新型全自動黑板擦洗系統設計付貴權

王宏立　楊清羽　李尊義　焦立東　鄭潭林

摘 要：針對傳統黑板擦擦黑板時揚塵嚴重、板面不整潔、消耗體力大等問題，設計了新型全自動黑板擦洗系統，該系統由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成，具有自動清潔板面、除塵環保功能，利于師生身體健康。

關鍵詞：黑板擦洗系統；全自動；設計

目前，學校授課仍以黑板板書教學為主，教師及學生常年與粉筆及粉塵接觸，極易將粉塵吸入呼吸系統，從而患上疾病。另一方面，一塊黑板的面積有限，課堂大量的板書，需頻繁的擦黑板，也消耗教師很多體力。因此設計、制造黑板擦洗系統，達到自動擦除粉筆印跡、清洗板面和除塵目的，解決長久以來困擾師生健康的粉塵問題，并節省體力、提高效率，具有重要的現實意義。

1 黑板擦洗系統總體結構

黑板自動擦洗系統總體結構如圖1所示，由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成。黑板固定在墻面上，黑板的上、下邊框上固定有截面為三角形的滑道，且黑板的一側有延長的外接滑道。機架為矩形，通過滑輪安裝在黑板的滑道上，并被黑板分隔為前機架和后機架兩部分，前機架安裝有擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構，后機架安裝有橫向移動機構。

1.黑板；2.機架；3.擦洗裝置；4.吹干裝置；

5.縱向移動機構；6.橫向移動機構

圖1 黑板自動擦洗系統總體結構圖

2 擦洗裝置設計

擦洗裝置結構如圖2所示。

擦洗裝置由擦洗帶、上清潔輥子、下清潔輥子、水槽、排水口、上擦洗輥子和下擦洗輥子組成。上擦洗輥子與縱向移動機構的大帶輪同軸安裝，下擦洗輥子、上清潔輥子安裝在前機架下部的軸上，下清潔輥子安裝在水槽側壁的軸上，擦洗帶繞過上擦洗輥子、下擦洗輥子、上清潔輥子并被撐緊，且擦洗帶一面緊貼黑板面，擦洗帶下部浸沒在水槽的水中，水槽底部有排水口。

3 縱向移動機構設計

縱向移動機構及吹干裝置結構如圖3所示。

縱向移動機構由擦洗輥子驅動電機、小帶輪、大帶輪和三角帶組成。擦洗輥子驅動電機固定在前機架頂部，小帶輪安裝在擦洗輥子驅動電機軸上，大帶輪固定在前機架的軸上，大帶輪、小帶輪通過三角帶聯接。

4 吹干裝置設計

吹干裝置由風干管、電吹風機、軟管組成。風干管縱向固定在前機架的中部，在擦洗帶左右兩側對稱安裝，正對著黑板的風干管側面縱向均勻開有若干出風孔；電吹風機固定在前機架上，上下各有一個，電吹風機和風干管通過軟管聯接。

5 橫向移動機構設計

橫向移動機構安裝在后機架上，由橫向驅動電機、主動鏈輪、從動鏈輪、橫向鏈條組成。橫向驅動電機固定安裝在黑板中部墻壁上，橫向驅動電機軸上安裝主動鏈輪，從動鏈輪固定在黑板的另一端，主動鏈輪、從動鏈輪間通過帶有外鏈板的鏈條聯接，外鏈板固定在后機架上。

6 工作過程

黑板寫滿字跡后，擦洗前，先將水槽中注水至合適的水位，此時機架停留在黑板的外接軌道上。擦洗開始后，擦洗輥子驅動電機、橫向驅動電機和電吹風機同時工作。擦洗輥子驅動電機通過帶傳動帶動大帶輪轉動，使同一軸上擦洗輥子轉動，并依靠輥子與擦洗帶之間的摩擦力，帶動擦洗帶縱向平移。當擦洗帶被上清洗輥子導向至水槽的水中，與下清潔輥子相互摩擦，以除去擦洗帶上的污垢，同時浸濕擦洗帶，當擦洗帶與黑板板面接觸時可擦除字跡，同時清潔板面。電吹風機同時啟動，產生熱風通過軟管輸送至擦洗帶兩側的風干管，并將熱風通過風干管內的出風孔均勻吹向黑板面使水跡被吹干。同時橫向驅動電機工作，通過鏈傳動帶動機架沿著滑道橫向水平移動，使機架帶著整個擦洗系統從黑板一端運動到另一端，完成整個板面的擦洗、吹干工作。擦洗結束后橫向電機再驅動機架使之回到外接滑道上。最后打開閥門將臟水從水槽下部的排水口排出。

7 設計的優點

新型全自動黑板擦洗系統，能夠有效地清除黑板字跡、灰塵，并不會導致粉塵飛揚；配有吹干裝置，水跡迅速吹干，省時方便；完全自動，無需人力，高效；零部件結構簡單，成本較低，易于在校園推廣應用。

參考文獻

[1]袁湘月，年興，朱怡霖.新型除塵黑板擦的研究與改進[J].機電產品開發與創新，2012，25（4）：50-51.

[2]雷曉鈞，李金鐸.新型防塵黑板擦的研制[J].科技傳播，2013，（3）：92.

[3]胡震禹，萬卉.新型電動黑板擦吸塵器的研制[J].中國現代教育裝備，2008，（10）：41-43.

[4]竇濤，楊曉敏.連續無塵自動黑板的設計與研究[J].中國教育技術裝備，2010，（21）：81-82.

[5]胡震禹，萬卉.一種負壓式黑板擦吸塵器的設計及應用[J].武漢船舶職業技術學院學報，2006，（5）：61-64.

[6]李海燕，李海寶，趙汗青.智能黑板擦控制系統研究[J].煤炭技術，2003，22（12）：75-76.

作者簡介：付貴權（1993-），男，現就讀于黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業，主要研究方向：機械設計。

*通訊作者：王宏立（1971-），男，遼寧昌圖人，博士，副教授，工程訓練中心主任，主要從事機械設計制造方面的教學和科研工作。endprint

摘 要：針對傳統黑板擦擦黑板時揚塵嚴重、板面不整潔、消耗體力大等問題，設計了新型全自動黑板擦洗系統，該系統由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成，具有自動清潔板面、除塵環保功能，利于師生身體健康。

關鍵詞：黑板擦洗系統；全自動；設計

目前，學校授課仍以黑板板書教學為主，教師及學生常年與粉筆及粉塵接觸，極易將粉塵吸入呼吸系統，從而患上疾病。另一方面，一塊黑板的面積有限，課堂大量的板書，需頻繁的擦黑板，也消耗教師很多體力。因此設計、制造黑板擦洗系統，達到自動擦除粉筆印跡、清洗板面和除塵目的，解決長久以來困擾師生健康的粉塵問題，并節省體力、提高效率，具有重要的現實意義。

1 黑板擦洗系統總體結構

黑板自動擦洗系統總體結構如圖1所示，由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成。黑板固定在墻面上，黑板的上、下邊框上固定有截面為三角形的滑道，且黑板的一側有延長的外接滑道。機架為矩形，通過滑輪安裝在黑板的滑道上，并被黑板分隔為前機架和后機架兩部分，前機架安裝有擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構，后機架安裝有橫向移動機構。

1.黑板；2.機架；3.擦洗裝置；4.吹干裝置；

5.縱向移動機構；6.橫向移動機構

圖1 黑板自動擦洗系統總體結構圖

2 擦洗裝置設計

擦洗裝置結構如圖2所示。

擦洗裝置由擦洗帶、上清潔輥子、下清潔輥子、水槽、排水口、上擦洗輥子和下擦洗輥子組成。上擦洗輥子與縱向移動機構的大帶輪同軸安裝，下擦洗輥子、上清潔輥子安裝在前機架下部的軸上，下清潔輥子安裝在水槽側壁的軸上，擦洗帶繞過上擦洗輥子、下擦洗輥子、上清潔輥子并被撐緊，且擦洗帶一面緊貼黑板面，擦洗帶下部浸沒在水槽的水中，水槽底部有排水口。

3 縱向移動機構設計

縱向移動機構及吹干裝置結構如圖3所示。

縱向移動機構由擦洗輥子驅動電機、小帶輪、大帶輪和三角帶組成。擦洗輥子驅動電機固定在前機架頂部，小帶輪安裝在擦洗輥子驅動電機軸上，大帶輪固定在前機架的軸上，大帶輪、小帶輪通過三角帶聯接。

4 吹干裝置設計

吹干裝置由風干管、電吹風機、軟管組成。風干管縱向固定在前機架的中部，在擦洗帶左右兩側對稱安裝，正對著黑板的風干管側面縱向均勻開有若干出風孔；電吹風機固定在前機架上，上下各有一個，電吹風機和風干管通過軟管聯接。

5 橫向移動機構設計

橫向移動機構安裝在后機架上，由橫向驅動電機、主動鏈輪、從動鏈輪、橫向鏈條組成。橫向驅動電機固定安裝在黑板中部墻壁上，橫向驅動電機軸上安裝主動鏈輪，從動鏈輪固定在黑板的另一端，主動鏈輪、從動鏈輪間通過帶有外鏈板的鏈條聯接，外鏈板固定在后機架上。

6 工作過程

黑板寫滿字跡后，擦洗前，先將水槽中注水至合適的水位，此時機架停留在黑板的外接軌道上。擦洗開始后，擦洗輥子驅動電機、橫向驅動電機和電吹風機同時工作。擦洗輥子驅動電機通過帶傳動帶動大帶輪轉動，使同一軸上擦洗輥子轉動，并依靠輥子與擦洗帶之間的摩擦力，帶動擦洗帶縱向平移。當擦洗帶被上清洗輥子導向至水槽的水中，與下清潔輥子相互摩擦，以除去擦洗帶上的污垢，同時浸濕擦洗帶，當擦洗帶與黑板板面接觸時可擦除字跡，同時清潔板面。電吹風機同時啟動，產生熱風通過軟管輸送至擦洗帶兩側的風干管，并將熱風通過風干管內的出風孔均勻吹向黑板面使水跡被吹干。同時橫向驅動電機工作，通過鏈傳動帶動機架沿著滑道橫向水平移動，使機架帶著整個擦洗系統從黑板一端運動到另一端，完成整個板面的擦洗、吹干工作。擦洗結束后橫向電機再驅動機架使之回到外接滑道上。最后打開閥門將臟水從水槽下部的排水口排出。

7 設計的優點

新型全自動黑板擦洗系統，能夠有效地清除黑板字跡、灰塵，并不會導致粉塵飛揚；配有吹干裝置，水跡迅速吹干，省時方便；完全自動，無需人力，高效；零部件結構簡單，成本較低，易于在校園推廣應用。

參考文獻

[1]袁湘月，年興，朱怡霖.新型除塵黑板擦的研究與改進[J].機電產品開發與創新，2012，25（4）：50-51.

[2]雷曉鈞，李金鐸.新型防塵黑板擦的研制[J].科技傳播，2013，（3）：92.

[3]胡震禹，萬卉.新型電動黑板擦吸塵器的研制[J].中國現代教育裝備，2008，（10）：41-43.

[4]竇濤，楊曉敏.連續無塵自動黑板的設計與研究[J].中國教育技術裝備，2010，（21）：81-82.

[5]胡震禹，萬卉.一種負壓式黑板擦吸塵器的設計及應用[J].武漢船舶職業技術學院學報，2006，（5）：61-64.

[6]李海燕，李海寶，趙汗青.智能黑板擦控制系統研究[J].煤炭技術，2003，22（12）：75-76.

作者簡介：付貴權（1993-），男，現就讀于黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業，主要研究方向：機械設計。

*通訊作者：王宏立（1971-），男，遼寧昌圖人，博士，副教授，工程訓練中心主任，主要從事機械設計制造方面的教學和科研工作。endprint

摘 要：針對傳統黑板擦擦黑板時揚塵嚴重、板面不整潔、消耗體力大等問題，設計了新型全自動黑板擦洗系統，該系統由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成，具有自動清潔板面、除塵環保功能，利于師生身體健康。

關鍵詞：黑板擦洗系統；全自動；設計

目前，學校授課仍以黑板板書教學為主，教師及學生常年與粉筆及粉塵接觸，極易將粉塵吸入呼吸系統，從而患上疾病。另一方面，一塊黑板的面積有限，課堂大量的板書，需頻繁的擦黑板，也消耗教師很多體力。因此設計、制造黑板擦洗系統，達到自動擦除粉筆印跡、清洗板面和除塵目的，解決長久以來困擾師生健康的粉塵問題，并節省體力、提高效率，具有重要的現實意義。

1 黑板擦洗系統總體結構

黑板自動擦洗系統總體結構如圖1所示，由黑板、機架、擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構、橫向移動機構組成。黑板固定在墻面上，黑板的上、下邊框上固定有截面為三角形的滑道，且黑板的一側有延長的外接滑道。機架為矩形，通過滑輪安裝在黑板的滑道上，并被黑板分隔為前機架和后機架兩部分，前機架安裝有擦洗裝置、吹干裝置、縱向移動機構，后機架安裝有橫向移動機構。

1.黑板；2.機架；3.擦洗裝置；4.吹干裝置；

5.縱向移動機構；6.橫向移動機構

圖1 黑板自動擦洗系統總體結構圖

2 擦洗裝置設計

擦洗裝置結構如圖2所示。

擦洗裝置由擦洗帶、上清潔輥子、下清潔輥子、水槽、排水口、上擦洗輥子和下擦洗輥子組成。上擦洗輥子與縱向移動機構的大帶輪同軸安裝，下擦洗輥子、上清潔輥子安裝在前機架下部的軸上，下清潔輥子安裝在水槽側壁的軸上，擦洗帶繞過上擦洗輥子、下擦洗輥子、上清潔輥子并被撐緊，且擦洗帶一面緊貼黑板面，擦洗帶下部浸沒在水槽的水中，水槽底部有排水口。

3 縱向移動機構設計

縱向移動機構及吹干裝置結構如圖3所示。

縱向移動機構由擦洗輥子驅動電機、小帶輪、大帶輪和三角帶組成。擦洗輥子驅動電機固定在前機架頂部，小帶輪安裝在擦洗輥子驅動電機軸上，大帶輪固定在前機架的軸上，大帶輪、小帶輪通過三角帶聯接。

4 吹干裝置設計

吹干裝置由風干管、電吹風機、軟管組成。風干管縱向固定在前機架的中部，在擦洗帶左右兩側對稱安裝，正對著黑板的風干管側面縱向均勻開有若干出風孔；電吹風機固定在前機架上，上下各有一個，電吹風機和風干管通過軟管聯接。

5 橫向移動機構設計

橫向移動機構安裝在后機架上，由橫向驅動電機、主動鏈輪、從動鏈輪、橫向鏈條組成。橫向驅動電機固定安裝在黑板中部墻壁上，橫向驅動電機軸上安裝主動鏈輪，從動鏈輪固定在黑板的另一端，主動鏈輪、從動鏈輪間通過帶有外鏈板的鏈條聯接，外鏈板固定在后機架上。

6 工作過程

黑板寫滿字跡后，擦洗前，先將水槽中注水至合適的水位，此時機架停留在黑板的外接軌道上。擦洗開始后，擦洗輥子驅動電機、橫向驅動電機和電吹風機同時工作。擦洗輥子驅動電機通過帶傳動帶動大帶輪轉動，使同一軸上擦洗輥子轉動，并依靠輥子與擦洗帶之間的摩擦力，帶動擦洗帶縱向平移。當擦洗帶被上清洗輥子導向至水槽的水中，與下清潔輥子相互摩擦，以除去擦洗帶上的污垢，同時浸濕擦洗帶，當擦洗帶與黑板板面接觸時可擦除字跡，同時清潔板面。電吹風機同時啟動，產生熱風通過軟管輸送至擦洗帶兩側的風干管，并將熱風通過風干管內的出風孔均勻吹向黑板面使水跡被吹干。同時橫向驅動電機工作，通過鏈傳動帶動機架沿著滑道橫向水平移動，使機架帶著整個擦洗系統從黑板一端運動到另一端，完成整個板面的擦洗、吹干工作。擦洗結束后橫向電機再驅動機架使之回到外接滑道上。最后打開閥門將臟水從水槽下部的排水口排出。

7 設計的優點

新型全自動黑板擦洗系統，能夠有效地清除黑板字跡、灰塵，并不會導致粉塵飛揚；配有吹干裝置，水跡迅速吹干，省時方便；完全自動，無需人力，高效；零部件結構簡單，成本較低，易于在校園推廣應用。

參考文獻

[1]袁湘月，年興，朱怡霖.新型除塵黑板擦的研究與改進[J].機電產品開發與創新，2012，25（4）：50-51.

[2]雷曉鈞，李金鐸.新型防塵黑板擦的研制[J].科技傳播，2013，（3）：92.

[3]胡震禹，萬卉.新型電動黑板擦吸塵器的研制[J].中國現代教育裝備，2008，（10）：41-43.

[4]竇濤，楊曉敏.連續無塵自動黑板的設計與研究[J].中國教育技術裝備，2010，（21）：81-82.

[5]胡震禹，萬卉.一種負壓式黑板擦吸塵器的設計及應用[J].武漢船舶職業技術學院學報，2006，（5）：61-64.

[6]李海燕，李海寶，趙汗青.智能黑板擦控制系統研究[J].煤炭技術，2003，22（12）：75-76.

作者簡介：付貴權（1993-），男，現就讀于黑龍江八一農墾大學機械設計制造及其自動化專業，主要研究方向：機械設計。

*通訊作者：王宏立（1971-），男，遼寧昌圖人，博士，副教授，工程訓練中心主任，主要從事機械設計制造方面的教學和科研工作。endprint