新型環(huán)保黑板擦的設(shè)計(jì)

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引言

傳統(tǒng)黑板擦在擦黑板時(shí)容易造成粉塵飛揚(yáng)、黑板擦不干凈、黑板擦使用壽命短、浪費(fèi)人力等問題。針對這些問題，我們設(shè)計(jì)了一款新型環(huán)保黑板擦，該板擦具有吸塵、清潔高效、節(jié)省人力、太陽能充電、節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)。全面改善傳統(tǒng)板擦的缺點(diǎn)，具有廣闊的市場前景。

1.工作原理

該板擦利用太陽能板對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，利用單片機(jī)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過紅外傳感器采集的黑板信息進(jìn)行處理后對電機(jī)進(jìn)行控制，達(dá)到對板擦進(jìn)行控制擦字、規(guī)避黑板邊緣的目的。板擦通過真空負(fù)壓和磁吸式原理緊緊吸附黑板，底部毛刷對黑板進(jìn)行清理擦拭，同時(shí)內(nèi)部風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)吸入粉塵，板擦內(nèi)頂部裝有靜電吸附板，通過靜電對粉塵進(jìn)行吸附，當(dāng)吸附的粉塵過多時(shí)，側(cè)面的刮塵器自動(dòng)將粉塵刮入裝有水的水袋中。

2.設(shè)計(jì)方案

2.1電力系統(tǒng)

板擦頂部裝有太陽能板，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能存入板擦內(nèi)的電池當(dāng)中，通過板擦內(nèi)的穩(wěn)壓裝置穩(wěn)壓，對板擦進(jìn)行供電，同時(shí)板擦內(nèi)部裝有鋰電池，鋰電池具有充電時(shí)間短，能量比較高，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)可以利用家用220V電源對黑板擦進(jìn)行充電。

2.2單片機(jī)控制系統(tǒng)

該黑板擦利用單片機(jī)作為核心控制系統(tǒng)，單片機(jī)具有反應(yīng)速度快、信息處理時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)紅外傳感器采集到黑板上字跡、邊緣等信息時(shí)，將信息傳給單片機(jī)，單邊機(jī)對信息進(jìn)行處理并對電機(jī)進(jìn)行控制，板擦自動(dòng)移動(dòng)到相應(yīng)位置。

2.3除塵系統(tǒng)

板擦內(nèi)部正中央裝有小型風(fēng)機(jī)，當(dāng)板擦進(jìn)行工作時(shí)，板擦內(nèi)部的風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向內(nèi)的吸力，將粉塵吸入板擦內(nèi)部，板擦內(nèi)部裝有靜電吸板，通過頂部的靜電吸附板對粉塵進(jìn)行吸附，當(dāng)吸附的粉塵過多時(shí)，側(cè)面的刮塵器將粉塵刮入收集帶中，收集袋中裝有少量水，防止粉塵的飛揚(yáng)，達(dá)到對粉塵的吸收處理，實(shí)現(xiàn)了擦黑板時(shí)的無塵化。

2.4動(dòng)力系統(tǒng)

板擦內(nèi)部裝有5V小型電機(jī)，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)板擦的移動(dòng)，當(dāng)板擦移動(dòng)到邊緣時(shí)，根據(jù)單片機(jī)的控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，達(dá)到反向移動(dòng)的目的，當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，板擦前面兩個(gè)輔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)板擦轉(zhuǎn)彎，實(shí)現(xiàn)板擦的轉(zhuǎn)彎移動(dòng)。

3.設(shè)計(jì)總結(jié)

該板擦的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了擦黑板的無塵化、自動(dòng)化。解決了擦黑板過程中粉塵飛揚(yáng)的現(xiàn)象，保護(hù)了廣大師生身體健康，擦黑板的時(shí)候無需操作，節(jié)省了人力，節(jié)省了師生時(shí)間。該板擦的既可太陽能充電，也可人工充電，充電一次可用2至3天，無需特意進(jìn)行管理，閑置時(shí)太陽能自動(dòng)充電。該板擦使用壽命長，操作簡單，不僅解決了傳統(tǒng)板擦的問題，而且給廣大師生帶來極大便利，保護(hù)了廣大師生的身體健康安全，具有廣闊的發(fā)展前景。

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作者：劉松 朱占收 王慧穎  孟凡森 劉福民 單位：德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院