正面磁性黑板擦

主持：樂羊羊

設計者：黃嘉寧，南寧市北湖路小學學生，曾獲2022年南寧市青少年科技創新大賽青少年發明創造三等獎、2021年南寧市“燎原太空杯”科創專家校園行暨南寧市第一屆校園發明創意作品研學活動（創新作品）三等獎。

指導老師：趙日雄，南寧市北湖路小學科技中心主任兼科學教師、高級教師、南寧市教學骨干。曾獲南寧市“我最喜愛的老師”稱號，所指導的學生參加全國青少年科技創新大賽獲“十佳科技實踐活動獎”。

王清宇，南寧市北湖路小學教導處副主任。曾獲2022年南寧市西鄉塘區優秀教師榮譽稱號。

“黑板擦怎么又找不到了？”今天老師上課時，又找不到黑板擦了。原來，黑板擦被書壓在了講臺上。我想，能否在黑板擦上安裝磁鐵，使黑板擦能“掛”在黑板上，方便老師下次取用呢？在老師的指導下，我先在網上搜索“能掛在黑板上的磁性黑板擦”。我發現有一種磁性黑板擦將磁鐵放置在黑板擦背面，讓黑板擦背面吸附在黑板上，正面朝向使用者（見圖1）。但黑板擦正面常常會附著粉筆灰，老師拿起吸附在黑板上的黑板擦時很容易碰到粉筆灰，弄臟手。我想設計出一種既不會弄臟手，又方便老師取用的黑板擦。

一、繪制設計圖

第一版：

在第一版設計圖中，我將磁鐵放置在黑板擦的正面，這樣老師在拿起黑板擦時，就不容易弄臟手了。于是，我找到一塊磁鐵，嘗試將磁鐵安裝在黑板擦正面。但我發現黑板擦正面凸出的磁鐵會刮花黑板。（見圖2）

第二版：

在第二版設計圖中，我在黑板擦背面增加了吸盤，但吸盤的吸附力不足，黑板擦容易從黑板上掉落。（見圖3）

第三版：

車載手機支架給了我設計靈感。我想在黑板擦上安裝一個類似車載手機支架的支架，支架兩側有兩個可伸縮的臂與彈簧相連接，能夠控制磁鐵的伸縮。當老師需要使用黑板擦時，同時按下支架上的伸縮臂，則磁鐵收回，不會剮蹭到黑板；使用完畢后，松開伸縮臂，磁鐵懸掛在黑板擦兩側，可以自然地吸附在黑板上。（見圖4）

二、準備材料

3D打印機及耗材、4塊磁鐵、彈簧（長度為2cm）、5根螺絲釘（長度為1.5cm）等。

三、制作過程

（一）設計尺寸并打印配件。（見圖5-1、5-2、5-3）

設計出黑板擦支架的尺寸（長度為8.5cm，寬度為7.5cm，高度為3.5cm）、伸縮臂的尺寸（長度為5.2cm，寬度為4cm，高度為1cm），使用3D打印機打印黑板擦支架、伸縮臂、齒輪等。

（二）使用螺絲刀組裝配件。（見圖6-1、6-2）

（三）測試性能。（見圖7-1、7-2）

使用時，按下伸縮臂，磁鐵收回，不接觸黑板，不會剮蹭到黑板。使用后，松開伸縮臂，黑板擦兩旁的磁鐵可以直接吸附在黑板上。這樣，既方便老師拿取，又不會弄臟手。

四、未來優化措施

正面磁性黑板擦的組裝過程比較復雜，需要用螺絲刀逐個擰緊螺絲釘，且彈簧易掉，所以安裝和使用時都要特別小心，后續要考慮能否不用螺絲釘，直接將伸縮臂卡進黑板擦里。