一種自動板擦系統的設計

冷俊男 陳毅豪

(西北農林科技大學，陜西 楊凌 712100)

0 引言

目前，大多數學校教室里使用的板擦是由塑料外殼粘上毛質或絨質材料制成的傳統黑板擦，使用時粉塵隨處飄揚，擦除后板擦的表面還會留下不易清潔的粉筆灰。而在實際教學活動中，由于多媒體投影幕布的遮擋，大大減少了黑板的可用面積。使得教師教學在教學中用到大量板書時，需要頻繁擦拭黑板，影響了教學進度和學生聽課注意力。此外，揚起的粉筆塵灰會對人體健康特別是上呼吸道，肺部和眼睛，造成傷害。因此，有必要研究一款實用的自動板擦系統，以改善教室教學環境，并減輕粉塵對教師身體的危害以及教師板書授課時的工作量。

1 一種自動板擦系統結構設計

一種自動板擦系統，包括黑板框架，還包括設置在黑板框架上的豎直移動裝置、設置在豎直移動裝置上的水平移動裝置，板擦設置在水平移動裝置上；控制模塊與豎直移動裝置和水平移動裝置連接。

圖1 自動板擦系統結構

2 一種自動板擦系統工作過程

豎直移動裝置通過上、下固定裝置與黑板框架連接，包括左右對稱設置的一對豎向導軌和豎向絲杠螺母機構；豎向導軌和豎向絲杠螺母機構的豎向絲杠的上下兩端分別與上、下固定裝置連接，豎向螺母座通過豎向絲杠螺母與豎向絲杠配合，豎向絲杠由豎向直流電機驅動。

豎向絲杠的上端通過支撐端與上固定裝置連接；豎向導軌的上下兩端分別通過相應的豎向導軌支架與相應的上、下固定裝置連接。豎向直流電機通過連接板與下固定裝置固連，通過聯軸器與豎向絲杠連接。

水平移動裝置包括橫向導軌和橫向絲杠螺母機構；橫向導軌和橫向絲杠螺母機構的橫向絲杠的一端通過滑塊與豎直移動裝置左側的豎向導軌配合，另一端通過支架與豎直移動裝置的豎向螺母座固連，橫向絲杠由橫向直流電機驅動。橫向直流電機通過連接板與豎直移動裝置的豎向螺母座固連，通過聯軸器與橫向絲杠連接。

板擦包括滑動座、夾持板和夾持緊固座，夾持板和夾持緊固座配合夾持黑板擦；夾持緊固座與滑動座固連，滑動座通過水平移動裝置的橫向絲杠螺母與水平移動裝置的橫向絲桿配合，滑動座上還設置有與水平移動裝置的橫向導軌配合的結構。黑板擦由毛質材料或絨質材料或海綿制成。

工作時，閉合開關，系統啟動，橫向直流電機和豎向直流電同時工作，通過相應的聯軸器帶動豎向絲杠和橫向絲杠轉動，帶動黑板擦進行豎直和水平方向的運動，達到擦拭黑板的目的，當黑板擦拭干凈后，斷開開關，系統停止。其中絲杠螺母副起到了關鍵作用，將直流電機的旋轉運動轉化為了黑板擦的直線運動，完成擦拭。當只有少部分字跡時，可以選擇手動擦除。

3 結語

本設計通過電機帶動板擦的運動，勻速且使得黑板板面受力均勻，揚起的粉筆灰會減少；且能夠實現遠程控制，從2個方面作用保證了擦拭者不會接觸到粉筆灰，避免影響身體健康，整個裝置設計簡單合理，自動化程度高，操作方便，使用的效果相對于傳統方式更好。