教室粉塵自動回收再生系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、教室粉塵自動回收再生系統(tǒng)教室粉塵自動回收再生系統(tǒng) 設(shè)計說明書長春工程學(xué)院2013年12月1日- 11 -目 錄一、參賽人員基本信息- 1 -二、創(chuàng)新構(gòu)思與設(shè)計- 1 -1、設(shè)計目的- 1 -2、創(chuàng)新構(gòu)思- 2 -三、 設(shè)計方案- 3 -四、工作原理及動力分析- 4 -1、機(jī)構(gòu)簡要說明和分析- 4 -（1）黑板旋轉(zhuǎn)和擦拭機(jī)構(gòu)- 4 -（2）粉筆頭破碎機(jī)構(gòu)- 4 -（3）工作臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)- 4 -（4）攪拌機(jī)構(gòu)- 5 -（5）傾倒機(jī)構(gòu)- 5 -2、氣動部分說明- 5 -3、反應(yīng)原理說明- 6 -4、控制原理示意圖- 7 -五、主要功能指標(biāo)與應(yīng)用前景- 7 -1、功能指標(biāo)- 7 -2、應(yīng)用前景- 7

2、-六、 實(shí)物照片- 9 -一、參賽人員基本信息設(shè)計題目：黑板粉塵自動回收再生系統(tǒng)指導(dǎo)老師：二、創(chuàng)新構(gòu)思與設(shè)計1、設(shè)計目的三尺講臺，三寸舌，三寸筆，三千桃李；十年樹木，十載風(fēng)，十載雨，十萬棟梁。老師在那三尺講臺為我們奉獻(xiàn)一生，可每日都得遭受粉筆灰塵的侵害。由于傳統(tǒng)的黑板不可動，固定安裝，需要手工擦拭，極易產(chǎn)生粉塵。如圖 粉筆灰塵對教師和學(xué)生的呼吸系統(tǒng),皮膚,耳,鼻,喉部容易造成炎癥,干燥,萎縮,瘙癢,皸裂，肺癌，肺氣腫和腎臟損害。同時我們發(fā)現(xiàn)如果我們把教室的粉塵有效的回收起來，便可再造出可用的新粉筆。而此類產(chǎn)品市面上幾乎沒有銷售，因此我們小組設(shè)計了一種不僅可以自動擦拭黑板，而且可以將粉塵和粉筆頭

3、有效回收起來，再造新粉筆的裝置。這在堅持綠色和環(huán)保的同時也使資源得到了更加充分的利用。2、創(chuàng)新構(gòu)思 本小組設(shè)計的黑板粉塵自動回收再生系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：（1）黑板采用柔性材料制作，可旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要時，只需輕輕按動開關(guān)，黑板便自動擦拭干凈，并且無粉塵產(chǎn)生，為同學(xué)和老師保持一個干凈的教室環(huán)境。（2）黑板在擦拭的同時可以利用旋轉(zhuǎn)的擦拭滾刷將粉塵有效的回收到一個固定的裝置中，將資源回收。 （3）對于老師用剩的或丟棄的粉筆頭，同樣可以放 到固定裝置中用以回收再利用。 （4）利用粉筆自身的重力，機(jī)械式觸動開關(guān)裝置， 開 始工作，不工作時裝置處于關(guān)閉狀態(tài)。整個工作 過程環(huán)保，綠色，低能耗，噪音小。

4、（5）本系統(tǒng)的粉筆再生過程，可以實(shí)現(xiàn)全部自動化， 智能、方便，無需任何人工操作，出口便可運(yùn)送 出可用的嶄新粉筆。3、 設(shè)計方案 首先，當(dāng)需要擦黑板時按動開關(guān)，黑板自動旋轉(zhuǎn)，后面的滾刷以相反的方向旋轉(zhuǎn)對黑板進(jìn)行有效擦拭，滾刷并且可以將粉筆灰回收到固定的裝置中。廢棄粉筆頭也可由相應(yīng)入口放入到相同固定裝置中。其次，當(dāng)粉筆灰和粉筆頭達(dá)到一定質(zhì)量時，由于其自身的重力，促使擋板翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而觸動機(jī)械式開關(guān)，粉塵和粉筆頭掉落進(jìn)破碎器中，裝置開始工作。接下來，收集粉筆灰的反應(yīng)盒90度旋轉(zhuǎn)到反應(yīng)工作臺處，對粉筆灰進(jìn)行一系列化學(xué)處理和攪拌等物理操作，以得到糊狀熟石灰。最后，由傾倒機(jī)構(gòu)將糊狀熟石灰倒入模具中，再移動到?jīng)_

5、壓工作臺處利用氣動沖壓，烘干，便可得到可用粉筆，此時模具自動打開，粉筆落在傳輸帶上，輸送到儲藏器中。如右圖所示：四、工作原理及動力分析1、機(jī)構(gòu)簡要說明和分析（1）黑板旋轉(zhuǎn)和擦拭機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)主要由齒輪帶動鏈條旋轉(zhuǎn)，柔性材料制成的黑板固定在鏈條上，達(dá)到黑板旋轉(zhuǎn)的目的。黑板背面的擦拭滾刷，以電機(jī)驅(qū)動其主軸以與黑板相反的方向旋轉(zhuǎn)，對黑板進(jìn)行有效的擦拭。 （2）粉筆頭破碎機(jī)構(gòu) 破碎機(jī)構(gòu)主要由一組相互咬合的破碎輪組成，每個破碎輪的主軸都直接與動力源相連。以較大的動力，較快的轉(zhuǎn)速輸入驅(qū)動破碎輪，可以將粉筆頭快速而有效的粉碎為粉筆灰。破碎機(jī)構(gòu)收集處 （3）工作臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)主要運(yùn)用渦輪蝸桿，首先通過減速機(jī)構(gòu)

6、將 電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，再驅(qū)動蝸桿。渦輪以轉(zhuǎn)盤的形式裝 在基座上，工作臺固定在轉(zhuǎn)盤上，通過蝸桿帶動轉(zhuǎn)盤， 工作臺可以實(shí)現(xiàn)90度往復(fù)轉(zhuǎn)動。 （4）攪拌機(jī)構(gòu) 由電機(jī)控制連桿，攪拌器固定在連桿上。在電機(jī) 轉(zhuǎn) 動過程中，連桿帶動攪拌器向下移動，攪拌器同 時旋轉(zhuǎn)，達(dá)到多角度的充分的攪拌。攪拌器 （5）傾倒機(jī)構(gòu) 反平行四邊形結(jié)構(gòu)與雙搖桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合，控制 反應(yīng)盒將料倒入模具中。反平行四邊形機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu) 2、氣動部分說明 首先由空氣壓縮機(jī)將空氣壓進(jìn)儲氣罐內(nèi)，（1）當(dāng) 需要加水時，電磁閥1開啟，由空氣將儲水罐內(nèi)的水 壓入反應(yīng)器內(nèi)，可以對加水量精確的控制。（2）當(dāng)需 要對模具進(jìn)行沖壓時，電磁閥2、3啟動，對模具快

7、速沖壓，完成后，沖頭立刻抬起。 （空氣壓縮） （氣動沖壓） 3、反應(yīng)原理說明 我們大家都知道粉筆是由硫酸鈣的水合物(俗稱生 石膏)制成的。而粉筆灰是由熟石膏構(gòu)成的,所以我們要 先把熟石膏在機(jī)器里通過化學(xué)反應(yīng)生成生石膏,發(fā)生反 應(yīng):2CaSO4·H2O+3H2O=2CaSO4·2H2O（常溫）。然 后我們再把制作出來的生石膏在機(jī)器里加熱到一定溫 度，使其部分脫水變成熟石膏，發(fā)生反應(yīng)：2CaSO4· 2H2O=2CaSO4·H2O+3H2O(加熱)。最后把上一步生成 的熟石灰通過加水?dāng)嚢璩珊隣睿缓蟀押隣畹氖焓夜?入模型凝固即可。發(fā)生反應(yīng)：2CaSO4&#

8、183; H2O+3H2O=2CaSO4·2H2O（常溫）。這樣就完成了從 粉筆灰變成粉筆的過程，以上就是我們這個發(fā)明的工作 原理以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。 4、控制原理示意圖五、主要功能指標(biāo)與應(yīng)用前景 1、功能指標(biāo)黑板高度： 2m粉塵處理裝置高度： 80cm擦黑板用時： 4050s占地面積： 100cmx80cm每次再生粉筆數(shù)量： 2 2、應(yīng)用前景 教室的清潔與否直接關(guān)系著師生的健康，同時由于 粉筆容易折斷，因此也造成了許多浪費(fèi)，此外在清理黑 板的時候由于黑板擦不容易被清理，造成黑板也不易被 清潔干凈，這時就需要一個可以自動清潔的黑板來解決 這些問題。黑板粉塵自動回收再生系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于可以 自動清潔黑板，并且對粉筆灰進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)回收再利 用，從而達(dá)到綠色環(huán)保的目的。 本產(chǎn)品通過對黑板改造，使其與機(jī)械相結(jié)合，只需 要按動開關(guān)，即可以在清理黑板的同時收集粉筆灰，同 時將粉筆灰重新制作成嶄新的粉筆。本產(chǎn)品運(yùn)行安全可 靠，并且在結(jié)構(gòu)與動力上均做了嚴(yán)格的分析，同時對于 一些可能出現(xiàn)的問題提出了解決方案，使得本系統(tǒng)具有 很強(qiáng)的實(shí)用性及可推廣性。 黑板一直是教學(xué)主要的教具之一，通過黑