磁吸附桥型黑板擦的结构设计
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摘要 本文介绍了一种磁吸附式桥型黑板擦，详细介绍了其工作原理，并对该磁吸附式黑板擦的结构进行了深入研究与实现。磁吸附式黑板擦竖直跨越整个黑板，通过磁铁吸附于黑板表面，利用轮子驱动黑板擦在黑板表面移动，移动时擦拭布将黑板擦拭干净。整个磁吸附式黑板擦的一体结构使得其一体化的运行方式减少了粉笔灰散落空气中，且双擦拭布能够将产生的粉笔灰封闭在其之间的空隙中。因此，此黑板擦具有省时省力、清洁度高、无尘擦拭等特点。
关键词 磁吸附；桥形；黑板擦；无尘
中图分类号TH6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）110-0091-02
0 引言
黑板作为常见的教学工具，为我们的教育教学带来很多方便，但是黑板也存在着一些问题，擦黑板时只能将表面少部分的粉笔灰带走，大部分的粉笔灰随着黑板擦的摆动散落到空气中，散落在空气中的粉笔灰不仅仅会污染环境，还影响到师生健康，引起一系列的呼吸道疾病 。黑板擦连续使用后会在表面积累大量的粉笔灰，在黑板与黑板擦之间形成一种，加大了擦拭的难度和粉笔灰散落的程度，擦黑板时候需要花费较大的力气，擦拭过的地方还会留下白色擦痕，影响了下次书写的清晰度。提高黑板的擦拭效率，减少擦黑板时候的体力支出，防止粉笔灰飞扬就显得尤为重要。因此，黑板擦的不断改进正在逐步涌现，本文作者在前期基础上，设计出了一种新型磁吸附式桥型黑板擦，该黑板擦凭借自己的结构优势，具有高效、省时、省力等优点。
1 整体结构设计
此磁吸附桥形黑板擦由磁吸附结构、驱动结构、擦拭结构组成。其结构图如图1所示，底面结构如图2所示。
磁吸附部分提供擦拭时必须的压力和轮子运行时的压力；驱动结构使黑板擦能够在黑板表面运行，并提供擦拭所需要的切向力；擦拭结构将黑板上的粉笔字擦干净，并起到防尘作用。
图1磁吸附黑板擦正面结构图
1、行程开关；2、电机及其轮子；3、电池；4、电机控制器；5、单片机；6、工字型磁铁；7、魔术贴；8、擦拭布；9、黑板面；10、黑板边；
图2磁吸附黑板擦底面结构图
1.1磁吸附机构设计
目前使用的黑板大多为磁性黑板，磁性黑板能够使用磁铁吸附在表面提供正向压力，此黑板擦就是利用磁铁会吸附在黑板表面来提供正向压力。采用工字型磁铁来提供擦拭时所需的正压力和轮子运行时的压力。工字的两端大面积磁铁用来提供轮子运行时的正压力，大面积的磁铁能够产生足够大的力来保障轮子与黑板面间的摩擦。中间部分的磁铁用来提供擦拭时候的压力，磁铁遍布整个黑板擦能够平衡压力，均匀擦拭。
1.2擦拭布设计
擦拭布分布在磁铁的两边，贯穿于整个黑板擦。两边的擦拭布将磁铁产生的力平均分配，使擦拭布能够紧贴黑板表面，还能够保持运行时候的平稳。两块擦拭布中间是磁铁，磁铁与黑板间有一定的空隙，擦拭时擦拭布将粉笔灰积累在磁铁与黑板的空隙间，保证了擦拭效果的同时还能防止粉笔灰散落空气中，起到了较好的防尘效果。擦拭布与机架采用魔术贴连接，其实物照片如照片1所示。魔术贴能够快速的将擦拭布与机架连接，保证擦拭时切向力的同时还能很方便的换取。使用一段时间之后，在擦拭布之间的空隙及其擦拭布上会留下粉笔灰，将擦拭布拿下来以后就很容易的清洁空隙间的粉笔灰，擦拭布上留下的粉笔灰也能很方便的清洁。擦拭布作为一种耗材，和魔术贴结合使用能够轻松换取，延长了此黑板擦的使用寿命。
1.3驱动轮设计
轮子分布在黑板擦两个端点，运行轨迹就是黑板最边缘位置，黑板的最边缘位置书写的次数少，能够保持相应的清洁，避免了粉笔灰导致的轮子打滑现象，为轮子与黑板间提供了一个稳定的路线。轮子设置在两端还能够节省黑板擦静置时所需的空间，防止了擦拭途中的盲区。为保证轮子运行的清洁环境，在轮子的两边都设计了清洁刷，清洁刷在轮子之前的位置，运行时刷子首先将黑板面清洁一遍，再一次保证了轮子运行时的环境干净整洁。
2 擦拭过程
此黑板擦默认左边为初始位置，当按下“开始”按钮时黑板擦开始向右走，并将所走过的范围擦干净；当黑板擦行程开关检测到达黑板右边时，黑板擦自动返回，再将黑板清洁一遍；当黑板擦行程开关检测到达黑板左边时，黑板擦停下来，完成一个擦拭过程。
当需要局部擦拭时，需要看好黑板擦运行位置，当到达擦拭边缘时候按下“停止”，黑板擦就会立即停下，如果需要擦拭两次则按下“回转”黑板擦立即向相反方向运行。
整个黑板擦使用单片机来控制，按钮选择黑板擦的工作方式，行程开关用来检测黑板擦所在的位置。
3 结论
此黑板擦的磁吸附功能和整体竖直跨越黑板擦的结构，加快了擦黑板的速度，减少擦黑板时候的时间耽误和体力支出，在一定程度上加快了老师的教学进度；整体运动的方式减慢了黑板擦与黑板相对运动的速度，防止了粉笔灰散落空气中；独特的擦拭布将产生的粉笔灰封闭在之间的空隙中，防止了粉笔灰的污染，保证了师生健康。
参考文献
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