機(jī)械吸塵黑板擦的研究設(shè)計(jì)

陳鑒++邵春光

摘要：黑板擦及粉筆的發(fā)展見證了世界教育事業(yè)的一步步發(fā)展，為人類傳播知識(shí)，普及教育，立下了汗馬功勞。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，黑板已經(jīng)由最初的寫字類黑板，發(fā)展到了先進(jìn)的影音及顯像類黑板。然而黑板及黑板擦在世界范圍內(nèi)的概念進(jìn)化并沒有在教育領(lǐng)域有徹底的革新，在國外，由于小班教學(xué)及教育發(fā)展較成熟，大多使用第二代產(chǎn)品白板及油墨筆教學(xué)，這種黑板沒有粉塵的危害，但成本較高。在國內(nèi)，由于我國的發(fā)展及人口現(xiàn)狀，絕大多數(shù)場合還是使用的第一代黑板及粉筆，并且這種現(xiàn)狀在未來較長一段時(shí)間內(nèi)無法改變。這種配合的最大缺點(diǎn)就是粉筆灰揚(yáng)塵問題，文章對(duì)這些危害身體健康的問題提出了不同的解決方案。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；教學(xué)；黑板擦

中圖分類號(hào)：TS951.71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）20-0014-02

1項(xiàng)目背景

在當(dāng)今中國，粉筆仍是教師授課必備工具，幾乎所有的中小學(xué)教師都在使用傳統(tǒng)的粉筆上課，而由粉筆的粉塵造成的危害不可忽視。

據(jù)國家及地區(qū)相關(guān)部門的調(diào)查顯示，教師病近年來呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，已經(jīng)是不可忽視的問題。其主要原因是老師上課經(jīng)常用到粉筆，而粉筆的不合理制造及使用，導(dǎo)致了一些列的危害。其中粉塵引起的塵肺以及各種急慢性呼吸道疾病是目前職業(yè)病中危害最嚴(yán)重和最廣泛的一種。

粉筆由碳酸鈣硫酸鈣組成，教師在使用粉筆時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的粉筆粉塵。由于粉塵不能盡快散去，飄在空氣中，危害師生的身體健康。同時(shí)，粉筆的制造和使用也會(huì)引發(fā)很多社會(huì)環(huán)境問題。

粉筆對(duì)人體危害的形式主要有以下幾個(gè)方面：

①肺部影響：粉塵對(duì)教師身體的危害，尤其是對(duì)肺部的危害較為顯著。會(huì)引發(fā)常見慢性、急性肺炎等疾病。

②上呼吸道影響：會(huì)引起病變，鼻炎、哮喘、鼻咽、支氣管等部分的癌變等常見問題。

③眼睛影響：嚴(yán)重傷害眼部粘膜，形成慢性炎癥，誘發(fā)近視。

針對(duì)以上情況，為有效解決粉筆揚(yáng)塵對(duì)教師造成的生理危害，本小組研究并設(shè)計(jì)了該款機(jī)械式吸塵黑板擦，采用非電力系統(tǒng)式機(jī)械系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單性能可靠，同時(shí)具備出色的吸塵效果，在中小學(xué)教學(xué)系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用前景。

2研究內(nèi)容及研究重點(diǎn)

2.1理論模型

轉(zhuǎn)速-風(fēng)速模型；通過電機(jī)模型可以得到一定電壓下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，下面根據(jù)流體力學(xué)連續(xù)性方程討論風(fēng)速與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

轉(zhuǎn)速?風(fēng)量?風(fēng)速

風(fēng)速與扇葉轉(zhuǎn)速有一定的關(guān)系，假設(shè)（如圖1所示）為扇葉某圓周上的截面：

取扇葉上任意一點(diǎn)Vn為風(fēng)扇上該點(diǎn)線速度Vn=2 πrn/60，即為風(fēng)在此點(diǎn)的水平速度，那么豎直向上的速度Vz=Vn·tan