自動(dòng)吸塵清潔黑板擦設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

推薦精選推薦精選推薦精選xxxx技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)吸塵清潔黑板擦設(shè)計(jì)系部現(xiàn)代制造工程系專業(yè)名稱模具設(shè)計(jì)與制造班級(jí)xxxxxxxx姓名xxxxxxxxxxxxxx指導(dǎo)教師xxxxxxxxxxxx2012年10月30日推薦精選推薦精選推薦精選自動(dòng)吸塵清潔黑板擦設(shè)計(jì)摘要該設(shè)計(jì)主要介紹自動(dòng)吸塵清潔黑板擦的發(fā)展趨勢(shì)與總體設(shè)計(jì)；研究背景和方案的確定；整體運(yùn)動(dòng)部分的分析；伸縮架的設(shè)計(jì)；曲柄滑塊的設(shè)計(jì)；凸輪尺寸大小的設(shè)計(jì)；活動(dòng)黑板擦的設(shè)計(jì)；電路部分的設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，采用AutoCAD繪制零件圖和裝配圖，對(duì)主要零件采用UG4.0進(jìn)行三維造型，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。關(guān)鍵詞：自動(dòng)吸塵；清潔；黑板擦；設(shè)計(jì)推薦精選推薦精選推薦精選目錄1緒論11.1研究背景11.2研究的目的意義11.2.1研究的目的11.2.2研究的意義11.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3.1電動(dòng)黑板擦21.3.2吸塵黑板擦31.3.3集塵式黑板刷31.3.4自動(dòng)吸塵黑板刷推薦精選推薦精選推薦精選31.3.5衛(wèi)生黑板41.4本設(shè)計(jì)的內(nèi)容42方案的確定52.1可行的幾種方案52.1.1無塵黑板擦52.1.2防塵黑板62.1.3自清潔黑板72.2自動(dòng)清潔黑板擦方案的選擇72.2.1所屬技術(shù)領(lǐng)域7推薦精選推薦精選推薦精選2.2.2背景技術(shù)72.2.3發(fā)明內(nèi)容72.3小黑板擦的方案確定82.3.1簡圖82.3.2小黑板擦的結(jié)構(gòu)及工作情況簡介83自動(dòng)吸塵清潔黑板擦的設(shè)計(jì)計(jì)算103.1電機(jī)的選擇103.2機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)103.2.1材料的選擇103.2.2菱形架幾何尺寸及自由度設(shè)計(jì)計(jì)算103.2.3曲柄滑塊幾何尺寸及自由度設(shè)計(jì)計(jì)算推薦精選推薦精選推薦精選113.2.4曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)分析與力學(xué)計(jì)算113.2.5凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)153.2.6磨削圓周進(jìn)給量計(jì)算203.3滾筒的設(shè)計(jì)213.4吸塵裝置的選擇233.5電路控制的設(shè)計(jì)233.5.1硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)233.5.2最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)243.5.3無線收發(fā)模塊243.6作品三維圖及實(shí)物圖推薦精選推薦精選推薦精選26結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30附錄A30附錄B33推薦精選推薦精選推薦精選1緒論1.1研究背景黑板歷來是各級(jí)各類學(xué)校必備的教學(xué)工具，傳統(tǒng)黑板，人工擦拭效率低，粉塵污染嚴(yán)重。粉筆，是傳播文化的工具，也是戕害身體的毒品。多少靈魂的工程師因?yàn)榉捶磸?fù)復(fù)的粉塵污染、吸進(jìn)氣管而罹患痼疾，過早離開了講臺(tái)。雖然國家一直用補(bǔ)貼金來彌補(bǔ)這種職業(yè)病對(duì)教師的危害，但生命是難以用金錢去補(bǔ)償?shù)摹Ｗ谇芭诺膶W(xué)生，同樣受到粉塵的威脅。同時(shí)大量粉塵也影響了電腦等多媒體教學(xué)設(shè)備的使用壽命，這是科學(xué)界長期無法攻克的難關(guān)。從所謂無塵粉筆、微塵粉筆到新型黑板的研制，無不滲透著一種深深的人文關(guān)懷和無奈……最新專利產(chǎn)品自動(dòng)無塵黑板擦給這個(gè)世紀(jì)難題提交了完美答卷，自動(dòng)黑板擦的產(chǎn)生很好的解決了上述問題,它自動(dòng)擦拭無污染，外觀設(shè)計(jì)優(yōu)美，使用方便快捷，更適合多媒體教學(xué)的需要

。每當(dāng)輕輕走過教師的窗前，希望看到的不再是疲倦的臉龐。1.2研究的目的意義1.2.1研究的目的眾所周知，黑板是日常學(xué)習(xí)中必不可少的一樣教具，而黑板擦是與黑板如影隨形的另一樣教具。無論是從小學(xué)還是到大學(xué)，教室里都會(huì)使用到黑板和黑板擦，而一般平時(shí)使用的人工黑板擦不但要用力、費(fèi)時(shí)，還有粉塵污染空氣的缺點(diǎn)。每當(dāng)下課了擦完黑板的時(shí)候教室里就粉塵飛揚(yáng)，影響了下堂課的教學(xué)。這樣，不僅危害了老師和學(xué)生的健康，同時(shí)也給教學(xué)帶來很大的不便，有時(shí)候老師在上面講課，拿黑板擦轉(zhuǎn)身擦黑板的時(shí)候，學(xué)生可能會(huì)乘機(jī)在下面搗亂，因而擾亂課堂秩序，影響了教學(xué)質(zhì)量。因此，就有自動(dòng)黑板擦的誕生。為了解決教學(xué)工作中的困難和人工黑板擦給老師和同學(xué)帶來的不便，這樣一種自動(dòng)黑板擦的生產(chǎn)將是教育行業(yè)的一大福音。1.2.2研究的意義推薦精選推薦精選推薦精選空氣中的粉塵對(duì)人類健康的威脅是一個(gè)全球性的問題，空氣中的粉塵進(jìn)入人的呼吸道會(huì)引起各種疾病，給青少年們創(chuàng)造一個(gè)無塵的學(xué)習(xí)環(huán)境尤為迫切。學(xué)校教室粉塵產(chǎn)生的原因，很大一部分是由于用人工擦黑板。很多改進(jìn)黑板的措施應(yīng)用而生，但是這些設(shè)計(jì)方案或是不能從根本上解決問題，或是成本太高，從而是這些設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)行的生活中不能普及。為此，設(shè)計(jì)了一種無塵自動(dòng)擦黑板機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)擦黑板，并且能防止粉塵擴(kuò)散，具有良好的應(yīng)用前景。粉筆灰是傳統(tǒng)黑板—黑板擦—粉筆構(gòu)架中普遍存在的問題，統(tǒng)計(jì)分析表明粉筆粉塵的90%來源于黑板擦的積累粉塵的飛揚(yáng)與黑板擦清灰過程的粉塵飛揚(yáng)，黑板擦在清除黑板過程中摩擦起塵僅占10%。因此，清除積累在黑板擦上的粉塵具有現(xiàn)實(shí)意義。最近推出的白板—白板擦—白板筆構(gòu)架雖然可以回避這一問題，但是使用成本高，對(duì)傳統(tǒng)黑板—黑板擦—粉筆構(gòu)架的替換所需的投入大。目前在我國絕大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用條件還不成熟，我國的教育系統(tǒng)仍主要采用傳統(tǒng)黑板—黑板擦—粉筆構(gòu)架模式。近二十年來，我國科技工作者對(duì)傳統(tǒng)黑板—黑板擦—粉筆購架及其組成中的黑板、黑板擦亦試圖做較多的改進(jìn)出現(xiàn)了若干設(shè)想和設(shè)計(jì)，如無塵粉筆、無塵黑板、電動(dòng)黑板擦等，有些設(shè)計(jì)甚至已成為商品。然而，直到目前還沒有一項(xiàng)設(shè)計(jì)或產(chǎn)品真正普及開來，主要問題在于實(shí)用性差，應(yīng)用效果不佳等。粉筆灰塵影響了教育系統(tǒng)廣大師生的身心健康，以影響了使用場(chǎng)合的公共環(huán)境衛(wèi)生。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1電動(dòng)黑板擦黑板板體上下邊緣各設(shè)有一組鏈輪鏈條組，兩組鏈輪鏈條組各有一個(gè)鏈輪連接，有可驅(qū)動(dòng)其傳動(dòng)的電機(jī)。電動(dòng)清潔黑板，在板面頂邊安裝電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸橫向架設(shè)在板面頂邊，緊貼板面在其底邊安裝橫板狀清潔器。一種徹底清潔黑板的黑板擦，將條形黑板擦來回滑動(dòng)，由于磁鐵的作用使黑板擦的擦毛緊貼黑板，從而徹底清潔正面黑板。一種自動(dòng)清潔黑板，在黑板被自動(dòng)粉擦清潔的過程中向下關(guān)閉，在老師授課的時(shí)候向上打開。兩個(gè)清潔器分別固定于黑板兩側(cè)，在黑板清潔的的過程中進(jìn)行空氣清潔。全自動(dòng)清潔黑板擦，擦板的下表面有氈絨，在擦板下表面四周設(shè)有滾輪，擦板中間設(shè)有吸塵層，在吸塵層上方還有電池倉，該電池層通過觸摸按鈕與電路動(dòng)力裝置連接。帶腕套的黑板刷，由黑板刷和腕套組成的帶腕套的黑板刷，在黑板刷的背部設(shè)置一腕套。新型電動(dòng)黑板裝置只要打開開關(guān)就可以擦字，使用安全，無污染，用電少，壽命長。推薦精選推薦精選推薦精選1.3.2吸塵黑板擦擦黑板時(shí)能夠?qū)⒎酃P屑吸收，避免飄塵，污染環(huán)境。吸塵粉筆擦，小型吸塵器主體的吸塵口處安裝有毛刷。小型吸塵器主體頂部設(shè)置有除塵口，擦黑板的同時(shí)將粉筆塵吸收，避免粉筆塵污染環(huán)境。板擦體下部固定設(shè)置海綿體，板擦體側(cè)面設(shè)置刷子，板擦體上部設(shè)置防滑條，刷子可以將粉筆灰全部刷掉。軟皮背擦拭自動(dòng)清潔黑板，用軟面皮做成書寫面套，下襯鐵皮托板，取代傳統(tǒng)黑板的硬質(zhì)板面，面套可前后滾動(dòng)循環(huán)書寫使用。全自動(dòng)黑板擦黑板擦是用四個(gè)電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力，其中兩個(gè)電動(dòng)機(jī)裝在一個(gè)與黑板同樣大的框架上，另外兩個(gè)電動(dòng)機(jī)使一排軟毯做圓周運(yùn)動(dòng)。彈性黑板擦，可以將黑板擦里的粉筆灰輕松弄掉。無塵黑板擦，利用物理中的大氣壓的原理和杠桿原理，充分地吸收擦黑板時(shí)產(chǎn)生的灰塵。健康黑板擦，安裝于黑板左側(cè)，外形類似磁卡電話，用完放回除塵徹底，免清除，粉塵隨氣體直接排出室外，無二次污染。1.3.3集塵式黑板刷在擦干凈黑板的同時(shí)又能將粉筆灰收集起來，和普通的黑板刷使用方法相同，集塵式黑板擦，本技術(shù)簡單合理，擦、吸、慮、排一氣完成，設(shè)計(jì)了最合理的適用于不同粗糙的黑板和帶孔的毛刷擦板，鍍膜粉筆，本產(chǎn)品不脫粉，耐潮濕。新型電動(dòng)無粉塵黑板，用電源控制，完成工作后，粉塵能被收集到底部的小盒內(nèi)，利用電動(dòng)和電磁感應(yīng)原理。1.3.4自動(dòng)吸塵黑板刷吸塵黑板擦，利用高速電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空將粉筆灰吸進(jìn)，濾去粉塵，然后排出干凈的空氣。自動(dòng)吸塵黑板刷，使用過程中，利用電能做動(dòng)力，既擦拭了粉塵，又減輕了使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還將所擦落的粉塵自動(dòng)吸入粉塵收集袋中，不是粉塵在室內(nèi)飛揚(yáng)，從而保證了室內(nèi)空氣的清潔。電動(dòng)吸塵黑板擦，在擦黑板時(shí)，不但能使黑板表面清潔，還能把所有被接觸的塵灰吸進(jìn)機(jī)內(nèi)，避免塵灰再次污染，從而起到保護(hù)工作環(huán)境的作用。自動(dòng)吸塵黑板擦，使用時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)黑板擦擦體在導(dǎo)軌引導(dǎo)下做緊貼黑板的橫向運(yùn)動(dòng)，擦體兩側(cè)的擦條同時(shí)做上下運(yùn)動(dòng)，將黑板上的粉筆字跡擦去。集塵式快速清潔黑板刷，長度和黑板的高度一樣，寬略比一般的黑板刷寬幾厘米，掛在黑板上，可自由滑動(dòng)，集塵一次性把黑板上的粉筆灰擦干凈。防塵清潔黑板，由黑板一塊、有小孔的鋁合金擋板、一個(gè)裝粉筆的長方形槽、兩個(gè)鋁合金扣組成推薦精選推薦精選推薦精選。1.3.5衛(wèi)生黑板使用時(shí)把粉筆安插在粉筆槽內(nèi)，為師生使用提供便利，板面底邊的粉筆槽可收集師生在板面書寫粉筆字所掉落的粉筆灰。具有粉筆灰收集裝置的組合式黑板，包括黑板外框，固定板面A，固定板面B，活動(dòng)板面和集塵裝置等。便于攜帶提取粉筆的黑板擦，盒體的下部裝有刷體，盒體上部有一盒蓋，盒蓋和盒體一邊鉸鏈連接，盒體和盒蓋的另一邊接觸邊分別都裝有磁鐵。自動(dòng)清潔黑板，有板面接灰槽，接灰槽安裝在板面下方，板面上端設(shè)置儲(chǔ)水管，儲(chǔ)水管下部安裝指向板面的噴嘴，板面兩側(cè)安裝可擺動(dòng)的清潔刷。1.4本設(shè)計(jì)的內(nèi)容自動(dòng)清潔黑板擦選用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。電機(jī)軸與曲柄滑塊中的曲柄相連，而曲柄滑塊中的滑塊一端與菱形架的三角頂端相連，然后菱形架機(jī)構(gòu)的另一端與黑板擦相連。黑板擦固定在黑板上下的兩滑道上面，可以進(jìn)行左右滑動(dòng)，利用菱形架的伸縮性來實(shí)現(xiàn)黑板擦在黑板面的左右移動(dòng)，清除黑板面擦拭的死角。當(dāng)擦完黑板，黑板擦是停留在最左邊的，當(dāng)需要擦拭時(shí)，再讓它做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。黑板擦的周圍是密封圈，同時(shí)還在黑板正面裝有吸塵的扇葉，在黑板擦的右下邊有一個(gè)總的出口，用來把粉塵吸到積塵盒里面，當(dāng)積塵盒滿了再把它打開倒掉里面的粉塵。推薦精選推薦精選推薦精選2方案的確定2.1可行的幾種方案2.1.1無塵黑板擦現(xiàn)在學(xué)校普遍使用的黑板擦，結(jié)構(gòu)十分簡單，僅有擦去黑板上粉筆字的單一功能。這種黑板擦帶來的結(jié)果是粉筆灰在教室內(nèi)四處飛揚(yáng)，造成教室內(nèi)環(huán)境污染，給教師和學(xué)生帶來諸多不便。無塵黑板擦就是針對(duì)這一問題，提供一種可防止粉筆灰四處飛揚(yáng)的無塵黑板擦。無塵黑板擦采用如下技術(shù)方案：該黑板擦包括接粉盒，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是接粉盒的支架上設(shè)置有黑板擦，黑板擦的正面設(shè)置在接粉盒內(nèi)；黑板擦的正面為海綿體，海綿體的中間具有凹槽，黑板擦的背面為把手，設(shè)置在接粉盒外。無塵黑板擦的有益效果黑板擦的正面為海綿體，而且海綿體的中間具有凹槽，在黑板擦擦黑板的過程中，粉塵為海綿體吸收，還可存在凹槽中；另外，用后的黑板擦可存在接粉盒內(nèi)，避免了粉筆的粉塵四處飛揚(yáng)。圖2-1是本黑板擦的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-1黑板擦的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式：黑板擦包括接粉盒1，接粉盒的支架2上設(shè)置有黑板擦4，黑板擦4的正面，設(shè)置在接粉盒1內(nèi)；黑板擦4的正面為海綿體6，海綿體中間具有凹槽5；黑板擦4的背面為把手3，設(shè)置在接粉盒1外。使用時(shí)，把手3從接粉盒1拿取黑板擦4后，擦黑板上的文字；粉筆的粉塵為海綿體吸收，同時(shí)也落于凹槽推薦精選推薦精選推薦精選5內(nèi)；擦完黑板后，黑板擦4置于接粉盒1上，輕輕敲動(dòng)黑板擦4，粉筆的粉塵就會(huì)落到接粉盒1內(nèi)。2.1.2防塵黑板這種黑板擦不但能將黑板清潔干凈，特別是防止了擦黑板過程中粉塵飛揚(yáng)到保護(hù)老師及學(xué)生健康的目的。該黑板擦的目的是通過下述技術(shù)方案達(dá)到的。其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：它是由一組帶有軌道的邊框，一個(gè)滑輪支架和活動(dòng)黑板擦所組成。上下邊框設(shè)有軌道，左邊框可拆卸，右邊框設(shè)有帶閥門的矩形方框，矩形方框的上表面鉆有許多小孔，活動(dòng)黑板擦設(shè)有兩塊，右邊黑板擦主要是擦的作用，左邊黑板擦主要起吸水作用，中間設(shè)有隔板，防止沖洗時(shí)水沖到左邊黑板擦上，活動(dòng)黑板擦裝在滑輪支架上，滑輪支架裝在軌道之間。該黑板擦具體實(shí)施時(shí)，滑輪支架靠滑輪兩邊設(shè)有的平行通道。右邊框設(shè)有一個(gè)排污孔，及帶閥門的進(jìn)水孔。該黑板擦與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，它通過固定墻上的軌道與裝在滑輪支架上的活動(dòng)黑板擦相結(jié)合，滑輪支架在軌道上移動(dòng)時(shí)，使黑板擦上海綿與黑板相摩擦，擦去黑板上的粉筆字。當(dāng)移動(dòng)至最右端時(shí)，開啟進(jìn)水閥門以清除黑板擦上的粉灰。它克服了現(xiàn)有黑板擦在擦黑板時(shí)留有痕跡，且擦的過程中粉塵飛揚(yáng)，影響老師與學(xué)生的身體健康，具有使用方便，可拆卸，自動(dòng)清潔，黑板清潔徹底，無粉塵飛揚(yáng)，是現(xiàn)有黑板擦的更新?lián)Q代產(chǎn)品。對(duì)該黑板擦的幾點(diǎn)說明：（1）活動(dòng)黑板擦兩邊之桿之間距離與滑輪支架的平衡通道之間的距離相一致；（2）活動(dòng)支架輪上下之間的距離與上下邊框軌道之間的距離要求配合好，防止過松及過緊；（3）右邊框表面與黑板面在同一面上，清潔空間的寬度與右邊黑板擦到滑輪支架右框之間的距離相一致，以使右黑板擦能進(jìn)入清潔空間里；（4）安裝時(shí)邊框之間的連接部位，以及與墻面連接處，要進(jìn)行防漏處理，以防污水流出；（5）活動(dòng)黑板與滑輪支架，從左向右移動(dòng)時(shí)，活動(dòng)黑板擦左邊與滑輪支架左邊在不碰撞的情況下，距離應(yīng)盡量的小，同時(shí)，從右向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)黑板右邊框與滑輪支架的右邊框在不碰撞的情況下距離應(yīng)盡量的??；推薦精選推薦精選推薦精選（6）滑輪支架及活動(dòng)黑板擦在移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)支架，活動(dòng)黑板擦非海綿部分不得與黑板接觸、摩擦，只能是黑板擦上的海綿與黑板接觸摩擦，以防黑板劃傷；（7）活動(dòng)黑板擦海綿的大小比所裝位置的空間要大，這樣是為了讓海綿緊固在上面，并且一部分海綿能留在外面。2.1.3自清潔黑板自動(dòng)清潔黑板擦選用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。電機(jī)軸與曲柄滑塊中的曲柄相連，而曲柄滑塊中的滑塊一端與菱形架的三角頂端相連，然后菱形架機(jī)構(gòu)的另一端與黑板擦相連。黑板擦固定在黑板上下的兩滑道上面，可以進(jìn)行左右滑動(dòng)，利用菱形架的伸縮性來實(shí)現(xiàn)黑板擦在黑板面的左右移動(dòng)，清除黑板面擦拭的死角。當(dāng)擦完黑板，黑板擦是停留在最左邊的，當(dāng)需要擦拭時(shí)，再讓它做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。黑板擦的周圍是密封圈，同時(shí)還在黑板正面裝有吸塵的扇葉。在黑板擦的右下邊有一個(gè)總的出口，用來把粉塵吸到積塵盒里面，當(dāng)積塵盒滿了再把它打開倒掉里面的粉塵。2.2自動(dòng)清潔黑板擦方案的選擇2.2.1所屬技術(shù)領(lǐng)域本黑板擦是一種新型設(shè)計(jì)的實(shí)用裝置，尤其是能在擦完黑板后防止粉塵四處飛揚(yáng)。2.2.2背景技術(shù)國內(nèi)外普遍采用手工擦黑板的方法，由于人工擦黑板的技術(shù)有限，擦完的黑板也達(dá)不到預(yù)期的效果，而且每次擦完黑板教室里都粉塵到處飛揚(yáng)，也就是說，手工擦黑板擦一次就污染教師環(huán)境一次，而且勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，這樣落后的擦黑板方法和手段難以滿足我國的教育事業(yè)發(fā)展的需要。2.2.3發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)手工擦黑板方法擦黑板的質(zhì)量和勞動(dòng)強(qiáng)度大的不足，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)清潔黑板擦，該設(shè)備不僅能擦干凈黑板，防止粉塵飛揚(yáng)，而且大大減輕使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率。推薦精選推薦精選推薦精選本實(shí)用新型設(shè)備解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：自動(dòng)清潔黑板擦選用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。電機(jī)軸與曲柄滑塊中的曲柄相連，而曲柄滑塊中的滑塊一端與菱形架的三角頂端相連，然后菱形架機(jī)構(gòu)的另一端與黑板擦相連。黑板擦固定在黑板上下的兩滑道上面，可以進(jìn)行左右滑動(dòng)，利用菱形架的伸縮性來實(shí)現(xiàn)黑板擦在黑板面的左右移動(dòng)，清除黑板面擦拭的死角。當(dāng)擦完黑板，黑板擦是停留在最左邊的，當(dāng)需要擦拭時(shí)，再讓它做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。黑板擦的周圍是密封圈，同時(shí)還在黑板正面裝有吸塵的扇葉，在黑板擦的右下邊有一個(gè)總的出口，用來把粉塵吸到積塵盒里面，當(dāng)積塵盒滿了再把它打開倒掉里面的粉塵。本實(shí)用新型的有益效果是，在擦黑板的過程中完成清潔和和防塵的作用，擦干凈黑板的同時(shí)，減輕使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。下面結(jié)合原理圖2-2對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。在黑板一端固定一個(gè)電機(jī)，通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)連接到菱形架一端，電機(jī)帶動(dòng)菱形架伸縮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)黑板擦在豎直面上的往復(fù)擦拭。圖2-2最終方案原理圖2.3小黑板擦的方案確定2.3.1簡圖根據(jù)上述計(jì)算所得，決定選用12V500轉(zhuǎn)直流減速，同時(shí)配用加厚磁鐵行星減速箱電機(jī)和直徑為9.5mm的毛刷，其實(shí)物圖見圖2-3，圖2-4。2.3.2小黑板擦的結(jié)構(gòu)及工作情況簡介推薦精選推薦精選推薦精選小黑板擦的結(jié)構(gòu)是大黑板擦的其中一個(gè)，使毛刷和小電動(dòng)機(jī)的軸連在一起，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，毛刷跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，從而與黑板面接觸進(jìn)行擦除黑板字跡的功能，小黑板擦的周圍也是帶密封裝置的，它也可以防止在擦黑板時(shí)粉筆灰四處飛揚(yáng)。圖2-3減速電機(jī)實(shí)物圖圖2-4毛刷實(shí)物圖推薦精選推薦精選推薦精選3自動(dòng)吸塵清潔黑板擦的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1電機(jī)的選擇經(jīng)試驗(yàn)作用在黑板面上的應(yīng)力，則它所需要的壓力,所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率為,則電動(dòng)機(jī)所需功率為，查機(jī)械設(shè)計(jì)常用元器件手冊(cè)695頁表4-1，選用Y802-4電動(dòng)機(jī)，功率，轉(zhuǎn)速。3.2機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1材料的選擇本黑板擦所需的機(jī)架桿件是由長和寬分別為20mm×5mm鋁材方形鋁條加工而成，理論質(zhì)量為1.120kg/m，其密度小，重量輕，密度僅為2.7g/cm3，除擁有良好的塑性及加工性能外，還擁有良好的力學(xué)性能、可回收性、以及較高的耐磨性，能承受機(jī)構(gòu)變形時(shí)所產(chǎn)生的壓力。3.2.2菱形架幾何尺寸及自由度設(shè)計(jì)計(jì)算為320mm的鋁條和兩根長為170mm的鋁條組裝而成，如圖3-1，根據(jù)自由度的計(jì)算公式：推薦精選推薦精選推薦精選3.2.3曲柄滑塊幾何尺寸及自由度設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.4曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)分析與力學(xué)計(jì)算推薦精選推薦精選推薦精選圖3-3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖（1）對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析由圖3-3，可得任意時(shí)刻滑塊運(yùn)行距：且所以所以且所以所以有滑塊運(yùn)行距離：滑塊速度V為：推薦精選推薦精選推薦精選滑塊加速度為：經(jīng)實(shí)驗(yàn)求滑塊的最大行程，則取α=180，已知R=6cm，L=12cm，代入數(shù)據(jù)得Smax=12cmαmin=30m/s2則產(chǎn)生的最小力為F=m·αmin=1x30=30N而黑板擦所需拉力Ft=25N所以F>Ft滿足所需條件（2）曲軸扭矩理論計(jì)算對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做受力分析，在任一時(shí)刻滑塊、壓桿受力情況如圖3-4所示。圖3-4滑塊、壓桿受力圖對(duì)滑塊做力平衡分析有：曲柄處轉(zhuǎn)矩為其中力臂推薦精選推薦精選推薦精選又（3）曲柄滑塊動(dòng)力學(xué)特性圖3-5為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析示意圖。圖3-5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力分析示意圖從曲柄r傳到連桿l上的力與滑塊發(fā)出的壓力之間，存在如下關(guān)系：（3-3）曲柄頸A處，沿半徑方向的力和的關(guān)系：=（3-4）將上兩式聯(lián)立，可得到：=（3-5）曲柄頸沿r方向承受與力大小相等的壓力。曲柄頸沿圓周方向所受切線力與半徑r的乘積，就是轉(zhuǎn)矩T。T=×r（3-6）根據(jù)圖3-5可知：推薦精選推薦精選推薦精選（3-7）將（3-3）、（3-6）式代入（3-7）式，則（3-8）從上式求出P：（3-9）一般曲柄連桿機(jī)構(gòu)l>4r，所以，可將l看成比r大很多，即l>>r，這時(shí)，角趨近于零。則上式可以寫成：（3-10）按平面幾何圓部分的勾股定理，可以導(dǎo)出，將(3-10)代入式中，則得：（3-11）3.2.5凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用盤形凸輪的材料采用40Cr鋼（經(jīng)表面淬火，硬度為40～45HRC），用凸輪的遠(yuǎn)程和近程所運(yùn)動(dòng)的距離不同來來控制毛刷與黑板面的接觸與分離，以便能夠?qū)崿F(xiàn)部分擦除和整體擦除的功能。三維造型圖如圖3-6所示。圖3-6凸輪結(jié)構(gòu)三維圖（1）凸輪升程數(shù)據(jù)推薦精選推薦精選推薦精選①從動(dòng)件半徑（mm）：設(shè)定從動(dòng)件半徑，用來輪廓計(jì)算和測(cè)定；②凸輪基圓直徑（mm）：設(shè)定凸輪基圓直徑，可以用此數(shù)據(jù)微調(diào)凸輪尺寸，因?yàn)闆]有凸輪的長徑尺寸；③角度升程值（mm/deg）：以凸輪頂點(diǎn)轉(zhuǎn)180為0，只輸入有增量的兩個(gè)角度之間（90～270）的增量數(shù)據(jù)，每隔1進(jìn)行設(shè)定（機(jī)內(nèi)密化系統(tǒng)），最后制成升程表，見表3-1。表3-1凸輪軸凸輪升程表φφφ028.38728.3874122.58024.3028221.72221.865128.38428.3844222.49724.1498321.71521.855228.37528.3754322.42224.0008421.71021.846328.35928.2614422.35323.8558521.70621.837428.33728.3414522.29223.7148621.70321.827528.30728.3154622.23723.5788721.70121.818628.27128.2854722.18823.4478821.80821.808728.22628.2494822.14523.3228921.79921.799828.17328.2084922.10823.2029021.78921.789928.11228.1625022.07723.0879121.78021.7801028.04028.1115122.04922.9799221.77121.7711127.95828.0545222.02722.8769321.76121.7611227.86427.9935322.00722.7799421.75221.7521327.75727.9275421.99222.6899521.74221.7421427.63427.8565521.97922.6049621.73321.7331527.49227.7805621.96822.5259721.72521.7251627.32727.6995721.95822.4539821.71821.7181727.13327.6135821.94922.3869921.71321.7131826.90727.5225921.93922.32510021.70821.7081926.65727.4266021.93022.27010121.70421.7042026.39527.3266121.92022.22010221.70221.7022126.12927.2206221.91122.17510321.70021.7002225.86527.1096321.90122.1362325.60626.9936421.89122.1022425.35526.8726521.88222.0722525.11326.7466621.87222.0462624.88126.6166721.86322.0252724.65926.4806821.85322.0062824.44726.3406921.84321.9912924.24526.1967021.83421.979推薦精選推薦精選推薦精選3024.05426.0487121.82421.9683123.87325.8967221.82521.9593223.70225.7417321.805821.9493323.54225.5837421.79521.9403423.39025.4237521.78621.9303523.24825.2627621.77621.921由于在升程段廓形圓形滾珠與廓形的切點(diǎn)D1，D2都不在滾珠與凸輪的連心線上，而磨床砂輪必須磨出D1，D2點(diǎn)來，它的半徑又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滾珠半徑，所以必須通過計(jì)算得出凸輪廓形（D1，D2）坐標(biāo)，再換算成砂輪中心的坐標(biāo)，作為磨床砂輪橫向進(jìn)給的依據(jù)。（2）包絡(luò)線理論設(shè)想凸輪不轉(zhuǎn)，滾柱回繞凸輪旋轉(zhuǎn)，則滾柱外形形成一個(gè)圓的曲線族，凸輪廓形實(shí)際是它的內(nèi)包絡(luò)線。如圖3-7，以H表示滾柱與凸輪軸心距，則H=f（），以為滾柱半徑，則圓的一般方程為：（3-12）因?yàn)镠也是的函數(shù)，此式可寫成隱函數(shù)形式f（x，y，）＝0，這里為參變量，改變值可得不同的方程式。圖3-7凸輪廓形圖曲線族中的各點(diǎn)斜率，據(jù)微分學(xué)，可寫成：（3-13）還可以進(jìn)一步寫作：推薦精選推薦精選推薦精選（3-14）包絡(luò)線既與曲線族相切，其上各點(diǎn)應(yīng)與曲線族上各切點(diǎn)斜率相等，故也應(yīng)滿足公式（3-14）。曲線族方程f（x，y，）=0的全微分為：（3-15）即：（3-16）包絡(luò)線上各點(diǎn)既是曲線族里的點(diǎn)，其斜率又應(yīng)滿足公式(3-14)，將（3-14）、（3-15）式聯(lián)立，可得：（3-17）即包絡(luò)線方程，解此式得出以表示得x、y值，即包絡(luò)線上的各點(diǎn)坐標(biāo)。（3）凸輪廓形坐標(biāo)滾柱曲線族方程的隱函數(shù)形式將此式對(duì)微分后使解出x、y值為（3-18）推薦精選推薦精選推薦精選由于求曲線族的內(nèi)包絡(luò)線，故式（3-18）中正負(fù)號(hào)應(yīng)取負(fù)號(hào)。計(jì)算中微分以差分代替，即表列函數(shù)中若對(duì)應(yīng)于，則取表3-2為C語言編程計(jì)算凸輪軸、兩面的坐標(biāo)值為、值。表3-2凸輪的、值1.561148.38254.642141.9991.561148.38263.823142.2993.169148.36855.205141.9883.076148.36964.134142.2704.778148.34255.765141.9804.591148.34863.823142.2396.435148.30556.514141.9706.154148.31664.134142.2058.092148.25657.326141.9617.624148.27864.888142.1849.798148.19458.200141.9529.09565.159148.234142.16211.599148.11459.201141.94310.615148.18065.476142.13813.356148.02160.202141.93312.089148.11965.844142.12015.256147.90561.202141.92413.565148.05266.141142.10117.251147.76462.603141.91415.090147.97466.491142.081推薦精選推薦精選推薦精選19.296147.59863.203141.90516.571147.89166.894142.06621.484147.39564.267141.89518.007147.80467.229142.05323.857147.14665.205141.88519.492147.70667.557142.03826.504146.82966.205141.87620.980147.60268.512142.02329.460146.42567.206141.86622.472147.49068.953142.01133.699145.74668.206141.85723.966147.37069.517142.00026.587145.19969.271141.84725.464147.24370.142141.98839.238144.68370.208141.83726.966147.10970.703141.98042.699143.93071.208141.82828.425146.97271.451141.97144.568143.50272.209141.81829.935146.82472.263141.96245.900143.19573.209141.80931.497146.66273.200141.95346.880142.97074.274141.79933.016146.49874.201141.94347.610142.80575.211141.78934.540146.32675.202141.93448.158142.68576.211141.78036.069146.14676.202141.92448.596142.59277.276141.77037.557145.96577.139141.91648.959142.51778.213141.76039.096145.77278.203141.90649.288142.45279.213141.75140.642145.57079.204141.89649.582142.39680.214141.74142.100145.37580.141141.88849.795142.32682.023141.72545.033144.96682.206141.868（4）砂輪的中心坐標(biāo)在廓形磨削中砂輪也可想象為繞凸輪旋轉(zhuǎn)，磨削點(diǎn)即為滾輪于廓形的切點(diǎn)D，如圖3-8，以C表示砂輪中心，Rc為砂輪半徑，則只要求出砂輪中心的極坐標(biāo)Hc=f（），既可作為數(shù)控磨床的橫進(jìn)給數(shù)據(jù)。推薦精選推薦精選推薦精選由式（3-18）幾何關(guān)系可導(dǎo)出：（3-19）（3-20）（3-21）（3-22）查表3-2，取=125,=5，計(jì)算得出凸輪的、值。為了便于數(shù)控編程，、的數(shù)值經(jīng)過圓整、插補(bǔ)使角度為間隔1°的整數(shù)值。圖3-8廓形磨削示意圖3.2.6磨削圓周進(jìn)給量計(jì)算如圖3-7、圖3-8所示，當(dāng)磨削中凸輪以勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，磨削點(diǎn)D沿廓形移動(dòng)的弧長式變化的，以S表示弧長，則當(dāng)不變時(shí)，有很大的變化，造成工件轉(zhuǎn)一圈中法向磨削力和磨削熱都在變化，這必然使工件彈性變量不一致而影響廓形誤差，并容易在推薦精選推薦精選推薦精選很大處發(fā)生燒傷，現(xiàn)代磨床工件主軸采用交流變頻傳動(dòng)，完全可以做到使工件在一轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)速不均勻，有意在其式大的部分使工件轉(zhuǎn)速變慢，從而減少磨削力不均勻程度以避免燒傷和廓形誤差。故首先應(yīng)計(jì)算若干工件勻速旋轉(zhuǎn)，沿圓周變化規(guī)律。圖3-8中D點(diǎn)極坐標(biāo)為、，則有而若=常數(shù)，即工件均速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)微分學(xué)可得：仍如上文，以差分代替微分，即若對(duì)應(yīng)，取即可計(jì)算各點(diǎn)，編程后計(jì)算得出數(shù)據(jù)如表3-3。3.3滾筒的設(shè)計(jì)選用毛毯式長400mm直徑30mm的滾筒，在滾筒中間穿插一根總長800mm且直徑為2mm的鋼絲做成所需形狀，需要彎曲成形。將其固定于黑板擦平板的兩端，再將滾筒固定在小電機(jī)固定平板上，在電機(jī)和彈簧的帶動(dòng)下，使?jié)L筒和毛刷與黑板面一起相互分離、接觸。其工作原理與黑板擦除裝置極其類似。如圖推薦精選推薦精選推薦精選3-9所示。圖3-9清潔裝置表3-3凸輪圓周進(jìn)給量數(shù)據(jù)表Y1Y2223.38793122.0670223.38593123.0738323.38873221.5662323.38483223.0223423.39293321.1149423.38503322.9574523.39693420.6967523.37993422.8626623.40833520.2887623.37513522.7535723.42593619.9037723.37233622.6294823.44183719.5628823.36543722.4905923.47943819.2430923.35783822.32041023.53503918.94711023.35483922.12181123.60404018.68671123.34574021.92401223.70734118.43851223.33124121.71231323.85914218.21111323.32204221.47391424.09604318.01851423.31214321.22511524.20934417.85281523.30204420.97971625.78864517.68131623.29174520.72551725.92744617.54171723.28144620.46381826.25284717.43441823.27154720.19681927.58374817.33251923.25194819.93942027.53814917.24482023.24234919.69982127.38715017.17952123.24285218.98572227.04625117.12302223.23315318.75822326.57505217.07932323.22485418.55222426.02265317.04332423.21805518.36462525.43565417.01542523.19895618.17552624.84085516.99612623.19485718.00712724.25935616.98112723.19185817.8571推薦精選推薦精選推薦精選3.4吸塵裝置的選擇在黑板擦的擦除與吸附裝置的選擇中，采用了在每個(gè)小黑板擦板塊的正面等距離的安裝帶有電動(dòng)機(jī)的毛刷，如圖3-10，并在毛刷的正面背部安裝帶有風(fēng)扇的吸塵裝置，如圖3-11，使其粉筆灰能夠在風(fēng)力的帶動(dòng)下，從而進(jìn)行灰塵的吸附與收集。圖3-10粉塵擦除裝置圖3-11粉塵吸附收集裝置3.5電路控制的設(shè)計(jì)3.5.1硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)全自動(dòng)吸塵清洗黑板擦的硬件部分由核心控制器（單片機(jī)AT89S52）、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和無線遙控收發(fā)模塊組成。硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-12所示。圖3-12硬件結(jié)構(gòu)圖推薦精選推薦精選推薦精選3.5.2最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-13AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)圖3.5.3無線收發(fā)模塊推薦精選推薦精選推薦精選（1）SC2262發(fā)射器電路設(shè)計(jì)如圖3-14所示。推薦精選推薦精選推薦精選第1章、工作頻率：315M第2章、工作電壓：DC5V第3章、工作電流：3mA第4章、工作原理：超再生第5章、調(diào)制方式：ASK第6章、編碼芯片：SC2272（PT2272、PT2294），芯片兼容第7章、靈敏度：優(yōu)于-105dBm（50）第8章、輸出信息：互鎖（L）或非鎖（M）或自鎖（T）第9章、遙控距離：20-100米以上（此距離為配套不同發(fā)射器的開闊地實(shí)測(cè)距離）模塊的引腳功能，接收模塊的七個(gè)引腳分別為D3、D2、D1、D0、GND、VT、VCC，其中VCC為DC5V的供電端，GND為接地端，VT端為解碼有效輸出端，只要發(fā)射器的數(shù)據(jù)碼有輸出，VT都能同步輸出高電平；D3、D2、D1、D0是2262解碼芯片的四位數(shù)據(jù)輸出端，有信號(hào)時(shí)能輸出5V左右的高電平，驅(qū)動(dòng)電流約2mA，與發(fā)射器的四位數(shù)據(jù)輸出一一對(duì)應(yīng)。接收模塊不焊天線也能接收信號(hào)，為提高接收靈敏度，可以用一根長度約為20厘米的軟導(dǎo)線直接焊接到天線孔處。3.6作品三維圖及實(shí)物圖作品三維圖如圖3-16所示。作品實(shí)物圖如圖3-17所示：推薦精選推薦精選推薦精選結(jié)論綜上所述，該設(shè)計(jì)主要介紹了自動(dòng)清潔黑板擦的發(fā)展趨勢(shì)與總體設(shè)計(jì)；研究背景和方案的確定；整體運(yùn)動(dòng)部分的分析；伸縮架的設(shè)計(jì)；曲柄滑塊的設(shè)計(jì)；凸輪尺寸大小的設(shè)計(jì)；活動(dòng)黑板擦的設(shè)計(jì)；電路部分的設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，采用AutoCAD繪制零件圖和裝配圖，對(duì)主要零件采用UG4.0進(jìn)行三維造型，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我在設(shè)計(jì)與繪圖方面遇到了一些問題，但經(jīng)過老師和同學(xué)的指導(dǎo)幫助，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時(shí)解決。期間，我大量閱讀了各種技術(shù)資料及手冊(cè)，不僅認(rèn)真探討了機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各種問題，而且對(duì)零件進(jìn)行了全面的分析。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加深了自己對(duì)專業(yè)所學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，而且也拓寬了自己的知識(shí)面。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖過程中，使用了AutoCAD、UG4.0等二維和三維繪圖軟件，這些都不同程度地使我學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步充實(shí)自己。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)自己大學(xué)三