新型環保黑板擦的設計

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引言

傳統黑板擦在擦黑板時容易造成粉塵飛揚、黑板擦不干凈、黑板擦使用壽命短、浪費人力等問題。針對這些問題，我們設計了一款新型環保黑板擦，該板擦具有吸塵、清潔高效、節省人力、太陽能充電、節省人力等優點。全面改善傳統板擦的缺點，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系統進行供電，利用單片機對整個系統進行控制，通過紅外傳感器采集的黑板信息進行處理后對電機進行控制，達到對板擦進行控制擦字、規避黑板邊緣的目的。板擦通過真空負壓和磁吸式原理緊緊吸附黑板，底部毛刷對黑板進行清理擦拭，同時內部風機轉動吸入粉塵，板擦內頂部裝有靜電吸附板，通過靜電對粉塵進行吸附，當吸附的粉塵過多時，側面的刮塵器自動將粉塵刮入裝有水的水袋中。

2.設計方案

2.1電力系統

板擦頂部裝有太陽能板，將太陽能轉化為電能存入板擦內的電池當中，通過板擦內的穩壓裝置穩壓，對板擦進行供電，同時板擦內部裝有鋰電池，鋰電池具有充電時間短，能量比較高，使用壽命長等優點。同時可以利用家用220V電源對黑板擦進行充電。

2.2單片機控制系統

該黑板擦利用單片機作為核心控制系統，單片機具有反應速度快、信息處理時間短、抗干擾能力強等優點。當紅外傳感器采集到黑板上字跡、邊緣等信息時，將信息傳給單片機，單邊機對信息進行處理并對電機進行控制，板擦自動移動到相應位置。

2.3除塵系統

板擦內部正中央裝有小型風機，當板擦進行工作時，板擦內部的風機旋轉，產生向內的吸力，將粉塵吸入板擦內部，板擦內部裝有靜電吸板，通過頂部的靜電吸附板對粉塵進行吸附，當吸附的粉塵過多時，側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，達到對粉塵的吸收處理，實現了擦黑板時的無塵化。

2.4動力系統

板擦內部裝有5V小型電機，通過電機的轉動帶動板擦的移動，當板擦移動到邊緣時，根據單片機的控制電機反轉，達到反向移動的目的，當需要轉彎時，板擦前面兩個輔輪轉動，帶動板擦轉彎，實現板擦的轉彎移動。

3.設計總結

該板擦的設計實現了擦黑板的無塵化、自動化。解決了擦黑板過程中粉塵飛揚的現象，保護了廣大師生身體健康，擦黑板的時候無需操作，節省了人力，節省了師生時間。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，無需特意進行管理，閑置時太陽能自動充電。該板擦使用壽命長，操作簡單，不僅解決了傳統板擦的問題，而且給廣大師生帶來極大便利，保護了廣大師生的身體健康安全，具有廣闊的發展前景。

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作者：劉松 朱占收 王慧穎  孟凡森 劉福民 單位：德州學院機電工程學院