一种擦黑板机构的创新设计.pdf

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1、学术交流理论/研发/设计/制造ACADEMICCOMMUNICATION一种擦黑板机构的创新设计王信峰a，宋旭彤b，王震c（烟台大学a.机电汽车工程学院；b.海洋学院；c.计算机学院，山东烟台264005）摘要：提出了一种可自动将黑板上的字擦干净且可减少粉尘扩散的机构创新设计方案，该设计方案利用了结构对称原理，并且对这一设计方案进行了包括其机构组成和某些重要结构在内的具体设计。介绍了该机构工作原理，推导出了黑板擦的位移、速度、加速度与结构参数的关系，该分析结果对研究黑板擦运动的变化规律具有重要意义。关键词：擦黑板机构；创新设

2、计；粉尘扩散；结构对称中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1002－2333（2009）10－0029－03InnovativeDesignofaNewMechanismtoCleantheBlackboardWANGXin-fenga,SONGXu-Tongb,WANGZhenc（a.SchoolofMechatronicsandAutomobileEngineering;b.SchoolofOcean;c.InstituteofComputerScienceandTechnology,YantaiUnivers

3、ity,Yantai264005,China）Abstract：Thepapergivestheconstitutionofamechanismwhichisusedtocleantheblackboardandatthesametimestopthepowderfromharmingthehumanhealth.Symmetryofstructureisusedinthisdesign.Theconstitutionandworkingtheoryofthemechanismareintroducedandsomeimpo

4、rtantpartsofthemechanismaredesigned.Therelationsofthedisplacement,velocity,accelerationwiththestructureparametersareanalyzed.Theresultsareatheoreticalbasisofstudyingthemotionlawoftheeraser.Keywords：amechanismofcleaningtheblackboard;innovativedesign;spreadingofthepo

5、wder;symmetryofstructure空气中的粉尘对人类健康的威胁是一个全球性的问1.1机构主要零件的连接方式［5，6］题，空气中的粉尘进入人的呼吸道会引起各种疾病。给青如图1所示，横向机架5焊接在黑板边缘ad、bc稍少年们创造一个无粉尘的学习环境尤为迫切。学校教室内侧处，纵向机架10焊接在安装杆a′b′、c′d′上；齿轮16、粉尘产生的原因，很大一部分是由于用人工擦黑板，很多4与导杆7均铰接在横向机架5上，导杆14则铰接在纵改进黑板的措施应运而生［1，2］，但是这些设计方案或是不向机架10上；滑块15与滑块6分别

6、铰接在齿轮16的a1能从根本上解决问题，或是成本太高，从而使这些设计方齿轮4的a2处；板擦套在板擦套内形成过渡连接，板擦套案在现行的生活中不能普及。为此，设计了一种无尘自动上面为板擦罩，下面分别为滑块9和13的连接板，此时擦黑板机构。该机构能够实现完全自动擦黑板，并且能防在板擦套两侧均有上下重叠的3块连接板，在每一侧，3止粉尘扩散，具有良好的应用前景。块连接板通过2个螺栓连接起来,如图2与图3所示。1机构组成分析［3，4］板擦罩图1为自动擦黑板机构的示意图，该机构在黑板的背板擦套面，abcd为黑板边框，齿轮16径向线o1a1

7、为曲柄导杆机构滑块12（或9）o2o1a1的曲柄，齿轮4径向线o2a2为曲柄导杆机构o1o2a2的黑板擦曲柄；虚线o2a、o2d分别为导杆14运动的下、上极限位置，板擦毛刷虚线o1b、o1c分别为导杆7运动的下、上极限位置。图2黑板擦沿长度方向中心线断面图11板擦罩d′10c′板擦套12c9d8板擦罩上板137板擦罩下板黑板擦146板擦毛刷a1a2515O1O2416图3黑板擦沿宽度方向中心线断面图317ab21.2机构及某些构件应满足的几何条件a′b′首先，图1中各机构可按其长度方向中心线分为两图1自动擦黑板机构的示意图部

8、分，其中除了右半部分比左半部分多了一个机架10以1，11.安装杆2，17.导轨3.黑板4，16.齿轮5.横向机架外，其余部分完全依中心线对称；安装杆1、11与导轨2、6，8，9，12，13，15.滑块7.导杆10.纵向机架14.导杆17在同一平面内，它们组成的平面在黑板背面且通过aa′、机