全自动黑板擦
机械原理课程设计全自动黑板擦方案一in - 图文 - 综合文库
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。
《全自动无尘黑板擦》课件
长时间不使用时，将黑板擦存 放在干燥处，以防内部电路受
潮。
06
常见问题及解决方案
常见问题一及解决方案
常见问题：黑板擦无法启动
解决方案：检查电源是否已接通，确保电池已正确安装或插头已插入电 源插座
常见问题：擦除不干净
常见问题一及解决方案
解决方案：检查黑板擦的清洁程度，如有需要，请清洗或更换擦布 常见问题：噪音过大
黑板擦内部设有感应器，能够自动检测黑板擦边缘，实现自动擦除，提高擦除效率 。
无尘原理
擦除头材质透气性好，能够吸附并锁住粉尘，避 免粉尘飞扬。
黑板擦内部设有集尘装置，能够收集擦除过程中 产生的粉尘，避免粉尘散播。
集尘装置定期清理，将收集的粉尘倒出，保持黑 板擦内部清洁。
环保原理
01
黑板擦采用可充电电池供电，无须使用传统能源，减少碳排放 。
品牌竞争
市场上全自动无尘黑板擦品牌众多，品牌之间的竞争主要表现在产品质量、售后 服务等方面。
未来趋势
技术创新
未来全自动无尘黑板擦的技术将 不断升级，如提高擦除效率、降 低噪音和能耗等方面的技术创新
。
定制化服务
针对不同学校和机构的需求，提供 定制化的全自动无尘黑板擦，满足 个性化需求。
环保意识增强
随着环保意识的提高，全自动无尘 黑板擦的市场需求将进一步扩大。
05
使用说明
使用方法
打开黑板擦
按下开关按钮，启动黑 板擦。
调整速度
根据需要，通过调节旋 钮控制黑板擦的擦拭速
度。
清洁黑板
将黑板擦放置在黑板上 ，轻轻按压，使其与黑 板紧密贴合，自动擦拭
黑板。
关闭黑板擦
完成擦拭后，关闭开关 按钮，停止擦拭。
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。
挑战杯作品成品
辽宁大学第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品--静电除尘黑板擦学院：轻型产业学院专业：电气工程及其自动化创作团队：轻产科技部年级：11日期：2013.3内容摘要黑板、粉笔、黑板擦广泛应用于学校等文教场所，但粉笔字迹在用传统的黑板擦清除时会抖落出大量粉尘。
这些粉尘久而久之会对周围人群造成呼吸道和肺部的严重伤害。
因此，能够解决此问题的新型黑板擦的出现就迫在眉睫。
此款新型静电除尘黑板擦应用电场对带电粉尘的吸附作用，能够有效地解决粉尘的残留问题。
关键词：电场静电除尘粉尘吸附ABSTRACTBlackboard, chalk and erasers are widely used in schools and other cultural places. But chalk dust would be released in a large amount with traditional erasers. Chalk dust can be harmful to humanbeings' respiratory tract and lung. Thus, there is an urgent need for new type of eraser. This eraser below apply the theory that electric field can attract dust, which be able to solve the problem of chalk dust remaining辽宁大学第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)目录 (2)1 引言1.研究目的和意义 (3)1.研究方法和原理 (3)2 黑板擦制作2.1黑板擦原理图 (4)2.2黑板擦制作材料 (7)3 新型黑板擦发展优势及使用前景 (7)4 结语部分 (10)新型静电除尘黑板擦1.1 研究目的和意义本款新型黑板擦旨在解决当前社会中文教场所所使用传统黑板擦清楚粉笔字迹是会携带大量粉尘的问题。
全自动磁吸附黑板擦机器人
全自动磁吸附黑板擦机器人作者：暂无来源：《发明与创新·中学生》 2017年第9期擦黑板是日常教学中一项常规工作，它不仅耗时费力，而且产生的粉尘不利于师生的身体健康。
因此，我设计了一个全自动黑板擦机器人。
一、结构与工作原理全自动磁吸附黑板擦机器人主要包含行走、吸附、驱动控制、擦拭四大系统。
该机器人采用间隙永磁的吸附方式，通过交替N-S极永磁体布置实现磁路耦合，为机器人提供爬壁吸附力。
电机驱动机器人轮式移动机构，使机器人在黑板上运动。
机器人移动时，由安装于底盘下的擦拭系统完成擦拭黑板的任务。
二、设计过程1.行走系统行走系统设计主要是确定行走轮的布局方案，本机器人采用的布局方案如图1所示。
该方案采用四个全向轮布置方式，可实现黑板擦机器人在黑板壁面上纵向和横向无障碍地移动。
由于没有转弯半径，故整体采用方形设计，在擦拭过程中可最大程度地覆盖黑板表面。
2.吸附系统黑板擦机器人要完成擦黑板的任务，最基本的功能是实现在壁面上可靠的吸附，因此吸附系统非常关键。
我提出了一种面状间隙式吸附方案，如图2所示。
它有如下特点。
（1）永磁体和轭铁组成的面状吸附系统与壁面之间预留一定的间隙，且可根据需要调节吸附力。
（2）将吸附功能与移动功能分离，使机器人吸附能力强、移动灵活。
3.驱动控制系统驱动系统由行走电机、控制芯片、避障模块、降压模块组成。
整个控制系统的流程为：机器人从黑板的左下方出发，先向上行走，当碰到黑板上方的边缘时，安装在黑板擦前方的红外避障传感器根据反射回来的红外线判断机器人所处的位置，进而让其停止运动，1秒之后会向右行驶一段与机器人宽度相同的位移。
然后再向下运动，当碰到下方的边沿时，安装在黑板擦下方的红外避障传感器根据反射回来的红外线判断机器人所处的位置，再次让其停止运动，1秒之后再向右行驶一段与机器人宽度相等的位移，如此循环进行工作。
当其同时收到两个（右边和上方红外避障模块或右边和下方红外避障模块）红外避障模块反馈信号时，机器人自动停止擦拭，此时运动结束。
创新设计--每日一设想
每日一设想1、无尘黑板擦。
2、不松动鞋带。
3、无尘眼镜。
4、折叠式扫帚（可根据需要弯折到不同角度）。
5、密封式蚊帐（带有拉链，抗外界环境影响）。
6、易旋式杯盖（在杯盖上按装一气伐，当装有热水的杯子冷却后，不易扭开时，可按下气伐使内外气体相通，从而易打开）。
7、不溅水车胎。
8、电磁笔（利用电磁作用，当人坐姿不正时会产生例如声信号，提醒矫正坐姿）。
9、方便式玻璃清洁刷（此玻璃刷有主要部分“刷”和其附件“磁片刷”利用电磁力将两部分粘在玻璃两个不同面上）。
10、变色雨伞（伞由透明材料混合感光材料而成）。
11、保健牙刷（牙刷头可更换，而柄可多次用）。
1、智能玻璃：可根据屋外的光线强度自动调节室内的光强度。
2、多用途帽：冬夏两用，可保暖，又可挡阳光。
3、离子牙刷：可不用牙膏，直接用电源驱动。
4、伸缩式鞋底：可以根据适当条件调节高低。
5、报警多用途笔：当你的坐姿不好、光线太暗或者看的时间过长，提出警示。
6、清洁型梳子：直接把头皮的污物吸取掉。
7、声控电视：输入程序，用声讯号开关电视。
8、多用钢笔：可写字，也可涂改。
9、多功能火炉：通过调节燃气大小，达到不同的用途。
10、可叠书架。
11、透明衣：通过光学原理，达到隐形目的。
12、照明鞋：通过步行时磨擦充电，并且可根据光线强弱，适时照明。
13、助跳型运动鞋。
14、折叠型床：可随周围空间大小，改变床的尺寸。
15、可调节长度的晾衣架。
机制014 唐权 0190341231、可替换鞋底：鞋底最易磨损，可改成能替换鞋底。
2、可伸缩衣架：根据所需而可变长度的衣架。
3、声控电视：开/关、选频都可用声音控制的电视。
4、消音耳护：睡眠休息时避免别人打扰。
5、小型洗衣机：适合单人用，占空间小的小型洗衣机。
6、智能时钟：能提醒该做某事的时钟。
7、防盗锁：非标准钥匙企图开启即发出警报。
8、催眠音乐：听到后引起睡眠。
9、智能茶杯：可控温度的茶杯。
10、茶杯保护套：可防杯子摔坏的外套。
11、防脱落油漆：可防油漆脱落的油漆。
全自动黑板擦的设计
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。
发明创造的作文100字
发明创造的作文100字今天，老师让我们做一个小实验，怎样才能让椅子移动不出声。
这样子，老师就不会因为椅子的声音而皱眉头了。
我回家了以后，拿了一些泡沫，然后用一瓶粘在泡沫上。
再拿一个胶布，贴在泡沫上，然后，这个小发明就完成了。
但我还要看看我的小发明的质量，过了一会儿，我来检查了，我的心跳顿时停止了。
我见我的小发明生效，我高兴的合不拢嘴。
因为我给老师除去了一些烦心事。
这就是我第一次搞出发明者，虽然我没爱迪生那么难受，但这就是我迈入顺利的第一步。
在假期里，我发明了一个地毯式报警器。
报警器就是蓝色的，可以把在深夜去的小偷吓得落荒而逃。
我一共搞了三个报警器：第一个不但无法用还太破旧了。
于是我又搞了第二个，第二个能用就是会用了，可是由于电流太小，把电池盒损坏了。
我只好又搞了第三个，第三个既不好又重，特别便利。
终于顺利了，我和妈妈都高兴极了。
这就是我的第一个小发明——报警器。
人开着车可以危险，有时还可以出车祸损害人的生命，我必须发明者一种由机器人上开的车。
这辆汽车是黄色的，而且里面设施齐全，有空调、音乐设备等。
机器人身有两个按钮。
第一个按钮是红色的，只要按一下它就会出现在一根电子笔和一个音频。
你只要把你想要去的地方用电子笔写在音频，机器人就开车带你去哪个地方。
第二个按钮是绿色的，只要按一下机器人就会按你的要求开启车上的任何开关。
我真期望我的小发明早日变为现实！我想发明一个自动黑板擦。
我为什么要发明自动黑板擦呢？因为老师写错了用手擦很不方便，所以我要发明自动黑板擦。
下面我了解一下自动黑板擦的制作过程吧。
首先把一个黑板擦粘在一个可以弯曲的管头上，然后设计一个遥控器。
只要一按按钮，自动黑板擦就会自动擦起来。
这样老师们就可以省力多了。
我的自动黑板擦极好吧！我坚信你也一定存有比我更好的发明者吧！这个星期，我们认识了敢于尝试的依琳娜、善于观察思考的阿切尔，还认识了发明“充气雨衣”的小林同学，他可真是个生活的有心人啊！今天，你也来试试，也来写写你的小发明（一项或多项都行），好吗？重点要写出这项小发明的功能和新颖之处，对了，别忘了给你的小发明取个响亮新颖的名字哦！今天，我在玩游戏时，看见电视里一些人搞的装饰挂品。
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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。
3.1
在黑板一端固定一个电机，通过曲柄摇杆机构连接到菱形架一端，电机正反转带动菱形架伸缩，进而实现黑板擦在竖直面上的往复擦拭。
第四章设计方案及过程
4.1 方案选择
4.1.1最初方案
4.1.1.1
方案一：方案采用滑轮传动的方式，电机轴上绕线通过滑轮绕线进而对黑板擦进
行牵引；控制电机正反转可以实现黑板擦的往复运动。
4.1.1.2
方案二：方案采用汽车雨刷的原理，即在黑板底部安装一摆杆，摆杆上固定黑
板擦，通过电机控制摆杆往复运动，以达到擦拭黑板的目的。
4.1.1.3
方案三：（见最终方案）
4.1.2. 最终方案
在黑板一端固定一个电机，通过曲柄摇杆机构连接到菱形架一端，电机带动菱形架伸缩，进而实现黑板擦在竖直面上的往复擦拭。
最终方案示意图
4.2 尺寸计算
（如上图）
4.3．材料准备
黑板（50cm*70cm）×1个
方铝（75cm）×2条, (15cm) ×3条
M5螺栓螺帽垫片若干
铝条（30cm）×8条，（15cm）×4条
木板（大、小各一）
蜡烛一个
空心铝板一个
木螺钉若干
4.4. 组装
部件润滑——滑槽固定——菱形架连接——板擦装置连接——总装配
采用双螺母固定的方式，既可以保证绕轴旋转，又不会使其脱落。
4.5 调试
在调试过程中我们发现构件之间经常出现卡死的情况，经老师分析是机构没有进行润滑的原因，我们用蜡烛作为润滑剂，对每个接触面进行充分润滑，取得了良好的效果。
第三章结论
遇到的一些困难
1.在制作菱形架的过程中，对于两端的铝条的切割，我们没有预留钻孔的直径，导致两端铝条的总长度短了5mm，最终导致了菱形架往复运动中的死点。
2.由于铝条材料偏软，往复摩擦后导致表面粗糙，引起表面阻力增大，大大影响了全自动黑板擦的灵活性。
在老师的指导下，我们决定在铝制导轨及所有活动关节处打蜡。
润滑效果明显，很好的解决了铝制导轨摩擦阻力大的缺点。
3.在全自动黑板擦的方案设计以及组装时，我们都在水平工作台上操作，没有把重力因素考虑在内。
在正式调试时发现黑板擦无法很好的保持在一个严格的水平面上运动。
功能的优化及改进方向
1.由于在黑板的擦拭过程中会引起大量的粉尘，我们小组觉得可以在黑板擦上添加一个小型吸尘器，在擦拭过程中同时工作，较好的达到吸尘效果。
2.由于时间、经费、材料等因素的限制，我们小组并没有在菱形架的一端配上动力装置。
我们小组设想，可以添加一台小电机以曲柄滑块机构来带动整个黑板擦的运行，实现全自动黑板擦的功效。
3.由于材料选择上的局限性，我们小组建议在菱形架材料的选择上尽量选取密度小，刚性高的高分子材料；在设计的精度上也应该更严格一些，使整个黑板擦系统的运行更加流畅。
谢辞感谢王老师，凤老师以及段旭阳助教的精心指导！。