機械原理課程設(shè)計自動清潔黑板裝置

1、目 錄1. 設(shè)計背景1.1國內(nèi)黑板使用狀況································31.2國外黑板使用狀況············

2、83;···················32. 設(shè)計簡介2.1設(shè)計原理····························

3、············42.2設(shè)計方案····································

4、3;···52.3創(chuàng)新點··········································63. 自動清潔黑板設(shè)計3.1裝置總體結(jié)構(gòu)

5、····································73.2裝置具體結(jié)構(gòu)及功能介紹動力區(qū)···········

6、·····83.3裝置具體結(jié)構(gòu)及功能介紹清潔區(qū)················94. 自動清潔黑板使用說明4.1安裝說明······················

7、83;·················164.2日常使用說明······························

8、3;·····174.3日常保潔說明····································175. 自動清潔黑板價值5.1裝置優(yōu)點···

9、83;····································175.2裝置缺點············

10、····························185.3裝置市場應(yīng)用價值····················

11、;············196. 總結(jié)6.1結(jié)論、心得、不足································206.2參考資料·&#

12、183;······································221.設(shè)計背景1.1國內(nèi)黑板使用狀況就國內(nèi)目前而言，很多的中學(xué)，大學(xué)依舊使用著“黑板+粉筆”由于粉筆的使用，就不可避免的帶來了粉筆灰。

13、而粉筆灰就對老師以及學(xué)生帶來了一些危害：1.對肺的危害2.對上呼吸道的危害3.對眼睛的危害4.對皮膚的危害等。當(dāng)然，由于是“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，就存在板書不便（老師需彎腰踮足），黑板難以擦拭的缺點，尤其是當(dāng)板書多的情況下，老師需要不停的擦拭，帶來大量的粉筆灰。長此下去，有些老師很容易患上頸椎病等職業(yè)病。目前有些學(xué)校考慮到老師的健康，推廣使用水溶性粉筆，卻更加增大老師的勞動強度。水溶性粉筆寫的字必須用水擦拭，相較普通粉筆寫的字擦起來更費勁，還要等黑板干后才能書寫。1.2國外黑板使用狀況當(dāng)前在美國的學(xué)校中，更加清潔和多功能的白板正在逐步取代傳統(tǒng)的粉筆灰飛揚的黑板，成為了學(xué)校新的建設(shè)項目首選

14、的教學(xué)設(shè)備。加拿大是用的白板，也就是whiteborad，不用粉筆和黑板的。然后有很多地方還用那種舊式的光學(xué)投影儀，大多數(shù)還是用數(shù)碼投影機的。而對于國外而言，更加清潔和多功能的白板逐漸開始取代“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)教學(xué)方式。國外采用白板德邦主要原因是：1.健康和衛(wèi)生2.因為學(xué)校教育中小班化的趨勢越來越明顯，教師在課堂中的活動更像是啟發(fā)和培訓(xùn)，而不是傳統(tǒng)的單調(diào)書寫和講解方式3.白板作為一個輔助的教學(xué)書寫工具，應(yīng)當(dāng)與學(xué)生在書面看到的表現(xiàn)更加接近4.功能擴展的白板也能變成一個特大號的計算機頻幕，更有助于信息技術(shù)在課堂上應(yīng)用。但是由于價格較傳統(tǒng)昂貴，所以不適合中國各中學(xué)，大學(xué)推廣普及使用。因此目前迫切需

15、要一種物美價廉的創(chuàng)新型黑板清潔裝置。（摘自參考資料1）2.設(shè)計簡介2.1設(shè)計原理a.用電動機作為動力源，為后續(xù)功能提供動力。b.設(shè)立雨刷器，水循環(huán)裝置以實現(xiàn)自動清潔功能。c.將清水儲存到蓄水池中，以供水循環(huán)系統(tǒng)使用而清洗黑板。d.將清洗后含有粉筆灰的水經(jīng)過沉降后繼續(xù)用于水循環(huán)系統(tǒng)，粉筆灰沉降到存灰板上。2.2設(shè)計方案根據(jù)一般常識初步設(shè)定的黑板板面基本尺寸為：長4000mm，寬1000mm。經(jīng)過討論，將方案制定如下：1.電機、雨刷器、蓄水池、存灰板以及水循環(huán)裝置安裝在機座上。機座與外殼分離消除了噪音。2.外殼依附在原黑板，成為了一個整體，解決了支撐問題。3.運轉(zhuǎn)模式為：啟動一清潔一停止。（摘自參

16、考資料2）2.3創(chuàng)新點新型黑板清潔裝置以電動機為動力，通過黑板與汽車雨刷器的相結(jié)合，可以起到清潔黑板的作用。而其操控通過一組電動按鈕，可以輕松實現(xiàn)自動清洗。作為創(chuàng)新黑板清潔裝置，它的創(chuàng)新之處有以下幾點；1. 外觀結(jié)構(gòu)：非工作時雨刷器可以隱藏到裝置的外殼中，一方面增加了空間的利用，另一方面避免了一些不必要的損壞。而且其電路以及蓄水，排水，存灰的位置都在在裝置的外殼中。2. 內(nèi)部配置：裝置由小型電動機為動力，帶動蓄水池的水由上而下清洗黑板，并在其后由雨刷器開始工作，全過程無需人力，并且保證了無粉筆灰的飛揚。3. 少污染，節(jié)約資源：機構(gòu)中清洗黑板的水，是采取循環(huán)利用的，清洗完的水可以通過沉降，將其中

17、的粉筆灰沉降到存灰板中，下次可再次使用。而且雨刷器和水循環(huán)的功率較低，節(jié)約了電能。4. 維修方便，保養(yǎng)容易：由于在非工作時期，裝置的動力區(qū)（電動機等其余電路）以及清潔區(qū)（雨刷器和水循環(huán)裝置）都隱藏在裝置的外殼中，所以很大程度上避免了人為的損壞，維修時只需將外殼取下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一目了然。平時只需定時添加循環(huán)水以及清理存灰的裝置即可。3.自動清潔黑板設(shè)計3.1裝置總體結(jié)構(gòu)自動清潔黑板裝置分為動力區(qū)，清潔區(qū)具體如圖所示；3.2裝置具體結(jié)構(gòu)及功能介紹動力區(qū) 動力區(qū)開關(guān)裝置、水循環(huán)裝置、其結(jié)構(gòu)剖視簡圖如下所示： 3.3裝置具體結(jié)構(gòu)及功能介紹清潔區(qū)清潔區(qū)包括雨刷器，蓄水裝置，存灰板，示意圖如圖所示；常見汽車

18、雨刷器有二種，電動機功率小點的是全利用正平齒輪減速后，最后通過一個偏心輪和一連桿機構(gòu)把圓周運動轉(zhuǎn)彎為了往返來回運動。電動機功率大點的就是現(xiàn)在利用渦輪渦桿減速，然后同樣的是利用偏輪和連桿機構(gòu)把園周運變?yōu)橥颠\動。再還有一種氣動的，那就是利用壓縮氣體再通過氣缸，閥門控制來進行往返運動的。本裝置雨刷器總成含有電動機、減速器、四連桿機構(gòu)、刮水臂心軸、刮水片總成等。當(dāng)按下裝置的開關(guān)時，電動機啟動，電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動擺臂，擺臂帶動四連桿機構(gòu)，四連桿機構(gòu)帶動安裝在前圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動，最后由轉(zhuǎn)軸帶動雨刷器清洗黑板。其中間歇控制檔一般是利用電機的回位開關(guān)觸點與電阻電容的充放電功能使雨

19、刷器按照一定周期刮掃，即每動作一次停止212秒時間。裝有電子調(diào)速器，該調(diào)速器附帶感應(yīng)功能，能根據(jù)水量的大小自動調(diào)節(jié)雨臂的擺動速度，水大刮水臂轉(zhuǎn)得快，水小刮水臂轉(zhuǎn)得慢，水停刮水臂也停。由電動機帶動齒輪裝置1-2，傳至曲柄搖桿機構(gòu)2-3-4，將電動機單向連續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化為刷片4做往復(fù)擺動，其左右擺動的平均速度相同。雨刷器的運動簡圖： （摘自參考資料6）4. 自動清潔黑板裝置使用說明4.1安裝說明選取如圖位置安裝，安裝如圖所示；4.2日常使用說明 1.使用前先將蓄水池取下，添加清水。 2.按照使用要求按下開關(guān)，待蓄水池中的水經(jīng)過水循環(huán)裝置送到黑板上方后，開始清洗黑板，之后雨刷器開始工作。 3.根據(jù)使用

20、者需要，當(dāng)黑板清洗干凈后，可以關(guān)閉開關(guān)。此時雨刷器自動收回到裝置中。4.3日常保潔說明1.如需對存灰板進行清灰處理，只需將存灰板與裝置外殼之間的鎖扣解開即可。2.如需對雨刷器進行更換或者清洗，只需將裝置外殼取下，將雨刷器拆下或者直接清洗即可。3.水循環(huán)裝置的清洗以及灰的處理，如果循環(huán)水的沉降時將不夠，那么進入到循環(huán)裝置中的水就會含有少量粉筆灰，久而久之將對水循環(huán)裝置造成堵塞。所以有必要定期對水循環(huán)裝置進行檢查以及清洗，保障其能長期使用。5.自動清潔黑板價值5.1裝置優(yōu)點 1.分為：動力區(qū)，清洗區(qū)具有自動清潔，擦干的功能。2.采用電動機，雨刷器周期性擺動擦拭黑板，省力氣，效率高，解決擦黑板費勁的

21、問題。3.清潔區(qū)有循環(huán)水對黑板進行清洗，有效的避免了粉筆灰的飛揚。4.無需單獨的遙控器，控制裝置與總體裝置為一體，避免了遙控器的丟失。5.保留了原黑板，只需在原基礎(chǔ)上安裝，保證了老師對黑板的隨意性使用。5.2裝置缺點 1.需要人定期對其進行檢查，并且對其雨刷器、蓄水池、存灰板、水循環(huán)裝置等進行清洗。還有要對其蓄水池進行定期的添加清水。2. 大學(xué)中的而一些活動黑板，本來外殼就已經(jīng)占地方，如再加上該裝置，則顯得特別的笨重、壓抑。3. 有一定的耗電量，電動機工作的時候有輕微的響聲。4. 短期內(nèi)進行多次清洗，可能會由于清水的不足，水循環(huán)裝置會將未沉降的水送到黑板上方的裝置中，之后由于清洗黑板的水中存在

22、大量的粉筆灰吧，雨刷器不能更好的起到清潔裝置。5. 如遇到黑板表面不是很平整，雨刷器在清洗過后，可能在黑板表面留下一定的白點兒而清洗不了。6. 由于雨刷器的工作面是一個扇形，所以黑板上方兩個角不能做到清洗。5.3裝置市場應(yīng)用價值 隨著社會的不斷進步，科技的不斷發(fā)展我們身邊的事物在不斷的更新，就拿教學(xué)黑板來說，現(xiàn)在市面上有水泥黑板，毛玻璃黑板，水彩黑板，木質(zhì)黑板，鐵質(zhì)黑板等每一種都有自己的特點，但是自動清潔黑板能夠真正擁有綠色，健康，便捷三大特點。自動清潔黑板在功能上的創(chuàng)新將會在未來的教學(xué)、工作交流中得到很好的運用。在家庭教育、大型會議室以及教室都可以得到很好的推廣運用。目前對于家庭及幼兒園幼兒

23、教育，傳統(tǒng)黑板粉筆所帶來的粉塵嚴(yán)重影響幼兒身體甚至整個家庭生活環(huán)境也會變得很差，這些都使得許多傳統(tǒng)粉筆黑板已經(jīng)不能應(yīng)用于此種教學(xué)，所以我們這種新型多功能黑板將對此種情況產(chǎn)生革命性變化，這種黑板將以全新的理念使得幼兒教育更加健康，綠色，環(huán)保，便捷。在價格方面，自動清潔黑板與480元的傳統(tǒng)黑板，4499元起價電子白板相比，算是可以接受的。6.總結(jié)6.1結(jié)論、心得、不足 在整個的課程設(shè)計中，我看了網(wǎng)上諸多的資料、分析與設(shè)計。雖然各有優(yōu)缺點，但是和我心中所想的還是有很大的差別的。由于找不到類似的資料，曾經(jīng)一度想到要放棄或者和同學(xué)一起組團隊，因為那樣可以省去很多的力氣。不過最后在指導(dǎo)老師的鼓勵下，還是毅

24、然決然的向老師交了自己的課題摘要。也最終決定了自主創(chuàng)新。 在這短暫的幾天中，我收獲頗多，對自己的專業(yè)也有了重新的認識，并在設(shè)計中，逐步地將理論與實踐相結(jié)合，在鍛煉能力的同時，也感受到了其中的樂趣。尤其是我發(fā)現(xiàn)當(dāng)自己的即將接近尾聲的時候，自己是多么的激動與自豪。因為這是自己辛辛苦苦自主創(chuàng)新的裝置，雖然與之前的產(chǎn)品也有類似之處，而且還有一些地方是參考的前人資料。但是畢竟該裝置的總體構(gòu)思是自己想出來的，而且將其付諸于理論基礎(chǔ)，由于能力有限，不能將其付諸于實踐。 自動清潔黑板設(shè)計是一項涉及多學(xué)科的極富挑戰(zhàn)性的設(shè)計課題，其考慮的因素必須是多方面的，這就更需要有大量的資料與前人的設(shè)計作為參考。在本次設(shè)計中，我從機械工作原理開始設(shè)計，結(jié)合老師書寫行為了解自動清潔黑板。根據(jù)這些，我最終確定了自動清潔黑板的新設(shè)計方案。當(dāng)然本次設(shè)計的成功離不開老師的悉心指導(dǎo)和其他同學(xué)的熱心幫助。機械原理是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其最顯著的特點是基礎(chǔ)理論與工程實際的結(jié)合。要用到物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機械制圖和工程材料及機械制造基礎(chǔ)等先修課程的知識，尤其是理論力學(xué)的知識。但并不是這些課程的簡單重復(fù)，而是要