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摘 要：粉笔作为教师们教学工作中最高效便捷的工具，一直被广泛使用，可是其造成的危害长久以来被大众所忽视，而由粉笔粉尘所引起的慢性咽炎等疾病也已经严重困扰了长期暴露在粉尘环境下的中老年教师。所以，我们拟开发出一款可以最大程度收集粉尘的板擦，将教学活动中的粉尘浓度降到最低。我们在板擦的设计上融入力学等科学原理，在外观、用材等方面均有创新点，努力贴近并实现可持续发展的社会目标，并决心以科学技术为师生们的身心健康保驾护航。
关键词：（从正文中提炼出五个左右的关键词）黑板擦;粉笔灰;静电;机械传动;环保
0 引言
当前，教育教学方式日趋多样化。基于当前数字化、网络化的时代背景，很多高校不仅对网络资源共享课程等方面的建设加大力度，促使慕课、微课等一系列在线课堂应运而生，课堂实际教学的方式和内容也被多媒体投影和方便美观的课件资源所丰富。然而，即使数字多媒体在为我们的课堂提供着无限的便携服务，在某些重要的教学关键点，我们还是会沿用承载着世代师生情节的教学工具：黑板和粉笔。例如，对于理论公式的推导，单凭课件的完美展示并不能被喜爱“刨根问底”的中国学子所接受;同样的，对于其他重要知识点的详细讲解，我们还是会希望老师能够拿起最行之有效的教学工具——粉笔，来为我们解答疑惑。目前，我国高校中所使用的黑板，多为烤漆材质的面板。此种材质不易磨损、硬度好、便于书写，可以很大程度上缓解自然光及白炽灯光的镜面反射，并可以最大程度保护学生的视力。粉笔的成分主要为不易分解的碳酸钙和硫酸钙，或含少量的氧化钙，其颗粒比粉尘大，多在以上，质量较重。擦黑板时，摩擦所产生的静电会使粉笔粉尘吸附于黑板表面，导致黑板清洁不彻底。尤其是干燥的北方地区，秋冬季节情况更甚。粉尘吸附现象已成为教室清洁时的一大困扰，粉笔灰如不能被及时的有效清除和净化，不仅会造成粉尘飞扬污染教室环境，同时也是很多肺部、咽喉疾病的诱因，很大一部分长期接触粉笔的中老年教师身患慢性咽炎、甚至哮喘的疾病，而这种现象却常常被人忽视的。本文拟设计一种将机械传动与电场力巧妙结合的新型黑板擦，其内部提供粉尘收纳功能，从而提高擦拭效率和擦拭质量，并兼具节能环保的性能。
1 基本构造
外观方面，根据使用时的抓握习惯，以及为保证最大限度的收集粉尘，我们采用传统的长方体底盒和独特设计的均匀布置的可替换模块盖板构成。
盖板主要包括擦拭模块和带孔底板两部分，如图1所示。擦拭模块采用尼龙面层内包海绵的方式，底部设置便于安装的塑料材质暗扣，交错、间隔安装于模块底板上。模块底板上具有圆形孔洞，便于粉灰通过孔洞进入粉笔擦内部。
底盒主要包括单侧孔壁、过滤网、粉尘盒、活动百叶、电极板、风扇和动力箱等部分，如图2所示，其中动力箱位于电极板的下方。底盒采用坚固的钢化塑料材质，能够有效的保护内部各种机械、电子装置和其他部件，大大延长了使用寿命。
2 工作原理
板擦的机械传动和电路等零部件位于电极板下方的动力箱中，有独立的外壳保护，防止粉尘污染，保证板擦正常工作。
基本工作原理：如图3所示，擦黑板时，通过末端带有质量球的轻质摇杆的限位左右摆动，带动与摇杆固结的齿轮规律性变向转动，从而推动齿条往复运动。在齿条末端固结有永磁体，通过机械传动催动永磁体往复切割磁感线圈发电，周期性的电流通过电路传递给电极板。另外，擦拭黑板时，通过摩擦生电已使粉尘带有电荷，这部分粉尘与电极板之间必然产生吸附作用，从而达到收集粉尘的目的。
为使板擦的使用更为便利，电路盒内还将设置一个小型电容，以满足板擦的其他附加功能。板擦配备了一个能够满足至少两小时的大需求教学活动的粉尘收纳盒。当板擦的一次使用完成后，将板擦倒置于桌面，将会触发其内重力感应开关，使切断电极板与电源的连通，解除对粉尘的束缚，同时启动风扇，形成局部气流，将收集粉尘直接送入粉尘收纳盒中。粉尘盒上带有活动百叶，风扇吹动时，百叶打开，粉尘进入，风扇停止工作时，百叶落下，控制粉尘回流。粉尘盒采用抽屉形式，可由侧边扣手将其取出，方便倾倒粉尘、清洁或更换过滤网等等。
3 板擦的优点
1）环保，粉尘净化效率高，能够捕集0.01微米以上的细粒粉尘;
2）节能，利用机械能转化为电能防止资源浪费;
3）可循环使用，板擦的表面损耗部件可替换，可以实现板擦的长时间使用;
4）符合现代人的审美需求，为教学活动提供新鲜趣味。
4 结束语
本文寫作目的为缓解实践教学活动中普遍存在的粉尘问题，利用当下先进的科学技术理论，将力学原理巧妙的融入到传统板擦中，并且在外形及结构等方面均有所创新。该板擦的环保和可循环程度极高，紧密贴合绿色持续健康发展的时代潮流，努力为高校师生营造一个更加高效、节能、环保的教学环境。
[参考文献]
[1] 黄蓝青，张晨雷.粉笔灰对于身体的危害及解决方法[J].清洗世界，2019，v.35;No.287，54-55.
[2]殷磊.一种手压式发电手电筒[P].CN203322757U.2013-12-04.
[3]仝世学，褚庆忠，等.基于静电吸附原理的光能无尘黑板擦的研究[J].科学技术创新，2018，199-200.
[4]陈鉴，邵春光.机械吸尘黑板擦的研究设计[J].企业技术开发，2014，v.33;No.441，20-21.
[5]王志，方岳，等.基于健康考虑的智能吸尘黑板檫的设计与研究[J].计算机产品与流通，2019，121.
关键词：（从正文中提炼出五个左右的关键词）黑板擦;粉笔灰;静电;机械传动;环保
0 引言
当前，教育教学方式日趋多样化。基于当前数字化、网络化的时代背景，很多高校不仅对网络资源共享课程等方面的建设加大力度，促使慕课、微课等一系列在线课堂应运而生，课堂实际教学的方式和内容也被多媒体投影和方便美观的课件资源所丰富。然而，即使数字多媒体在为我们的课堂提供着无限的便携服务，在某些重要的教学关键点，我们还是会沿用承载着世代师生情节的教学工具：黑板和粉笔。例如，对于理论公式的推导，单凭课件的完美展示并不能被喜爱“刨根问底”的中国学子所接受;同样的，对于其他重要知识点的详细讲解，我们还是会希望老师能够拿起最行之有效的教学工具——粉笔，来为我们解答疑惑。目前，我国高校中所使用的黑板，多为烤漆材质的面板。此种材质不易磨损、硬度好、便于书写，可以很大程度上缓解自然光及白炽灯光的镜面反射，并可以最大程度保护学生的视力。粉笔的成分主要为不易分解的碳酸钙和硫酸钙，或含少量的氧化钙，其颗粒比粉尘大，多在以上，质量较重。擦黑板时，摩擦所产生的静电会使粉笔粉尘吸附于黑板表面，导致黑板清洁不彻底。尤其是干燥的北方地区，秋冬季节情况更甚。粉尘吸附现象已成为教室清洁时的一大困扰，粉笔灰如不能被及时的有效清除和净化，不仅会造成粉尘飞扬污染教室环境，同时也是很多肺部、咽喉疾病的诱因，很大一部分长期接触粉笔的中老年教师身患慢性咽炎、甚至哮喘的疾病，而这种现象却常常被人忽视的。本文拟设计一种将机械传动与电场力巧妙结合的新型黑板擦，其内部提供粉尘收纳功能，从而提高擦拭效率和擦拭质量，并兼具节能环保的性能。
1 基本构造
外观方面，根据使用时的抓握习惯，以及为保证最大限度的收集粉尘，我们采用传统的长方体底盒和独特设计的均匀布置的可替换模块盖板构成。
盖板主要包括擦拭模块和带孔底板两部分，如图1所示。擦拭模块采用尼龙面层内包海绵的方式，底部设置便于安装的塑料材质暗扣，交错、间隔安装于模块底板上。模块底板上具有圆形孔洞，便于粉灰通过孔洞进入粉笔擦内部。
底盒主要包括单侧孔壁、过滤网、粉尘盒、活动百叶、电极板、风扇和动力箱等部分，如图2所示，其中动力箱位于电极板的下方。底盒采用坚固的钢化塑料材质，能够有效的保护内部各种机械、电子装置和其他部件，大大延长了使用寿命。
2 工作原理
板擦的机械传动和电路等零部件位于电极板下方的动力箱中，有独立的外壳保护，防止粉尘污染，保证板擦正常工作。
基本工作原理：如图3所示，擦黑板时，通过末端带有质量球的轻质摇杆的限位左右摆动，带动与摇杆固结的齿轮规律性变向转动，从而推动齿条往复运动。在齿条末端固结有永磁体，通过机械传动催动永磁体往复切割磁感线圈发电，周期性的电流通过电路传递给电极板。另外，擦拭黑板时，通过摩擦生电已使粉尘带有电荷，这部分粉尘与电极板之间必然产生吸附作用，从而达到收集粉尘的目的。
为使板擦的使用更为便利，电路盒内还将设置一个小型电容，以满足板擦的其他附加功能。板擦配备了一个能够满足至少两小时的大需求教学活动的粉尘收纳盒。当板擦的一次使用完成后，将板擦倒置于桌面，将会触发其内重力感应开关，使切断电极板与电源的连通，解除对粉尘的束缚，同时启动风扇，形成局部气流，将收集粉尘直接送入粉尘收纳盒中。粉尘盒上带有活动百叶，风扇吹动时，百叶打开，粉尘进入，风扇停止工作时，百叶落下，控制粉尘回流。粉尘盒采用抽屉形式，可由侧边扣手将其取出，方便倾倒粉尘、清洁或更换过滤网等等。
3 板擦的优点
1）环保，粉尘净化效率高，能够捕集0.01微米以上的细粒粉尘;
2）节能，利用机械能转化为电能防止资源浪费;
3）可循环使用，板擦的表面损耗部件可替换，可以实现板擦的长时间使用;
4）符合现代人的审美需求，为教学活动提供新鲜趣味。
4 结束语
本文寫作目的为缓解实践教学活动中普遍存在的粉尘问题，利用当下先进的科学技术理论，将力学原理巧妙的融入到传统板擦中，并且在外形及结构等方面均有所创新。该板擦的环保和可循环程度极高，紧密贴合绿色持续健康发展的时代潮流，努力为高校师生营造一个更加高效、节能、环保的教学环境。
[参考文献]
[1] 黄蓝青，张晨雷.粉笔灰对于身体的危害及解决方法[J].清洗世界，2019，v.35;No.287，54-55.
[2]殷磊.一种手压式发电手电筒[P].CN203322757U.2013-12-04.
[3]仝世学，褚庆忠，等.基于静电吸附原理的光能无尘黑板擦的研究[J].科学技术创新，2018，199-200.
[4]陈鉴，邵春光.机械吸尘黑板擦的研究设计[J].企业技术开发，2014，v.33;No.441，20-21.
[5]王志，方岳，等.基于健康考虑的智能吸尘黑板檫的设计与研究[J].计算机产品与流通，2019，121.