5ta0150綠色環(huán)保節(jié)能型黑板5ta

1、“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽B第三屆參賽作品簡(jiǎn)介作品類別： 發(fā)明制作類 工藝改進(jìn)類 創(chuàng)意設(shè)計(jì)類作品名稱：綠色環(huán)保節(jié)能型黑板團(tuán)作品簡(jiǎn)介（150 字以內(nèi)）：傳統(tǒng)黑板在使用過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生粉筆粉塵，長(zhǎng)時(shí)間的“粉塵污染”會(huì)對(duì)教育工作者身體造成危害。所以要設(shè)計(jì)一款沒(méi)有粉塵的黑板綠色環(huán)保節(jié)能型黑板。這種黑板既不用粉筆也不用帶水的墨筆，而是用可以使用的磁筆，黑板整體是利用磁能原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，節(jié)能、無(wú)污染。綠色環(huán)保型黑板分為磁板，磁筆，磁擦三個(gè)部分。應(yīng)用的 TRIZ 理論（100 字以內(nèi)）：利用系統(tǒng)完備性法則、九屏圖、生命曲線等對(duì)整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，通過(guò)最終理想解、分析技術(shù)、物理等確定了最終解決方案，使用

2、了分割原理；局部質(zhì)量原理；組合原理；嵌套原理；曲面化原理；復(fù)合材料原理。兩張具有代表性的作品 jpg（要求每張文件大于 2M），并以文件形式單獨(dú)提交，應(yīng)對(duì)每張附加文字說(shuō)明。該作品簡(jiǎn)介大賽將在公開(kāi)進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化推介，請(qǐng)參賽隊(duì)伍注意知識(shí)的保護(hù)。本人簽名：專利申請(qǐng)情況提出專利申請(qǐng)申請(qǐng)?zhí)枺荷暾?qǐng)日期年月日已獲專利權(quán)批準(zhǔn)批準(zhǔn)號(hào)：批準(zhǔn)日期年月日未提出專利申請(qǐng)此作品參加本賽事之前獲獎(jiǎng)情況是否獲過(guò)獎(jiǎng)是否獲過(guò)獎(jiǎng)賽事名稱獲獎(jiǎng)級(jí)別成果轉(zhuǎn)化情況是否與企業(yè)對(duì)接 是 否對(duì)接企業(yè)名稱：對(duì)接日期年月日C申報(bào)作品 TRIZ 理論應(yīng)用情況一、項(xiàng)目概述傳統(tǒng)黑板在使用過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生粉筆粉塵，長(zhǎng)時(shí)間的“粉塵污染”會(huì)對(duì)教育工作者身體造成危害

3、。為解決傳統(tǒng)黑板在使用過(guò)程當(dāng)中因產(chǎn)生的粉塵對(duì)教師身體的和粉筆灰對(duì)環(huán)境污染，所以要設(shè)計(jì)一款沒(méi)有粉塵的黑板綠色環(huán)保節(jié)能型黑板。此種黑板分為磁板，磁筆，磁擦三個(gè)部分，充分利用磁粉、磁鐵等產(chǎn)生的磁能使其適應(yīng)教學(xué)工作。二、發(fā)明問(wèn)題初始形勢(shì)分析這種新型的、綠色環(huán)保節(jié)能型的黑板，要想完全體現(xiàn)其“綠色、環(huán)保、節(jié)能”等特性，其主要思路是“消除粉塵”、“循環(huán)使用”等。故以下某些限制條件應(yīng)該滿足：1.該黑板不使用粉筆，以杜絕產(chǎn)生粉塵；2.該黑板分為多層，用來(lái)放置磁粉等材料，結(jié)構(gòu)合理；3.該黑板使用簡(jiǎn)便，操作易行；4.該黑板各、組件所用之材料應(yīng)理想化的存在。三、TRIZ 分析過(guò)程（一）系統(tǒng)完備性法則圖 1系統(tǒng)完備性法

4、則（二）功能分析表 1 功能分析表（三）九屏幕圖法分析圖 2九屏幕圖（四）生命曲線圖 3生命曲線圖科教興國(guó)、強(qiáng)國(guó)是我黨為全面繁榮富強(qiáng)的技術(shù)系統(tǒng)磁鐵磁化金屬的技術(shù)用途不用粉筆、不產(chǎn)生粉塵的黑板技術(shù)功能磁化白色半透明板后面的細(xì)密金屬網(wǎng)，使鐵粉吸附在細(xì)密金屬網(wǎng)上，從而產(chǎn)生字跡主要功能教師利用磁筆書(shū)寫(xiě)板書(shū)，可以不產(chǎn)生粉塵，而磁筆也可利用，不需更換，從而節(jié)約資源重要國(guó)策之一。故我國(guó)一大批在教育工線上辛勤勞作的園丁為之付出了極大的貢獻(xiàn)。因此，這些教育工作者們的工作、生活、學(xué)術(shù)研究等等方面越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。這種比及傳統(tǒng)黑板有極強(qiáng)優(yōu)越性的新型環(huán)保節(jié)能型黑板會(huì)對(duì)教育工作者及國(guó)家環(huán)保事業(yè)帶來(lái)。它的研制成功

5、，將大力推進(jìn)我國(guó)教育事業(yè)和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。因此，這種黑板，正處于“生機(jī)勃勃”的嬰兒期，具有極大的發(fā)展前景。（五）資源分析綠色環(huán)保節(jié)能型黑板的資源包括：磁板、高磁性磁石、消磁器、鐵粉。其全部為現(xiàn)有資源。選擇資源的順序如下表：表 2選擇資源的順序表 3現(xiàn)有資源比較選擇優(yōu)先使用磁板、高磁性磁石、消磁器、鐵粉的理想化的位置資源。四、運(yùn)用 TRIZ 工具解決問(wèn)題（一）最終理想解資源類型價(jià)值數(shù)量質(zhì)量可用性磁板廉價(jià)足夠中性成品高磁性磁石廉價(jià)足夠中性成品消磁器廉價(jià)足夠有益成品鐵粉廉價(jià)足夠有益成品資源屬性選擇順序價(jià)值免費(fèi)廉價(jià)昂貴數(shù)量無(wú)限足夠質(zhì)量有害中性有益可用性成品改變后可用需要建造表 4最終理想解分析表（二）

6、技術(shù)：磁筆是由磁石，磁筆的筆尖需要足夠細(xì)，這樣筆尖的面積就會(huì)變小，這樣筆尖上所具有的磁能就會(huì)變小，這樣媳婦上來(lái)的鐵粉就會(huì)減少，為了字跡清晰需要的能量，這樣移動(dòng)物體的面積與物體能量之間的技術(shù)改善的參數(shù)為物體能量，的參數(shù)為移動(dòng)物體的面積。由矩陣表查到發(fā)明原理為（15）動(dòng)態(tài)化原理1.使物體或其環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)，以使其在每個(gè)動(dòng)作階段的性能達(dá)到。2. 把成幾個(gè)部分，各部分之間可相對(duì)改變位置。3.將不動(dòng)的物體改變?yōu)榭蓜?dòng)的，或具有自適應(yīng)性。（19）周期性動(dòng)作原理1.用周期性動(dòng)作或脈動(dòng)代替連續(xù)的動(dòng)作。2. 如果行動(dòng)已經(jīng)是周期性的，則改變其頻率。3. 利用脈動(dòng)之間的間隙來(lái)執(zhí)行另一動(dòng)作。（25）自服務(wù)原理1.使物體具

7、有自補(bǔ)充和自恢復(fù)功能以完成自服務(wù)。2.的參數(shù)改善的參數(shù)移動(dòng)物體的面積物體能量15、19、25問(wèn)題分析結(jié)果設(shè)計(jì)最終目標(biāo)？黑板可以更好的輔助教學(xué)。理想化最終結(jié)果？黑板可以更好的輔助教學(xué)。達(dá)到理想解的是什么？黑板不能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)污染教學(xué)，可循環(huán)利用。出現(xiàn)這種的結(jié)果是什么？黑板在輔助教學(xué)時(shí)不能出現(xiàn)無(wú)污染，可循環(huán)利用。不出現(xiàn)這種的條件是什么？利用磁鐵。創(chuàng)造這些條件所用的資源是什么？白色半透明板，白色金屬細(xì)密網(wǎng)高磁性磁石，消磁器。利用廢棄的資源、能量或物資。采用發(fā)明原理 15（動(dòng)態(tài)化原理）可以設(shè)計(jì)成兩支筆，不改變面積情況下使其具有強(qiáng)的磁性。（三）物理：想黑板足夠大，又怕其反光，所以用曲面化原理將黑板表面曲面化

8、。（四）物場(chǎng)分析機(jī)械場(chǎng)粉筆黑板S1 黑板S2 粉筆F1 是機(jī)械場(chǎng)這是傳統(tǒng)黑板在使用過(guò)程當(dāng)中的物場(chǎng)分析，其中可以看出這樣是不可能不產(chǎn)生粉筆粉塵的。要消除粉塵的產(chǎn)生，需增加另外一個(gè)場(chǎng)磁場(chǎng)，來(lái)消除粉塵。機(jī)械場(chǎng)黑板粉筆磁場(chǎng) 磁筆S1 黑板S2 粉筆F1 是機(jī)械場(chǎng)S3 磁筆F2 磁場(chǎng)五、全部技術(shù)方案及評(píng)價(jià)方案 1：該黑板在教學(xué)使用過(guò)程中已經(jīng)杜絕了粉筆的使用，黑板結(jié)構(gòu)僅為兩層：第一層為白色半透明板，第二層即為鐵磁粉。使用時(shí)，用磁筆書(shū)寫(xiě)，會(huì)將鐵磁粉“吸上來(lái)”顯現(xiàn)字跡。該方案之處：鐵磁粉在黑板結(jié)構(gòu)中會(huì)受到地球重力的影響全部墜落至黑板底部，無(wú)法再次使用。方案 2：為解決鐵磁粉墜落至黑板底部，可在第一層的半透明板

9、后邊附著一層細(xì)密金屬網(wǎng)，這樣，就不會(huì)使鐵磁粉因重力而墜落黑板底部。該方案之處：當(dāng)細(xì)密金屬網(wǎng)消磁時(shí)，鐵磁粉還是會(huì)因重力的影響墜落至黑板底部。方案 3：至此，應(yīng)該在細(xì)密金屬網(wǎng)后邊再加上一塊性磁板，磁板和金屬網(wǎng)之間的空間極為鐵磁粉的活動(dòng)空間，這樣，即使細(xì)密金屬網(wǎng)消磁后磁鐵粉會(huì)附著在性磁板上，鐵磁粉相當(dāng)于在性磁板和細(xì)密金屬網(wǎng)之間平行的水平來(lái)回移動(dòng)，以達(dá)到顯現(xiàn)字跡和“擦黑板”的效果。六、最終確定方案經(jīng)過(guò)一步步分析、論證，最終確定方案為方案 3。這時(shí)，黑板分層結(jié)構(gòu)：圖 4 黑板板面橫剖面黑板正面及側(cè)面效果圖如下圖所示：圖 5 黑板正面及側(cè)面效果圖本方案設(shè)計(jì)作品主要由三部分組成：磁板、磁筆、磁擦。磁板：磁板

10、分為前后兩板，兩板之間要有少量空隙，空隙里放有大量的黑色細(xì)鐵粉，前板是白色半透明板，板后面貼有白色金屬細(xì)密網(wǎng)，金屬網(wǎng)可以被瞬間磁化，磁化后的金屬網(wǎng)可以吸附中間的黑色鐵粉;第二層板是性磁板，磁性可以吸附中間鐵粉，當(dāng)前面金屬網(wǎng)沒(méi)有磁性時(shí)防止鐵粉掉落在磁板底部。磁板的整體形狀是扁長(zhǎng)方體，和傳統(tǒng)黑板形狀類似，磁筆：磁筆是用高磁性磁石制成，磁石的形狀是白板筆的形狀，為了美觀可以在外面加上美麗的包裝，用磁筆在百色半透明板上寫(xiě)字時(shí)，磁筆的高磁性可以使白色半透明板后面的白色金屬細(xì)密網(wǎng)磁化產(chǎn)生磁性，吸附黑色鐵粉，從而產(chǎn)生字跡。磁擦：磁擦是用消磁器制成，磁擦分為兩端，一端裝有小一點(diǎn)的消磁器，一端的裝有大一點(diǎn)的消磁

11、器，消磁器可以使白色半透明板后面的白色金屬細(xì)密網(wǎng)瞬間消磁失去磁性，白色金屬細(xì)密網(wǎng)上的細(xì)鐵粉就會(huì)被后面的性磁板吸附，這樣字跡就了。整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)除了上述解決辦法外，同時(shí)注重整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的黑板，它的規(guī)格，以適應(yīng)小學(xué)、中學(xué)等教育機(jī)構(gòu)所面對(duì)的不同受教育者，以期達(dá)到更好的效果。應(yīng)用 TRIZ 理論中相應(yīng)解決辦法，到如下細(xì)化點(diǎn)：1.分割原理：磁板和磁擦可以組合在一起存放，分開(kāi)使用。磁擦分為兩端，兩端可以分開(kāi)使用，也可以組合使用。2.局部質(zhì)量原理：磁擦分為兩端，大的一端擦面積的地方，小的一端擦單個(gè)字。3.組合原理：黑板整體是由白色半透明板、白色金屬細(xì)密網(wǎng)、細(xì)鐵粉、性白磁板組成。磁筆是由美觀的外殼與筆形磁石組成。4.嵌套原理：兩板中間嵌有大量的黑色鐵粉。5.曲面化原理：黑板整體是曲凹面形狀，減少反光作用，類似傳統(tǒng)黑板形狀。6.復(fù)合材料原理：白色金屬細(xì)密網(wǎng)是由復(fù)合材料制成。七、市場(chǎng)分析黑板在日常學(xué)習(xí)生活使用非常普遍，利用黑板教學(xué)是學(xué)校必不可少的這款黑板主要克服目前的黑板擦效率低，粉塵飛揚(yáng)等弊端。使用它可使師生輕松方便地將字擦體干凈，