新型环保黑板擦的设计

引言

传统黑板擦在擦黑板时容易造成粉尘飞扬、黑板擦不干净、黑板擦使用寿命短、浪费人力等问题。针对这些问题，我们设计了一款新型环保黑板擦，该板擦具有吸尘、清洁高效、节省人力、太阳能充电、节省人力等优点。全面改善传统板擦的缺点，具有广阔的市场前景。

1.工作原理

该板擦利用太阳能板对整个系统进行供电，利用单片机对整个系统进行控制，通过红外传感器采集的黑板信息进行处理后对电机进行控制，达到对板擦进行控制擦字、规避黑板边缘的目的。板擦通过真空负压和磁吸式原理紧紧吸附黑板，底部毛刷对黑板进行清理擦拭，同时内部风机转动吸入粉尘，板擦内顶部装有静电吸附板，通过静电对粉尘进行吸附，当吸附的粉尘过多时，侧面的刮尘器自动将粉尘刮入装有水的水袋中。

2.设计方案

2.1电力系统

板擦顶部装有太阳能板，将太阳能转化为电能存入板擦内的电池当中，通过板擦内的稳压装置稳压，对板擦进行供电，同时板擦内部装有锂电池，锂电池具有充电时间短，能量比较高，使用寿命长等优点。同时可以利用家用220V电源对黑板擦进行充电。

2.2单片机控制系统

该黑板擦利用单片机作为核心控制系统，单片机具有反应速度快、信息处理时间短、抗干扰能力强等优点。当红外传感器采集到黑板上字迹、边缘等信息时，将信息传给单片机，单边机对信息进行处理并对电机进行控制，板擦自动移动到相应位置。

2.3除尘系统

板擦内部正中央装有小型风机，当板擦进行工作时，板擦内部的风机旋转，产生向内的吸力，将粉尘吸入板擦内部，板擦内部装有静电吸板，通过顶部的静电吸附板对粉尘进行吸附，当吸附的粉尘过多时，侧面的刮尘器将粉尘刮入收集带中，收集袋中装有少量水，防止粉尘的飞扬，达到对粉尘的吸收处理，实现了擦黑板时的无尘化。

2.4动力系统

板擦内部装有5V小型电机，通过电机的转动带动板擦的移动，当板擦移动到边缘时，根据单片机的控制电机反转，达到反向移动的目的，当需要转弯时，板擦前面两个辅轮转动，带动板擦转弯，实现板擦的转弯移动。

3.设计总结

该板擦的设计实现了擦黑板的无尘化、自动化。解决了擦黑板过程中粉尘飞扬的现象，保护了广大师生身体健康，擦黑板的时候无需操作，节省了人力，节省了师生时间。该板擦的既可太阳能充电，也可人工充电，充电一次可用2至3天，无需特意进行管理，闲置时太阳能自动充电。该板擦使用寿命长，操作简单，不仅解决了传统板擦的问题，而且给广大师生带来极大便利，保护了广大师生的身体健康安全，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1]张鹏飞.光伏发电自动跟踪系统的设计;哈尔滨理工大学出版社2009

[2]马忠梅.单片机的C语言应用程序;北京航空航天大学出版社2008

[3]李正吾.机电一体化技术及其应用;机械工业出版社1990

[4]黄苏南,邵惠鹤.基于信息的智能控制理论研究;信息与控制1994

[5]李全利,迟荣强.单片机原理及接口技术;高等教育出版社2004

作者：刘松 朱占收 王慧颖  孟凡森 刘福民 单位：德州学院机电工程学院