CN103991318B - 一种纯机械式绿色吸尘黑板擦 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯机械式绿色吸尘黑板擦。黑板擦主要由（1）黑板擦毛刷、（2）（5）两个橡胶轮、（3）黑板擦外壳、（4）吸尘海绵，以及（6）~（14）9个不同种类不同规格的齿轮组成的传动机构构成的。其中构成传动系统的有（6）~（9）四个不同规格的锥齿轮，以及（10）~（14）五个不同规格的直齿圆柱齿轮。仅利用简单的齿轮传动机构，利用擦黑板时黑板擦与黑板间的切向摩擦力为动力源带动整个机构，同时加入棘轮，充分利用不同向擦黑板时的摩擦力，保证风扇旋转时有足够的动力，同时加大与锥齿轮同轴的直齿圆柱齿轮的直径，使风扇具有更大的转速，保证了吸尘效果。无任何附加动力源，更节能，更经济，更环保。

Description

一种纯机械式绿色吸尘黑板擦

技术领域

本发明为一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，该发明可广泛适用于各种需要粉笔书写的场合，具有广大的市场前景。且本发明仅仅使用简单的齿轮传动，将擦黑板时黑板擦与黑板间的切向摩擦力转化为风扇旋转的动力，从而达到吸尘除尘的目的。该发明结构简单，无其他动力源(如电力)，是真正的纯机械式绿色无污染黑板擦。

背景技术

随着现代科学技术的发展，多媒体教学已经越来越多的走进了我们的教学课堂，并且有逐步取代传统板书教学方式的趋势。尽管如此，对于很多课程而言，多媒体方式教学效果并不明显，如数学、英语等。因此，传统的板书教学不可能被完全取代。然而，传统板书教学过程中产生的粉尘严重危害着学生以及老师的身体健康，尽管有了无尘粉笔的纯在，但在其擦拭过程中飘飞的粉尘依然十分严重，成为了威胁学生及老师健康的一大杀手。

目前，国内外关于黑板擦的研究主要有以下几个方向：

(1)纯风扇黑板擦

在黑板擦上设计个小风扇。用力擦黑板时，依靠电机的动力源带动小风扇排风将擦拭下的粉尘吹走。该风扇用个罩子遮住，三面不通风，这样产生的风就可以只吹向一个方向。该设计在使用当中依然没有解决粉尘污染的问题，虽然所有的粉尘被吹向同一个方向，粉尘最终还会在教室里飘散。

(2)自动吸尘粉笔擦

利用磁力等原理，对整个黑板进行改装，在黑板后面加工磁吸附装置。这种自动黑板擦能够自动地将黑板上的字擦掉，并且能吸收掉擦拭过程中产生的粉尘。其基本原理为：将一特制长条黑板擦固定在两根特制自动伞杆的顶端。再特制一种闸，用以控制伞杆上的按钮。擦拭黑板时，将带轮木板上的夹子向上拉起压在长条黑板擦上，这样可使黑板擦对黑板有一定的正压力。黑板擦工作时，海绵垫(课前已弄湿并将水压挤出去)将随着夹子在黑板擦的带动下在黑板上来回移动而将黑板上的字擦掉，同时借助水的湿度将擦拭的粉尘吸收掉。这种设计的自动黑板擦在实施起来会遇到诸多问题而导致使用的不便利。首先，其灵活性不高。在教学过程中，如何需要保存一部分内容而只擦拭掉另一部分内容时无法实现。由它的工作原理导致其作用范围是全部的黑板，而不是擦拭任意想要擦拭掉的部分。其次，水后变湿吸附粉尘的同时也导致黑板变湿，同样会影响教学效率和效果。此外，该黑板擦结构复杂，成本高且不易维护。

(3)雨刷式黑板擦

一种能够自动擦黑板的黑板擦，其技术特征是将一特制长条黑板擦固定在两根特制的自动伞杆的顶端；在长条黑板擦的左侧面上固定一块长条(S极)磁铁，还有一块与之完全相同的磁铁固定在黑板左侧墙壁上。其工作原理为：特制长条黑板擦依靠自动伞杆上的弹簧弹力和磁铁产生的排斥力作用来实现其在黑板上来回运动，从而将黑板上的字迹擦拭掉。实施起来难度大。首先，要在黑板上做较大改动，不仅增加额外成本，而且可行性不高。其次，这种方法的构思建造复杂，且过于花哨，容易影响学生的注意力，降低教学效果。

(4)全自动黑板擦

使用遥控器控制擦拭方向的黑板擦。其工作原理为：用四个电机驱动，其中两个电机装在一个与黑板同样大的框架上，并且通过减速器使一条模梁作上、下移动，另外两个电机使一排软毯做圆周运动，从而达到擦拭黑板上字迹的效果。所以，当需要擦黑板时，就无需人工的使用黑板擦，而是通过控制开关，使用它移动到需要的地方开始擦拭粉笔字迹。该设计同样给使用者带来诸多不便之处。首先，在擦拭过程中，通过控制开关来定位需擦拭部位时需要浪费很大一部分的时间，严重影响教学效率；其次，四台电机的耗电量很大，浪费能源；此外，电机工作时噪音大，影响教学效果，且其构思复杂，安装及维护成本高，不利于广泛使用。

鉴于现有针对黑板擦设计的各种不足，本项目拟在传统黑板擦的基础上进行改进，拟增加一对锥齿轮传动机构实现将黑板擦与黑板间产生的切向摩擦力转换成法向的动力输出，同时增加两个吸尘风扇来收集粉尘，达到再次利用的效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种纯机械式绿色吸尘黑板擦。

一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，包括毛刷、黑板擦外壳、传动机构，

所述传动机构包括橡胶轮a、橡胶轮b、大锥齿轮a、小锥齿轮a、大锥齿轮b、小锥齿轮b、直齿圆柱齿轮a、直齿圆柱齿轮b、直齿圆柱齿轮c、直齿圆柱齿轮d、直齿圆柱齿轮e、第一风扇和第二风扇，所述黑板擦外壳包括黑板擦外壳上板和黑板擦外壳侧板，所述黑板擦外壳上板内壁依次固定有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、所述第一轴与所述小锥齿轮a通过滚动轴承连接，所述小锥齿轮a与所述直齿圆柱齿轮a同轴且固定连接；所述第二轴与所述直齿圆柱齿轮b通过滚动轴承连接，所述直齿圆柱齿轮b与所述第一风扇同轴且固定连接；所述第三轴与所述直齿圆柱齿轮c通过滚动轴承连接，所述第四轴与所述直齿圆柱齿轮d通过滚动轴承连接，所述直齿圆柱齿轮d与第二风扇同轴且固定连接，所述第五轴与所述小锥齿轮b通过滚动轴承连接，所述小锥齿轮b与所述直齿圆柱齿轮e同轴且固定连接，所述直齿圆柱齿轮a与所述直齿圆柱齿轮b啮合，所述直齿圆柱齿轮b与所述直齿圆柱齿轮c啮合，所述直齿圆柱齿轮c与所述直齿圆柱齿轮d啮合，所述直齿圆柱齿轮d与所述直齿圆柱齿轮e啮合；

所述黑板擦外壳包括黑板擦外壳上板、黑板擦外壳侧板a和黑板擦外壳侧板b，所述黑板擦外壳侧板a内壁固定有第六轴，所述橡胶轮b包括大轮、小轮、弹片和拨叉，所述弹片固定在所述小轮上，弹片将所述拨叉抵在所述大轮的棘齿上，所述小轮和所述大轮通过滚动轴承与第六轴连接，所述大锥齿轮a与所述小轮同轴且固定连接，所述大锥齿轮a与所述小锥齿轮a啮合；所述黑板擦外壳侧板b内壁固定有第七轴，所述橡胶轮橡胶轮a包括大轮、小轮、弹片和拨叉，所述弹片固定在所述小轮上，弹片将所述拨叉抵在所述大轮的棘齿上，所述小轮和所述大轮通过滚动轴承与第七轴连接，所述大锥齿轮b与所述小轮同轴且固定连接，所述大锥齿轮b与所述小锥齿轮b啮合；

所述毛刷在所述橡胶轮a和所述橡胶轮b的下方设有开口槽，且所述毛刷与所述黑板擦外壳固定连接。

上述方案中，所述黑板擦外壳侧板a和所述黑板擦外壳板b上设有排气口。

上述方案中，所述黑板擦外壳上板的内壁固定有吸尘海绵。

上述方案中，所述大轮的材料为橡胶。

上述方案中，所述毛刷与所述黑板擦外壳通过螺丝固定连接。

本发明的有益效果是：仅利用简单的齿轮传动机构，利用擦黑板时黑板擦与黑板间的切向摩擦力为动力源带动整个机构，同时加入棘轮，充分利用不同向擦黑板时的摩擦力，保证风扇旋转时有足够的动力，同时加大与锥齿轮同轴的直齿圆柱齿轮的直径，使风扇具有更大的转速，保证了吸尘效果。无任何附加动力源，更节能，更经济，更环保。

附图说明

图1为发明实施例内部齿轮传动机构布置的立体效果图

图2为发明实施例的结构示意图

图3为毛刷示意图

图4为橡胶轮的结构示意图

图中标号分别代表：1、毛刷；2、橡胶轮a；3、黑板擦外壳；4、吸尘海绵；5、橡胶轮b；6、大锥齿轮a；7、小锥齿轮a；8、大锥齿轮b；9、小锥齿轮b；10、直齿圆柱齿轮a；11、直齿圆柱齿轮b；12、直齿圆柱齿轮c；13、直齿圆柱齿轮d；14、直齿圆柱齿轮e；15、第一风扇；16、第二风扇；17、黑板擦外壳上板；18、第一轴；19、第二轴；20、第三轴；21、第四轴；22、第五轴；26、大轮；27、小轮；28、弹片；29、小轮；30、排气口。

具体实施例

图1和图2为该齿轮传动机构结构图，图中(1)为毛刷，(3)为黑板擦外壳，(4)为吸尘海绵。此处利用海绵的张力将海绵打孔后套在黑板擦外壳内的轴上，从而固定吸尘海绵。

内部传动机构由(6)大锥齿轮a、(7)小锥齿轮a和(8)大锥齿轮b、(9)小锥齿轮b，(2)含内啮合棘轮的橡胶轮a、(5)含内啮合棘轮的橡胶轮b以及(10)直齿圆柱齿轮a、(11)直齿圆柱齿轮b、(12)直齿圆柱齿轮c、(13)直齿圆柱齿轮d、(14)直齿圆柱齿轮e组成。橡胶轮内棘轮的作用是保证无论黑板擦向左还是向右移动，其内部由圆柱齿轮与锥齿轮构成的轮系都能实现定向传动。

向左擦黑板时，板擦受到一定的压力，毛刷被压缩，橡胶轮通过毛刷上掏空的区域与黑板直接接触，橡胶轮a作为动力源。此时，橡胶轮a与黑板间相互接触，并且在切向摩擦力的作用下产生相对运动，此时齿轮逆棘爪方向转动，棘爪卡住棘齿轮，带动大锥齿轮a随橡胶轮一起转动，大锥齿轮a带动与其相啮合的小锥齿轮a，由小锥齿轮a带动与其同轴的较大直径的直齿圆柱齿轮a，增加传动的线速度，再带动齿轮b从而使风扇(15)转动，产生吸力，吸收灰尘。在使风扇(15)转动的同时，还带动直齿圆柱齿轮c，c带动d，同时，风扇(16)也开始转动，圆柱齿轮d带动e，e带动与其同轴的小锥齿轮b，小锥齿轮b带动与其相啮合的大锥齿轮b。此时，大锥齿轮b顺棘爪方向转动，因而可以与橡胶轮a反向转动而不受其阻碍。

向右擦黑板时，橡胶轮a作为动力源。此时，在棘轮的作用下，橡胶轮a与大锥齿轮b间为同向转动，橡胶轮b与大锥齿轮a间为反向转动，而由锥齿轮与直齿圆柱齿轮构成的轮系传动方向不变，即风扇转向亦不变。

Claims (5)

1.一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，其特征在于，包括毛刷(1)、黑板擦外壳(3)、传动机构，

所述传动机构包括橡胶轮a(2)、橡胶轮b(5)、大锥齿轮a(6)、小锥齿轮a(7)、大锥齿轮b(8)、小锥齿轮b(9)、直齿圆柱齿轮a(10)、直齿圆柱齿轮b(11)、直齿圆柱齿轮c(12)、直齿圆柱齿轮d(13)、直齿圆柱齿轮e(14)、第一风扇(15)和第二风扇(16)，所述黑板擦外壳(3)包括黑板擦外壳上板(17)和黑板擦外壳侧板(25)，所述黑板擦外壳上板(17)内壁依次固定有第一轴(18)、第二轴(19)、第三轴(20)、第四轴(21)、第五轴(22)、所述第一轴(18)与所述小锥齿轮a(7)通过滚动轴承连接，所述小锥齿轮a(7)与所述直齿圆柱齿轮a(10)同轴且固定连接；所述第二轴(19)与所述直齿圆柱齿轮b(11)通过滚动轴承连接，所述直齿圆柱齿轮b(11)与所述第一风扇(15)同轴且固定连接；所述第三轴(20)与所述直齿圆柱齿轮c(12)通过滚动轴承连接，所述第四轴(21)与所述直齿圆柱齿轮d(13)通过滚动轴承连接，所述直齿圆柱齿轮d(13)与第二风扇(16)同轴且固定连接，所述第五轴(22)与所述小锥齿轮b(9)通过滚动轴承连接，所述小锥齿轮b(9)与所述直齿圆柱齿轮e(14)同轴且固定连接，所述直齿圆柱齿轮a(10)与所述直齿圆柱齿轮b(11)啮合，所述直齿圆柱齿轮b(11)与所述直齿圆柱齿轮c(12)啮合，所述直齿圆柱齿轮c(12)与所述直齿圆柱齿轮d(13)啮合，所述直齿圆柱齿轮d(13)与所述直齿圆柱齿轮e(14)啮合；

所述黑板擦外壳(3)包括黑板擦外壳上板(17)、黑板擦外壳侧板a(25)和黑板擦外壳侧板b(25)，所述黑板擦外壳侧板a(25)内壁固定有第六轴(23)，所述橡胶轮b(5)包括大轮(26)、小轮(29)、弹片(28)和拨叉(27)，所述弹片(28)固定在所述小轮(29)上，弹片(28)将所述拨叉(27)抵在所述大轮(26)的棘齿上，所述小轮(29)和所述大轮(26)通过滚动轴承与第六轴(23)连接，所述大锥齿轮a(6)与所述小轮(29)同轴且固定连接，所述大锥齿轮a(6)与所述小锥齿轮a(7)啮合；所述黑板擦外壳侧板b(25)内壁固定有第七轴(24)，所述橡胶轮橡胶轮a(2)包括大轮(26)、小轮(29)、弹片(28)和拨叉(27)，所述弹片(28)固定在所述小轮(29)上，弹片(28)将所述拨叉(27)抵在所述大轮(26)的棘齿上，所述小轮(29)和所述大轮(26)通过滚动轴承与第七轴(24)连接，所述大锥齿轮b(8)与所述小轮(29)同轴且固定连接，所述大锥齿轮b(8)与所述小锥齿轮b(9)啮合；

所述毛刷(1)在所述橡胶轮a(2)和所述橡胶轮b(5)的下方设有开口槽，且所述毛刷(1)与所述黑板擦外壳(3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，其特征在于，所述黑板擦外壳侧板a(25)和所述黑板擦外壳侧板b(25)上设有排气口(30)。

3.根据权利要求1所述的一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，其特征在于，所述黑板擦外壳上板(17)的内壁固定有吸尘海绵(4)。

4.根据权利要求1所述的一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，其特征在于，所述大轮(26)的材料为橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种纯机械式绿色吸尘黑板擦，其特征在于，所述毛刷(1)与所述黑板擦外壳(3)通过螺丝固定连接。