機械原理課程設(shè)計-自動清潔黑板裝置

1、目 錄設(shè)計背景33設(shè)計簡介456自動清潔黑板設(shè)計7動力區(qū)8清潔區(qū)9自動清潔黑板使用說明161717自動清潔黑板價值171819總結(jié)6.1結(jié)論、心得、缺乏2022就國內(nèi)目前而言，很多的中學(xué)，大學(xué)依舊使用著“黑板+粉筆由于粉筆的使用，就不可防止的帶來了粉筆灰。而粉筆灰就對老師以及學(xué)生帶來了一些危害：1.對肺的危害2.對上呼吸道的危害3.對眼睛的危害4.對皮膚的危害等。當然，由于是“黑板+粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方式，就存在板書不便老師需彎腰踮足，黑板難以擦拭的缺點，尤其是當板書多的情況下，老師需要不停的擦拭，帶來大量的粉筆灰。長此下去，有些老師很容易患上頸椎病等職業(yè)病。目前有些學(xué)?？紤]到老師的健康，推廣使用

2、水溶性粉筆，卻更加增大老師的勞動強度。水溶性粉筆寫的字必須用水擦拭，相較普通粉筆寫的字擦起來更費力，還要等黑板干后才能書寫。當前在美國的學(xué)校中，更加清潔和多功能的白板正在逐步取代傳統(tǒng)的粉筆灰飛揚的黑板，成為了學(xué)校新的建設(shè)工程首選的教學(xué)設(shè)備。加拿大是用的白板，也就是whiteborad，不用粉筆和黑板的。然后有很多地方還用那種舊式的光學(xué)投影儀，大多數(shù)還是用數(shù)碼投影機的。而對于國外而言，更加清潔和多功能的白板逐漸開始取代“黑板+粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方式。國外采用白板德邦主要原因是：1.健康和衛(wèi)生2.因為學(xué)校教育中小班化的趨勢越來越明顯，教師在課堂中的活動更像是啟發(fā)和培訓(xùn)，而不是傳統(tǒng)的單調(diào)書寫和講解方式3

3、.白板作為一個輔助的教學(xué)書寫工具，應(yīng)當與學(xué)生在書面看到的表現(xiàn)更加接近4.功能擴展的白板也能變成一個特大號的計算機頻幕，更有助于信息技術(shù)在課堂上應(yīng)用。但是由于價格較傳統(tǒng)昂貴，所以不適合中國各中學(xué)，大學(xué)推廣普及使用。因此目前迫切需要一種物美價廉的創(chuàng)新型黑板清潔裝置。摘自參考資料1A.用電動機作為動力源，為后續(xù)功能提供動力。B.設(shè)立雨刷器，水循環(huán)裝置以實現(xiàn)自動清潔功能。C.將清水儲存到蓄水池中，以供水循環(huán)系統(tǒng)使用而清洗黑板。D.將清洗后含有粉筆灰的水經(jīng)過沉降后繼續(xù)用于水循環(huán)系統(tǒng)，粉筆灰沉降到存灰板上。根據(jù)一般常識初步設(shè)定的黑板板面根本尺寸為：長4000mm，寬1000mm。經(jīng)過討論，將方案制定如下：

4、1.電機、雨刷器、蓄水池、存灰板以及水循環(huán)裝置安裝在機座上。機座與外殼別離消除了噪音。2.外殼依附在原黑板，成為了一個整體，解決了支撐問題。3.運轉(zhuǎn)模式為：啟動一清潔一停止。摘自參考資料2新型黑板清潔裝置以電動機為動力，通過黑板與汽車雨刷器的相結(jié)合，可以起到清潔黑板的作用。而其操控通過一組電動按鈕，可以輕松實現(xiàn)自動清洗。作為創(chuàng)新黑板清潔裝置，它的創(chuàng)新之處有以下幾點；外觀結(jié)構(gòu)：非工作時雨刷器可以隱藏到裝置的外殼中，一方面增加了空間的利用，另一方面防止了一些不必要的損壞。而且其電路以及蓄水，排水，存灰的位置都在在裝置的外殼中。內(nèi)部配置：裝置由小型電動機為動力，帶動蓄水池的水由上而下清洗黑板，并在其

5、后由雨刷器開始工作，全過程無需人力，并且保證了無粉筆灰的飛揚。少污染，節(jié)約資源：機構(gòu)中清洗黑板的水，是采取循環(huán)利用的，清洗完的水可以通過沉降，將其中的粉筆灰沉降到存灰板中，下次可再次使用。而且雨刷器和水循環(huán)的功率較低，節(jié)約了電能。維修方便，保養(yǎng)容易：由于在非工作時期，裝置的動力區(qū)電動機等其余電路以及清潔區(qū)雨刷器和水循環(huán)裝置都隱藏在裝置的外殼中，所以很大程度上防止了人為的損壞，維修時只需將外殼取下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一目了然。平時只需定時添加循環(huán)水以及清理存灰的裝置即可。自動清潔黑板裝置分為動力區(qū)，清潔區(qū)具體如下圖；動力區(qū) 動力區(qū)開關(guān)裝置、水循環(huán)裝置、其結(jié)構(gòu)剖視簡圖如下所示： 清潔區(qū)清潔區(qū)包括雨刷器，蓄水

6、裝置，存灰板，示意圖如下圖；常見汽車雨刷器有二種，電動機功率小點的是全利用正平齒輪減速后，最后通過一個偏心輪和一連桿機構(gòu)把圓周運動轉(zhuǎn)彎為了往返來回運動。電動機功率大點的就是現(xiàn)在利用渦輪渦桿減速，然后同樣的是利用偏輪和連桿機構(gòu)把園周運變?yōu)橥颠\動。再還有一種氣動的，那就是利用壓縮氣體再通過氣缸，閥門控制來進行往返運動的。本裝置雨刷器總成含有電動機、減速器、四連桿機構(gòu)、刮水臂心軸、刮水片總成等。當按下裝置的開關(guān)時，電動機啟動，電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動擺臂，擺臂帶動四連桿機構(gòu)，四連桿機構(gòu)帶動安裝在前圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動，最后由轉(zhuǎn)軸帶動雨刷器清洗黑板。其中間歇控制檔一般是利用電機的回

7、位開關(guān)觸點與電阻電容的充放電功能使雨刷器按照一定周期刮掃，即每動作一次停止212秒時間。裝有電子調(diào)速器，該調(diào)速器附帶感應(yīng)功能，能根據(jù)水量的大小自動調(diào)節(jié)雨臂的擺動速度，水大刮水臂轉(zhuǎn)得快，水小刮水臂轉(zhuǎn)得慢，水停刮水臂也停。由電動機帶動齒輪裝置1-2，傳至曲柄搖桿機構(gòu)2-3-4，將電動機單向連續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化為刷片4做往復(fù)擺動，其左右擺動的平均速度相同。雨刷器的運動簡圖： 摘自參考資料6自動清潔黑板裝置使用說明選取如圖位置安裝，安裝如下圖； 1.使用前先將蓄水池取下，添加清水。 2.按照使用要求按下開關(guān)，待蓄水池中的水經(jīng)過水循環(huán)裝置送到黑板上方后，開始清洗黑板，之后雨刷器開始工作。 3.根據(jù)使用者需要，

8、當黑板清洗干凈后，可以關(guān)閉開關(guān)。此時雨刷器自動收回到裝置中。1.如需對存灰板進行清灰處理，只需將存灰板與裝置外殼之間的鎖扣解開即可。2.如需對雨刷器進行更換或者清洗，只需將裝置外殼取下，將雨刷器拆下或者直接清洗即可。3.水循環(huán)裝置的清洗以及灰的處理，如果循環(huán)水的沉降時將不夠，那么進入到循環(huán)裝置中的水就會含有少量粉筆灰，久而久之將對水循環(huán)裝置造成堵塞。所以有必要定期對水循環(huán)裝置進行檢查以及清洗，保障其能長期使用。 1.分為：動力區(qū)，清洗區(qū)具有自動清潔，擦干的功能。2.采用電動機，雨刷器周期性擺動擦拭黑板，省力氣，效率高，解決擦黑板費力的問題。3.清潔區(qū)有循環(huán)水對黑板進行清洗，有效的防止了粉筆灰的

9、飛揚。4.無需單獨的遙控器，控制裝置與總體裝置為一體，防止了遙控器的喪失。5.保存了原黑板，只需在原根底上安裝，保證了老師對黑板的隨意性使用。 1.需要人定期對其進行檢查，并且對其雨刷器、蓄水池、存灰板、水循環(huán)裝置等進行清洗。還有要對其蓄水池進行定期的添加清水。大學(xué)中的而一些活動黑板，本來外殼就已經(jīng)占地方，如再加上該裝置，那么顯得特別的笨重、壓抑。有一定的耗電量，電動機工作的時候有輕微的響聲。短期內(nèi)進行屢次清洗，可能會由于清水的缺乏，水循環(huán)裝置會將未沉降的水送到黑板上方的裝置中，之后由于清洗黑板的水中存在大量的粉筆灰吧，雨刷器不能更好的起到清潔裝置。如遇到黑板外表不是很平整，雨刷器在清洗過后，

10、可能在黑板外表留下一定的白點兒而清洗不了。由于雨刷器的工作面是一個扇形，所以黑板上方兩個角不能做到清洗。 隨著社會的不斷進步，科技的不斷開展我們身邊的事物在不斷的更新，就拿教學(xué)黑板來說，現(xiàn)在市面上有水泥黑板，毛玻璃黑板，水彩黑板，木質(zhì)黑板，鐵質(zhì)黑板等每一種都有自己的特點，但是自動清潔黑板能夠真正擁有綠色，健康，便捷三大特點。自動清潔黑板在功能上的創(chuàng)新將會在未來的教學(xué)、工作交流中得到很好的運用。在家庭教育、大型會議室以及教室都可以得到很好的推廣運用。目前對于家庭及幼兒園幼兒教育，傳統(tǒng)黑板粉筆所帶來的粉塵嚴重影響幼兒身體甚至整個家庭生活環(huán)境也會變得很差，這些都使得許多傳統(tǒng)粉筆黑板已經(jīng)不能應(yīng)用于此種

11、教學(xué)，所以我們這種新型多功能黑板將對此種情況產(chǎn)生革命性變化，這種黑板將以全新的理念使得幼兒教育更加健康，綠色，環(huán)保，便捷。在價格方面，自動清潔黑板與480元的傳統(tǒng)黑板，4499元起價電子白板相比，算是可以接受的。6.1結(jié)論、心得、缺乏 在整個的課程設(shè)計中，我看了網(wǎng)上諸多的資料、分析與設(shè)計。雖然各有優(yōu)缺點，但是和我心中所想的還是有很大的差異的。由于找不到類似的資料，曾經(jīng)一度想到要放棄或者和同學(xué)一起組團隊，因為那樣可以省去很多的力氣。不過最后在指導(dǎo)老師的鼓勵下，還是毅然決然的向老師交了自己的課題摘要。也最終決定了自主創(chuàng)新。 在這短暫的幾天中，我收獲頗多，對自己的專業(yè)也有了重新的認識，并在設(shè)計中，逐

12、步地將理論與實踐相結(jié)合，在鍛煉能力的同時，也感受到了其中的樂趣。尤其是我發(fā)現(xiàn)當自己的即將接近尾聲的時候，自己是多么的沖動與自豪。因為這是自己辛辛苦苦自主創(chuàng)新的裝置，雖然與之前的產(chǎn)品也有類似之處，而且還有一些地方是參考的前人資料。但是畢竟該裝置的總體構(gòu)思是自己想出來的，而且將其付諸于理論根底，由于能力有限，不能將其付諸于實踐。 自動清潔黑板設(shè)計是一項涉及多學(xué)科的極富挑戰(zhàn)性的設(shè)計課題，其考慮的因素必須是多方面的，這就更需要有大量的資料與前人的設(shè)計作為參考。在本次設(shè)計中，我從機械工作原理開始設(shè)計，結(jié)合老師書寫行為了解自動清潔黑板。根據(jù)這些，我最終確定了自動清潔黑板的新設(shè)計方案。當然本次設(shè)計的成功離不

13、開老師的悉心指導(dǎo)和其他同學(xué)的熱心幫助。機械原理是一門技術(shù)根底課，其最顯著的特點是根底理論與工程實際的結(jié)合。要用到物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機械制圖和工程材料及機械制造根底等先修課程的知識，尤其是理論力學(xué)的知識。但并不是這些課程的簡單重復(fù)，而是要引導(dǎo)我們?nèi)绾螒?yīng)用所學(xué)的只是解決工程實際中所遇到的問題。所以本課程的學(xué)習(xí)不同于理論課程的學(xué)習(xí)，也不同于專業(yè)課，而具有一定的理論系統(tǒng)性及邏輯性和較強的工程實踐性的特點。因此，在學(xué)習(xí)本課程時應(yīng)注意掌握根本的概念、原理及機構(gòu)的分析與綜合的方法。注重理論聯(lián)系實際：本課程并不是研究某種具體的機械，而是著重研究一般機械的共性問題，即機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和綜合的根本理論和根本的方法。

14、這些根本理論和方法是緊密為工程效勞的。因此，在本課程的學(xué)習(xí)過程中，一方面要注意這些理論和方法在理論上建立和推演的嚴密性和邏輯性，另一方面更要注意這些理論和方法如何在工程實際中的應(yīng)用。此外還應(yīng)隨時留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機械，以豐富自己的感性認識；并用所學(xué)到的理論和方法認識分析這些機械，以加深理解，使理論和實踐相互促進。初步建立工程觀點：本課程要用到很多與工程有關(guān)的名詞、符合、公式、標準及參數(shù)和對機械研究的一些常用的簡化方法，如倒置、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化、當量、等效、代換等等。在機構(gòu)分析與綜合中，除解析法外還介、實驗法以及試湊等一些工程中實用的方法。因此在學(xué)習(xí)時，對名詞應(yīng)正確理解其含義，對公式應(yīng)著重于應(yīng)用，而對方法那么著重掌握其根本原理和作法。另外，實際工程工程問題都是涉及多方面的因素的問題，其求解可采用多種方法，其解一般也不是唯一的。這就要求設(shè)計者具有分析、判斷、決策的能力，要養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問題的習(xí)慣和科學(xué)嚴謹、一絲不