一種粉筆管家的設計

陳召君,劉　曼,劉　瓊（西安石油大學機械工程學院,西安　710065）

一種粉筆管家的設計

陳召君,劉曼,劉瓊
（西安石油大學機械工程學院,西安710065）

摘要：據聯合國婦女大會報道，全世界教師的身心健康受到粉筆灰的嚴重影響。教師長年累月與粉筆接觸，即便在多媒體教學已相當普遍的今天，他們仍工作在被粉筆塵污染的環境中。粉筆管家則用一個簡單的筆套避免粉筆與皮膚的直接接觸，它通過簡單的手工操作實現粉筆的從出盒到使用的半自動化，極大地減少了粉筆末的產生，有利于老師和同學們的身體健康。

關鍵詞：粉筆；健康；以人為本

1　引言

教師是一種崇高的職業，備受人們的尊重，他們的健康狀況如何，同樣應該受到全社會的關注。據聯合國婦女大會報道，全世界教師的身心健康受到粉筆灰的嚴重影響。教師長年累月與粉筆接觸，即便在多媒體教學已相當普遍的今天，他們仍工作在被粉筆塵污染的環境中。

粉筆灰對皮膚的危害表現在，人體皮膚所生存的環境為弱酸性環境，如果粉筆灰產生堿性物質，則會破壞皮膚的基本生存環境，使皮膚變得粗糙、干燥，伴有瘙癢感，使人體不適，嚴重的話，甚至會引起膿皮病、毛囊炎、皮膚皸裂和大量毛發脫落。同時粉筆灰的微粒子有很強的病吸附能力，還含有大量的重金屬鎘，影響和干擾了老師的正常工作和生活。

粉筆管家則用一個簡單的筆套避免粉筆與皮膚的直接接觸，它通過簡單的手工操作實現粉筆的從出盒到使用的半自動化，極大地減少了粉筆末的產生，有效地保證了講桌的整潔，使老師時刻保持輕松愉快的心情上好每一節課。

2　設計思想、設計思路和創新點

2.1方案設計思想

我們從粉筆的安放入手，思考如何通過機械裝置將其裝入粉筆套中，又該以怎樣的連接方式使粉筆與粉筆套相配合好，并能將其順利地送到老師手中。最終，我們選用了承載力較大、傳動精度較高的齒輪齒條作為傳動裝置，來實現粉筆入套的關鍵流程。

2.2設計思路

粉筆盒是一個由齒輪，齒條和電機等組成的自動裝置。主要是給筆筒自動裝上新粉筆和卸下粉筆頭并統一回收粉筆頭。筆筒是一個純機械裝置，裝上粉筆后拿在手上像一支筆，而筆芯就是粉筆，粉筆可以根據不同的需要調節長短，而筆筒則起到保護手的作用。

2.3創新點

避免手直接接觸粉筆，保護雙手；自動完成粉筆的裝卸與粉筆頭的回收，方便，快捷，有效避免浪費；作為機械原理演示的教具的獨特作用。

3　設計原理

（1）粉筆的安放、入套由人工手動產生，無需其他外部動力源，不會產生對環境有危害的廢氣、廢液等，符合環保要求。

（2）其中推粉筆的光桿上套有彈簧，在手動推把手的過程中，不需要花費太大力氣就能很輕松的獲得粉筆，操作簡單，可行性強。

（3）該裝置利用了最基礎的機械裝置——齒輪齒條來實現裝粉筆的一系列功能，結構簡單，避免一系列的運動傳送和轉換裝置，傳動效率高。

（4）粉筆管家制作簡單，而且可擴展性強，對于不同的地區，不同的教室，可滿足老師的各種需求?？稍谄鋬炔堪惭b一個由電信號控制的樹莓派裝置，來控制教室的燈光，風扇；或安裝一個保溫裝置，可以時刻為老師提供熱水。使用者可在原有基礎上自由發揮，使其作用得以充分體現。

4　結構和三維模型

圖1　粉筆管家的結構和三維模型

5　創新特色

（1）與傳統的粉筆盒相比較有效的解決粉筆浪費嚴重的問題，節約人力，物力，財力，符合科學發展觀理念，使:這一傳統的教室用具更加人性化；

（2）有利于粉筆的回收與再利用，提高粉筆的利用率；

（3）粉筆盒內的齒輪機構作為機械原理演示教具也發揮著獨特的作用；

（4）產品造價不高，適合高校大批量使用。

6　總結

粉筆管家是一款手動操作的新型粉筆使用裝置，總的來說，該桿功能較強，使用方便，可有效減少老師在使用粉筆的過程中對自身健康的危害。

參考文獻：

[1]濮良貴,陳國定,吳立言.機械設計(第九版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]孫恒,陳作模,葛文杰.機械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[3]鮑澤富,吳春燕,康曉清.畫法幾何與工程制圖[M].國防工業出版社,2011.

作者簡介：陳召君（1994-）,女 ,陜西寶雞人,本科在讀，研究方向：機械設計及其自動化。