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作品:无尘黑板(无锡商业职业技术学院)

作者: 文章来源: 发布时间:2017-07-20
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  届无锡市职业教育创新大赛

创新作品说明书

 

无尘黑板

 

学校全称:  无锡商业职业技术学院        组别:  高职院学生组         

发 明 人:     汤浩、梁为琪、杜壮壮                                           

辅导教师:     冯霞、王凤军、韩媛                                           

 

 

  • 技术领域

此创新项目属于机械设计创新领域。

  • 背景技术

虽然随着科技与经济的发展,很多学校采用多媒体技术教学,但有一些问题的讲解不适合采用多媒体技术教学,而且多媒体教室需要封闭光线,才能看得清楚,这样,很多教师和学生都感到效果不太理想。目前很多学校仍然在使用粉笔黑板,粉笔黑板在一定程度上起到了关键的作用。

经过相关调研发现,虽然粉笔黑板有一些缺点,但考虑到教学的方便,很多国家都既在使用多媒体技术,又在采用粉笔黑板教学。近年来,市面上有很多类型的黑板,有四块组合的可移动黑板,采用油性笔书写的白板,还有利用水泵喷水擦拭的黑板,但这些黑板有的没有实现自动擦拭,有的水洗后不易干,黑板擦材料采用了传统玻璃面或者木制板面。

 

  • 创新点

1此黑板利用汽车专业知识,采用了汽车用雨刮电机、门锁电机作为动力,带动黑板工作。通过此设计,提高了专业知识的运用能力,符合高职教育实践教学的需要,黑板整体效果图见附件图1、图2。

2采用电机作为动力,利用齿轮传动和带传动实现黑板自动工作,以自动擦拭代替手动擦拭,节约了大量的上课时间,为教学带来方便。

3自动化黑板清洁环保,粉尘不会漫天飞舞,克服了原传统黑板影响学生老师身体健康的问题,符合现代绿色环保理念。

4此黑板可以保留板书,写满了前板面只需转到后面继续书写,利用电机带动黑板擦工作,老师课堂内容结束时可以将后面的内容转到前面去复习总结。

  • 附图说明

无尘黑板效果图如图1、2所示。

图1 黑板效果图1

 

图2黑板效果图2

 

  • 创新原理

无尘黑板采用金属结构作为工作台,通过电机2带动齿轮转动,从而实现轴的转动以及黑板幕布材料的转动,同时利用黑板擦在幕布上移动时的摩擦力来擦拭黑板面,如图3所示。

图3 黑板设计图

1 黑板材料选定

经过调研后发现,软性材质的可滚动黑板材料,可选用幕布材料,黑色幕布表面摩擦力较小,易于擦拭,黑板带宽约450mm,长约600mm,如图4所示。

图4 黑板带

2 黑板擦设计

黑板擦材料采用优质海绵,黑板擦与黑板带等宽,在黑板带转动的同时,起动电机1,黑板擦即可实现同步擦拭,这样擦拭过程简单快速,同时,优质海绵吸附能力强,擦拭效果明显,而且粉尘不会乱飞,伤害人体健康。在不需要擦拭时,关闭电机,黑板擦在重力的作用下,离开黑板面。

3 辊轴设计

由于辊轴基本不承受载荷,只是带动黑板带转动,所以不用对轴颈进行计算。考虑到辊轴与黑板带之间的摩擦力,故设计辊轴采用优质尼龙材料,在轴的表面加工比较粗糙。尼龙材料具有优质的机械强度,耐磨性、耐腐蚀性好,质量轻,可以代替铜等金属。辊轴直径65mm,辊轴末端直径20mm。在两根辊轴的末端,把外球面轴承K004和锌合金轴承座FL004组合安装,组合件的型号为KFL004。辊轴结构如图5所示。

图5 辊轴设计

4 齿轮设计

根据所设计作品的机械结构,确定采用雨刮电机带动驱动轴工作,但需要用一级传动副来降低辊轴转速,因此,采用齿轮传动来降低辊轴速度。齿轮齿数之比约为1:2,转速降低了一半。齿轮模数为2,小齿轮齿数为30,大齿轮齿数为65。齿轮传动结构紧凑、传动平稳、噪声小、效率高、寿命长。

图6 齿轮及电机

5支架的设计

自动黑板支架采用铁质材料,由于黑板是柔性幕布材料,写字板面太软,在幕布的擦拭区放置一块衬板,这样书写起来比较方便,由于黑板反面不需写字,故不用加装衬板,如图7、图8所示。

图7黑板前面

图8 黑板后面

  • 具体实施方法

采用雨刮电机带动驱动轴工作,用一级齿轮传动副来降低辊轴转速,从而带动黑板带运动,老师需要擦拭黑板时,起动电机1,黑板擦吸附在黑板带的底部,黑板带转动的同时黑板擦即可实现同步擦拭,这样擦拭过程简单快速,同时,优质海绵吸附能力强,擦拭效果明显,而且粉尘不会乱飞,伤害人体健康。在不需要擦拭时,关闭电机,黑板擦在重力的作用下,离开黑板面。老师上课板书有一部分内容下课前需要复习总结,因此,可以选择性擦拭部分内容,继续转动黑板带,将需复习内容再转到黑板前侧来,前后两侧可按需使用,非常方便。

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