自动清洁黑板报告 17页

目录一、设计背景31.1、国内黑板使用现状31.2、国外黑板使用现状3二、设计简介52.1、设计原理52.2、设计方案62.3、创新点6二、自动清洁黑板介绍73.1、产品总体结构73.2、产品具体结构及功能介绍——动力区83.3、产品具体结构及功能介绍——清洁区113.4、产品具体结构及功能介绍——写字区12四、自动清洁黑板使用说明144.1安装说明144.2、日常使用说明144.3、日常保洁说明15五、自动清洁黑板价值155.1产品优点155.2产品缺点155.3产品市场应用价值16六、总结166.1结论166.2不足176.3心得1717 成员贡献17参考资料：18一、设计背景1.1、国内黑板使用现状目前，我国大多数地方处于“传统黑板+粉笔灰”时代，其缺陷如下：（1）对老师来说A.传统黑板存在着板书不便(老师须弯腰踮足)、难擦拭的缺点，一天至少写十几块黑板，多数得老师自己擦，因此十分累。B.漫天飞舞的粉笔灰使老师容易患上咽喉炎、颈椎病等职业病。C.目前有些学校考虑到老师的健康，推广使用水溶性粉笔，却更加增大老师劳动强度：水溶性粉笔写的字必须用水擦拭，相较普通粉笔写的字擦起来更费劲，还得等黑板干后才能书写。（2）对学生来说，A.黑板颜色太深，给学生一种压抑的感觉。B黑板形状太方正了，容易造成一种拘束的感觉C.黑板始终放在最前面，对前排同学视力不好，后排同学看不见。D.人体吸入大量的粉尘，在口腔、呼吸道、肺部沉积，容易造成慢性疾病的频发。严重影响生长期的学生身体健康。1.2、国外黑板使用现状当前在美国的学校中，更加清洁和多功能的白板正在逐步取代传统的粉笔灰飞扬的黑板，成为了学校新的建设项目首选的教学设备。加拿大是用的白板，也就是whiteborad，不用粉笔和黑板的。然后有很多地方还用那种旧式的光学投影仪，大多数还是用数码投影机的。17 外国采纳白板有四个主要原因：其一是健康和卫生的考虑，社会观注，师生身心健康，国家EPA（环境保护协会）也非常关注教室内空气的质量；其二是因为学校教育中小班化的趋势越来越明显，教师在课堂中的活动更像是启发和培训，而不是传统的单调书写和讲解方式，企业中的培训方式得到了借鉴；其三，白板作为一个辅助的教学书写工具，应当与学生在书面看到的表现更加接近，在黑板背景上难以表现丰富的色彩和与印刷品上类似的能力，而白板可以用不同颜色的笔做到这一点；其四，也是教育信息化过程中必须考虑的方面，功能扩展的白板能够变成一个特大号的计算机屏幕，更有助于信息技术在课堂上应用。事实上，确实在很多学校已经开始接受设计公司提供的建议，把白板扩展或者干脆采用数字化的白板作为教室设备的必备。但是现有智能黑板存在着缺乏随意性、价格较昂贵、难以推广普及，如电子白板全套设备需上万元，对于目前仍处于社会主义初级阶段的中国来说，许多地方不具备配备这种白板的经济条件。因此目前迫切需要一种物美价廉的创新型黑板。17 二、设计简介2.1、设计原理图2-1-1垫板平带轴电动机清洗槽A.用电动机作为动力源，为后续功能提供动力。B.设立清洗槽、清洗轴（由电动机带动）以实现自动清洁功能。C.将柔性板面做出皮带，以“电动机—带轮—皮带”式实现自动升降。D.将绿板贴粘在柔性板面上供写字，内置垫板紧贴柔性板面，垫着以写字。E.升降导轨为清洗槽配置的，往下一拉即可拉下清洗槽，以清洁清洗槽。17 2.2、设计方案图2-2-2根据一般常识初步设定的黑板板面基本尺寸为：长1600mm，宽1500mm。如图简图1所示：轴c与轴b之间用普通v带传动，轴b与轴a之间采用选用平带传动。经过讨论，将方案制定如下1．电机，变速传动轮、带、刷辊和柔性板书面传动轴安装在机座上．机座紧贴地面并与外壳和支架分离．消除了噪音。2．柔性黑板面环绕在柔性黑板面传动轴和上方的柔性黑板面换向轴(其两端由“弹簧张紧钩”悬挂。使柔性黑板面保持“张紧”状态，内置刚性垫板，可吸附磁铁)。3．垫板、换向轴和离合杆固定在外壳(支架)上，成为了一个整体，解决了支撑问题。4．柔性环绕板书面总长约为黑板可视面的3倍，最低处离地面400mm。5.运转模式为：启动一选择模式一板书或上下移动(擦拭、保存)一清洁一停止。2.3、创新点17 新型多功能黑板以电动机为动力，传统的板面变成了一块可卷动的幕布，如同自动投影屏幕。其下的自动洗槽可以在板面转动的同时将板面字迹清洗。通过一组电动按钮，可以轻松实现自动清洗、自动翻面、并可以当做投影屏幕。作为新一代的黑板，他的主要创新点有如下几点：一、外观结构结构设计新颖，充满现代气息，白色的板面给学生一种清晰的感觉，板面两边的花边更是让学生感受到新时代课堂的活泼气氛，传统黑板颜色太深，给学生一种压抑的感觉，容易让学生造成一种拘束的课堂氛围。二、内部配置机构由小型电机为动力，采用带传动，板面转动和自动洗槽运作完全一体化，在板面转动的同时洗槽运作，完全节省了人力。三、双面书写，扩大书写面积，能储存板书受坦克履带启发，结合柔性板面的特效，将黑板分为正反两面，正面是面向老师那一面，供书写，反面是面向墙那一面，等待书写或者储存板书。这样能为老师提供更大的发挥空间。四、少污染，节省资源新型黑板采用可循环利用水彩笔，完全克服了传统粉笔大量使用的资源浪费。并避免了使用者每次上完课后要洗手的麻烦。最主要的是完全避免了传统黑板高粉尘的危害。二、自动清洁黑板介绍3.1、产品总体结构自动清洁黑板分为写字区、清洗区、动力区，具体如图3-1-1所示17 图3-1-13.2、产品具体结构及功能介绍——动力区动力区包括遥控装置、传动机构、消音机构上部分，其结构剖视简图如图3-2-2所示图3-2-117 3.2.1开关装置选择323无线遥控开关，如图3-2-2功能：A，控制电动机正反转，从而实现黑板向前或者向后运动，为后续功能提供了可能。B，便于远程控制。图3-2-23.2.2.动力传动机构（1）参照投影仪屏幕电动机，选择电动机型号：70KTYZ功率：20W电压：AC220V额定转速：47r/min输出扭矩：16kg.cm重量：1.1kg（1）传动轴及传动轮选择图3-2-4图3-2-317 （3）其可行性分析：通过初步计算，我们可以确定：1.电动机可以带动整个运动。2.轴及轴承、平带、V带都符合要求。17 3.2.3.消音机构电机，变速传动轮、带、刷辊和柔性板书面传动轴安装在机座上．机座紧贴地面并与外壳和支架分离．消除了噪音3.3、产品具体结构及功能介绍——清洁区清洁区包括洗槽轴、内置清洗条、清洗槽、测水位球，示意如图3-3-1图3-3-1柔性黑板3.3.1.清洗区工作功能介绍槽内水线内置清洗条图3-3-2清洗轴17 A.电动机带动清洗轴转动。清洗轴浸泡在水中，其上裹着清洁条套，转动时利用摩擦力擦干净黑板上的字迹。B.槽内置清洗条利用摩擦力，用以擦干原本湿漉漉的黑板。C.清洗槽外面有固定架固定它；有升降导轨供护理清洗槽使用。3.4、产品具体结构及功能介绍——写字区写字区包括柔性板面、绿板贴、面板轴承及其轴承、固定装置，其数据如图图3-4-117 图3-4-3图3-4-23.4.1.写字区工作特点介绍A.有效书写长度和宽度为：1500X1600mmB.将柔性绿板布贴在宽型皮带上，实现带式传动。C.柔性黑板面环绕在传动轴和上方的柔性黑板面换向轴(其两端由“弹簧张紧钩”悬挂。使柔性黑板面保持“张紧”状态；内置防水塑料垫板，垫着写字图3-4-4图3-4-417 四、自动清洁黑板使用说明4.1安装说明按和图4-4-2所示，选取如图位置安装图4-4-1自动清洁黑板用以投影的传统黑板图4-4-24.2、日常使用说明1、在使用前换下水槽，更换清水后。17 2、按照使用要求按动遥控开关，这时电机会带动带轮转动。然后通过带轮主轴带动黑板布运动，此时黑板布会做环形运动3、根据使用者需要，向前向后转动，可以随时停止。4.3、日常保洁说明1、解开清洗槽与清洗槽固定架的锁扣2、向下拉清洗槽，放水、清洗、注水至测水位球冒起3、拉上清洗槽，扣上锁扣。五、自动清洁黑板价值5.1产品优点①分为：写字区、清洗区、动力区，具有自动清洁、擦干和储存板书功能。②采用电动机，升降速度可调，省力气，高效率，解决擦黑板费劲的问题。③清洗区接近地面，采用水清洗，能有效降低粉尘飞扬程度。④采用柔性环绕板书面，使其总长约为黑板可视面的3倍，不仅扩大了书写面积，而且使黑板转动变得可能，为老师提供发挥空间。⑤具有消音装置，减少噪音。5.2产品缺点①与传统黑板相比，书写舒适度有所降低。②需要人定期对清洗槽进行清洁护理。③与传统黑板相比，平时使用时要太随性。不宜大力拍，不可用尖锐物划。④需要消耗一定电量，有轻微响声，遥控器需按要求放置，以防丢失。⑤现有的已经安装传统黑板的教室不易更换成自动清洁黑板。5.3产品市场应用价值17 随着社会的不断进步，科技的不断发展我们身边的事物在不断的更新，就拿教学黑板来说，现在市面上有水泥黑板，毛玻璃黑板，水彩黑板，木质黑板，铁质黑板等每一种都有自己的特点，但是自动清洁黑板能够真正拥有绿色，健康，便捷三大特点。自动清洁黑板在功能上的创新将会在未来的教学、工作交流中得到很好的运用。在家庭教育、大型会议室以及教室都可以得到很好的推广运用。目前对于家庭及幼儿园幼儿教育，传统黑板粉笔所带来的粉尘严重影响幼儿身体甚至整个家庭生活环境也会变得很差，这些都使得许多传统粉笔黑板已经不能应用于此种教学，所以我们这种新型多功能黑板将对此种情况产生革命性变化，这种黑板将以全新的理念使得幼儿教育更加健康，绿色，环保，便捷。在价格方面，自动清洁黑板初步估计需要650元，与480元的传统黑板，4499元起价电子白板相比，算是可以接受的。六、总结6.1结论在整个的课程设计中，我们研究小组全体人员齐心协力，以严谨治学的态度来进行资料收集、分析与设计。在这短暂的几天中，我收获颇多，对安全人机学也有了重新的认识，并在设计中，逐步地将理论与实践相结合，在锻炼能力的同时，也感受到了团结的力量。自动清洁黑板设计是一项涉及多学科的极富挑战性的设计课题，其考虑的因素必须是多方面的，这就更需要集体的智慧，集体的力量。在本次设计中，我们从人机工程学和机械工作原理设计，结合老师书写行为了自动清洁黑板。根据这些，我们最终确定了自动清洁黑板的新设计方案。本次设计的成功离不开组员的团结合作，老师的悉心指导和其他同学的热心帮助。6.2不足此次我们设计的自动黑板，仅仅涉及了我们人机工程学中关于外形、便民的要求，对人的生理、心理方面涉及甚少。同时，产品缺乏实验证明，依旧处于理论状态。17 6.3心得人机工程学，即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉和肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素及心理因素对工作效率的影响等。仅从工业设计这一范畴来看，大至宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具，小至家具、服装、文具以及盆、杯、碗筷之类各种生产与生活所创造的“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”作为一个重要的条件来考虑。对与我们机电类专业人来说，人机工程学是工业设计发展的基石，人机学知识在工业设计的设计实践中发挥了重要的作用。通过对这门课的学习，让我们学有所用，激发我们的学习兴趣，有利于提高我们的学习能力、实践能力、创新能力，有利于我们毕业后能很快胜任自己的工作。成员贡献主要贡献者：卢子钊、潘洪强、田涛宁其他贡献者：王鑫、刘海超、周凯、杨金龙、柳娜、叶玉霞参考资料：《安全人机工程学》姚建、田冬梅煤炭工业出版社《机械设计》（第四版）邱宣怀主编高等教育出版社《机械原理》（第七版）孙桓陈作模葛文杰主编高等教育出版社《机械设计手册》（第六版）闻邦椿主编机械工业出版社出版17 《电力拖动与控制》谢桂林主编中国矿业大学出版社《Pro/engineerwildfire4.0机构运动仿真分析》老虎工作室人民邮电出版社17