黑板的功能。

（3）利用静电原理，避免了粉尘随意漂浮的缺点，实现了粉尘的集中清理功能。

（4）通过电路、开关和操作面板，实现所有运动的自动化控制。

2、特点

在设计过程中，采用了机械运动和自动控制相结合的创新设计方法，使全自动无尘黑板擦与传统的黑板擦除方法相比，具有如下优点：

（1）黑板的上下运动通过按钮自动控制，方便可靠、省时省力，节省了上课时间，提高了上课效率。

（2）由于采取了粉尘集中清除措施，在黑板横梁上面加一塑料罩盒收集散落的粉笔灰，从而避免了擦黑板过程中产生的灰尘给老师、同学带来的身体危害，具有环保型的特点。

（3）本方案采用了主电路与控制电路相分离的方法，从而操作安全。

（4）本方案所实现的功能，是根据现已有黑板的尺寸及特点设计的，所以安装时只需对原黑板经过改造，既能达到全自动无尘的效果，而无需将原黑板全部换掉。

（5）结构简单，成本低，便于安装。

（6）系统原理简单，操作方便。

3、应用前景

随着多媒体技术的发展，课堂教学对黑板已不是像以前那样依赖，但黑板的

方便书写的特点仍是不可替代的，所以黑板仍是课堂教学所不可缺少的。但是，由于传统的黑板擦除方法存在着很多弊端，在当今以人文本、全面建设和谐社会的趋势下，这种弊端越来越显现出来，所以，全自动无尘的黑板擦除装置，势必在今后教学设备中占有一席之地。

经过我们的调查，市场中也已存在不少类似产品，但这些产品中绝大多数并没有完全实现“全自动”与“无尘”的结合，甚至有些产品反而使操作更复杂，针对这些问题，我们所设计的本套全自动无尘黑板擦不仅实现了“全自动”与“无尘”的完美结合，真正做到了操作简便、安全，而且整套装置是根据现已有的黑板设计的，在原有黑板上只需经过改造，即可成为本产品，所以，该产品较同类产品更具有竞争力，更具有广阔的市场前景。

五、使用方法

在黑板两侧各有一控制面板，其上各有四个操作按钮（各按钮的功能在控制面板上已标出），分别控制黑板的上下运动、擦除装置与黑板的接触和分离。使用时，只需轻轻按下按钮即可，并且黑板具有自动停止的功能，想要达到某一功能，一次性即可。

六、主要创新点

1、功能创新

全自动无尘黑板实现了黑板的自动上下运动、擦除装置的自动接触和分离与粉尘的集中清除等功能。

2、模块化设计

根据以上功能的分解和组合，将自动无尘黑板按模块分别设计，最后按功能需要组合而成。

3、概念设计

传统黑板需要老师或学生亲自动手擦除粉笔字迹，费时费力，影响上课效率，危害老师学生的身体健康。而全自动无尘黑板则解决了此种问题，实现了其运动与擦除功能的自动化，并通过利用粉尘收集装置解决了环保问题。在概念设计上做到了创新。

4、最简化原则

虽然该设计功能较多看似复杂，并在控制上实现了一定程度的智能自动化控制，但是其在结构上却相当简单明了，做到了以简单的结构实现复杂功能的目的。为产品的生产和应用提供了方便。

设计小结

几周的创新设计已经结束了，虽然很忙碌、很辛苦，但感觉收获还是蛮大的。我们几乎每周的专注和辛劳，唤起了我们对创新设计意义的重视，对“创新”这一概念的深刻理解，还有一种对设计工作的热情和认真态度，我们那严谨求实的作风再次发挥了优势，不敢说我们的这套设计方案一定会得优秀，但看着说明书上的每一个细节，我们觉得没有枉费这几周来的心血。我们相信，我们是最棒的！

短短的几周时间，我们学到了很多的东西，从总体的布局到局部的设计，绝不仅仅是考虑尺寸的问题，要考虑的东西很多很多。我们认识到，一个好的设计师在需要具有优秀的专业基础能力的同时，还需要具有知识的综合能力和创新能力等。而我们在这方面显然还差得很远，但有幸的是通过这次创新设计，我们更加清楚地认识到了这一点，也为我们指明了以后的努力方向。

此次创新设计，更加增强了我们对创新的兴趣，对设计的热爱，看着自己画出的每一条线、写出的每一行字，心里总有些激动，我们知道那是收获时幸福的喜悦！在对自己的努力进行肯定的同时，我们也认识到了自己的诸多缺点与不足：一是绘图能力还不够强，作为一个机械专业的学生，必须具备足够强的绘图能力，今后我们会在这方面继续努力的；二是专业基础知识的学习不够扎实，比如说对机械材料、零件结构等的学习不够深刻等。我们以后也会在这方面多下功夫的！

同时，在这次创新设计中，我们还懂得了一些其他方面的道理，比如说合作的道理、多问多动手的道理等等！另外，还应特别感谢指导教师给予我们的指导与关怀，正是老师耐心的解答与深刻的见解才使我们能按时完成本次创新设计！

一种全自动无尘黑板擦的设计

一种全自动无尘黑板擦的设计机设八班周坤辉（学号：1253010814）摘要：黑板的缺陷，自从它的诞生至今以致以后的一段时间里都是一个有待改善的问题。它的缺点，是众所周知的。很多全自动无尘黑板擦的探索，都因过于复杂或是代价太高而没有应用到实际中。此文设计的这种全自动无尘黑板擦具有简单高效低成本的特点，对原有的黑板擦进行了多方面的改善，希望得以推广应用，对教育事业有所贡献。关键词：黑板擦；全自动；无尘；粉尘 1.构造此黑板擦外观类似常规的电风扇，其质量不到400g。擦黑板面为圆形，是由两个同心圆组成的，外圆半径约为13cm。擦黑板时，将黑板擦的插头插在正常交流电的插座上，打开开关，内外两圆快速反向转动（图1），想擦哪块就将黑板擦放于那块上，便瞬间将其擦干净。它的柄部和电熨斗相同，在黑板擦的背部，同时安有开关。下侧为除尘装置的排气孔，擦下的粉尘被吸到排气孔中，经排气孔过滤排出（图2）。图1 图2 以上的一切过程，全由一个电动机完成，电动机可以和常规家用电风扇的相同。2.原理 2.1.共轴反转的实现由电动机带动上面的盘，在盘转动的同时，带动由两根杆固定的齿轮,同时由齿轮带动下面外擦黑板面，上面的盘与下面的内擦黑板面连接为一体（图3，箭头所示方向

一种全自动无尘黑板擦的设计为其转动方向）。它们的角速度是相同的，两圆半径应满足转动时角动量相等，以保证擦黑板时震动较小。图3 2.2.除尘装置的衔接齿轮是按在离除尘装置最近的一侧，齿轮的中心正对着排气装置。从齿轮中心延生出一根轴，与除尘装置衔接起来，当齿轮转动时，此轴也以同样的角速度转动，同时带动除尘装置，使除尘装置也跟着正常运行。 2.3.除尘装置除尘装置分为两个部分，前部分是吸尘装置，后部分是过滤装置。吸尘装置是把空气和粉尘一起吸入排气管（既是除尘装置）中，在排气管中把粉尘过滤掉，排出纯净的空气，以达到除尘效果。 2.4.擦黑板面来做个实验:用一根绒毛在黑板上写有字的地方来回划动多次，可以看到被划过的地方很干净。绒毛并非依靠与黑板面之间的摩擦力来把粉尘擦掉，而是由于粉尘与黑板之间粘得很松，绒毛只需要很小的力就能将其扫过的地方的粉尘带走。此黑板擦正是利用这一原理，整个擦黑板面就是很多根绒毛的叠加。擦黑板面的角速度相对较大，即其外缘线速度很大，固应当选择较为柔软光滑酥松光滑的材料，尽可能的减小摩擦，使擦下来的粉尘也尽可能少的粘在擦黑板面上，这样不但擦得干净，而且既能减小黑板擦的功率，又能使黑板擦耐用，还能将擦下来的粉尘迅速被吸尘装置吸收掉。擦黑板面的边缘为微锯齿状，高度适中，既不能让粉尘飞溅出来，又不能使擦黑板面与黑板间的压力过大。 3.总结把黑板擦从方形变成圆形，这是此前从来没有过的。

自动黑板擦创新报告

自动黑板擦创新报告集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

课外创新活动专题讲座创新报告学院计算机与电子信息学院专业电子信息科学与技术班级电子08-1班姓名梅亚乐学号 27 创新报告评分：_______

自动黑板擦技术领域本实用新型涉及一种电机装置，能够自动的擦除黑板字体，并达到除尘的效果。背景技术黑板从小学到大学甚至到我们步入社会都一直伴随着我们身边，它一直是教师传播知识的媒介，在我们的学习生活中几乎和书本一样的重要。但是粉笔，是传播文化的工具，也是戕害身体的毒品。多少灵魂的工程师因为反反复复的粉尘污染、吸进气管而罹患痼疾，过早离开了讲台。坐在前排的学生，同样受到粉尘的威胁。现在存在的普通黑板擦，虽然能够达到擦除字体的效果，但是在上课时，教师不仅要讲的口干舌燥，还有费体费力的去擦除整个黑板的字体。同时擦除字体的飘扬的粉笔末对教师和同学的身体健康造成了很大的威胁。因此我构思了一种可以自动擦除的黑板擦并且有除尘的效果，来达到减轻教师的压力，并且保护教师和学生的身体健康的作用。发明内容本实用新型的目的是提供一种能够自动擦除黑板字迹，并且能够自动吸尘的黑板擦。本方案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黑板的上下运动和停止；利用电磁吸合原理来控制擦除装置与黑板的接触和

分离；利用静电吸附原理来收集粉尘。从而实现黑板上下移动时，字迹自动清除的功能附图说明图1是黑板上下运动结构原理框图。图2是利用电磁来达到除尘的原理图具体实施方式电动机通过减速器和链条与链轮连接，通过电动机的正反转控制黑板的上下移动。电动机正转，带动外侧的黑板向上移动，内侧的黑板向下移动，电动机反转，带动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。另在上边框的内框和外框顶端各安装一个行程开关，运动到上边框或下边框时，触及行程开关，使电路断开，电动机停止转动，实现黑板运动的自动停止。减速器与下链轮联接、下链轮通过链条与上链轮联接、上链轮通过链条与黑板联接，实现两块黑板的同步、反向运动。在两块黑板之间设置一与黑板基本等宽的横梁，上面装有毛刷，在横梁的两端分别设置一衔铁。在贴近横梁的边框两边分别固定一个线圈(已缠有相应匝数的导线)，两线圈通过开关分别与相应的电源连接，。开关闭合时，线圈通电产生电磁力，在电磁力的作用下，横梁两端的衔铁克服弹簧的作用力与线圈吸合，从而实现软毛刷与黑板面的紧密接触。通过黑板的上下移动，来实现内侧的擦除功能。开关断开时，电磁力消失，横梁两端的衔铁在弹簧力的作用下与线圈分离，从而毛刷与黑板面分离，黑板上下移动时，不会擦除黑板上的字迹。同理，在外侧黑板的上面也设置同样的

自动擦黑板机器人的设计与制作

】自动擦黑板机器人的设计与制作摘要：本文介绍了一种结构简单但性能优良的自动擦黑板机器人。在黑板横方向的两侧铺设轨道，上侧配置一台可左右移动的电机，中间由一条滑轨相连。在滑轨上装设一台可上下移动的电机，并带有黑板擦，黑板擦可通过蜗轮蜗杆结构调节与黑板之间的高度，通过遥控器控制机器人使其达到指定位置并进行擦拭，或者通过矩阵遍历的方式擦拭整个黑板。关键词：黑板；远程自动控制；机器人前言教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。在40～50分钟的一节课里，就要擦写数次，往往手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。天天如此，年复一年，工作20～30年后，消磨数以万计的粉笔。本文设计并制作出能通过远程操控清洁黑板的机器设备，通过单片机远距离操控擦拭黑板，减少粉笔灰对教师健康的危害；其次此设备可以通过调节长度从而适用所有黑板。 > 1 主要结构与工作原理主要结构自动擦黑板机器人，就是在一般黑板擦的基础之上，利用当前科技知识及理论而研究的一种现代自动设备，其结构如图所示：其横向传动采用了蜗轮蜗杆形式，纵向传动采用了齿轮齿条形式，擦字结构采用了下压板擦蜗轮蜗杆形式电机机构。整体用8031单片机控制步进电动机驱动。 \ 主要特点有：（1）远程控制定位、擦字；按钮操作，方便快捷；擦字、定位等智能化；运动平稳，定位准确，有良好的运动特性；（2）机构易懂，加工工艺简单，安装方便，有很高的经济性。系统的工作过程：《

首先，控制单片机通电，之后操作按钮按下，单片机发出信号，驱动步进电动机按程序控制的方向（所需求方向）旋转，按步数到达所要擦区域的左上角，即定位完成。单片机控制下压电机驱动蜗杆带动黑板擦体压在黑板面上，步进电动机旋转，蜗杆带动黑板擦体纵向运动，同时，蜗杆驱动蜗轮，定位及擦字机构工作。按步数到达下边界后，电机反转，复位于定位点，即往复擦字一次。横向传动工作，右移一个位移，再实现以上过程。依次实现上述过程，到所要求工作的右边界，黑板擦复位到最开始位置。各个所选区域都有一个子程序，分别实现。区域的选择可通过远程控制定位后，从控制面板上选出，进行小范围人工定位擦拭。工作原理控制单片机通电后，按下操作按键，单片机发出信号，步进电机按程序控制的速度与方向旋转。此时黑板可视为一平面直角坐标系，控制竖直方向的y轴电机和横向的x轴电机位置即可使黑板擦达到要擦除的区域。定位后，控制单片机连接的第三个z轴电机（此电机连接黑板擦）向黑板内的方向移动从而使板擦产生一定的对黑板的压力。按下矩阵上的“擦除键”，装置以小正方形的轨迹带动板擦，擦除指定区域。擦拭完成后，通过按键使z轴电机解除对黑板的压力。重复上述过程，直到擦除所有指定区域。功能模块划分及功能如表1所示：步进电机驱动设计 — （1）脉冲分配本装置共三个步进电机，并使用8031系列单片机控制电机，可用软件实现脉冲分配。软件法是按照给定的通电换相顺序，通过单片机的I/O口驱动电路发出脉冲。程序中将几个控制字依次送到P1口步进电机就会转过一个齿距角。单片机通过多个串口以及矩阵按键同时控制三个步进电机。（2）步进电机的步进控制步进控制通过控制单片机发出的步进脉冲频率来实现，这里采用定时器中断的方法。在中断服务子程序中进行脉冲输出操作，调整定时器高低位（TH0和TL0）的满溢上限（定时常数）可实现步进调整。根据给定的脉冲频率和单片机的机器周期来计算定时常数，此常数决定了定时时间。当定时器溢出时发生中断，在中断子程序中改变相应的端口的电平，这样就可以得到一个给定频率的方波输出。改变此满溢上限，就可以改变电平变换的频率，从而实现步进的调整。 ? （3）电机方向确定黑板擦执行功能时需要正向、反向均能正常工作，故在单片机上采用矩阵中不同的两个按键，并在程序中赋予其不同键值，使按键被按下时程序通过高低电

全自动黑板擦

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。全自动黑板擦在课程进度比较紧张的黑板擦的效率低下，且往往不而且普通黑板擦的使用往往会造成大量的粉尘，对老师、前我们小组决定设计一种全自动黑板擦，为老师节约了不少时间；全自动最重要的一点是，我们设计的这种全自动黑板擦不需要人工擦拭黑板擦的工作效率较高全自动黑板擦可以进行远

无尘黑板擦的制作方法

无尘黑板擦的制作方法专利名称：无尘黑板擦的制作方法技术领域：本实用新型涉及无尘黑板擦，按国际专利分类表(IPC)划分属于作业、运输部，印刷分部，书写或绘图器具；办公用品大类，书写或绘图用品；书写或绘图辅助用品小类，黑板或石板的清洁装置大组，有吸粉笔灰装置的清洁装置小组的技术领域。背景技术：目前，现有和曾有的关于黑板或石板的清洁装置大组，有吸粉笔灰装置的清洁装置小组的技术对无尘黑板擦的需求都做过很有成效的努力，也曾设计过许多优秀的技术方案。如1996年中国专利局公告的由黄达宏申报的，授权公告号为CN2219215Y，中国专利号(ZL)为95205760.3号的实用新型专利名称是《黑板清洁器》的实用新型专利，所采用的技术方案，在黑板或石板的清洁装置大组，有吸粉笔灰装置的清洁装置小组的技术方面是一例很有价值的发明，它有效地解决了清洁黑板省力方便快捷的技术问题。但尚有不足，它还很难解决粉尘乱飞的技术问题。发明内容本实用新型的目的在于提供一种无尘黑板擦。以解决粉尘乱飞的技术问题。本实用新型要解决的上述技术问题所采用的新的技术方案是本实用新型的无尘黑板擦，主要由外壳、电机、风扇、薄防尘网、厚防尘网、软塞、电池、硬棉、导线、开关构成。在形状、构造及其结合上，本实用新型的无尘黑板擦与最接近的现有技术共有的必要技术特征是硬棉的两端位置用钉连接在外壳的内部位置，电池的两端位置插放在外壳的放电池位置，结合成一体结构，功能是起擦黑板的作用。在形状、构造及其结合上，本实用新型的无尘黑板擦与最接近的现有技术不同的技术特征是电机的前端位置焊接在外壳的内部位置，风扇的右端位置套插在电机的轴右端位置，结合成电机带风扇形状的活动结构，功能是起吸尘的作用。开关的接线端位置用导线连接在电机的接线端位置，电机的接线端位置用导线连接在电池的正极位置，结合成串联结构，功能是起供电的作用。电池的负极位置用导线连接在开关的接线端位置，薄防尘网、厚防尘网的两端位置焊接在外壳的内部位置，结合成一体结构，功能是起供电、滤尘的作用。软塞的下端位置塞在外壳的左端口位置，结合成长方体形状的活动结构，功能是起清理粉尘时出口的作用。这样就达到了本实用新型的无尘黑板擦解决粉尘乱飞的技术问题的目的。

基于STM32智能板擦机器人的研究与设计

基于STM32智能板擦机器人的研究与设计摘要目前，智能家居、人工智能技术已经渗透我们生活中的方方面面，在广电、银行、电信、家居、教育等方面都有很大的发展和突破。为此，研究出一种具有粉尘识别的智能黑板擦，以STM32单片机为其控制中心，设计板擦机器人识别粉尘、自由移动各个控制系统的有效结合，并通过STM32单片机输入的脉冲PWN波的不同加速度来控制板擦的上下、左右前进后退的动作。本项目可以很好地延伸到其他相关方面，涉及日常生活中的很多领域，有一定的实际应用价值。关键词服务机器人；自控；识别；STM32 前言随着人工智能时代的到来，各行各业都离不开互联网产业。互联网向传统行业渗透，实质是传统行业需要互联网。教育行业是最具有传统行业的代表之一，然而粉笔是传播文化的工具，人类几千年文化的积淀通过粉笔相传，而粉尘灰长期会引起人体皮肤、呼吸道等身体的不适，故对自动运转的板擦机器人的需求日益明显。因此本文设计了一种STM32智能板擦机器人，有明显的粉尘传感器、采集电路、四轮驱动机构，利用粉尘传感器实现定位，利用电机正反转原理控制板擦的上下左右的移动，实现全自动擦黑板功能，进而很好地避免了对教师身体健康的影响。 1 总体设计方案智能板擦机器人可以完成教室中人工的擦黑板的系列动作，通过机器的上下左右运动来完成黑板的擦拭，以STM32控制器为核心。本设计的机械本体由中间运动平台、主支撑平台构和线路系统控制系构成。其中中间运动平台主要由2根光轴、2块亚克力中间盖板及直线轴承和单边法兰轴承搭建；主支撑平台用2块不同的亚克力板和若干螺丝分别固定步进电机和铝合金到相应的槽口位置；线路装置由1块主板2个A4988驱动及其与配件构成，且本设备提供12V直流电作驱动控制系统[1]。 2 硬件控制系统设计 2.1 STM32简介 STM32C5616AD微控制器作为整个控制系统的核心，它是一种高性能、宽电压、低功耗、成本低的嵌入式处理器。工作频率在0—35MH之间，有外部掉电检测电路，可在掉电时及时将数据保存进EEPROM，并进行外部中断唤醒（可支持下降沿/上升沿和远程唤醒），内置Flash程序存储器可达62K、4个16位定时器，10位高速ADC，速度可达25万次/秒，2路PWM还可当2路D/A使用，并且可以使用Keil软件利用C进行编程，不需要操作系统，下图为最小系统电

新型自动黑板擦

新型自动黑板擦的设计与研究机械工程学院设计者：李玉恒20091115 姜璎琦20091041 步丰盛20094434 时间：2013年3月～2013年5月

序言 “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”。因为每天上课要写板书、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上6节课，就相当于要“吸”掉12支粉笔。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。根据全国和我省部分调研资料显示，随着社会进步和社会节

自动擦黑板机总体设计

> 自动擦黑板机装置的总体设计张辉冯松张微袁伟内容提要： 1．任务分配 2．设计创新性 3．市场调研及需求分析 4．概念设计、 5．方案结构化 6．方案评估 7．可靠性设计任务分配：张辉：总体概念设计，基于CATIA有限元分析，公理设计，VB动画演示制作，PPT演示文稿制作，任务报告整理。冯松：基于CATIA的结构设计，PPT演示文稿整理。张微：可靠性设计，有限元分析，PPT演示文稿的整理。）袁伟：市场调研，PPT演示文稿的整理。一、设计创新性：第一：本次设计的核心装置齿轮连杆的动力传递系统及执行机构是创新点。尤其是动力传动系统，巧妙地运用了不完全齿轮实现执行机构的往复摆动，并且达到了结构的布局合理和紧凑。另外执行机构高度模拟了人体的运动，巧妙地设计保证了产品的效果。第二：另外本次设计的产品是市场上目前很少见的产品，本设计弥补了这个空缺，市场前景看好。产品的开发流程分为产品设计规划、方案设计、技术设计、施工设计四个部分。本设计进行到技术设计部分，很多细节问题并没有涉及，也有很多地方值得改进，其具体的价值还有待市场的考验。目前类似的产品主要还是一些专利和设想，真正投入市场的几乎没有。另外这些专利和设计在我们看来有明显的缺陷和不足之处。现在市场上流行一种“电动吸尘黑板擦”，这种产品和本设计有一定的相似之处，但二者还是有明显不同之处。“电动吸尘黑板擦”如下图（右）所示，它算是一个半自动产品，而本设计是全自动产品。 #

另外还有一些专利也是设计了全自动的擦黑板机，但在我们看来他们的设计有很多不足之处，这正是这一类的产品迟迟不能投入市场的原因。比如有一种专利，它的擦黑板原理仅仅是利用了旋转的运动，这样擦拭效果会很不好，粉笔末不是擦下黑板，而是涂抹在黑板上，效果很差，另外这种方法会有明显的擦拭死角，即长方形黑板的很多地方是无法擦到的。比如还有一种专利是利用了简单的往复运动来擦拭，这种运动形式不仅实现复杂成本高，而且需要很高的运动速度。所以本次设计的关键创新之处就在于它的良好的擦拭效果，和简单可靠的动力传动设计，这个具体的创新性大家可以在后面的结构设计讲解的时候清楚的看到。二、市场调研及需求分析产品的设计成功与否最终是由市场所决定的，而产品的设计规划需要结合产品生产企业的实际情况，进行调研与分析。由于各种原因我们只能借由网络进行相关资料的收集，企业信息也无法获得，所以调研结果具有不完整性，分析带有一定的主观性。虽然现在多媒体教学得到了广泛应用，但很多学科教学还需要大量的板书，如数学、物理、化学的公式推导过程等。而目前手动擦黑板效率低，粉笔末飞扬，对教师的健康有很大伤害。尤其是对于一些需要大量板书的教学更是如此。根据国家有关报告1993年统计资料显示：我国教师每年因上课吸入的粉笔灰约200克/人，死于肺部疾病、癌症的约20%/年。可见粉笔灰可怕的吞嚼着教师的生命，因此急需一种产品减少或避免此类情况的发生。另学校数量从1910年的37888所激增到2003年的70万所小学、10071所中学、2322所高等学府。可谓市场潜力巨大。黑板擦全国将近10亿的市场空间。根据我们的调研目前市场上还很少有类似“自动擦黑板机”的产品，市场约为空白，这样调研和分析具有更高的难度。类似的产品主要还是一些专利和设想，真正投入市场的几乎没有。现在市场上流行一种“电动吸尘黑板擦”（如前面所示），它的需求量之大可以给我们一个参考。据网上资料的初步统计这种产品仅学校市场潜在销量在1000万台以上，再加上家庭或办公等场所的需求，市场潜力非常巨大。【另外我们联系了一些初中高中及大学的老师和其他教职工，本次调研的所有消费者均对我们的自动擦黑板机均表示有兴趣，如果价格合理，实用性强的话可以考虑购买。我们设计的产品虽然不如上述产品成本低，适应程度高，但我们的设计具有全自动的特点，它快捷方便，完全不需要人的控制和参与，不会打断使用者的工作，并且成本也不是很高，这是我们设计的优势。所以我们初步估计我们设计的产品具有很大的潜在市场需求量，是值得开发和推广的。三、概念设计总体思路：本次设计所要实现的功能如下： 1.连续自动擦拭黑板。 2.能擦干净，不留下痕迹 &

自动擦黑板机总体设计

自动擦黑板机装置的总体设计张辉冯松张微袁伟内容提要： 1任务分配 2 ?设计创新性 3.市场调研及需求分析 4.概念设计 5 ?方案结构化 6.方案评估 7.可靠性设计任务分配：张辉：总体概念设计，基于CATIA有限元分析，公理设计，VB动画演示制作，PPT 演示文稿制作，任务报告整理。冯松：基于CATIA的结构设计，PPT演示文稿整理。张微：可靠性设计，有限元分析，PPT演示文稿的整理。袁伟：市场调研，PPT演示文稿的整理。一、设计创新性：第一：本次设计的核心装置齿轮连杆的动力传递系统及执行机构是创新点。尤其是动力传动系统，巧妙地运用了不完全齿轮实现执行机构的往复摆动，并且达到了结构的布局合理和紧凑。另外执行机构高度模拟了人体的运动，巧妙地设计保证了产品的效果。第二：另外本次设计的产品是市场上目前很少见的产品，本设计弥补了这个空缺，市场前景看好。产品的开发流程分为产品设计规划、方案设计、技术设计、施工设计四个部分。本设计进行到技术设计部分，很多细节问题并没有涉及，也有很多地方值得改进，其具体的价值还有待市场的考验。目前类似的产品主要还是一些专利和设想，真正投入市场的几乎没有。另外这些专利和设计在我们看来有明显的缺陷和不足之处。现在市场上流行一种“电动吸尘黑板擦”，这种产品和本设计有一定的相似之处，但二者还是有明显不同之处。“电动吸尘黑板擦”如下图（右）所示，它算是一个半自动产品，而本设计是全自动产品。另外还有一些专利也是设计了全自动的擦黑板机，但在我们看来他们的设计有很多不足之处，这正是这一类的产品迟迟不能投入市场的原因。比如有一种专利，它的擦黑板原理仅仅是利用了旋转的运动，这样擦拭效果会很不好，

全自动无尘黑板擦

全自动无尘黑板总体设计机械工程学院机械04-1班设计者：张海龙200401011013 王长梁200401011023 解立洋200401011037 指导教师：陈照强时间：2007年3月~2007年5月山东轻工业学院前言

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”。二、工作原理本装置是用两个电动机作动力，分别控制左右黑板的上下运动，如附图一，控制面板中有四个按钮，控制着电机的正反转，从而控制擦除时和不擦除时黑板的上下移动。黑板擦除装置采用电磁吸合装置，使横梁上的毛刷既可贴紧黑板，亦可不贴紧黑板。即当在“擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，通过电路（见图3）接通，衔铁与线圈吸合，使有擦除作用的横梁上的毛刷与黑板紧密接触，从而当黑板上下移动时，横梁上的毛刷擦除笔迹。而在“不擦除”状态按下“上升”、“下降”按钮时，吸合电路并不接通，毛刷与黑板不接触，从而不具有擦除作用。横梁上安装一塑料长盒槽，从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘，使本装置具有“无尘”功能。所以，当我们需要擦黑板时，就无需直接动手去操作，而是通过控制开关，来实现黑板的上下移动与擦除，这样就给使用者带来不少便捷之处。三、设计方案 1．黑板上下移动设计方案电动机通过减速器与链轮连接，通过链传动控制黑板的移动，而电动机的正反转则可实现黑板的上下移动，实现电动机正反转的电路图如图1，SBF相当于“上升”按钮，即按下SBF时电动机正转，带动外侧的黑板向上移动，内侧的黑板向下移动；SBR相当于“下降”按钮，即按下SBR时电动机反转，带动外侧的黑板向下移动，内侧的黑板向上移动。同时，在上边框的内框和外框顶端

全自动黑板擦

上海交通大学全自动黑板擦创新思维与现代设计课程报告组长姓名：宋乐然组员姓名：杨晟吕杲丰指导老师：王皓日期：2011.12.09

目录摘要 (2) 第一章研究背景 (3) 第二章设计目的 (4) 第三章设计原理 (4) 第四章设计方案及过程 (5) 4.1 方案选择 (6) 4.1.1 最初方案 (6) 4.1.2 最终方案 (7) 4.2 尺寸计算 (8) 4.3 材料准备...... (8) 4.4 组装 (8) 4.5 调试 (10) 第五章结论 (11) 谢辞 (12)

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黑板擦，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。在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，取得了良好的锻炼学习的效果，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。关键词：全自动黑板擦，粉尘、菱形架

第一章绪论 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，需要老师或者同学人工擦拭，效率低下，费时费力，同时也会产生许多粉尘，恶化教室的空气环境。

2.1 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，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；全自动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。

智能黑板擦剖析

书利申请专智能黑板擦申请专利名称： /外观设计实用新型类别：发明/报申（全称）专利完成单位：时间：申请第一发明人：第一发明人身份证号：联系电话：手机：其他主要完成人员：说明书摘要

专利名称：智能黑板擦申报类别（发明、实用新型、外观设计）：要：摘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，都还有粉尘污染空气的缺费力，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、点，从而影响到了广大师生的身体健康。因此，我们就有了“智能黑板擦”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。说明书

、背景技术1经分析，现下普遍使用的黑板擦具有以下缺点：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；）需要人工擦拭，（1 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；（）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（3使用粉笔，不自主地“吸”入大量粉尘，容易患上呼吸系统疾病。而学良影响。教师常年他们受到的危害甚至比教师更为严易受教室二次扬尘的危害，尘接触时间长，生与粉笔年时间，这正是生长发育的黄金时期，却要不16重。一名学生从小学到读完大学至少需要年左右，生命的大半时间40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。都要“吃粉笔灰”由此看来设计一款自动黑板擦是很有必要的！、发明内容2控分别控制左右黑板的上下运动，本装置是用电动机作动力，控制面板中有四个按钮，黑板擦除装置采用电磁吸制着电机的正反转，从而控制擦除时和不擦除时黑板的上下移动。、“上升”即当在“擦除”状态按下亦可不贴紧黑板。合装置，使横梁上的毛刷既可贴紧黑板，“下降”按钮时，通过电路接通，衔铁与线圈吸合，使有擦除作用的横梁上的毛刷与黑板紧、“上升”状态按下从而当黑板上下移动时，密接触，横梁上的毛刷擦除笔迹。而在“不擦除”“下降”按钮时，吸合电路并不接通，毛刷与黑板不接触，从而不具有擦除作用。横梁上安装一塑料长盒槽，从而罩住、收集擦除字迹时产生的粉尘，使本装置具有“无尘”功能。所以，当我们需要擦黑板时，就无需直接动手去操作，而是通过控制开关，来实现黑板的往复。运动与擦除，这样就给使用者带来不少便捷之处功能分解 2.1．该方案采用电机作为动力源，电机通过联轴器带动丝杠旋转，使与丝杠相配合的丝杠螺母沿着丝杠做水平移动，带动固定在螺母上的刷体与之一起做水平运动，刷体的往复运动可通过电机的正

机械创新大赛——自动黑板擦设计说明书

自动黑板擦设计说明书指导老师：潘军设计者：石方棋、周宇、李明峰、张赟、黄远山

1、研究背景及意义在传统教学模式中，黑板、粉笔以及黑板擦是教学中不可或缺的三大工具，但传统的擦黑板方式费时费力，漫天飞舞的粉尘严重的影响着师生的健康。此自动黑板擦运用机械原理并加入防尘装置，在减少师生体力消耗，提高课堂教学效率的同时也大大降低了粉尘对师生健康的损害。 2、设计方案 2.1总体设计构想为了使圆筒式黑板擦沿黑板左右移动及其自转来提高擦黑板效果，并满足黑板擦滚筒受力一致以保证黑板擦的平稳运行的要求，在滚筒上下两端装有相同规格的螺杆来进行相同的动力传导，以上部为例，设计两根螺杆，分别用来控制黑板擦的左右移动和自转。在圆筒式黑板擦周围安装防尘壳，防止粉尘飞散。 2.2动力传导方案比较 ⑴要求滚筒有一定的移动速度以节省擦黑板所用时间，并要求滚筒受力均衡以保证运行平稳。方案一：只在黑板上部或下部安装动力传导螺杆来带动滚筒的自转和左右移动，此设计虽在制作过程中较简单，成本也较低，但因动力来源只有一端，在擦黑板这种摩擦力很大的情况下，由受力不一致导致的两端运动不协调不但降低了擦黑板的效果，也减少了机器的使用寿命。方案二：在黑板两端对称安装规格相同的动力传导螺杆，此设计虽然增加了制作成本和制作难度，但能很好的保证滚筒上下两端受力一致，提高擦黑板的效果，延长机器的使用寿命。 ⑵要求滚筒有一定自转速度，以保证擦黑板的效果。方案一：使用带动滚筒左右运动的螺杆带动滚筒自转。这种方法降低了设计难度，减少材料的使用，降低成本；其缺点是，滚筒的左右移动与自转共用螺杆，无法保证擦黑板的力足够大。方案二：单独使用螺杆来带动滚筒自转。虽然使用单独螺杆增加设计难度，制造成本也相应增加，但可以保证提供滚筒足够的自转力，以此提高擦黑板的效果。

新型全自动黑板擦洗系统设计付贵权

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。

智能黑板擦设计报告

海军工程大学2014年度机械创新设计作品方案报告作品名称：智能黑板擦参赛选手： 11-422 李明昊 11-422 赵恒 11-422 刘晨博 11-422 贾战鹏指导教师：海军工程大学训练部二〇一四年三月十日

前言 “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”。因为每天上课要写板书、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

未来的环境

智能黑板擦科技不断进步，如今，已经有许多高科技产品相应问世，并给人们带来了方便的服务。而今天，我要发明的则是为老师带来福音的“智能黑板擦”。由于老师天天都同普通的黑板擦擦黑板，就算用力再轻，可粉笔灰还是会像密密麻麻的雨点一样落下来，很容易被老师吸进身体，同时粉笔灰还落到了手上，脸上，甚至是眼睛里，头发上。不仅腐蚀皮肤，还损害了眼睛，弄脏了头发，不仅污染了空气，也破坏了教室环境。看到自己敬爱的老师、亲爱的同学们擦黑板时皱着眉头、痛苦的样子，我的心情就异常的不开心。怎样想个法子解决这个问题呢？我想发明一个能吸粉笔沫的智能黑板擦。这个智能黑板擦跟普通的黑板擦在外表上没什么两样，只不过在黑板擦装有一个高科技吸尘器，这个吸尘器工作时无噪音，而且虽然小巧玲珑，但是容量很大。吸尘器还有自动感光作用，只要开始擦黑板的时候，吸尘器就会感应出来，开始工作。吸尘板上的孔十分小，直径不到一纳米，但是小孔的数量却相当多，一块吸尘板上面有上万个吸尘孔，这都是高科技的成果，吸尘孔越多越密，吸力就越强。而且这样才不会损害黑板擦上的软毛刷，同时也能起到清洁软毛刷的作用。为了做到节能环保、变废为宝，我还想在黑板擦中设

计一个用粉笔沫制造粉笔的装置。这样，当你想把粉笔沫倒出来时,倒出来的不是粉笔沫而是粉笔。这种黑板擦既可以把粉笔沫回收利用，又解决了粉笔沫危害老师同学身体健康的问题。我想早日发明出这种黑板擦,那时我一定能看到老师灿烂幸福的笑容。不过现实毕竟是现实，这只是一个幻想发明，不过我相信，未来的科技发达，再加上我们人人努力，这一定会变成现实。在不久的将来，老师们一定能用上这种智能黑板擦。

全自动无尘黑板总设计

创新设计说明书全自动无尘黑板总体设计前言 “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”。因为每天上课要写板书、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上6节课，就相当于要“吸”掉12支粉笔。全自动无尘黑板设计方案一、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”。二、工作原理本装置是用两个电动机作动力，分别控制左右黑板的上下运动，如附图一，

便携式电动无尘黑板擦的设计

便携式电动无尘黑板擦的设计提出了一套由电源管理芯片、电机驱动器和单片机等一系列元器件组成的便携式无尘黑板擦的设计方案。锂电池供电技术为装置的续航能力提供保障，模块化设计思路降低了装置的后期维护难度。实验结果表明依据该方案设计的装置有效的解决了扬尘问题，且具有小型化、便携式等特点。标签：无尘黑板擦；锂电池供电技术；便携式 1引言无尘黑板擦相比普通黑板擦具有擦拭扬尘少的特点，能有效保护师生健康，从而很受教师和学生欢迎，大有取代传统黑板擦的趋势，具有广泛的推广前景。近几年来，大量研究者们发明了多种无尘黑板擦，各有优势，但是避免不了的几乎都有很多缺点，最明显的例如：体积较大、仅限一块黑板、电网供电、成本高等。空气负压原理是个很好的除尘理论，但是利用好该原理却是设计中的难点，为了达到更好的除尘效果，大多会用到高转速大容量的电机，这样导致驱动电路庞大复杂，而且设计的除尘装置体积必然较大。要想基于该原理设计一款无尘黑板擦，并且解决体积、可移动性等多种因素与除尘效果之间的矛盾，必须认真思考重新设计整体电路。基于上述问题，本文提出一种采用L9110S马达驱动器驱动空心杯航模直流电机产生空气负压，利用单片机控制技术、锂电池充放电技术、合理的模具设计等方法设计无尘黑板擦的方案。最后进行了实物测试，得出有效性结论。 2系统设计方案本系统采用STC15W408AS单片机作为主控芯片，外围电路主要由电机驱动电路、控制电路、电量检测及显示电路、电源管理电路、报警电路组成。系统结构框图如图1所示。 3电路设计及流程控制 3.1电机驱动电路设计整个系统中，电机的选用很重要，决定了黑板擦的吸尘效果和电路的主要功率。空心杯直流电机就可以达到这样的效果。其采用的是无铁芯转子，由于转子的结构变化而使电动机的运转特性得到了极大改善。主要特性有：功耗低、重量轻、转速高、受控性能好。要想实现直流电机的正反转，需要搭建一个H桥驱动电路，但受限于本系统PCB板的面积，选择集成芯片驱动是一个很好的方案，电路图如图2所示。小容量空心杯直流电机的工作电流一般较小，本系统中电机所需最大电流小于