機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-自動(dòng)清潔黑板裝置

1、目 錄設(shè)計(jì)背景33設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介456自動(dòng)清潔黑板設(shè)計(jì)7動(dòng)力區(qū)8清潔區(qū)9自動(dòng)清潔黑板使用說(shuō)明161717自動(dòng)清潔黑板價(jià)值171819總結(jié)6.1結(jié)論、心得、缺乏2022就國(guó)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(lái)了粉筆灰。而粉筆灰就對(duì)老師以及學(xué)生帶來(lái)了一些危害：1.對(duì)肺的危害2.對(duì)上呼吸道的危害3.對(duì)眼睛的危害4.對(duì)皮膚的危害等。當(dāng)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(diǎn)，尤其是當(dāng)板書多的情況下，老師需要不停的擦拭，帶來(lái)大量的粉筆灰。長(zhǎng)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(dòng)強(qiáng)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(lái)更費(fèi)力，還要等黑板干后才能書寫。當(dāng)前在美國(guó)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(yáng)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(jī)的。而對(duì)于國(guó)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(guó)外采用白板德邦主要原因是：1.健康和衛(wèi)生2.因?yàn)閷W(xué)校教育中小班化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，教師在課堂中的活動(dòng)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(gè)輔助的教學(xué)書寫工具，應(yīng)當(dāng)與學(xué)生在書面看到的表現(xiàn)更加接近4.功能擴(kuò)展的白板也能變成一個(gè)特大號(hào)的計(jì)算機(jī)頻幕，更有助于信息技術(shù)在課堂上應(yīng)用。但是由于價(jià)格較傳統(tǒng)昂貴，所以不適合中國(guó)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(jià)廉的創(chuàng)新型黑板清潔裝置。摘自參考資料1A.用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，為后續(xù)功能提供動(dòng)力。B.設(shè)立雨刷器，水循環(huán)裝置以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清潔功能。C.將清水儲(chǔ)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(shí)初步設(shè)定的黑板板面根本尺寸為：長(zhǎng)4000mm，寬1000mm。經(jīng)過討論，將方案制定如下：

4、1.電機(jī)、雨刷器、蓄水池、存灰板以及水循環(huán)裝置安裝在機(jī)座上。機(jī)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(gè)整體，解決了支撐問題。3.運(yùn)轉(zhuǎn)模式為：?jiǎn)?dòng)一清潔一停止。摘自參考資料2新型黑板清潔裝置以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)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(dòng)按鈕，可以輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(diǎn)；外觀結(jié)構(gòu)：非工作時(shí)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(dòng)機(jī)為動(dòng)力，帶動(dòng)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(wú)需人力，并且保證了無(wú)粉筆灰的飛揚(yáng)。少污染，節(jié)約資源：機(jī)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(shí)期，裝置的動(dòng)力區(qū)電動(dòng)機(jī)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(shí)只需將外殼取下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一目了然。平時(shí)只需定時(shí)添加循環(huán)水以及清理存灰的裝置即可。自動(dòng)清潔黑板裝置分為動(dòng)力區(qū)，清潔區(qū)具體如下圖；動(dòng)力區(qū) 動(dòng)力區(qū)開關(guān)裝置、水循環(huán)裝置、其結(jié)構(gòu)剖視簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)功率小點(diǎn)的是全利用正平齒輪減速后，最后通過一個(gè)偏心輪和一連桿機(jī)構(gòu)把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)彎為了往返來(lái)回運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率大點(diǎn)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(jī)構(gòu)把園周運(yùn)變?yōu)橥颠\(yùn)動(dòng)。再還有一種氣動(dòng)的，那就是利用壓縮氣體再通過氣缸，閥門控制來(lái)進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)的。本裝置雨刷器總成含有電動(dòng)機(jī)、減速器、四連桿機(jī)構(gòu)、刮水臂心軸、刮水片總成等。當(dāng)按下裝置的開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動(dòng)擺臂，擺臂帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)，四連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)安裝在前圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動(dòng)，最后由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)雨刷器清洗黑板。其中間歇控制檔一般是利用電機(jī)的回

7、位開關(guān)觸點(diǎn)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(dòng)作一次停止212秒時(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)雨臂的擺動(dòng)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪裝置1-2，傳至曲柄搖桿機(jī)構(gòu)2-3-4，將電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為刷片4做往復(fù)擺動(dòng)，其左右擺動(dòng)的平均速度相同。雨刷器的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖： 摘自參考資料6自動(dòng)清潔黑板裝置使用說(shuō)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(dāng)黑板清洗干凈后，可以關(guān)閉開關(guān)。此時(shí)雨刷器自動(dòng)收回到裝置中。1.如需對(duì)存灰板進(jìn)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(duì)雨刷器進(jìn)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(shí)將不夠，那么進(jìn)入到循環(huán)裝置中的水就會(huì)含有少量粉筆灰，久而久之將對(duì)水循環(huán)裝置造成堵塞。所以有必要定期對(duì)水循環(huán)裝置進(jìn)行檢查以及清洗，保障其能長(zhǎng)期使用。 1.分為：動(dòng)力區(qū)，清洗區(qū)具有自動(dòng)清潔，擦干的功能。2.采用電動(dòng)機(jī)，雨刷器周期性擺動(dòng)擦拭黑板，省力氣，效率高，解決擦黑板費(fèi)力的問題。3.清潔區(qū)有循環(huán)水對(duì)黑板進(jìn)行清洗，有效的防止了粉筆灰的

9、飛揚(yáng)。4.無(wú)需單獨(dú)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(duì)黑板的隨意性使用。 1.需要人定期對(duì)其進(jìn)行檢查，并且對(duì)其雨刷器、蓄水池、存灰板、水循環(huán)裝置等進(jìn)行清洗。還有要對(duì)其蓄水池進(jìn)行定期的添加清水。大學(xué)中的而一些活動(dòng)黑板，本來(lái)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(dòng)機(jī)工作的時(shí)候有輕微的響聲。短期內(nèi)進(jìn)行屢次清洗，可能會(huì)由于清水的缺乏，水循環(huán)裝置會(huì)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(diǎn)兒而清洗不了。由于雨刷器的工作面是一個(gè)扇形，所以黑板上方兩個(gè)角不能做到清洗。 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)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(lái)說(shuō)，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(diǎn)，但是自動(dòng)清潔黑板能夠真正擁有綠色，健康，便捷三大特點(diǎn)。自動(dòng)清潔黑板在功能上的創(chuàng)新將會(huì)在未來(lái)的教學(xué)、工作交流中得到很好的運(yùn)用。在家庭教育、大型會(huì)議室以及教室都可以得到很好的推廣運(yùn)用。目前對(duì)于家庭及幼兒園幼兒教育，傳統(tǒng)黑板粉筆所帶來(lái)的粉塵嚴(yán)重影響幼兒身體甚至整個(gè)家庭生活環(huán)境也會(huì)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(duì)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(jià)格方面，自動(dòng)清潔黑板與480元的傳統(tǒng)黑板，4499元起價(jià)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(gè)的課程設(shè)計(jì)中，我看了網(wǎng)上諸多的資料、分析與設(shè)計(jì)。雖然各有優(yōu)缺點(diǎn)，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(tuán)隊(duì)，因?yàn)槟菢涌梢允∪ズ芏嗟牧?。不過最后在指導(dǎo)老師的鼓勵(lì)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(duì)自己的專業(yè)也有了重新的認(rèn)識(shí)，并在設(shè)計(jì)中，逐

12、步地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，在鍛煉能力的同時(shí)，也感受到了其中的樂趣。尤其是我發(fā)現(xiàn)當(dāng)自己的即將接近尾聲的時(shí)候，自己是多么的沖動(dòng)與自豪。因?yàn)檫@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(lái)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(shí)踐。 自動(dòng)清潔黑板設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的極富挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)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(jì)作為參考。在本次設(shè)計(jì)中，我從機(jī)械工作原理開始設(shè)計(jì)，結(jié)合老師書寫行為了解自動(dòng)清潔黑板。根據(jù)這些，我最終確定了自動(dòng)清潔黑板的新設(shè)計(jì)方案。當(dāng)然本次設(shè)計(jì)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(jī)械原理是一門技術(shù)根底課，其最顯著的特點(diǎn)是根底理論與工程實(shí)際的結(jié)合。要用到物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械制圖和工程材料及機(jī)械制造根底等先修課程的知識(shí)，尤其是理論力學(xué)的知識(shí)。但并不是這些課程的簡(jiǎn)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(shí)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(qiáng)的工程實(shí)踐性的特點(diǎn)。因此，在學(xué)習(xí)本課程時(shí)應(yīng)注意掌握根本的概念、原理及機(jī)構(gòu)的分析與綜合的方法。注重理論聯(lián)系實(shí)際：本課程并不是研究某種具體的機(jī)械，而是著重研究一般機(jī)械的共性問題，即機(jī)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(yán)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(shí)際中的應(yīng)用。此外還應(yīng)隨時(shí)留意日常生活和生產(chǎn)中遇到的各種機(jī)械，以豐富自己的感性認(rèn)識(shí)；并用所學(xué)到的理論和方法認(rèn)識(shí)分析這些機(jī)械，以加深理解，使理論和實(shí)踐相互促進(jìn)。初步建立工程觀點(diǎn)：本課程要用到很多與工程有關(guān)的名詞、符合、公式、標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)和對(duì)機(jī)械研究的一些常用的簡(jiǎn)化方法，如倒置、反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化、當(dāng)量、等效、代換等等。在機(jī)構(gòu)分析與綜合中，除解析法外還介、實(shí)驗(yàn)法以及試湊等一些工程中實(shí)用的方法。因此在學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)名詞應(yīng)正確理解其含義，對(duì)公式應(yīng)著重于應(yīng)用，而對(duì)方法那么著重掌握其根本原理和作法。另外，實(shí)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(jì)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(yán)謹(jǐn)、一絲不