智能黑板擦
四年级 记叙文 2216字 2303人浏览 shynie018

专 利 申 请 书

申请专利名称: 智能黑板擦

申 报 类 别: 发明/实用新型/外观设计 专利完成单位: (全称)

申 请 时 间:

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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):

摘 要: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,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

1、背景技术

经分析,现下普遍使用的黑板擦具有以下缺点:

(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”。

由此看来设计一款自动黑板擦是很有必要的!

2、发明内容

本装置是用电动机作动力,分别控制左右黑板的上下运动,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,来实现黑板的往复运动与擦除,这样就给使用者带来不少便捷之处。

2.1功能分解

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反转来实现,从而使黑板擦得更干净。其示意图如下图

方案示意简图

2.2机构设计

对于设计方案,我们重点设计了压紧机构。压紧机构的最初方案为两种,一种为用螺栓直接压紧,但由于其灵活性太差,压得太紧会使刷体磨损严重,太松又擦不干净,故舍弃不用,而是采用了弹簧压紧的方案,其三维结构图如图2-1所示。其简图如图2-2所示,通过调整弹簧的压紧程度,可以灵活的改变刷体作用在黑板上的力,既保证了能将黑板擦干净,又保证了刷体不至于受力太大而导致磨损严重,延长了刷片的使用寿命。

为了适应不同规格宽度的黑板,我们又对压杆机构进行了设计,设计成了可伸缩的结构,根据黑板宽度不同来调节器长度,其截面示意简图如图2-3所示。

在除尘机构上,我们主要对刷子进行了设计。受带电体能吸引轻小物体的启发,选择电场力作为突破口。采用电子控制电路产生高压(低于36伏),使黑板擦带电,靠静电作用吸尘,其结构见图

2-4

2-1

图2-2 图2-3

图2-4

3、附图说明

总体的设计结构简图

1-丝杆滑动螺母;2-滑块;3-导槽;4-丝杠;5-固定架;6-减速齿轮;7-压紧横杆;8-电机

电动机8通过减速齿轮6,带动丝杠4旋转,与丝杠4配合的丝杠滑动螺母1随着丝杠的转动左右移动,带动与之连接的压紧杆7移动,导槽3内的滑块与压紧杆连接并与之一起左右移动。

4、总结

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,上述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往复运动,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。

本作品具有结构新颖、安装简便、轻便耐用、环保节能等优点,但是在使用该产品是,干布不可能一次性将板面擦干净,这样就会残留许多的粉尘在黑板上,当湿布擦过时,就会与这些残留粉尘混合,经烘干后在板面上留下大量痕迹,而且湿布必须及时清洗,否则,湿布太脏,就会使擦净度大大降低。频繁的清洗湿布十分麻烦,而且,冬天在使用时,由于外界温度太低,烘干设备的功率又不可能太大,就不能及时的将板面上的水分烘干,这就给教学带来了不便。同时,湿布中的水分在冬天易结冰,降低了其清洁板面的效果。